公开课一轮复习极坐标和参数方程共20页
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极坐标系与参数方程♦知识梳理 、极坐标在象限确定.二、常见曲线的极坐标方程 1、圆的极坐标方程(1) 圆心在极点,半径为r 的圆的极坐标方程是 _____ ;(2) ______________________________________________________________ 圆心在极轴上的点(a,0)处,且过极点0的圆的极坐标方程是 _________________________ (3)圆心在点(a,处且过极点的圆0的极坐标方程是 ___________ 。
2、直线的极坐标方程(1) 过极点且倾斜角为 的直线的极坐标方程是 __________ ;(2) _______________________________________________________ 过点(a,0),且垂直于极轴的直线的极坐标方程是 ___________________________________ 三、常见曲线的参数方程1、极坐标定义:M 是平面上一点,表示0M 的长度,是MOx ,则有序实数实数对(,),叫极径,叫极角;一般地,2、极坐标和直角坐标互化公式:COS2 2 x 2y sin或t tany (x 0)的象限由点(x, y )所[0,2 ), 0x y第一节 平面直角坐标系中的伸缩、平移变换知识点】点P(x,y)的对应点为P'(x',y')。
称 为平面直角坐标系中的伸缩变换 定义 2: 在平面内,将图形 F 上所有点按照同一个方向,移动同样长度,称为图形F 的平移。
若以向量a 表示移动的方向和长度,我们也称图形 F 按向量a 平移. F 上任意一点P 的坐标为(x, y),向量a (h, k),平移后因为平移变换仅改变图形的位置,不改变它的形状和大小.所以,在 平移变换作用下,曲线上任意两点间的距离保持不变。
【典例1】(2014年高考辽宁卷(文))将圆x 2 + /= 1上每一点的横坐标保持不变,纵坐 标变为原来的 2 倍,得曲线 C. (I) 写出 C 的参数方程;(II )设直线1: 2x + y - 2二0与C 的交点为P i ,P 2,以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极 轴建立极坐标系,求过线段 P i P 2的中点且与I 垂直的直线的极坐标方程.练习:定义 1:设 P(x, y) 是平面直角坐标系中的任意一点,在变换x' x( y' y(00))的作用下,在平面直角坐标系中,设图形 的对应点为P(x, y )则有:即有:x x h, y y k在平面直角坐标系中,由 (x,y) (h,k) (x,y)xh x h 所确定的变换是一个平移变换。
极坐标和参数方程【提纲挈领】请阅读下面文字,并在关键词下面记着重号 主干知识归纳1.坐标系(1)平面直角坐标系中的伸缩变换:设点P(x ,y)是平面直角坐标系中的任意一点,在变换 φ:⎩⎨⎧x′=λ·x λ>0,y′=μ·yμ>0的作用下,点P(x ,y)对应到P′(x′,y′),称φ为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换,简称伸缩变换. (2)直角坐标和极坐标的互化把直角坐标系的原点作为极点,x 轴的正半轴作为极轴,并在两坐标系中取相同的长度单位,设M 是平面内任意一点,它的直角坐标是(x ,y),极坐标是(ρ,θ),则x =ρcosθ,y =ρsinθ且222,,0y x y tan x xρθ=+=≠.这就是直角坐标和极坐标的互化公式.(3)曲线的极坐标方程的概念:在极坐标系中,如果平面曲线C 上任意一点的极坐标至少有一个满足方程f(ρ,θ)=0,并且坐标适合f(ρ,θ)=0的点都在曲线C 上,那么方程f(ρ,θ)=0就叫做曲线C 的极坐标方程. 2.参数方程(1)参数方程的概念:一般地,在平面直角坐标中,如果曲线C 上任一点M 的坐标x ,y 都是某个变数t 的函数()()x f t y g t =⎧⎨=⎩反过来,对于t 的每个允许值,由函数式()()x f t y g t =⎧⎨=⎩所确定的点M(x ,y)都在曲线C 上,那么方程()()x f t y g t =⎧⎨=⎩叫做曲线C 的参数方程,联系变数x ,y 的变数t 是参变数,简称参数.相对于参数方程而言,直接给出点的坐标间关系的叫普通方程.(2)参数方程与普通方程的互化:参数方程化为普通方程的过程就是消参过程,常见方法有三种: ①代入法:利用解方程的技巧求出参数t ,然后代入消去参数; ②三角法:利用三角恒等式消去参数;③整体消元法:根据参数方程本身的结构特征,从整体上消去参数.化参数方程为普通方程F(x ,y)=0:在消参过程中注意变量x 、y 取值范围的一致性,必须根据参数的取值范围,确定f(t)和g(t)的值域即x 、y 的取值范围. (3)常见曲线的参数方程:①圆222x y r += 的参数方程为:⎩⎨⎧x =rcosθ,y =rsinθ(θ为参数);②圆()()22200x x y y r -+-=的参数方程为:00cos sin x x r y y r θθθ=+⎧⎨=+⎩(为参数) , ③椭圆22221x y a b+=的参数方程为:⎩⎨⎧x =acosθ,y =bsinθ(θ为参数);④抛物线2y =2px 的参数方程为:222x pt y pt⎧=⎨=⎩ (t 为参数);⑤过定点P(00,x y ),倾斜角为α的直线的参数方程为:00cos sin x x t y y t αα=+⎧⎨=+⎩(t 为参数)方法规律总结1.利用两种坐标的互化,可以把不熟悉的问题转化为熟悉的问题,这二者互化的前提条件是:(1)极点与原点重合;(2)极轴与x 轴正方向重合;(3)取相同的单位长度.2.参数方程化为普通方程常见方法有三种:(1)代入法:利用解方程的技巧求出参数t ,然后代入消去参数.(2)三角法:利用三角恒等式消去参数.(3)整体消元法:根据参数方程本身的结构特征,从整体上消去.化参数方程为普通方程F(x ,y)=0时,在消参过程中注意变量x 、y 取值范围的一致性.第119课时 极坐标及参数方程【指点迷津】【类型一】极坐标与曲线的极坐标方程【例1】:在极坐标系中,已知直线过点(1,0),且其向上的方向与极轴的正方向所成的最小正角为π3,则直线的极坐标方程为________.【解析】:根据直线的位置特点,设出所求直线上点的坐标为(ρ,θ),结合三角形的知识建立ρ和θ之间的等式,即可求出该直线的极坐标方程.设直线上任意一点的坐标是(ρ,θ),由正弦定理得ρsin 2π3=1sin⎝⎛⎭⎫π3-θ,即ρsin ⎝⎛⎭⎫π3-θ=sin 2π3=32,∴所求直线的极坐标方程为ρsin ⎝⎛⎭⎫π3-θ=32. 答案:ρsin ⎝⎛⎭⎫π3-θ=32【例2】:在直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为ρcos ⎝⎛⎭⎫θ-π3=1,M ,N 分别为曲线C 与x 轴,y 轴的交点.设MN 的中点为P ,则直线OP 的极坐标方程为( ). 【解析】:P 的直角坐标为⎝⎛⎭⎫1,33,则点P 的极坐标为⎝⎛⎭⎫233,π6,所以直线OP 的极坐标方程为θ=π6,ρ∈R.答案:θ=π6,ρ∈R.【类型二】直线和曲线的参数方程【例1】:已知圆C :⎩⎨⎧x =1+cosθ,y =sinθ(θ为参数)和直线l :⎩⎨⎧x =2+tcosα,y =3+tsinα(其中t 为参数,α为直线l 的倾斜角).当直线l 与圆C 有公共点时,求α的取值范围.【解析】:圆C 的普通方程为:(x -1)2+y2=1,将直线l 的参数方程代入圆C 的普通方程,得t2+2(cosα+3sinα)t+3=0,直线与圆有公共点,则这个关于t 的一元二次方程有解, 故Δ=4(cosα+3sinα)2-12≥0,即sin2⎝⎛⎭⎫α+π6≥34,即sin ⎝⎛⎭⎫α+π6≥32或sin ⎝⎛⎭⎫α+π6≤-32.又0≤α<π,故只能sin ⎝⎛⎭⎫α+π6≥32,即π3≤α+π6≤2π3,即π6≤α≤π2. 答案:π6≤α≤π2【例2】:已知P 为半圆C :)0,(sin cos πθθθθ≤≤⎩⎨⎧==为参数y x 上的点,点A 的坐标为(1,0),O 为坐标原点,点M 在射线OP 上,线段OM 与C 的弧AP 的长度均为3π。