坐标对

代数基础

zuò biāo duì

坐标对(也称有序数对)是一对数 (x, y),用来确定坐标平面上一个唯一的位置。

Formula

(x, y)
Visualization

Definition

坐标对,也称有序数对,是写在括号中、用逗号分隔的两个数 $(x, y)$,用来在笛卡尔平面上定位一个点:第一个数($x$ 值,即横坐标)告诉你向左或向右移动多远,第二个数($y$ 值,即纵坐标)告诉你向上或向下移动多远,以原点 $(0, 0)$ 作为参考点。严格地说,在集合论中,有序对 $(a, b)$ 被定义为 $\{\{a\}, \{a, b\}\}$(库拉托夫斯基定义),这保证了当 $a \neq b$ 时 $(a, b) \neq (b, a)$;笛卡尔积 $A \times B = \{(a, b) \mid a \in A, b \in B\}$ 把这一概念推广到 $n$ 元组,也是把函数定义为有序对集合的基础。

Example

坐标对 $(3, 5)$ 表示:从原点出发,向右移动 $3$ 个单位,再向上移动 $5$ 个单位。$y = 3x$ 的解对包括 $(0, 0)$、$(1, 3)$、$(2, 6)$ 和 $(-1, -3)$,每一个都是该方程图像上的一点。函数 $f: \mathbb{R} \to \mathbb{R}$ 可以定义为有序对集合 $\{(x, f(x)) \mid x \in \mathbb{R}\}$;对于 $f(x) = x^2$,这就是 $\{(x, x^2) \mid x \in \mathbb{R}\}$,也就是 $\mathbb{R}^2$ 中的一条抛物线。

Key Insight

顺序很重要:$(3, 5)$ 与 $(5, 3)$ 是不同的位置,就像"三楼五号房"与"五楼三号房"是不同的地方一样。每一个二元方程都对应一组坐标对,把它们描出来就形成一条曲线;而通过集合来定义有序对,使得整个数学,函数、关系、笛卡尔积等等,都能仅仅由集合构建出来。