Net als bij het systeem van lengte- en breedtecirkels, gebeurt plaatsbepaling in de wiskunde met behulp van de snijpunten van lijnen. We werken echter niet met noorderbreedte, zuiderbreedte, oosterlengte en westerlengte. In de wiskunde gebruiken we een rooster waarin de lijnen met positieve en negatieve getallen zijn gecodeerd, een zogenaamd assenstelsel.
In het plaatje zie je een assenstelsel. Het bestaat uit een horizontale en een verticale as die loodrecht op elkaar staan. Deze assen worden coördinaatassen genoemd. Het snijpunt van de twee de coördinaatassen noemen we de oorsprong .
De plaats van roosterpunten in het assenstelsel kunnen we met twee getallen aangeven. We noemen deze getallen coördinaten.
Met de eerste coördinaat geven we aan hoever het punt ligt van de verticale as:
naar rechts rekenen we positief;
naar links negatief.
Met de tweede coördinaat geven we aan hoever het punt van de horizontale as af ligt:
naar boven rekenen we positief;
naar beneden negatief.
We schrijven een coördinatenpaar tussen haakjes. De oorsprong krijgt zo de coördinaten . In het assenstelsel zijn met een stip de roosterpunten en aangegeven.
Punt ligt:
5 eenheden rechts van de verticale as;
2 eenheden boven de horizontale as.
Punt ligt:
3 eenheden links van de verticale as;
4 eenheden onder de horizontale as.
De horizontale as wordt ook wel de -as genoemd en de
verticale as de -as.
De eerste coördinaat noemen we dan ook wel de -coördinaat en
de tweede coördinaat de -coördinaat.
Met behulp van coördinaten kun je plaatjes tekenen.
Met het (gratis) online computerprogramma
GeoGebra
kun je op die manier tekeningen maken.
Daarvoor gebruik je dan de commando's Lijnstuk en Veelhoekslijn.
Bijvoorbeeld met het commando
Lijnstuk[(3, 1), (4, 3)]
krijg je het rode lijnstukje zoals in de figuur hiernaast.
En met het commando
Veelhoekslijn[(2, 1), (3, 4), (1, 2), (2, 1)]
krijg je het driehoekje.
(De Engelstalige commando's hiervoor zijn Segment en Polyline.)
Teken in je schrift een rooster met assenstelsel van 10 hokjes horizontaal en
13 hokjes verticaal.
Je kunt ook het rooster op het werkblad gebruiken.
Teken in het rooster met de hand het plaatje dat je krijgt door de volgende 9 commando's van GeoGebra te combineren:
Veelhoekslijn[(3, 4), (1, 2), (0, 3), (4, 7), (2, 9), (2, 11), (4, 13), (6, 13), (8, 11), (8, 9), (6, 7), (10, 3), (9, 2), (7, 4)]
Veelhoekslijn[(3, 5), (3, 3), (4, 2), (6, 2), (7, 3), (7, 5)]
Veelhoekslijn[(2, 0), (4, 1), (4, 2)]
Veelhoekslijn[(8, 0), (6, 1), (6, 2)]
Veelhoekslijn[(3, 0), (4, 1), (4, 0)]
Veelhoekslijn[(6, 0), (6, 1), (7, 0)]
Veelhoekslijn[(3, 10), (3, 11), (4, 11), (4, 10), (3, 10)]
Veelhoekslijn[(6, 10), (6, 11), (7, 11), (7, 10), (6, 10)]
Veelhoekslijn[(5, 8), (6, 9), (4, 9), (5, 8)]
Controleer je tekening door de figuur ook met
GeoGebra
te tekenen.
Schrijf bij het plaatje hiernaast de bijbehorende GeoGebra-commando's op.
Controleer je commando's door ze in GeoGebra in te geven.
Teken in een rooster met potlood een leuk plaatje (maar niet te ingewikkeld)
en schrijf de bijbehorende commando's op.
Vraag een klasgenoot het plaatje te tekenen aan de hand van jouw commando's.
Controleer de tekening met behulp van GeoGebra.
Noteer de coördinaten van de roosterpunten die met een stip zijn aangegeven in het assenstelsel.
Neem het assenstelsel over op
ruitjespapier en teken daarin de punten met de
volgende coördinaten; zet de bijbehorende letter erbij:
, , en .
Ook aan punten die geen roosterpunten zijn, kunnen we coördinaten toekennen. De coördinaten zijn dan geen gehele getallen meer.
In het assenstelsel is het punt .
Neem het assenstelsel over en geef de volgende
punten zo nauwkeurig mogelijk aan; zet de
bijbehorende letter erbij:
, en .
Kleur in het assenstelsel het gebied waar de punten liggen waarvan de eerste coördinaat ligt tussen en en de tweede coördinaat ligt tussen en .
Het is moeilijk om in het assenstelsel van opgave 8c punten met niet-gehele coördinaten heel nauwkeurig aan te geven. In het plaatje zie je het stuk van het assenstelsel dat je in opgave 8d gekleurd hebt, vergroot afgebeeld.
Neem dit vergrote deel van het assenstelsel over
op ruitjespapier en geef daarin de precieze plaats
van de volgende punten aan; schrijf de letters
erbij:
, en .
In het assenstelsel hiernaast zijn twee lijnstukken getekend: lijnstuk en lijnstuk .
Je kunt de lijnstukken naar beide zijden verlengen.
De lijn door
snijdt dan de verticale as. Dat punt noemen we punt .
De lijn door
snijdt de horizontale as in punt .
Schrijf de coördinaten op van punten en .
Het midden van lijnstuk is punt .
Schrijf de coördinaten op van punt .
Wat zijn de coördinaten van snijpunt van de lijnstukken?
Punt ligt op de lijn door en . De eerste coördinaat van is 20.
Schrijf de coördinaten op van punt .
Punt ligt op de lijn door en . De tweede coördinaat van is 15.
Schrijf de coördinaten op van punt .
Teken op ruitjespapier een assenstelsel. Laat de horizontale en de verticale as van tot en met lopen.
Kleur het gebied waarin de punten liggen waarvan de eerste coördinaat ligt tussen en en de tweede coördinaat tussen en .
Geef de coördinaten van de vier hoekpunten van dit gebied.
Geef de coördinaten van het middelpunt van dit gebied.
We bekijken alle mogelijke punten met de eigenschap:
de eerste coördinaat ligt tussen en ,
en mag ook;
de tweede coördinaat ligt tussen en ,
en mag ook.
Welke vorm heeft het gebied waarin deze punten liggen?
Wat zijn de hoekpunten van dit gebied?
Hoeveel roosterpunten liggen er in dit gebied?
De rechthoek in het plaatje heeft hoekpunten , , en .
, , en zijn de middens van de zijden van de rechthoek.
Ook is een diagonaal van de rechthoek getekend. Het midden
van de diagonaal noemen we .
Neem het assenstelsel met de rechthoek over en teken vierhoek .
Wat voor soort vierhoek is ?
Ines wil de coördinaten van punt weten. Ze redeneert als volgt:
"Als
ik stappen naar rechts ga vanuit het punt , kom ik in het punt . Het punt krijg ik dus door stap naar rechts te gaan vanuit het punt . Dus punt heeft coördinaten ."
De redenering van Ines komt op hetzelfde neer als het gemiddelde nemen van de getallen en . Het berekenen van een gemiddelde ben je in hoofdstuk - Getallenlijn al tegengekomen.
Bereken op de manier als Ines de coördinaten van , en .
Geef de coördinaten van .
In het assenstelsel liggen de punten
en
.
Op lijn
zijn vanuit
en
roosterpunten op gelijke afstand van elkaar getekend. Die afstand is steeds dezelfde
als de afstand van
tot
.
Het eerste punt onder is .
Wat zijn de coördinaten van het derde roosterpunt onder ?
Wat zijn de coördinaten van het tiende roosterpunt boven ?
Teken op ruitjespapier een assenstelsel. Neem de assen van tot en met .
Teken in dit assenstelsel de vierhoek met hoekpunten , , en .
Het midden van zijde noemen we .
Het midden van zijde noemen we .
Het midden van zijde noemen we .
Het midden van zijde noemen we .
Teken de punten , , en .
Teken vierhoek .
Wat voor soort vierhoek is ? En wat voor soort vierhoek is ?
Bereken de coördinaten van , , en .
Van een parallellogram zijn drie hoekpunten gegeven: , en .
Wat zijn de coördinaten van het vierde hoekpunt?
Er zijn drie antwoorden mogelijk.
In het assenstelsel hiernaast zijn vier punten getekend.
Een rechte lijn gaat door de punten en .
Schrijf de coördinaten op van nog vijf roosterpunten op deze lijn.
Omschrijf het verband tussen de eerste en tweede coördinaat van punten op
deze lijn.
Maak een formule voor de punten op deze lijn.
Een rechte lijn gaat door de punten en .
Schrijf de coördinaten op van nog vijf roosterpunten op deze lijn.
De lijn door en snijdt de lijn door en . Wat zijn de coördinaten van het snijpunt?
Onderzoek of het punt ligt op de lijn door en .
Het punt ligt op het midden van lijnstuk en punt ligt op het midden van lijnstuk .
Schrijf de coördinaten op van punten en .
Je kunt twee vierkanten tekenen, zodat lijnstuk een zijde van dit vierkant is.
Geef voor beide gevallen de coördinaten van de andere twee hoekpunten van het vierkant.
Het idee dat je een meetkundig punt in het platte vlak voor kunt stellen als een getallenpaar is afkomstig van René Descartes. Deze Franse filosoof en wiskundige publiceerde zijn ontdekking in in een bijlage, La Géométrie, bij zijn belangrijkste filosofische werk: Discours de la méthode.
Het verhaal gaat dat Descartes zijn wiskundig idee te danken heeft
aan een vlieg op het plafond van zijn slaapkamer. Descartes zag de
vlieg en vroeg zich af hoe hij de baan, die de vlieg aflegde, kon
beschrijven zonder deze te tekenen. Descartes kreeg een geniale
ingeving.
De positie van de vlieg kan ik beschrijven door de
afstand te bepalen van de vlieg tot twee haaks op elkaar staande
muren.
Het idee van coördinaten is geboren.