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极坐标方程

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极坐标方程

极坐标方程

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  • 2006-07-25 22:38:50
      1.极坐标系 
      考查要点: 
      (1)会用极坐标确定点的位置; 
      (2)一个极坐标对应唯一的点,但是一个点的极坐标可以有无数种表示形式,如P(ρ, θ)又可以表示成
    (ρ,θ+2kπ)或(-ρ,θ+(2k+1)π),其中k∈Z。
         例1.在极坐标系中,点(ρ,θ)与(-ρ,π-θ)的位置是( )。   A、关于极轴所在直线对称   B、关于极点对称   C、重合   D、关于直线θ=(ρ∈R)对称   分析:点(-ρ,π-θ)与点(ρ,-θ)是同一个点,它与点(ρ,θ)关于极轴所在直线对称,答案选A。
         例2.在极坐标系中,如果等边三角形的两个顶点是A(2, ), B(2, ),那么顶点C的坐标可能是( )。   A、(4, π)   B、(2, π)   C、(2, π)   D、(3, π)   分析:由题设可知A、B两点交于极点O对称,即O是AB的中点。
      又|AB|=4,ΔABC为正三角形,   ∴|OC|=2,∠AOC=,   ∴C对应的极角θ=+=π   或θ=-=-,即C点极坐标为(2, π)或(2, -)   ∴选B。   2.极坐标与直角坐标互化   考查要点:   (1)会进行点的极坐标与直角坐标的互化;   (2)能正确地将极坐标方程化为直角坐标方程。
         例3.已知P(-3,),   (1)若极坐标系的极点在直角坐标系的原点,极轴与x轴正向相同,则P点的极坐标是_________。   (2)若极坐标系的极点在直角坐标系的O'(-3+,2),极轴的方向与x轴正向相同,两个坐标系的长度单位相同,则P点的极坐标是__________。
         分析:(1)ρ==2,tgθ=-,   ∵P点在第二象限,∴θ=π, ∴P点极坐标为(2,π)。   (2)如图,tga==1, ∴a=,   ∴θ=∠x'O'P=π+=π,   ρ=|O'P|==,   ∴在极坐标系O'x'中,P点的极坐标是(,π)。
         例4.极坐标方程ρ=cos(-θ)所表示的曲线是( )   A、双曲线  B、椭圆  C、抛物线  D、圆   方法1:将方程化为直角坐标方程,可以判断曲线形状,由于ρ不恒等于0,方程两边同乘ρ,得:   ρ2=ρcos(-θ)=ρ(cosθ+sinθ)=(ρcosθ+ρsinθ)   这样,在以极点为原点,以极轴为x轴正半轴的直角坐标系中,   ρcosθ=x, ρsinθ=y, ρ2=x2+y2, 因此有:   x2+y2=(x+y),   ∴ 方程ρ=cos(-θ)表示圆。
         方法2:极坐标方程ρ=2acosθ表示圆,而-θ与极轴的旋转有关,它只影响圆心的位置,而不改变曲线的形状,故方程ρ=cos(-θ)表示圆。   答案:选D。   例5.极坐标方程分别是ρ=cosθ和ρ=sinθ的两个圆的圆心距是( )   A、2   B、   C、1    D、   分析:本题有两种解法。
      第一种解法直接在极坐标系中,根据给定的方程判断出两圆心的极坐标分别是 (,0)和(,),这两点间的距离是。第二种解法是将方程化为直角坐标方程,因为ρ不恒为0,可以用ρ分别乘方程两边,得:   ρ2=ρcosθ和ρ2=ρsinθ,极坐标方程化直角坐标方程为:   x2+y2=x和x2+y2=y,它们的圆心分别是(,0),(0,),圆心距是。
         ∴ 选D。   3.根据所给条件,建立曲线的极坐标方程,并利用方程研究曲线的某些性质。   例6.在极坐标系中,已知圆C的圆心C(3,),半径为1。Q点在圆周上运动,O为极点。   (I)求圆C的极坐标方程   (II)若P在直线OQ上运动,且满足OQ∶QP=2∶3,求动点P的轨迹方程。
         解:(I)设M(ρ, θ)为圆C上任意一点,如图,   在ΔOCM中,|OC|=3,|OM|=ρ,|CM|=1,   ∠COM=|θ-|,根据余弦定理,得:   1=ρ2+9-2·ρ·3·cos|θ-|, 化简整理,得:   ρ2-6·ρcos(θ-)+8=0为圆C的轨迹方程。
         (II)设Q(ρ1, θ1),则有:ρ12-6ρ1cos(θ1-)+8=0。。。。。。。。。(1)   设P(ρ, θ),   则OQ∶QP=ρ1∶(ρ-ρ1)=2∶3 ρ1=ρ,   又θ1=θ,即   代入(1)得:ρ2-6·ρcos(θ-)+8=0,   整理得ρ2-15ρcos(θ-)+50=0为P点的轨迹方程。
         习题:   1.点A的直角坐标为(0,-2),则它的极坐标为__________;点B的极坐标为(-2, -),则它的直角坐标是________。   2.求下列各图形的极坐标方程:   (1)过A(2,)平行于极轴的直线   (2)过A(3,)且和极轴成π的直线   (3)圆心在M(2,π),半径为1 的圆   3.进行直角坐标方程与极坐标方程的互化。
         (1)y2=4x    (2)y2+x2-2x-1=0   (3)θ=   (4)ρcos2=1   (5)ρ2cos(2θ)=4   (6)ρ=。
         答案:   1.(2,-)(其它等价形式均可),(-1,)   2.(1)ρsinθ=   (2)ρ(sinθ+cosθ)=+   (3)ρ2+4ρcosθ+3=0   3.(1)ρsin2θ=4cosθ   (2)ρ2-2ρcosθ-1=0   (3)y=x (x≥0)   (4)y2=-4(x-1)   (5)x2-y2=4  (6)3x2+4y2-2x-1=0 。

    1***

    2006-07-25 22:38:50

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