极坐标系与极坐标方程

发布时间:2019-06-04   来源:文档文库   
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一、坐标系
1、数轴 它使直线上任一点P都可以由惟一的实数x确定 2、平面直角坐标系

在平面上,当取定两条互相垂直的直线的交点为原点,并确定了度量单位和这两条直线的方向,就建立了平面直角坐标系。它使平面上任一点P都可以由惟一的实数对(x,y)确定。
3、空间直角坐标系

在空间中,选择两两垂直且交于一点的三条直线,当取定这三条直线的交点为原点,并确定了度量单位和这三条直线方向,就建立了空间直角坐标系。它使空间上任一点P都可以由惟一的实数对(x,y,z)确定。
二、平面直角坐标系的伸缩变换
定义:Pxy是平面直角坐标系中的任意一点,在变换x'x,(0 ④的作用下,:y'y(0.Pxy)对应到点Pxy,称为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换,简称伸缩变换。 三.例题讲解
1 在平面直角坐标系中,求下列方程所对应的图形经过伸缩变换后的图形。
12x+3y=0 2x2+y2=1

三、极坐标系
1、极坐标系的建立:
在平面上取一个定点O,自点O引一条射线OX,同时确定一个单位长度和计算角度的正方向(通常取逆时针方向为正方向),这样就建立了一个极坐标系。 (其中O称为极点,射线OX称为极轴。 2、极坐标系内一点的极坐标的规定
对于平面上任意一点M,用 表示线段OM的长度,用 表示从OXOM 的角度, 叫做点M的极径, 叫做点M的极角,有序数对()就叫M的极坐标。
特别强调:由极径的意义可知0;当极角的取值范围是[0,2,平面上的点(除去极点就与极坐标)建立一一对应的关系 .们约定,极点的极坐标是极径=0,极角是任意角. 3、负极径的规定
在极坐标系中,极径允许取负值,极角也可以去任意的正角或负角 0时,M 位于极角终边的反向延长线上,OM= M 也可以表示为(,2k(,(2k1 (kz 4、数学应用
1 写出下图中各点的极坐标
A40B2 C D E F G
规定:极点的极坐标是=0可以取任意角。 变式训练
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在极坐标系里描出下列各点 A30 B62C3
2 在极坐标系中,
1 已知两点P5554D5E3F4G6
63235Q(1,,求线段PQ的长度; 442 已知M的极坐标为()且=
变式训练
1、若ABC的的三个顶点为A(5,

R,说明满足上述条件的点M 的位置。
3557,B(8,,C(3,,判断三角形的形状. 2662、若AB两点的极坐标为(1,1,(2,2AB的长以及AOB的面积。O为极点)



3 已知Q,分别按下列条件求出点P 的极坐标。 1 P是点Q关于极点O的对称点; 2 P是点Q关于直线2的对称点;
3 P是点Q关于极轴的对称点。

变式训练
1.在极坐标系中,与点(8,6关于极点对称的点的一个坐标是 (
A(8,6,B(8,55,C(8,,D(8, 666 2在极坐标系中,如果等边ABC的两个顶点是A(2,


5,B(2,,求第三个顶点C的坐标。 44
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四、极坐标与直角坐标的互化
直角坐标系的原点O为极点,x轴的正半轴为极轴,且在两坐标系中取相同的长度单位。平面内任意一点P的直角坐标与极坐标分别为(x,y(,,则由三角函数的定义可以得到如下两组公式:

222xyxcos yysin(x0tanx说明1上述公式即为极坐标与直角坐标的互化公式
2通常情况下,将点的直角坐标化为极坐标时,取002 3 化公式的三个前提条件
1. 极点与直角坐标系的原点重合; 2. 极轴与直角坐标系的x轴的正半轴重合; 3. 两种坐标系的单位长度相同. 三、数学应用
11)把点M 的极坐标(8,

变式训练
在极坐标系中,已知A(2,2化成直角坐标; 2)把点P的直角坐标(6,2化成极坐标。
3
,B(2,,A,B两点的距离 66


2若以极点为原点,极轴为x轴正半轴,建立直角坐标系. (1 已知A的极坐标(4,5,求它的直角坐标, 3(2 已知点B和点C的直角坐标为(2,2(0,15求它们的极坐标.(0,02

变式训练
把下列个点的直角坐标化为极坐标(限定0,02A(1,1,B(0,2,C(3,4,D(3,4

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3在极坐标系中,已知两点A(6,

变式训练
在极坐标系中,已知三点M(2,




五、常用曲线的极坐标方程

6,B(6,2.A,B中点的极坐标. 3,N(2,0,P(23,.判断M,N,P三点是否在一条直线上. 361、若直线l经过M(0,0且极轴到此直线的角为,求直线l的极坐标方程。



变式训练:直线l经过M(3,

2、若圆心的坐标为M(0,0,圆的半径为r,求圆的方程。运用此结果可以推出哪些特殊位置的圆的极坐标方程。

3 在圆心的极坐标为A(4,0,半径为4的圆中,求过极点O的弦的中点的轨迹。

三、巩固与练习
2且该直线到极轴所成角为
,求此直线l的极坐标方程。
4
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在极坐标系中,已知圆C的圆心C(3,1)求圆C的极坐标方程。
6,半径r3
2)若Q点在圆C上运动,POQ的延长线上,且OQ:OP3:2,求动点P的轨迹方程。

1、圆锥曲线的统一方程
设定点的距离为P,求到定点到定点和定直线的距离之比为常数e的点的轨迹的极坐标方程。 分析:①建系 ②设点 ③列出等式
④用极坐标表示上述等式,并化简得极坐标方程
说明:⑴为便于表示距离,取F为极点,垂直于定直线l的方向为极轴的正方向。
e表示离心率,P表示焦点到准线距离。
2、例题讲解
12003101517日,我国自主研制的神舟五号载人航天飞船成功发射并按预定方案安全、准确的返回地球,它的运行轨道先是以地球中心为一个焦点的椭圆,椭圆的近地点(离地面最近的点)和远地点(离地面最远的点)距离地面分别为200km350km,然后进入距地面约343km的圆形轨道。若地球半径取6378km,试写出神舟五号航天飞船运行的椭圆轨道的极坐标方程。

2.求证:过抛物线的焦点的弦被焦点分成的两部分的倒数和为常数。

变式训练
x2y2 PQ是双曲线221(0ab上的两点,若OPOQ
ab 求证:



11为定值; 22|OP||OQ|
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三、巩固与练习
已知抛物线y4x的焦点为F
1)以F为极点,x轴正方向为极轴的正方向,写出此抛物线的极坐标方程;

2)过取F作直线l交抛物线于AB两点,若|AB|16,运用抛物线的极坐标方程,求直线l的倾斜角。

基础训练
1.直线cos(m(2.极坐标方程2k kz的斜率是
2
16表示的曲线是

2sin3.曲线sin24sin(0,02的交点坐标 4.在极坐标系中与圆4sin相切的一条直线方程为
Asin2 Bcos2 Ccos4 Dcos4 5.椭圆9的长轴长

54cos二、讲解新课:

1.求曲线cos10关于直线

2.求下列两曲线的交点坐标。 1cos

3.已知圆2,直线cos4,过极点作射线交圆于点A,交直线于点B,当射线以极点为中4对称的曲线方程。
1

2(1cos
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心转动时,求线段AB的中点M的轨迹方程。

x2y2 4.已知AB为椭圆221(ab0上两点,若OAOBO为原点)
ab 1)求证11为定值;
|OA|2|OB|2 2)求AOB面积的最值。


本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/3af93ef7842458fb770bf78a6529647d272834b7.html

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