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赢在微点 匠心筑梦
轻松课堂 数学 选修4-4
第一讲 坐标系
四 柱坐标系与球坐标系简介
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课时练7 柱坐标系与球坐标系简介
►►见学生用书P013
课堂轻松练知识点·微过关
课后巩固45分钟跟踪练·微提升
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轻松课堂 数学 选修4-4
作业目标
学法指导
1.了解除空间直角坐标系外,还常用到的柱坐标系和球坐标系,进一步明确坐标系的实际应用价值。
2.会将直角坐标与柱坐标进行互化。
3.会将直角坐标与球坐标进行互化。
空间直角坐标系和柱坐标系、球坐标系的联系与区别
柱坐标系和球坐标系都是以空间直角坐标系为背景,柱坐标系中的一点在平面xOy内的坐标是极坐标,竖坐标和空间直角坐标系中的竖坐标相同;在球坐标系中,则以一点到原点的距离和两个角(高低角、极角)刻画点的位置。空间直角坐标系和柱坐标系、球坐标系都是空间坐标系,空间点的坐标都是由三个数值组成的有序数组。
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课堂轻松练
知识点·微过关
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知识点1 直角坐标与柱坐标的互化
1.若点M的柱坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2,\f(5π,6),-1)),则它的直角坐标为________。
答案 (-eq \r(3),1,-1)
解析 设点M的直角坐标为(x,y,z),
∵M点的柱坐标为Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2,\f(5π,6),-1)),
∴eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x=2cos\f(5π,6),,y=2sin\f(5π,6),,z=-1,))即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x=-\r(3),,y=1,,z=-1,))
∴点M的直角坐标为(-eq \r(3),1,-1)。
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2.设点N的直角坐标为(3eq \r(3),-3,7),求它的柱坐标。
解 由互化公式可得ρ=eq \r(3\r(3)2+-32)=6。
tan θ=eq \f(-3,3\r(3))=-eq \f(\r(3),3),
又x>0,y<0,∴θ=eq \f(11π,6),
∴点N的柱坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6,\f(11π,6),7))。
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知识点2 直角坐标与球坐标的互化
3.已知点M的球坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(8,\f(π,3),\f(5π,6))),则它的直角坐标为______。
答案 (-6,2eq \r(3),4)
解析 设点M的直角坐标为(x,y,z),
则x=8sineq \f(π,3)coseq \f(5π,6)=-6,
y=8sineq \f(π,3)sineq \f(5π,6)=2eq \r(3),z=8coseq \f(π,3)=4,
∴点M的直角坐标为(-6,2eq \r(3),4)。
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4.设点M的直角坐标为(1,1,eq \r(2)),求它的球坐标。
解 由坐标变换公式得r=eq \r(x2+y2+z2)=2,
所以由z=rcosφ得cosφ=eq \f(z,r)=eq \f(\r(2),2),即φ=eq \f(π,4)。
又tan θ=eq \f(y,x)=1,θ=eq \f(π,4)(M的射影在平面Oxy的第一象限内),
所以M点的球坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2,\f(π,4),\f(π,4)))。
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课后巩固45分钟
跟踪练·微提升
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——第1级 / 夯实基础练——
1.已知点A的球坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3,\f(π,2),\f(π,2))),则点A的直角坐标为( )
A.(3,0,0)
B.(0,3,0)
C.(0,0,3)
D.(3,3,0)
答案 B
解析 设点A的直角坐标为(x,y,z),则x=3×sineq \f(π,2)×coseq \f(π,2)=0,y=3×sineq