内容正文:
专题10 极坐标与参数方程,不等式选讲
【必备知识点】
坐标系与参数方程
1、平面直角坐标系中的伸缩变换
设点
是平面直角坐标系中的任意一点,在变换
的作用下,点
对应到点
,称
为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换,简称伸缩变换。
2、极坐标系的概念
在平面内取一个定点
,叫做极点;自极点
引一条射线
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。
点
的极坐标:设
是平面内一点,极点
与点
的距离
叫做点
的极径,记为
;以极轴
为始边,射线
为终边的
叫做点
的极角,记为
。有序数对
叫做点
的极坐标,记为
.
注:
极坐标
与
表示同一个点。极点
的坐标为
.
若
,则
,规定点
与点
关于极点对称,即
与
表示同一点。
如果规定
,那么除极点外,平面内的点可用唯一的极坐标
表示(即一一对应的关系);同时,极坐标
表示的点也是唯一确定的。
极坐标与直角坐标都是一对有序实数确定平面上一个点,在极坐标系下,一对有序实数
、
对应惟一点P(
,
),但平面内任一个点P的极坐标不惟一.一个点可以有无数个坐标,这些坐标又有规律可循的,P(
,
)(极点除外)的全部坐标为(
,
+
)或(
,
+
),(
Z).极点的极径为0,而极角任意取.若对
、
的取值范围加以限制.则除极点外,平面上点的极坐标就惟一了,如限定
>0,0≤
<
或
<0,
<
≤
等.
极坐标与直角坐标的不同是,直角坐标系中,点与坐标是一一对应的,而极坐标系中,点与坐标是一多对应的.即一个点的极坐标是不惟一的.
3、极坐标与直角坐标的互化
设
是平面内任意一点,它的直角坐标是
,极坐标是
,从图中可以得出:
4、简单曲线的极坐标方程
⑴圆的极坐标方程
①以极点为圆心,
为半径的圆的极坐标方程是
;(如图1)
②以
EMBED Equation.3 为圆心,
为半径的圆的极坐标方程是
;(如图2)
③以
EMBED Equation.3 为圆心,
为半径的圆的极坐标方程是
;(如图4)
⑵直线的极坐标方程
①过极点的直线的极坐标方程是
和
. (如图1)
②过点
,且垂直于极轴的直线l的极坐标方程是
. 化为直角坐标方程为
.(如图2)
③过点
且平行于极轴的直线l的极坐标方程是
. 化为直角坐标方程为
.(如图4)
5、柱坐标系与球坐标系
⑴柱坐标:空间点
的直角坐标
与柱坐标
的变换关系为:
.
⑵球坐标系
空间点
直角坐标
与球坐标
的变换关系:
.
6、参数方程的概念
在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标
都是某个变数
的函数
并且对于
的每一个允许值,由这个方程所确定的点
都在这条曲线上,那么这个方程就叫做这条曲线的参数方程,联系变数
的变数
叫做参变数,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方程叫做普通方程。
7、常见曲线的参数方程
(1)圆
的参数方程为
(
为参数);
(2)椭圆
的参数方程为
(
为参数);
椭圆
的参数方程为
(
为参数);
(3)双曲线
的参数方程
(
为参数);
双曲线
的参数方程
(
为参数);
(4)抛物线
参数方程
为参数,
);
参数
的几何意义:抛物线上除顶点外的任意一点与原点连线的斜率的倒数.
(6)过定点
、倾斜角为
的直线的参数方程
(
为参数).
8、参数方程与普通方程之间的互化
在建立曲线的参数方程时,要注明参数及参数的取值范围。在参数方程与普通方程的互化中,必须使
的取值范围保持一致.
参数方程化为普通方程的关键是消参数,并且要保证等价性。若不可避免地破坏了同解变形,则一定要通过。根据t的取值范围导出的取值范围.
含绝对值不等式的解法:
⑴定义法:
⑵平方法:
⑶同解变形法,其同解定理有:
①
②
③
④
规律:关键是去掉绝对值的符号.
2、含有两个(或两个以上)绝对值的不等式的解法:
规律:找零点、划区间、分段讨论去绝对值、每段中取交集,最后取各段的并集.
2、几个重要不等式
①
,(当且仅当
时取
号). 变形公式:
②(基本不等式)
,(当且仅当
时取到等号).
变形公式:
用基本不等式求最值时(积定和最小,和定积最大),要注意满足三个条件“一正、二定、三相等”.
③(三个正数的算术—几何平均不等式)
EMBED Equation.DSMT4 (当且仅当
时取到等号).
④
(当且仅当
时取到等号).
⑤
(当且仅当
时取到等号).
⑥
(当仅当a=b时取等号)
(当仅当a=b时取等号)
⑦
其中
规律:小于1同加则变大,大于1同加则变小.
⑧
⑨绝对值三角不等式
3、几个著名不等式
①平均不等式:
,(当且仅当
时取
号).
(即调和平均