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选修44 坐标系与参数方程
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第1讲 坐标系
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1.坐标系
(1)伸缩变换
设点P(x,y)是平面直角坐标系中的任意一点,在变换φ:eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x′=λ·x(λ>0),,y′=μ·y(μ>0)))的作用下,点P(x,y)对应到点(λx,μy),称φ为平面直角坐标系中的伸缩变换.
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(2)极坐标系
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.
设M是平面内一点,极点O与点M的距离|OM|叫做点M的极径,记为ρ;以极轴Ox为始边,射线OM为终边的角xOM叫做点M的极角,记为θ,有序数对(ρ,θ)叫做点M的极坐标,记为M(ρ,θ).
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x2+y2
2.直角坐标与极坐标的互化
把直角坐标系的原点作为极点,x轴的正半轴作为极轴,且在两坐标系中取相同的长度单位.设M是平面内任意一点,它的直角坐标、极坐标分别为(x,y)和(ρ,θ),
则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=ρcos θ,,y=ρsin θ,))eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(ρ2=_________,,,,, tan θ=______________.))
eq \f(y,x)(x≠0)
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3.直线的极坐标方程
若直线过点M(ρ0,θ0),且极轴到此直线的角为α,则它的方程为:ρsin(θ-α)=ρ0sin(θ0-α).
4.圆的极坐标方程
若圆心为M(ρ0,θ0),半径为r,则该圆的方程为:
ρ2-2ρ0ρcos(θ-θ0)+ρeq \o\al(2,0)-r2=0.
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导师提醒
熟记几种简单曲线的极坐标方程
曲线
图形
极坐标方程
圆心在极点,半径为r的圆
ρ=r
(0≤θ<2π)
圆心为(r,0),半径为r的圆
ρ=2rcos θ
(-eq \f(π,2)≤θ<eq \f(π,2))
圆心为(r,eq \f(π,2)),半径为r的圆
ρ=2rsin θ
(0≤θ<π)
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曲线
图形
极坐标方程
过极点,倾斜
角为α的直线
(1)θ=α(ρ∈R)或
θ=π+α(ρ∈R),
(2)θ=α和θ=π+α
过点(a,0),与极轴垂直的直线
ρcos θ=a
(-eq \f(π,2)<θ<eq \f(π,2))
过点(a,eq \f(π,2)),与极轴平行的直线
ρsin θ=a
(0<θ<π)
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判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)平面直角坐标系内的点与坐标能建立一一对应关系,在极坐标系中点与坐标也是一一对应关系.( )
(2)若点P的直角坐标为(1,-eq \r(3)),则点P的一个极坐标是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2,-\f(π,3))).( )
(3)在极坐标系中,曲线的极坐标方程不是唯一的.( )
(4)极坐标方程θ=π(ρ≥0)表示的曲线是一条直线.( )
答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)×
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若以直角坐标系的原点为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,则线段y=1-x(0≤x≤1)的极坐标方程为( )
A.ρ=eq \f(1,cos θ+sin θ),0≤θ≤eq \f(π,2)
B.ρ=eq \f(1,cos θ+sin θ),0≤θ≤eq \f(π,4)
C.ρ=cos θ+sin θ,0≤θ≤eq \f(π,2)
D.ρ=cos θ+sin θ,0≤θ≤eq \f(π,4)
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解析:选A.y=1-x(0≤x≤1)的极坐标方程为ρsin θ=1-
ρcos θ,即ρ=eq \f(1,sin θ+cos θ),由0≤x≤1,得0≤y≤1,所以
θ∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2))).故选A.
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在极坐标系中,已知点Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2,\f(π,6))),则过点P且平行于极轴的直线方程是( )
A.ρsin θ=1
B.ρsin θ=eq \r(3)
C.ρcos θ=1