x坐标
x zuò biāo
x坐标是有序数对中的第一个数,表示一个点相对原点的水平距离和方向。
Definition
x坐标(也叫横坐标)是有序数对 $(x, y)$ 中的第一个数:它告诉你从原点向左或向右移动多远,正数表示向右,负数表示向左;对于函数 $f$,它代表输入(自变量)。从几何上看,它是点在x轴上的投影,形式上是应用由 $\pi_1(x, y) = x$ 定义的线性投影 $\pi_1 : \mathbb{R}^2 \to \mathbb{R}$ 的结果,等价于该点与单位向量 $e_1 = (1, 0)$ 的点积;在以 $\{u, v\}$ 为基的旋转坐标系中,"x坐标"变为 $p \cdot u / |u|$。
Example
在点 $(6, 2)$ 中,x坐标是 $6$,意味着向右移动 $6$ 格;而在 $(-4, 3)$ 中,x坐标 $-4$ 意味着向左移动 $4$ 格。求 $(2, 8)$ 和 $(10, 4)$ 中点的x坐标:$x_{mid} = (2 + 10)/2 = 6$,即两个x坐标的平均值。在 $45$ 度旋转下,点 $(3, 1)$ 在旋转坐标系中的新x坐标是 $3\cos(45^\circ) + 1\sin(45^\circ) = (3 + 1)/\sqrt{2} = 2\sqrt{2}$。
Key Insight
读有序数对时始终从左到右,先x后y;可以记成"字母表中x排在y前面"来帮助记住顺序。从几何上看,从一个点向x轴作垂线,垂足所在的位置就是x坐标,这个想法可以推广到更高维的空间。坐标并不是点本身固有的属性,而是取决于基的选择:改变基(比如旋转坐标轴)会改变所有坐标,而几何上的点本身保持不变,这是区分向量与坐标的核心洞见。