内容正文:
选修4-4 坐标系与参数方程
最新考纲 考情索引 核心素养
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. 2018·全国卷Ⅰ,T22
2018·江苏卷,T21
2017·全国卷Ⅱ,T22
2017·全国卷Ⅲ,T22
2016·全国卷Ⅰ,T23
2016·全国卷Ⅱ,T23 1.数学运算
2.逻辑推理
第一节 坐标系
1.平面直角坐标系中的坐标伸缩变换
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>0),,y′=_____(μ>0),))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.
λ·x
μ·y
2.极坐标系与点的极坐标
(1)极坐标系:如图所示,在平面内取一个定点O(极点),自极点O引一条射线Ox(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_______方向),这样就建立了一个极坐标系.
(2)极坐标.
①极径.
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.
逆时针
②极角.
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.
③极坐标.
有序数对(ρ,θ)叫做点M的极坐标,记作M(ρ,θ).
3.极坐标与直角坐标的互化
点M
直角坐标(x,y)
极坐标(ρ,θ)
互化公式
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=ρcos θ,y=ρsin θ))
ρ2=________
tan θ=_______
x2+y2
eq \f(y,x)(x≠0)
4.圆的极坐标方程
曲 线
图 形
极坐标方程
圆心在极点,半径为r的圆
_________________
圆心为(r,0),半径为r的圆
_______________
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2)≤θ≤\f(π,2)))
圆心为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(r,\f(π,2))),半径为r的圆
_________________
(0≤θ<π)
ρ=r(0≤θ<2π)
ρ=2rcos θ
ρ=2rsin θ
5.直线的极坐标方程
(1)直线l过极点,且极轴到此直线的角为α,则直线l的极坐标方程是_______ (ρ∈R).
(2)直线l过点M(a,0)且垂直于极轴,则直线l的极坐标方程为__________.
(3)直线过Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(b,\f(π,2)))且平行于极轴,则直线l的极坐标方程为_________.
θ=α
ρcos θ=a
ρsin θ=b
1.极坐标的四要素:(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.曲线的极坐标方程与直角坐标方程互化:对于简单的可以直接代入公式ρcos θ=x,ρsin θ=y,ρ2=x2+y2,但有时需要作适当的变化,如将式子的两边同时平方,两边同乘以ρ等.
1.概念思辨
判断下列说法的正误(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=eq \f(π,6)(ρ≥0)表示的曲线是一条直线.( )
答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)×
2.教材衍化
(1)(人A选修4-4·P15习题T3改编)若以直角坐标系的原点为极点,x轴的正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)
(2)(人A选修4-4·P5T4改编)在极坐标