内容正文:
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第1节 坐标系与参数方程
第1课时 坐标系
最新考纲 1.了解坐标系的作用,了解在平面直角坐标系伸缩变换作用下平面图形的变化情况;2.了解极坐标的基本概念,会在极坐标系中用极坐标刻画点的位置,能进行极坐标和直角坐标的互化;3.能在极坐标系中给出简单图形表示的极坐标方程.
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知 识 梳 理
1.平面直角坐标系中的伸缩变换
设点P(x,y)是平面直角坐标系中的任意一点,在变换φ:________________的作用下,点P(x,y)对应到点P′(x′,y′),称φ为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换,简称伸缩变换.
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2.极坐标系
(1)极坐标与极坐标系的概念
在平面内取一个定点O,自点O引一条射线Ox,同时确定一个长度单位和计算角度的正方向(通常取逆时针方向),这样就建立了一个极坐标系.点O称为极点,射线Ox称为极轴.平面内任一点M的位置可以由线段OM的长度ρ和从射线Ox到射线OM的角度θ来刻画(如图所示).
这两个数组成的有序数对(ρ,θ)称为点M的极坐标.ρ称为点M的_______,θ称为点M的_______.一般认为ρ≥0.当极角θ的取值范围是[0,2π)时,平面上的点(除去极点)就与极坐标(ρ,θ)(ρ≠0)建立一一对应的关系.我们设定,极点的极坐标中,极径ρ=0,极角θ可取任意角.
极径
极角
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(2)极坐标与直角坐标的互化
设M为平面上的一点,它的直角坐标为(x,y),极坐标为(ρ,θ).由图可知下面的关系式成立:
________________或_________________
这就是极坐标与直角坐标的互化公式.
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3.常见曲线的极坐标方程
ρ=r(0≤θ<2π)
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[微点提醒]
关于极坐标系
1.极坐标系的四要素:①极点;②极轴;③长度单位;④角度单位和它的正方向,四者缺一不可.
2.由极径的意义知ρ≥0,当极角θ的取值范围是[0,2π)时,平面上的点(除去极点)与极坐标(ρ,θ)(ρ≠0)建立一一对应关系,约定极点的极坐标是极径ρ=0,极角可取任意角.
3.极坐标与直角坐标的重要区别:多值性.
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基 础 自 测
1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)
(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.( )
(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.( )
解析 (1)一般认为ρ≥0,当θ∈[0,2π)时,平面上的点(除去极点)才与极坐标建立一一对应关系;(4)极坐标θ=π(ρ≥0)表示的曲线是一条射线.
答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)×
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2.(选修4-4P15习题T3改编)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( )
解析 ∵y=1-x(0≤x≤1),∴ρsin θ=1-ρcos θ(0≤ρcos θ≤1);
答案 A
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3.(选修4-4P15T4改编)在极坐标系中,圆ρ=-2sin θ的圆心的极坐标是( )
答案 B
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4.(2015·湖南卷)在直角坐标系xOy中,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.若曲线C的极坐标方程为ρ=2sin θ,则曲线C的直角坐标方程为________.
解析 由ρ=2sin θ,得ρ2=2ρsin θ,所以曲线C的直角坐标方程为x2+y2-2y=0,即x2+(y-1)2=1.
答案 x2+(y-1)2=1
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5.(2014·广东卷)在极坐标系中,曲线C1与C2的方程分别为2ρcos2θ=sin θ与ρcos θ=1.以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x轴的正半轴,建立平面直角坐标系,则曲线C1与C2交点的直角坐标为________.
答案 (1,2)
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答案 1
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考点一 平面直角坐标系中的伸缩变换 易错警示
(1)5x+2y=0;(2)x2+y2=1.
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(1)若5x+2y=0,则5(2x′)+2(3y′)=0,
所以5x+2y=0经过伸缩变换后的方程为5x′+3y′=0,为一条直线.
(2)若x2+y2=1,则(2x′)2+(3y′)2