内容正文:
§12.1 坐标系与参数方程
第1课时 坐标系
最新考纲
考情考向分析
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.
会求伸缩变换,求点的极坐标和应用直线、圆的极坐标方程是重点,主要与参数方程相结合进行考查,以解答题的形式考查,难度中档.
1.平面直角坐标系
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
(1)如图所示,在平面内取一个定点O,叫作极点,从O点引一条射线Ox,叫作极轴,选定一个单位长度和角的正方向(通常取逆时针方向).这样就确定了一个平面极坐标系,简称为极坐标系.
对于平面内任意一点M,用ρ表示线段OM的长,θ表示以Ox为始边、OM为终边的角度,ρ叫作点M的极径,θ叫作点M的极角,有序实数对(ρ,θ)叫作点M的极坐标,记作M(ρ,θ).
(2)极坐标与直角坐标的互化
设M为平面内的一点,它的直角坐标为(x,y),极坐标为(ρ,θ).由图可知下面关系式成立:
或,这就是极坐标与直角坐标的互化公式.
3.常见曲线的极坐标方程
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[来源:学&科&网Z&X&X&K]
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)
概念方法微思考
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能建立一一对应关系吗?
提示 不能,极径需和极角结合才能唯一确定一个点.
2.由极坐标的意义可判断平面上点的极坐标唯一吗?
提示 平面上的点的极坐标不是唯一的,如果限定ρ取正值,θ∈[0,2π),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.
题组一 思考辨析
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)若点P的直角坐标为(1,-),则点P的一个极坐标是.( √ )
(2)在极坐标系中,曲线的极坐标方程不是唯一的.( √ )
(3)极坐标方程θ=π(ρ≥0)表示的曲线是一条直线.( × )
[来源:Z#xx#k.Com]
题组二 教材改编
2.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=,0≤θ≤
B.ρ=,0≤θ≤
C.ρ=cos θ+sin θ,0≤θ≤
D.ρ=cos θ+sin θ,0≤θ≤
答案 A
解析 ∵y=1-x(0≤x≤1),
∴ρsin θ=1-ρcos θ(0≤ρcos θ≤1);
∴ρ=.
3.在极坐标系中,圆ρ=-2sin θ的圆心的极坐标是( )
A. B.
C.(1,0) D.(1,π)
答案 B
解析 方法一 由ρ=-2sin θ,得ρ2=-2ρsin θ,化成直角坐标方程为x2+y2=-2y,化成标准方程为x2+(y+1)2=1,圆心坐标为(0,-1),其对应的极坐标为.
方法二 由ρ=-2sin θ=2cos,知圆心的极坐标为,故选B.
题组三 易错自纠
4.在极坐标系中,已知点P,则过点P且平行于极轴的直线方程是( )
A.ρsin θ=1 B.ρsin θ=
C.ρcos θ=1 D.ρcos θ=
答案 A
解析 先将极坐标化成直角坐标表示,P转化为直角坐标为x=ρcos θ=2cos =,y=ρsin θ=2sin =1,即(,1),过点(,1)且平行于x轴的直线为y=1,再化为极坐标为ρsin θ=1.
5.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 .
答案 x2+y2-2y=0
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.
6.在以O为极点的极坐标系中,圆ρ=4sin θ和直线ρsin θ=a相交于A,B两点.当△AOB是等边三角形时,求a的值.
解 由ρ=4sin θ可得圆的直角坐标方程为x2+y2=4y,
[来源:学科网ZXXK]
即x2+(y-2)2=4.
由ρsin θ=a可得直线的直角坐标方程为y=