高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十四章 系列4選講 14.3 課時(shí)1 坐標(biāo)系課件 理.ppt
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,§14.3 坐標(biāo)系與參數(shù)方程,課時(shí)1 坐標(biāo)系,,,內(nèi)容索引,基礎(chǔ)知識(shí) 自主學(xué)習(xí),題型分類(lèi) 深度剖析,思想方法 感悟提高,練出高分,,,,,基礎(chǔ)知識(shí) 自主學(xué)習(xí),1.平面直角坐標(biāo)系 設(shè)點(diǎn)P(x,y)是平面直角坐標(biāo)系中的任意一點(diǎn),在變換φ:,的作用下,點(diǎn)P(x,y)對(duì)應(yīng)到點(diǎn)P′(x′,y′),稱(chēng)φ為平面直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)伸縮變換,簡(jiǎn)稱(chēng)伸縮變換.,,,知識(shí)梳理,1,,答案,2.極坐標(biāo)系 (1)極坐標(biāo)與極坐標(biāo)系的概念 在平面上取一個(gè)定點(diǎn)O,自點(diǎn)O引一條射線Ox,同時(shí)確定 一個(gè)長(zhǎng)度單位和計(jì)算角度的正方向(通常取逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)?正方向),這樣就建立了一個(gè)極坐標(biāo)系.點(diǎn)O稱(chēng)為極點(diǎn),射線Ox稱(chēng)為極軸.平面內(nèi)任一點(diǎn)M的位置可以由線段OM的長(zhǎng)度ρ和從射線Ox到射線OM的角度θ來(lái)刻畫(huà)(如圖所示).這兩個(gè)數(shù)組成的有序數(shù)對(duì)(ρ,θ)稱(chēng)為點(diǎn)M的極坐標(biāo).ρ稱(chēng)為點(diǎn)M的 ,θ稱(chēng)為點(diǎn)M的 .由極徑的意義可知ρ≥0.當(dāng)極角θ的取值范圍是[0,2π)時(shí),平面上的點(diǎn)(除去極點(diǎn))就與極坐標(biāo)(ρ,θ) (ρ≠0)建立一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系.我們?cè)O(shè)定,極點(diǎn)的極坐標(biāo)中,極徑ρ=0,極角θ可取任意角.,極徑,極角,,答案,(2)極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)的互化 設(shè)M為平面內(nèi)的一點(diǎn),它的直角坐標(biāo)為(x,y),極坐標(biāo)為(ρ,θ).由圖可知下面關(guān)系式成立:,這就是極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)的互化公式.,或,.,,,,答案,3.常見(jiàn)曲線的極坐標(biāo)方程,ρ=r(0≤θ2π),ρ=2rcos θ,ρ=2rsin θ(0≤θπ),,,,,答案,ρcos θ=a,ρsin θ=a(0θπ),,答案,∴過(guò)點(diǎn)(0,2)且與x軸平行的直線方程為y=2. 即為ρsin θ=2.,,考點(diǎn)自測(cè),2,,解析答案,1,2,3,,解析答案,1,2,3,3.在以O(shè)為極點(diǎn)的極坐標(biāo)系中,圓ρ=4sin θ和直線ρsin θ=a相交于A,B兩點(diǎn).當(dāng)△AOB是等邊三角形時(shí),求a的值.,,解析答案,1,2,3,返回,解 由ρ=4sin θ可得x2+y2=4y,即x2+(y-2)2=4. 由ρsin θ=a可得y=a. 設(shè)圓的圓心為O′,y=a與x2+(y-2)2=4的兩交點(diǎn)A, B與O構(gòu)成等邊三角形,如圖所示. 由對(duì)稱(chēng)性知∠O′OB=30°,OD=a.,,1,2,3,返回,,題型分類(lèi) 深度剖析,例1 (1)以直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸的非負(fù)半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,求線段y=1-x(0≤x≤1)的極坐標(biāo)方程.,∴y=1-x化成極坐標(biāo)方程為ρcos θ+ρsin θ=1,,∵0≤x≤1,∴線段在第一象限內(nèi)(含端點(diǎn)),,,,題型一 極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)的互化,,解析答案,(2)在極坐標(biāo)系中,曲線C1和C2的方程分別為ρsin2θ=cos θ和ρsin θ=1.以極點(diǎn)為平面直角坐標(biāo)系的原點(diǎn),極軸為x軸的正半軸,建立平面直角坐標(biāo)系,求曲線C1和C2交點(diǎn)的直角坐標(biāo). 解 因?yàn)閤=ρcos θ,y=ρsin θ, 由ρsin2θ=cos θ,得ρ2sin2θ=ρcos θ, 所以曲線C1的直角坐標(biāo)方程為y2=x. 由ρsin θ=1,得曲線C2的直角坐標(biāo)方程為y=1.,,解析答案,思維升華,,(1)極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)互化的前提條件:①極點(diǎn)與原點(diǎn)重合;②極軸與x軸的正半軸重合;③取相同的單位長(zhǎng)度.(2)直角坐標(biāo)方程化為極坐標(biāo)方程比較容易,只要運(yùn)用公式x=ρcos θ及y=ρsin θ直接代入并化簡(jiǎn)即可;而極坐標(biāo)方程化為直角坐標(biāo)方程則相對(duì)困難一些,解此類(lèi)問(wèn)題常通過(guò)變形,構(gòu)造形如ρcos θ,ρsin θ,ρ2的形式,進(jìn)行整體代換.,思維升華,(1)曲線C的直角坐標(biāo)方程為x2+y2-2x=0,以原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,求曲線C的極坐標(biāo)方程.,解 將x2+y2=ρ2,x=ρcos θ代入x2+y2-2x=0, 得ρ2-2ρcos θ=0,整理得ρ=2cos θ.,跟蹤訓(xùn)練1,,解析答案,(2)求在極坐標(biāo)系中,圓ρ=2cos θ垂直于極軸的兩條切線方程. 解 由ρ=2cos θ,得ρ2=2ρcos θ,化為直角坐標(biāo)方程為x2+y2-2x=0, 即(x-1)2+y2=1, 其垂直于x軸的兩條切線方程為x=0和x=2,,,解析答案,例2 將圓x2+y2=1上每一點(diǎn)的橫坐標(biāo)保持不變,縱坐標(biāo)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,得曲線C. (1)寫(xiě)出曲線C的方程;,解 設(shè)(x1,y1)為圓上的點(diǎn),在已知變換下變?yōu)榍€C上的點(diǎn)(x,y),,,,題型二 求曲線的極坐標(biāo)方程,,解析答案,(2)設(shè)直線l:2x+y-2=0與C的交點(diǎn)為P1,P2,以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,求過(guò)線段P1P2的中點(diǎn)且與l垂直的直線的極坐標(biāo)方程.,化為極坐標(biāo)方程,并整理得2ρcos θ-4ρsin θ=-3,,,解析答案,思維升華,,求曲線的極坐標(biāo)方程的步驟:(1)建立適當(dāng)?shù)臉O坐標(biāo)系,設(shè)P(ρ,θ)是曲線上任意一點(diǎn);(2)由曲線上的點(diǎn)所適合的條件,列出曲線上任意一點(diǎn)的極徑ρ和極角θ之間的關(guān)系式;(3)將列出的關(guān)系式進(jìn)行整理、化簡(jiǎn),得出曲線的極坐標(biāo)方程.,思維升華,令θ=0,得ρ=1,所以圓C的圓心坐標(biāo)為(1,0).,于是圓C過(guò)極點(diǎn),所以圓C的極坐標(biāo)方程為ρ=2cos θ.,跟蹤訓(xùn)練2,,解析答案,例3 (2015·課標(biāo)全國(guó)Ⅰ)在直角坐標(biāo)系xOy中,直線C1:x=-2,圓C2:(x-1)2+(y-2)2=1,以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系. (1)求C1,C2的極坐標(biāo)方程;,解 因?yàn)閤=ρcos θ,y=ρsin θ, 所以C1的極坐標(biāo)方程為ρcos θ=-2, C2的極坐標(biāo)方程為ρ2-2ρcos θ-4ρsin θ+4=0.,,,題型三 極坐標(biāo)方程的應(yīng)用,,解析答案,由于C2的半徑為1,所以△C2MN為等腰直角三角形,,,解析答案,思維升華,,(1)已知極坐標(biāo)系方程討論位置關(guān)系時(shí),可以先化為直角坐標(biāo)方程;(2)在曲線的方程進(jìn)行互化時(shí),一定要注意變量的范圍,注意轉(zhuǎn)化的等價(jià)性.,思維升華,圓ρ=4可化為x2+y2=16,,跟蹤訓(xùn)練3,,解析答案,返回,,思想方法 感悟提高,在用方程解決直線、圓和圓錐曲線的有關(guān)問(wèn)題時(shí),將極坐標(biāo)方程化為直角坐標(biāo)方程,有助于對(duì)方程所表示的曲線的認(rèn)識(shí),從而達(dá)到化陌生為熟悉的目的,這是轉(zhuǎn)化與化歸思想的應(yīng)用.,,返回,,練出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,,解析答案,2.在極坐標(biāo)系(ρ,θ)(0≤θ<2π)中,求曲線ρ(cos θ+sin θ)=1與ρ(sin θ-cos θ)=1的交點(diǎn)的極坐標(biāo). 解 曲線ρ(cos θ+sin θ)=1化為直角坐標(biāo)方程為x+y=1, ρ(sin θ-cos θ)=1化為直角坐標(biāo)方程為y-x=1.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,,解析答案,3.在極坐標(biāo)系中,已知圓ρ=3cos θ與直線2ρcos θ+4ρsin θ+a=0相切,求實(shí)數(shù)a的值. 解 圓ρ=3cos θ的直角坐標(biāo)方程為x2+y2=3x,,直線2ρcos θ+4ρsin θ+a=0的直角坐標(biāo)方程為2x+4y+a=0.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,,解析答案,解 以極點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),極軸為x軸建立直角坐標(biāo)系, 則曲線ρ=2cos θ的直角坐標(biāo)方程為(x-1)2+y2=1,且圓心為(1,0).,因?yàn)閳A心(1,0)關(guān)于y=x的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為(0,1), 所以圓(x-1)2+y2=1關(guān)于y=x的對(duì)稱(chēng)曲線為x2+(y-1)2=1.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,,解析答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,解 對(duì)曲線C1的極坐標(biāo)方程進(jìn)行轉(zhuǎn)化: ∵ρ=12sin θ,∴ρ2=12ρsin θ,∴x2+y2-12y=0,即x2+(y-6)2=36. 對(duì)曲線C2的極坐標(biāo)方程進(jìn)行轉(zhuǎn)化:,,解析答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,,解析答案,解 設(shè)P′點(diǎn)的極坐標(biāo)為(ρ,θ). ∵△POP′為正三角形,如圖所示,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,,解析答案,8.在極坐標(biāo)系中,判斷直線ρcos θ-ρsin θ+1=0與圓ρ=2sin θ的位置關(guān)系. 解 直線ρcos θ-ρsin θ+1=0可化成x-y+1=0, 圓ρ=2sin θ可化為x2+y2=2y, 即x2+(y-1)2=1.,故直線與圓相交.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,,解析答案,(1)將M、N、P三點(diǎn)的極坐標(biāo)化為直角坐標(biāo);,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,,解析答案,(2)判斷M、N、P三點(diǎn)是否在一條直線上.,∴kMN=kNP,∴M、N、P三點(diǎn)在一條直線上.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,,解析答案,10.在直角坐標(biāo)系xOy中,以O(shè)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系.曲線C的極坐標(biāo)方程為ρcos(θ- )=1,M,N分別為C與x軸、y軸的交點(diǎn). (1)寫(xiě)出C的直角坐標(biāo)方程,并求M、N的極坐標(biāo);,當(dāng)θ=0時(shí),ρ=2,所以M(2,0).,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,,解析答案,(2)設(shè)MN的中點(diǎn)為P,求直線OP的極坐標(biāo)方程. 解 M點(diǎn)的直角坐標(biāo)為(2,0).,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,,解析答案,返回,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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