高中数学选修4-4-极坐标与参数方程-知识点与题型
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选做题部分 极坐标系与参数方程
一、极坐标系
1.极坐标系与点的极坐标
(1)极坐标系:如图4-4-1所示,在平面内取一个定点O ,叫做极点,自极点O 引一条射线Ox ,叫做极轴;再选定一个长度单位,一个角度单位(通常取弧度)及其正方向(通常取逆时针方向),这样就建立了一个极坐标系.
(2)极坐标:平面上任一点M 的位置可以由线段OM 的长度ρ和从Ox 到OM 的角度θ来刻画,这两个数组成的有序数对(ρ,θ)称为点M 的极坐标.其中ρ称为点M 的极径,θ称为点M 的极角. 2.极坐标与直角坐标的互化
点M 直角坐标(x ,y )
极坐标(ρ,θ)
互化公式
题型一 极坐标与直角坐标的互化
1、已知点P 的极坐标为)4
,2(π
,则点P 的直角坐标为 ( )
A.(1,1)
B.(1,-1)
C.(-1,1)
D.(-1,-1)
2、设点P 的直角坐标为(3,3)-,以原点为极点,实轴正半轴为极轴建立极坐标系(02)θπ≤<,则点P 的极坐标为( ) A .3(32,
)4π B .5(32,)4π- C .5(3,)4π D .3(3,)4
π-
3.若曲线的极坐标方程为ρ=2sin θ+4cos θ,以极点为原点,极轴为x 轴正半轴建立直角坐标系,则该曲线的直角坐标方程为________.
4.在极坐标系中,过点(1,0)并且与极轴垂直的直线方程是( ) A .ρ=cos θ B .ρ=sin θ C .ρcos θ=1 D .ρsin θ=1
5.曲线C 的直角坐标方程为x 2+y 2-2x =0,以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,则曲线C 的极坐标方程为________.
6. 在极坐标系中,求圆ρ=2cos θ与直线θ=π
4
(ρ>0)所表示的图形的交点的极坐标.
题型二 极坐标方程的应用
由极坐标方程求曲线交点、距离等几何问题时,如果不能直接用极坐标解决,可先转化为直角坐标方程,然后求解.
1.在极坐标系中,已知圆C 经过点P(2,π4),圆心为直线ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫
θ-π3=-32与极轴的交点,求圆C 的直角坐标方程.
2.圆的极坐标方程为ρ=4cos θ,圆心为C ,点P 的极坐标为⎝ ⎛⎭
⎪⎫
4,π3,则
|CP|=________.
3.在极坐标系中,已知直线l 的极坐标方程为ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫
θ+π4=1,圆C 的圆心的极坐标是
C ⎝ ⎛⎭
⎪⎫
1,π4,圆的半径为1. (i)则圆C 的极坐标方程是________; (ii)直线l 被圆C 所截得的弦长等于________.
4.在极坐标系中,已知圆C :ρ=4cos θ被直线l :ρsin ⎝ ⎛⎭
⎪⎫
θ-π6=a 截得的弦长为23,则
实数a 的值是________.
二、参数方程
1.参数方程和普通方程的互化
(1)曲线的参数方程和普通方程是曲线方程的不同形式.一般地,可以通过消去参数而从参数方程得到普通方程.
(2)如果知道变数x ,y 中的一个与参数t 的关系,例如x =f (t ),把它代入普通方程,求
出另一个变数与参数的关系y =g (t ),那么,⎩
⎨⎧
x =f t ,
y =g t 就是曲线的参数方程.
点的轨迹 普通方程 参数方程
直线
y -y 0=tan α(x -x 0)
⎩⎨
⎧
x =x 0+t cos α
y =y 0+t sin α
(t 为参数)
圆 x 2
+y 2
=r 2
⎩
⎨
⎧ x =r cos θ
y =r sin θ(θ为参数) 椭圆
x 2a 2+y 2
b 2
=1(a >b >0) ⎩
⎨
⎧
x =a cos φ
y =b sin φ(φ为参数) 题型一 参数方程与普通方程的互化 【例1】把下列参数方程化为普通方程:
(1)⎩
⎪⎨⎪⎧
x =3+cos θ,y =2-sin θ; (2)
⎩⎪⎨⎪
⎧
x =1+12
t ,
y =5+32t .
题型二 直线与圆的参数方程的应用
1、已知直线l 的参数方程为⎩⎨⎧ x =1+t ,y =4-2t (参数t ∈R ),圆C 的参数方程为⎩⎨⎧
x =2cos θ+2,
y =2sin θ
(参
数θ∈[0,2π]),求直线l 被圆C 所截得的弦长.
2、曲线C的极坐标方程为:ρ=acosθ(a>0),直线l的参数方程为:(1)求曲线C与直线l的普通方程;(2)若直线l与曲线C相切,求a值.
3、在直角坐标系xoy中,曲线C1的参数方程为,(α为参数),以原点O 为极点,x轴正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为
.
(Ⅰ)求曲线C1的普通方程与曲线C2的直角坐标方程;
(Ⅱ)设P为曲线C1上的动点,求点P到C2上点的距离最小值.
综合应用
1、曲线
25
()
12
x t
t
y t
=-+
⎧
⎨
=-
⎩
为参数与坐标轴的交点是()