实用标准 参数方程极坐标
Ⅰ复习提问
1、 极坐标系和直角坐标系有什么区别?学校老师课堂如何讲解极坐标参数方程的? 2、 如何把极坐标系转化为直角坐标系?
答:将极坐标的极点O作为直角坐标系的原点,将极坐标的极轴作为直角坐标系x轴的正半轴。如果点P在直角坐标系下的坐标为(x,y),在极坐标系下的坐标为(?,?), 则有下列关系成立:
cos??
x?sin??y?
3、 参数方程?x?rcos?y?rsin?表示什么曲线?
4、 圆(x-a)2+(y-b)2=r2的参数方程是什么?
5、 极坐标系的定义是什么?
答:取一个定点O,称为极点,作一水平射线Ox,称为极轴,在Ox上规定单位长度,这样就组成了一个极坐标系设OP=?,又∠xOP=?. ?和?的值确定了,则P点的位置就确定了。?叫做P点的极半径,?叫做P点的极角,(?,?)叫做P点的极坐标(规定?写在前,?写在后)。显然,每一对实数(?,?)决定平面上一个点的位置 6、参数方程的意义是什么?
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Ⅱ 题型与方法归纳
1、 题型与考点(1)
?极坐标与普通方程的互相转化极坐标与直角坐标的互相转化
(2)
?参数方程与普通方程互化参数方程与直角坐标方程互化
利用参数方程求值域参数方程的几何意义 (3) ?
2、解题方法及步骤 (1)、参数方程与普通方程的互化
化参数方程为普通方程的基本思路是消去参数,常用的消参方法有代入消去法、加减消去法、恒等式(三角的或代数的)消去法;化普通方程为参数方程的基本思路是引入参数,即选定合适的参数t,先确定一个关系x?f?t?(或y?g(t),再代入普通方程
F?x,y??0,求得另一关系y?g(t)(或x?f?t?).一般地,常选择的参数有角、有向
线段的数量、斜率,某一点的横坐标(或纵坐标)
?x?2t?2?t?(t为参数)例1、方程?表示的曲线是( ) t?t??y?2?2A. 双曲线 B.双曲线的上支 C.双曲线的下支 D.圆
解析:注意到2与2互为倒数,故将参数方程的两个等式两边分别平方,再相减,即可消去含t的项,x2?y2?2t?2?ttt
?t????2?2?2t?t222即有y?x?4,又注意到 ??4,2t?0,2t?2?t?22t?2?t?2,即y?2,可见与以上参数方程等价的普通方程为
.显然它表示焦点在y轴上,以原点为中心的双曲线的上支,选B y2?x2?(4y?2)
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练习1、与普通方程x2?y?1?0等价的参数方程是( )(t为能数)
??x?sint?x?tgt?x?cost?x?1?tA.?B.?C.?D.? 222??y?cost?y?1?tgt?y?sint?y?t解析:所谓与方程x2?y?1?0等价,是指若把参数方程化为普通方程后不但形式一致而且x,y的变化范围也对应相同,按照这一标准逐一验证即可破解.
对于A化为普通方程为x2?y?1?0,x???11,,,?y??01?; 对于B化为普通方程为x2?y?1?0,x?R,y?(??,1]; 对于C化为普通方程为x2?y?1?0,x?[0,??),y?(??,1]; 对于D化为普通方程为x2?y?1?0,x???11,,,?y??01?.
而已知方程为x2?y?1?0,x?R,y?(??,显然与之等价的为B. 1],
练习2、设P是椭圆2x2?3y2?12上的一个动点,则x?2y的最大值是 ,最小值为 .
分析:注意到变量?x,y?的几何意义,故研究二元函数x?2y的最值时,可转化为几何问题.若设x?2y?t,则方程x?2y?t表示一组直线,(对于t取不同的值,方程表示不同的直线),显然?x,y?既满足2x2?3y2?12,又满足x?2y?t,故点?x,y?是方程组
?2x2?3y2?12的公共解,依题意得直线与椭圆总有公共点,从而转化为研究消无后的一??x?2y?t元二次方程的判别式??0问题.
解析:令x?2y?t,对于?x,y?既满足2x2?3y2?12,又满足x?2y?t,故点?x,y??2x2?3y2?1222是方程组?的公共解,依题意得11y?8t?y??2t?12??0,由
?x?2y?t??64t2?4?11??2t2?12??0,解得:?22?t?22,所以x?2y的最大值为22,
最小值为?22.
(2)、极坐标与直角坐标的互化 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.设点P的直
??2?x2?y2?x??cos??角坐标为?x,y?,它的极坐标为??,??,则 ?;若把直角或?yy??sin???tg??x?坐标化为极坐标,求极角?时,应注意判断点P所在的象限(即角?的终边的位置),以便正确地求出角?. 例2、极坐标方程4??sin2?2?5表示的曲线是( )
A. 圆 B. 椭圆 C. 双曲线的一支 D. 抛物线
分析:这类问题需要将极坐标方程转化为普通方程进行判断.
解析:由4??sin2?2?4??1?cos??2??2?cos??,化为直角坐标系方程为52精彩文档
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2x2?y2?2x?5,化简得y2?5x?
25.显然该方程表示抛物线,故选D. 4练习1、已知直线的极坐标方程为?sin????2?,则极点到该直线的距离是 ???42???? 解析:极点的直角坐标为o?0,0?,对于方程?sin??????2?22??sin??cos??????2?2,4?2??可得??sin???cos??1,化为直角坐标方程为x?y?1?0,因此点到直线的距离为
练习2、极坐标方程?2cos????0转化成直角坐标方程为( )
A.x2?y2?0或y?1 B.x?1 C.x2?y2?0或x?1 D.y?1
分析:极坐标化为直解坐标只须结合转化公式进行化解. 解析:?(?cos??1)?0,??
练习3、点M的直角坐标是(?1,2 2x2?y2?0,或?cos??x?1,因此选C.
3),则点M的极坐标为( )
??2??) D.(2,2k??),(k?Z) A.(2,) B.(2,?) C.(2,33332?),(k?Z)都是极坐标,因此选C. 解析:(2,2k??3
(3)、参数方程与直角坐标方程互化
??x??2?10cos?例题3:已知曲线C1的参数方程为?(?为参数),曲线C2的极坐标方
??y?10sin?程为??2cos??6sin?.
(1)将曲线C1的参数方程化为普通方程,将曲线C2的极坐标方程化为直角坐标方程; (2)曲线C1,C2是否相交,若相交请求出公共弦的长,若不相交,请说明理由. 解:(1)由???x??2?10cos?得
??y?10sin?
(x?2)2?y2?10
∴曲线C1的普通方程为(x?2)?y?10 ∵??2cos??6sin?
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∴?2?2?cos??6?sin?
∵?2?x2?y2,x??cos?,y??sin?
∴x2?y2?2x?6y,即(x?1)2?(y?3)2?10 ∴曲线C2的直角坐标方程为
(x?1)2?(y?3)2?10
(2)∵圆C1的圆心为(?2,0),圆C2的圆心为(1,3) ∴C1C2?∴两圆相交
设相交弦长为d,因为两圆半径相等,所以公共弦平分线段C1C2 ∴()?((?2?1)2?(0?3)2?32?210
d22322)?(10)2 2
∴d?22
∴公共弦长为22
练习1、坐标系与参数方程. 已知曲线C:??x?3?2cos?(?为参数,0≤?<2π),
?y?1?2sin?(Ⅰ)将曲线化为普通方程;
(Ⅱ)求出该曲线在以直角坐标系原点为极点,x轴非负半轴为极轴的极坐标系下的极坐标方程.
解析:(Ⅰ)x2?y2?23x?2y?0
(Ⅱ)??23cos??sin?
(4)利用参数方程求值域 例题4、在曲线C1:???
?x?1?cos?(?为参数)上求一点,使它到直线C2:
?y?sin?1?x??22?t??2(t为参数)的距离最小,并求出该点坐标和最小距离。 ?1?y?1?t??2精彩文档