座標平面
直角に交わる二本の数直線。それだけで、どんな数の組にも居場所ができます。人がつまずくのは組の順序と、どの象限がどれかの二点で、どちらも読むより手を動かしたほうが早く身につきます。
最終更新
座標平面が現れる前、直線は描くものであり、円は測るものでした。現れたあとは、ど ちらも計算できる方程式です。グラフを描く作業のすべて、そしてそのあと代数でやる ことのほとんどが、ひとつの小さな考えに支えられています。数の組が場所を名づけ る。
下の格子のどこでもクリックしてください。破線が、組がどう作られるかを示します。
どこでもクリックしてみてください。破線が読み方を示します。まず x 軸に沿って横、それから y 軸に沿って上です。
先に横、それから上
二本の軸はそれぞれ一つの仕事をします。x 軸は左から右へ走り、横にどれだけ進 んだかを測ります。y 軸は下から上へ走り、どれだけ上がったかを測ります。交わ るところが原点、つまり (0, 0) です。どちらの向きにも距離ゼロという意味です。
点を名づけるには、決まった順で二つの数を言います。横、それから上。ですから (3, 2) は右に三つ、上に二つです。点そのものには、どちらの数がどちらなのかを示す ものは何もありません。その情報を運んでいるのは順序です。だから順序対と呼ばれ、 だから (3, 2) と (2, 3) は別の場所になります。
いつまでも混ざってしまうなら、たいてい残るこつがあります。アルファベットで x は y より前だから、組でも先に来る。
負の数は向きを反対にするだけです。x 座標が負なら右ではなく左へ、y が負なら上で はなく下へ。格子の左下あたりをクリックして、二つの符号がそろって負になるのを見 てください。
四つの象限
二本の軸は平面を四つの領域に切り分け、右上から反時計回りに番号がつきます。
| 象限 | x | y | 例 |
|---|---|---|---|
| I | 正 | 正 | (3, 2) |
| II | 負 | 正 | (-4, 1) |
| III | 負 | 負 | (-2, -3) |
| IV | 正 | 負 | (4, -2) |
反時計回りという順は、角を習うまでは奇妙な決め方に見えます。角も、正の x 軸から 反時計回りに測ります。二つの約束は意図して一致しているのです。
軸そのものに第五の領域はありません。(0, 3) のような点は y 軸の上にあり、 (-4, 0) のような点は x 軸の上にあります。どちらも象限の中にはありません。軸が 境界だからです。上の道具は、軸をクリックしたときにそれを明示します。ここがいち ばん当て推量されやすいところだからです。
点の集まりをまとめて打つ
一つずつの点が自動的になってきたら、点の並びが何かを語りはじめます。同じ軸の上 に打った四つの点です。
ばらばらではなく、一列に並んでいます。座標平面が働きはじめるのはこの瞬間です。 数の並びの中の規則が、目に見える形になり、目に見える形はたいてい方程式として 書けます。この場合はどの y も自分の x の半分ですから、直線は y = 1/2x です。
一問やってみる
必要なら上に格子がありますが、まずは頭のなかで位置を決めてみてください。
その点は (-3, 5) です。問いをわざと二つめの数についてにしたのは、組を順に読む 習慣こそ、ここで身につける値打ちのあるものだからです。
よくある質問
- 座標平面とは何ですか。
- 直角に交わる二本の数直線です。横のものを x 軸、縦のものを y 軸と呼びます。二本は原点と呼ばれる点で出会い、原点は (0, 0) です。これによって平らな面のどの点も、数の組で名づけられるようになります。横にどれだけ、上にどれだけ、という組です。
- 順序対ではどちらの数が先ですか。
- いつでも x 座標です。(3, 2) は横に 3、上に 2 という意味で、逆ではありません。アルファベット順が確実な覚え方です。x は y より前に来て、組でも先に来ます。「順序対」の「順序」は本当に働いています。(3, 2) と (2, 3) は別の点です。
- 四つの象限はどう番号がついていますか。
- 右上から始まり、反時計回りに進みます。第一象限は右上で、二つの座標がどちらも正。第二は左上(x が負、y が正)、第三は左下(両方負)、第四は右下(x が正、y が負)です。反時計回りは恣意的に見えますが、角を測る向きと一致します。だからこの向きで覚える価値があります。
- 軸の上にある点はどの象限に入りますか。
- どれにも入りません。軸は象限どうしの境界で、どの象限の一部でもありません。ですから (0, 3) や (-4, 0) のような点は、y 軸上にある、x 軸上にある、と言い、象限の中にあるとは言いません。原点は両方の軸の上にあります。
- なぜデカルト平面と呼ばれるのですか。
- 1637 年に、点を数の組で名づける考えを発表したルネ・デカルトにちなみます。数学でもっとも役に立つ考えのひとつで、幾何を代数に変えてしまいます。直線は絵であることをやめ、方程式になります。だからこそ、直線について計算できるようになったのです。
次は自分の手で、本気で
他人の計算を読むことと、自分で解けることは別です。Coddy の数学コースは一手ごとに正しさを確認するボードで進めるので、今の実力がはっきり分かります。