内容正文:
选修4-4 坐标系与参数方程
第一节 坐标系
一、基础知识
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: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.
2.极坐标系的概念
(1)极坐标系
如图所示,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.
(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.
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.极坐标与直角坐标的互化
设M是平面内任意一点,它的直角坐标是(x,y),
极坐标是(ρ,θ),则它们之间的关系为:
4.简单曲线的极坐标方程
曲线
极坐标方程
圆心为极点,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
圆心为,半径为r的圆
ρ=2rsin θ(0≤θ<π)
过极点,倾斜角为α的直线
θ=α(ρ∈R)或θ=π+α(ρ∈R)
过点(a,0),与极轴垂直的直线
ρcos θ=a
过点,与极轴平行的直线
ρsin θ=a(0<θ<π)
考点一 平面直角坐标系下图形的伸缩变换
[典例] 求双曲线C:x2-变换后所得曲线C′的焦点坐标.
=1经过φ:
[解] 设曲线C′上任意一点P(x′,y′),
由上述可知,将=1,
代入x2-
得=1为曲线C′的方程,
-=1,即-=1,化简得-
可见仍是双曲线,则焦点(-5,0),(5,0)为所求.
[解题技法] 伸缩变换后方程的求法
平面上的曲线y=f(x)在变换φ:的作用下的变换方程的求法是将
,整理之后得到y′=h(x′),即为所求变换之后的方程.
=f代入y=f(x),得
[提醒] 应用伸缩变换时,要分清变换前的点的坐标(x,y)与变换后的坐标(x′,y′).
[题组训练]
1.若函数y=f(x)的图象在伸缩变换φ:,求函数y=f(x)的最小正周期.
的作用下得到曲线的方程为y′=3sin
解:由题意,把变换公式代入曲线y′=3sin得
3y=3sin,
,整理得y=sin
故f(x)=sin.
所以函