1.3.2直线的极坐标方程
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直线的极坐标形式有哪些直线是几何学中最基本的图形之一,其表达形式有不同的方式,其中一种是极坐标形式。
极坐标是一种以原点和极径、极角来描述点的坐标系统。
在直角坐标系中,直线可以用一元一次方程y = kx + b来表示,而在极坐标系中,直线的表达形式则有其他几种方式。
1. 极坐标方程直线的极坐标方程是通过表示直线上的点与极坐标系的原点之间的距离和夹角来定义的。
表示直线的极坐标方程的一般形式是:$r = \\frac{p}{\\cos(\\theta - \\alpha)}$其中,r表示点与原点之间的距离,$\\theta$表示点与极轴之间的夹角,p表示直线到原点的垂线的长度,$\\alpha$表示直线与极轴的交角。
2. 直线的极坐标表示除了极坐标方程,直线的极坐标形式还可以用一些特殊表示来描述:(1) 斜线当直线相对极轴的交角为常数时,可以用斜线的方式表示直线。
斜线的极坐标方程为:$\\theta = \\alpha$其中,$\\theta$表示点与极轴的夹角,$\\alpha$表示直线与极轴的交角。
(2) 水平线当直线与极轴平行时,可以用水平线的方式表示直线。
水平线的极坐标方程为:$\\theta = \\frac{n\\pi}{2}$其中,n表示直线与极轴的交角为$\\frac{n\\pi}{2}$。
(3) 竖线当直线与极轴垂直时,可以用竖线的方式表示直线。
竖线的极坐标方程为:r=p其中,p表示直线到原点的垂线的长度。
(4) 直线段当直线在极坐标系内部时,用直线段的方式来表示直线。
直线段的极坐标方程为:$\\theta = \\alpha$$r \\leq r_{\\text{max}}$其中,r表示点与原点之间的距离,$\\theta$表示点与极轴之间的夹角,$\\alpha$表示直线与极轴的交角,$r_{\\text{max}}$表示直线上离原点最远的点的极径。
3. 极坐标方程与直角坐标方程的转换直线的极坐标方程可以通过一些方法转换为直角坐标方程。
知识图谱-极坐标方程曲线的极坐标方程直线的极坐标方程极坐标方程的应用第02讲_极坐标系错题回顾极坐标方程知识精讲一.曲线的极坐标方程1.曲线的极坐标方程在给定的平面上的极坐标系下,有一个二元方程,如果曲线是由极坐标满足方程的所有点组成的,则称此二元方程为曲线的极坐标方程.2.极坐标方程与直角坐标方程的异同曲线的直角坐标系方程必须满足(1)曲线上任意一点的坐标都满足方程;(2)所有适合方程的所对应的点都在曲线上.曲线的极坐标方程由于平面上点的极坐标的表示形式不唯一,因此曲线的极坐标方程与直角坐标方程也有不同之处,一条曲线上点的极坐标有多组表示形式,这里要求至少有一组能满足极坐标方程,有些表示形式可能不满足方程.二.直线的极坐标方程若直线经过点,且极轴到此直线的角为,则直线的极坐标方程为推导如下:如图,设直线上任意一点为,在中,由正弦定理,得因为,所以直线的极坐标方程为.几个特殊位置的直线的极坐标方程:1.直线过极点:和;2.直线过点且垂直于极轴:;3.直线过且平行于极轴:.三.圆的极坐标方程若圆心的坐标为,圆的半径为,则圆的极坐标方程为.推导如下,如图,设圆上任意一点为,在中,由余弦定理,得.故圆的极坐标方程是.几个特殊位置的圆的极坐标方程:1.圆心位于极点,半径为的圆的极坐标方程为;2.圆心位于,半径为的圆的极坐标方程为;3.圆心位于,半径为的圆的极坐标方程为.三点剖析一.方法点拨1.极坐标方程与直角坐标方程的转化当我们把极轴与平面直角坐标系的轴正半轴重合,且两种坐标系取相同的长度单位,则有和,利用这两个公式我们不仅可以把平面上的点的两种坐标进行相互转化,还可以把曲线的两种方程进行相互转化.在进行转化时,要注意:(1)互化公式是有三个前提条件的,极点与直角坐标系的原点重合,极轴与直角坐标系的横轴的正半轴重合;两种坐标系的长度单位相同;(2)由直角坐标求极坐标时,理论上不是唯一的,但这里约定只在范围内求值;(3)由直角坐标方程化为极坐标方程,最后要化简;(4)由极坐标方程化为直角坐标方程时要注意变形的等价性,通常总要用去乘方程的两端,应该检查极点是否在曲线上,若在,是等价变形,否则,不是等价变形.2.极坐标方程的求法关键三角形法:寻找一个关键三角形,使动点的极径与极角与已知条件构成该三角形的元素,借助于三角形的边角关系建立起动点的轨迹方程,这种方法称为关键三角形法.若三角形为直角三角形,可利用勾股定理及其他边角关系建立动点的极坐标方程,若三角形为一般三角形,可利用正、余弦定理建立动点的极坐标方程.题模精讲题模一直线的极坐标方程例1.1、求(1)过点平行于极轴的直线.(2)过点且和极轴成角的直线.例1.2、如图,在极坐标系中,过点M(2,0)的直线l与极轴的夹角a=,若将l 的极坐标方程写成ρ=f(θ)的形式,则f(θ)=____.例1.3、在直角坐标系xOy中,以O为极点,x正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为ρcos(θ-)=1,M,N分别为C与x轴,y轴的交点.(1)写出C的直角坐标方程,并求M,N的极坐标;(2)设MN的中点为P,求直线OP的极坐标方程.题模二曲线的极坐标方程例2.1、曲线ρ=2cosθ关于直线θ=对称的曲线的极坐标方程为____.例2.2、曲线的极坐标方程为,则曲线的直角坐标方程为____________.例2.3、在极坐标系中,圆C的极坐标方程为,已知,P为圆C上一点,求△PAB面积的最小值.例2.4、在极坐标系中,设直线θ=与曲线ρ2﹣10ρcosθ+4=0相交于A,B两点,求线段AB中点的极坐标.题模三极坐标方程的应用例3.1、极坐标方程表示的曲线为()A、极点B、极轴C、一条直线D、两条相交直线例3.2、设过原点的直线与圆的一个交点为,点为线段的中点,当点在圆上移动一周时,求点轨迹的极坐标方程,并说明它是什么曲线例3.3、选修4-4:坐标系与参数方程在极坐标系中,已知直线l的极坐标方程为ρsin(θ+)=1+,圆C的圆心是C(,),半径为.(1)求圆C的极坐标方程;(2)求直线l被圆C所截得的弦长.随堂练习随练1.1、已知点P的极坐标是(2,π),则过点P且垂直极轴的直线方程是()A、ρ=2B、ρ=2cosθC、ρ=-D、ρ=随练1.2、已知曲线C1,C2的极坐标方程分别为ρ=2sinθ,ρcosθ+ρsinθ+1=0,则曲线C1上的点与曲线C2上的点的最近距离为____.随练1.3、在极坐标系中,圆C的圆心为(6,),半径为5,直线θ=α(0≤α≤,ρ∈R)被圆截得的弦长为8,则α的值为()A、B、C、D、以上都不对随练1.4、表示的曲线是()A、圆B、椭圆C、双曲线的一支D、抛物线随练1.5、极坐标方程分别为ρ=cosθ与ρ=sinθ的两个圆的圆心距为____.随练1.6、在极坐标系中,过圆ρ=4cosθ的圆心,且垂直于极轴的直线的极坐标方程为____.随练1.7、已知曲线的极坐标方程分别为,,则曲线与交点的极坐标为.随练1.8、在极坐标系中,已知圆ρ=2rsinθ(r>0)上的任意一点M(ρ,θ)与点N(2,π)之间的最小距离为1,则r=____.自我总结课后作业作业1、极坐标系中,过点(2,)且与极轴垂直的直线方程为()A、ρ=-4cosθB、ρcosθ-1=0C、ρsinθ=-D、ρ=-sinθ作业2、在极坐标系中,过点(2,)作圆ρ=4sinθ的切线,则切线的极坐标方程是____.作业3、极坐标方程ρcosθ=2sin2θ表示的曲线为()A、一条射线和一个圆B、两条直线C、一条直线和一个圆D、一个圆作业4、在极坐标系中,曲线C1,C2的极坐标方程分别为ρ=﹣2cosθ,ρcos(θ+)=1(1)求曲线C1和C2的公共点的个数;(2)过极点作动直线与曲线C2相交于点Q,在OQ上取一点P,使||•||=2,求点P的轨迹,并指出轨迹是什么图形.作业5、在极坐标系(ρ,θ)(0≤θ<2π)中,曲线ρ=2sinθ与ρcosθ=-1的交点的极坐标为____.作业6、在极坐标系中,为曲线上的点,为曲线上的点,则线段长度的最小值是____________________.作业7、在极坐标系中,直线与曲线相交于,两点,为极点,则的大小为()A、B、C、D、作业8、如图,点在直线上移动,为等腰直角三角形,的顶角为(依次按顺时针方向排列),求点的轨迹方程,并判断轨迹形状.。