高中数学选修4-4《坐标系与参数方程》全套教案
一平面直角坐标系-人教A版选修4-4坐标系与参数方程教案

一平面直角坐标系-人教A版选修4-4 坐标系与参数方程教案1. 基本概念1.1 平面直角坐标系平面直角坐标系是指在平面上建立起一个直角坐标系,将二维平面上的任意点都能用其坐标表示出来。
平面直角坐标系由两条互相垂直的坐标轴组成,分别为x轴和y轴。
坐标轴的交点称为坐标原点O,x轴和y轴的正方向分别取向右和向上。
1.2 参数方程参数方程是指用含有参数的方程表示函数的方法。
其中,参数是自变量,函数的值是关于参数的函数。
通常用一组参数,如t、θ等来表示函数。
2. 教学目标本节课教学目标为:•掌握平面直角坐标系的建立方法,能将二维平面上的任意点用其坐标表示出来。
•掌握用参数方程描述平面曲线的方法,能解决相关应用问题。
3. 教学重点•平面直角坐标系的建立方法。
•参数方程的概念,应用与推导方法。
4. 教学难点•参数方程描述平面曲线的方法。
•参数方程在几何应用中的解题方法。
5. 教学内容及过程5.1 知识讲解5.1.1 平面直角坐标系要求学生掌握平面直角坐标系的建立方法,说出x轴和y轴的正方向,确定坐标原点,并会将二维平面上的任意点用其坐标表示出来。
5.1.2 参数方程要求学生掌握参数方程的概念,了解参数方程与常规方程的区别,掌握参数方程描述平面曲线的方法,并能解决相关应用问题。
5.2 课堂互动5.2.1 平面直角坐标系练习让学生在纸上绘制出平面直角坐标系并标注好坐标轴、坐标原点以及x轴和y 轴的正方向。
然后,教师可以随机给出几个点的坐标进行练习,并让学生互相交换练习答案。
5.2.2 参数方程的练习让学生练习参数方程的应用,例如让学生求出直线 y = 2x - 1 的参数方程,并根据所求出的参数方程进行绘制。
另外,也可以出一些实际应用中相关的问题,例如让学生通过参数方程求出某行星的轨道方程等。
5.3 课堂小结教师对本节课所讲内容进行总结,强调重点、难点内容,并进行提问、讨论。
同时,对本节课的拓展内容进行展示,并引导学生进行初步了解。
高中数学新北师大版精品教案《北师大版高中数学选修4-4:坐标系与参数方程 直线和圆锥曲线的参数方程》2

直线的参数方程黄煜芳一、教材分析本节课节选自《高中数学北师大版选修4-4》第二章第二节直线的参数方程二、学情分析学生上节课刚学了参数方程的概念以及参数方程与普通方程的互化,接受程度良好,印象还比较清晰,有助于本节课的学习但学生对于平面向量的相关知识已经淡忘,所以课前需要简单的复习一下三、教学目标1 联系数轴、向量等知识,推导出直线的参数方程,并进行简单应用,体会直线参数方程在解决问题中的作用;2通过直线参数方程的推导与应用,培养综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力,进一步体会运动与变化、数形结合、转化、类比等数学思想;3 通过建立直线参数方程的过程,激发求知欲,培养积极探索、勇于钻研的科学精神、严谨的科学态度.四、教学重点直线的参数方程及参数的几何意义五、教学难点参数的几何意义六、教学方法与手段引导探究式教学,多媒体课件辅助教学七、教学过程(一)知识回顾教师提出问题:1.共线向量的条件是什么?→→→→→→=⇔≠a b a a b λ)0(// 2.直线方程的有几种形式?这些问题先由学生思考,回答,教师补充完善。
【设计意图】引导学生从几何条件思考参数的选择,为学生推导直线的参数方程做好准备.(二)探索新知1直线的参数方程问题1:已知直线上一点M 0(1,2),倾斜角为6π,求直线的方程 问题2:如何建立的参数方程?问题3:如何建立经过点M 0,0,倾斜角为⎪⎭⎫ ⎝⎛≠2παα的直线的参数方程 【设计意图】有特殊到一般推导出直线的参数方程有助于学生更好理解【师生活动】(1)回顾数轴,引出向量数轴是怎样建立的?数轴上点的坐标的几何意义是什么?教师提问后,让学生思考并回答问题.教师引导学生明确:如果数轴原点为O ,数1所对应的点为A ,数轴上点M 的坐标为t ,那么: ①OA 为数轴的单位方向向量,OA 方向与数轴的正方向一致,且OM tOA =;②当OM 与OA 方向一致时(即OM 的方向与数轴正方向一致时),0t >;当OM 与OA 方向相反时(即OM 的方向与数轴正方向相反时),0t <;当M 与O 重合时,0t =;【设计意图】回顾数轴概念,通过向量共线定理理解数轴上的数的几何意义,为选择参数做准备.(2)类比分析:问题1:类比数轴概念,平面直角坐标系中的任意一条直线能否定义成数轴?问题2:把直线当成数轴后,直线上任意一点就有两种坐标.怎样选取单位长度和方向才有利于建立这两种坐标之间的关系?教师提出问题后,引导学生思考并得出以下结论:选取直线l 上的定点0M 为原点,与直线l 平行且方向向上l 的倾斜角不为0时或向右(l 的倾斜角为0时)的单位向量e 确定直线l 的正方向,同时在直线l 上确定进行度量的单位长度,这时直线l 就变成了数轴.于是,直线l 上的点就有了两种坐标(一维坐标和二维坐标).在规定数轴的单位长度和方向时,与平面直角坐标系的单位长度和方向保持一致,有利于建立两种坐标之间的联系.【设计意图】使学生明确平面直角坐标系中的任意直线都可以在规定了原点、单位长度、正方向后成为数轴,为建立直线参数方程作准备.(3)选取参数问题1:当点M 在直线l 上运动时,点M 满足怎样的几何条件?让学生充分思考后,教师引导学生得出结论:将直线l 当成数轴后,直线l 上点M 运动就等价于向量0M M 变化,但无论向量怎样变化,都有0M M te =.因此点M 在数轴上的坐标t 决定了点M 的位置,从而可以选择t 作为参数来获取直线l 的参数方程.【设计意图】明确参数.问题2:如何确定直线l 的单位方向向量e ?教师启发学生:如果所有单位向量起点相同,那么终点的集合就是一个圆.为了研究问题方便,可以把起点放在原点,这样所有单位向量的终点的集合就是一个单位圆.因此在单位圆中来确定直线的单位方向向量.教师引导学生确定单位方向向量,在此基础上启发学生得出(cos ,sin )e αα=,从而明确直线l 的方向向量可以由倾斜角α来确定.当0απ<<时,sin 0α>,所以直线l 的单位方向向量e 的方向总是向上.【设计意图】综合运用所学知识,获取直线的方向向量,培养学生探索精神,体会数形结合思想.(4) 等价转化,深入探究问题:如果点0M ,M 的坐标分别为00(,)(,)x y x y 、,怎样用参数t 表示,x y ?教师启发学生回顾向量的坐标表示,待学生通过独立思考并写出参数方程后再全班交流.过程如下:因为(cos ,sin )e αα=,([0,)απ∈),00000(,)(,)(,)M M x y x y x x y y =-=--,0//M M e 又,所以存在实数t R ∈,使得0M M te =,即 00(,)(cos ,sin )x x y y t αα--=.于是0cos x x t α-=,0sin y y t α-=,即0cos x x t α=+,0sin y y t α=+.因此,经过定点00(,)M x y ,倾斜角为α的直线的参数方程为⎩⎨⎧+=+=ααsin cos 00t y y t x x (t 为参数). 牛刀小试:1.若直线l 经过点(x 0 , y 0)且倾斜角α=0,则直线l 的参数方程是什么?2. 设直线l 经过点M 0(1,5)、倾斜角为π3,求直线l 的参数方程.3. 已知直线l :⎩⎪⎨⎪⎧ x =-3+32t ,y =2+12t ,(t 为参数).求:( 1) 直线l 过哪个定点;(2)直线l 的倾斜角.【设计意图】通过本题训练,使学生进一步体会直线的参数方程2 参数的几何意义思考探究:①直线的参数方程中哪些是变量?哪些是常量?②参数t 的系数有何数量关系?③参数t 的几何意义是什么?总结如下:①00,x y ,α是常量,,,x y t 是变量;②系数的平方和为1;③由于||1e =,且0M M te =,得到0M M t =,因此t 表示直线上的动点M 到定点0M 的距离.当0M M 的方向与数轴(直线)正方向相同时,0t >;当0M M 的方向与数轴(直线)正方向相反时,0t <;当0t =时,点M 与点0M 重合.【设计意图】把向量转化为坐标,获得了直线的参数方程,在此基础上分析直线参数方程的特点,体会参数的几何意义.(三)简单运用,培养能力例1.已知直线l :⎩⎪⎨⎪⎧ x =-3+32t ,y =2+12t ,(t 为参数). 点M (-33,0)在直线l 上,求t ,并说明t 的几何意义. 【设计意图】通过本题训练,使学生进一步体会直线的参数方程,以及在标准形式下参数t 的几何意义⎪⎩⎪⎨⎧--=+=,221222t x t y 2y x =,B 两点,求线段AB 的长度和点(1,2)M -到A,B 两点的距离之积.先由学生思考并动手解决,教师适时点拨、引导,鼓励一题多解,学生可能有以下解法:解法一:由210x y y x +-=⎧⎨=⎩,得210(*)x x +-=.设11(,)A x y ,22(,)B x y ,由韦达定理得:121211x x x x +=-⋅=-,.AB ∴===由(*)解得12x x ==12y y ∴==.所以A B ,.则MA MB ⋅=2===.解法二、因为直线l 过定点M ,且l 的倾斜角为34π,所以它的参数方程是31cos 432sin 4x t y t ππ⎧=-+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩ (t 为参数),即1222x y ⎧=--⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩ (t 为参数).把它代入抛物线的方程,得220t +-=,解得1t =,2t = 由参数t的几何意义得:12AB t t =-=122MA MB t t ⋅==.在学生解决完后,教师投影展示学生的解答过程,予以纠正、完善.然后进行比较:在解决直线上线段长度问题时多了一种解决方法.【设计意图】通过本题训练,使学生进一步体会直线的参数方程,并能利用参数解决有关线段长度问题,培养学生从不同角度分析问题和解决问题能力以及动手能力.【设计意图】通过本题训练,使学生进一步体会利用参数解决有关线段长度问题的方法,对比总结,查漏补缺,培养学生从不同角度分析问题和解决问题能力以及动手能力. (四)归纳总结,提升认识先让学生从知识、思想方法以及对本节课的感受等方面进行总结.教师在学生总结的基础上再进行概括.变式训练:在平面直角坐标系O 中,已知直线的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧+=+=,221222t x ty t 参 直线与椭圆1222=+y x 相交于A ,B 两点,点M (1,2)在直线上,求:(1)线段AB 的长;(2)点M 到A 、B 两点的距离之和.1.知识方面本节课联系数轴、向量等知识,推导出了直线的参数方程,并进行了简单应用,体会了直线参数方程在解决有关问题时的作用.2.数学思想方法方面在研究直线参数方程过程中渗透了运动与变化、类比、数形结合、转化等数学思想.【设计意图】对学习内容有一个整体的认识,培养归纳、概括能力.(五)布置作业,巩固提高1 书面作业:教材P39—1;课后练习:三维设计P34~352 思考题:若直线l 的参数方程为 ⎩⎨⎧+=+=bt y y at x x 00 (b a ,为常数,t 为参数),请思考参数t 的意义.【设计意图】使学生进一步巩固所学知识,加深对知识的理解,为学有余力的学生提供思考的空间.八、板书设计九、教案设计说明本节课研究了直线的参数方程,并进行了简单的应用.本节课注重知识的产生过程,培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力.在教学过程中渗透运动与变化、数形结合、类比、转化等数学思想,关注学生的参与和知识的落实.本节课选择直线的参数方程的参数是比较困难的,这是因为从确定直线的几何条件较难联想到“距离”.因此在教学中除了复习预备知识以外,还复习了数轴.联系数轴上点的坐标的几何意义,类比得到平面直角坐标系中的任意一条直线都可以当成数轴,这样直线上任意一点就可以用坐标t 表示,因此可以选择坐标t 为直线参数方程中的参数.从而,建立直线的参数方程就转化为建立坐标t 与坐标00,x y 及倾斜角 之间关系的问题.这样设计既注重了知识的产生过程,又使学生深刻理解了参数的几何意义.在教学过程中,注重以教师为主导,学生为主体的教学模式.在实施教学和完成教学目标的过程中,适时将学生分组讨论、师生对话、学生动手、学生归纳小结等方式服务于“参数方程”知识的重点和难点的教学中,充分体现了以人为本,鼓励全体学生参与以及重视学法指导的教学新理念.本节课恰当地利用多媒体辅助教学,增强了教学中的直观性.。
高中数学新北师大版精品教案《北师大版高中数学选修4-4:坐标系与参数方程 直线和圆锥曲线的参数方程》53

直线的参数方程(1)教学设计一、教学目标:知识与技能:(1)了解直线参数方程的条件及参数t 的几何含义(2)会使用t 的几何意义解简单的题目。
(3)体会什么条件下使用直线的参数方程。
过程与方法:(1)利用翻转课堂形式自学直线的参数方程,课堂上应用主要联系应用。
(2)使用生活中的汽车行驶来发现t 的集合含义。
(3)课堂上由学生讨论解决问题。
情感、态度与价值观:(1) 培养学生自学的能力,并体会自主学习的快乐。
(2) 体会观察、探索、查错的过程,培养解决问题的方向和信心。
二 教学重点:直线参数方程中t 的几何含义教学难点:利用t 的几何含义解决问题三、教学方法:启发、诱导发现教学四 教学过程:课前导学:(1)利用多媒体的优势建立高速公路实景,对引入t 的几何含义有决定性的作用。
学生可以在实景中体会直线上的任意一点与一个实数一一对应关系。
(2)视频有助于学生反复观看,对学生的学习有很好的作用。
课堂教学:例1 引入:同学们,昨天我们在家里通过视频学习了直线的参数方程,那么直线的参数方程怎么写呢? T 有没有几何含义?是什么呢?(|t |=|PM |-1,2到A ,B 两点的距离之积(我们用普通方程可以解吗?让同学说出思路,指出麻烦之处,关键是由MA,MB 引起PMt )1(的,什么里面可以有MA,MB 联想到参数方程)问题1 :怎么把直线普通方程写成参数方程(学生活动)主要是由斜率找到倾斜角 解: 的参数方程为:问题2:怎么表达两个曲线相交(学生活动)把它代入=2中,得t 2+√2t −2=0 问题3:你要什么?(距离的积)小结例题1中的三个问题。
学生活动练一练:在平面直角坐标系中,已知直线:(为参数),曲线的方程为设点的直角坐标为,直线与曲线的交点为,求的值 解:)将代入②式,得,点M 的直角坐标为(0,3).设这个方程的两个实数根分别为t 1,t 2,则t 1t 2=-3 =3∴ t 1<0, t 2<0则由参数t 的几何意义即得(注意引导学生分析t 1<0, t 2<0) 挑战一下(合作探究)21(222x t y t ⎧=--⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩即为参数)21t t B A 、对应的参数分别为、设2,22121-=-=+t t t t 则2||||||||||2121==⋅=⋅t t t t MB MA在平面直角坐标系中,已知点,曲线C 的参数方程为为参数设直线L 与曲线C 交于A,B 两个不同的点,求的值 本题的难点:(1)在于圆是参数方程,直线是普通方程,如何选取方程形式是关键(2)如何表达解:曲线的普通方程为①, 直线的参数方程为(为参数)②, 把②代入①得,得,, 又∵,,且与异号, ∴回顾:为什么直线写参数方程,圆写普通方程?本题中为什么|t 1|+|t 2|=|t 1−t 2 |例题1中求AB 的长度。
高中数学新北师大版精品教案《北师大版高中数学选修4-4:坐标系与参数方程 极坐标系》2

课题:圆的极坐标方程(第1课时)授课老师:张秀红授课班级:高二(6)班●教学目的:通过类比直角坐标系下求曲线的方程的过程,探讨圆的极坐标方程。
本课题通过课本例题及习题归类学习,让学生经历由简单到复杂的过程,增强解决圆的极坐标方程的能力。
●教学重点与难点:重点:如何根据条件列出圆的极坐标方程,比较这些图形在极坐标和平面直角坐标系中的方程。
难点:如何寻找条件列出圆的极坐标方程●教学过程:一尝试自学1、直角坐标与极坐标的互化2、圆心为M(a,0),半径为a(a>0)的圆的直角坐标方程为。
3、上述1中如何推导圆的直角坐标方程(方法步骤)4、求曲线方程的步骤(求轨迹方程的步骤)二、主干讲解类型一:圆心在极点的圆例1:求圆心在极点、半径为r 的圆的极坐标方程。
类型二:圆心在极轴上且过极点的圆例2:求圆心坐标为Ca,0 (a>0)、半径为a 的圆的极坐标方程?类型三:圆心在点⎪⎭⎫ ⎝⎛2,πa 处且过极点的圆 求圆心在⎪⎭⎫ ⎝⎛2,πa (a>0)、半径为a 的圆的极坐标方程?三、局部训练1、求以)2,4(π为圆心,4为半径的圆的极坐标方程2、求圆心在⎪⎭⎫ ⎝⎛23,πa (a>0)、半径为a 的圆的极坐标方程?3、求圆心在⎪⎭⎫ ⎝⎛4,1π,半径为1的圆的极坐标方程四、效果反馈1、,圆θρcos 2=圆心极坐标是 半径是 θρsin 4=的圆心极坐标是 半径是 两圆的圆心距是2、求圆心在点(3,0),且过极点的圆的极坐标方程3、求圆心在A ()π,3、半径为3的圆的极坐标方程 圆的方程是为半径的为圆心,、以极坐标系中的点1)1,1(4A )4cos(2πθρ-=、A )4sin(2πθρ-=、B )1cos(2-=θρ、C )1sin(2-=θρ、D5、已知一个圆的极坐标方程是θθρsin 5cos 35-=,求圆心的极坐标与半6.求下列圆的圆心的极坐标:(1)θρsin 4=;(2))4cos(2θπρ-=7、求极坐标方程分别是1=ρ与θρcos 2-=的两个圆的公共弦所在的极坐标方程。
新人教版高中数学选修4-4《极坐标与参数方程》优质教案

(3.5学案)第1讲 极坐标系与参数方程(大题)教学目标1.会将参数方程,极坐标方程化为普通方程2.理解极坐标方程中ρ,θ含义,参数方程中直线中的t 的含义,圆与椭圆中θ几何意义,及应用教学重点:ρ,θ应用及直线参数方程中t 应用椭圆中θ应用 教学难点:椭圆中θ的含义题型一:极坐标.参数方程与普通方程互化 1.直角坐标与极坐标的互化把直角坐标系的原点作为极点,x 轴的正半轴作为极轴,且在两种坐标系中取相同的长度单位.如图,设M 是平面内的任意一点,它的直角坐标、极坐标分别为(x ,y)和(ρ,θ),则⎩⎨⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ,⎩⎨⎧ρ2=x 2+y 2,tan θ=yx x ≠0.2.在与曲线的直角坐标方程进行互化时,一定要注意变量的范围,要注意转化的等价性.(1).直线的参数方程过定点M(x 0,y 0),倾斜角为α的直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =x 0+tcos α,y =y 0+tsin α(t为参数).(2).圆的参数方程圆心为点M(x 0,y 0),半径为r 的圆的参数方程为⎩⎨⎧x =x 0+rcos θ,y =y 0+rsin θ(θ为参数).(3).圆锥曲线的参数方程(1)椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)的参数方程为⎩⎨⎧x =acos θ,y =bsin θ(θ为参数).(2)抛物线y 2=2px(p>0)的参数方程为⎩⎨⎧x =2pt 2,y =2pt(t 为参数).(4).(1)参数方程的实质是将曲线上每一点的横、纵坐标分别用同一个参数表示出来,所以有时处理曲线上与点的坐标有关的问题时,用参数方程求解非常方便;(2)充分利用直线、圆、椭圆等参数方程中参数的几何意义,在解题时能够事半功倍.例1、(1)方程表示的曲线是( )A. 双曲线B.双曲线的上支C.双曲线的下支D.圆 分析:把参数方程化为我们熟悉的普通方程,再去判断它表示的曲线类型是这类问题的破解策略.解析:注意到t与互为倒数,故将参数方程的两个等式两边分别平方,再相减,即可消去含的项,即有,又注意到,可见与以上参数方程等价的普通方程为.显然它表示焦点在轴上,以原点为中心的双曲线的上支,选B.点评:这是一类将参数方程化为普通方程的检验问题,转化的关键是要注意变量范围的一致性.(2)、设P 是椭圆上的一个动点,则的最大值是 ,最小值为 .分析:注意到变量的几何意义,故研究二元函数的最值时,可转化为几何问题.若设,则方程表示一组直线,(对于取不同的值,方程表示不同的直线),显然既满足,又满足,故点是方程组的公共解,依题意得直线与椭圆总有公共点,从而转化为研究消无后的一元二次方程的判别式问题.解析:令,对于既满足,又满足,故点是方程组的公共解,依题意得,由,解得:,所以的最大值为,最小值为.点评:对于以上的问题,有时由于研究二元函数有困难,也常采用消元,但由满足的方程来表示出或时会出现无理式,这对进一步求函数最值依然不够简洁,但若通过三角函数换元,则可实现这一途径.即,因此可通过转化为的一元函数.以上二个思路都叫“参数法”.(3)、极坐标方程表示的曲线是()A. 圆B. 椭圆C. 双曲线的一支D. 抛物线分析:这类问题需要将极坐标方程转化为普通方程进行判断.解析:由,化为直角坐标系方程为,化简得.显然该方程表示抛物线,故选D.点评:若直接由所给方程是很难断定它表示何种曲线,因此通常要把极坐标方程化为直角坐标方程,加以研究.(4)、极坐标方程转化成直角坐标方程为()A. B. C. D.分析:极坐标化为直解坐标只须结合转化公式进行化解.解析:,因此选C.点评:此题在转化过程中要注意不要失解,本题若成为填空题,则更要谨防漏解.通关练习一1. 已知点M的极坐标为,下列所给出的四个坐标中不能表示点M的坐标是()A. B. C. D.2.若直线的参数方程为,则直线的斜率为()A. B. C. D.3.下列在曲线上的点是()A. B. C. D.4.将参数方程化为普通方程为()A. B. C.D.5.参数方程为表示的曲线是()A.一条直线 B.两条直线 C.一条射线 D.两条射线6.直线和圆交于两点,则的中点坐标为() A. B. C. D.7.极坐标方程表示的曲线为()A.一条射线和一个圆 B.两条直线 C.一条直线和一个圆 D.一个圆8.直线的参数方程为,上的点对应的参数是,则点与之间的距离是()A. B. C. D.9. 圆心为C,半径为3的圆的极坐标方程为10 若A,B,则|AB|=__________,___________(其中O是极点)11. ,若A、B是C上关于坐标轴不对称的任意两点,AB 的垂直平分线交x轴于P(a,0),求a的取值范围.一、选择题:1.A 解析:能表示点M的坐标有3个,分别是B、C、D.2.D 解析:3.B 解析:转化为普通方程:,当时,4.C 解析:转化为普通方程:,但是5、D 解析:表示一条平行于轴的直线,而,所以表示两条射线6.D 解析:,得,因此中点为7.C 解析:,则或8、C 解析:距离为9、解析:如下图,设圆上任一点为P(),则10、解析:在极坐标系中画出点A、B,易得,11. 解析:,,,,题型二极坐标,参数方程综合应用例2 (2019·全国Ⅱ)在极坐标系中,O为极点,点M(ρ0,θ)(ρ>0)在曲线C:ρ=4sin θ上,直线l过点A(4,0)且与OM垂直,垂足为P.(1)当θ0=π3时,求ρ0及l 的极坐标方程; (2)当M 在C 上运动且P 在线段OM 上时,求P 点轨迹的极坐标方程. 解 (1)因为M(ρ0,θ0)在C 上,当θ0=π3时,ρ0=4sin π3=2 3. 由已知得|OP|=|OA|cosπ3=2. 设Q(ρ,θ)为l 上除P 的任意一点,连接OQ ,在Rt △OPQ 中,ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π3=|OP|=2.经检验,点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π3在曲线ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π3=2上.所以,l 的极坐标方程为ρcos ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π3=2.(2)设P(ρ,θ),在Rt △OAP 中,|OP|=|OA|cos θ=4cos θ,即ρ=4cos θ.因为P 在线段OM 上,且AP ⊥OM ,故θ的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2.所以,P 点轨迹的极坐标方程为ρ=4cos θ,θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2.跟踪演练1 在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l :x +3y =53,以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,圆C 的极坐标方程为ρ=4sin θ.射线OP :θ=π6(ρ≥0)与圆C 的交点为O ,A ,与直线l 的交点为B ,求线段AB 的长.解 由题意知ρA =4sinπ6=2, ρB =532sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+π6=5,所以|AB|=|ρA -ρB |=3.例 3 (2019·六安质检)在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的参数方程为⎩⎨⎧x =2+2cos α,y =2sin α(α为参数),过点P(-2,0)作斜率为k 的直线l 与圆C交于A ,B 两点.(1)若圆心C 到直线l 的距离为455,求k 的值;(2)求线段AB 中点E 的轨迹方程.解 (1)由题意知,圆C 的普通方程为(x -2)2+y 2=4, 即圆C 的圆心为C(2,0),半径r =2.依题意可得过点P(-2,0)的直线l 的方程为y =k(x +2),即kx -y +2k =0, 设圆心C(2,0)到直线l 的距离为d , 则d =|2k +2k|1+k 2=|4k|1+k2=455, 解得k =±12.(2)设直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =-2+tcos θ,y =tsin θ(t 为参数),θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,π6,代入圆C :(x -2)2+y 2=4,得t 2-8tcos θ+12=0. 设A ,B ,E 对应的参数分别为t A ,t B ,t E , 则t E =t A +t B2, 所以t A +t B =8cos θ,t E =4cos θ. 又点E 的坐标满足⎩⎨⎧x =-2+t E cos θ,y =t E sin θ,所以点E 的轨迹的参数方程为⎩⎨⎧x =-2+4cos 2θ,y =4sin θcos θ,即⎩⎨⎧x =2cos 2θ,y =2sin 2θ,θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,π6,化为普通方程为x 2+y 2=4(1<x ≤2).例4在平面直角坐标系xOy 中,以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为ρcos θ-2ρsin θ+1=0,曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =2cos α,y =3sin α(α为参数).(1)求曲线C 上的点到直线l 的距离的最大值;(2)直线l 与曲线C 交于A ,B 两点,已知点M(1,1),求|MA|·|MB|的值. 解 (1)设曲线C 上任意一点N(2cos α,3sin α), 直线l :x -2y +1=0,则点N 到直线l 的距离d =|2cos α-23sin α+1|5=⎪⎪⎪⎪⎪⎪4cos ⎝⎛⎭⎪⎫α+π3+15≤5,∴曲线C 上的点到直线l 的距离的最大值为 5. (2)设直线l 的倾斜角为θ, 则由(1)知tan θ=12,∴cos θ=255,sin θ=55. ∴直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+255t ,y =1+55t (t 为参数),曲线C :x 24+y 23=1,联立方程组,消元得165t 2+45t -5=0, 设方程两根为t 1,t 2,则t 1t 2=-2516, 由t 的几何意义,得|MA|·|MB|=-t 1t 2=2516. 通关练习二1.(2019·东莞调研)在平面直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =34+3t ,y =a +3t(t 为参数),圆C 的标准方程为(x -3)2+(y -3)2=4.以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系. (1)求直线l 和圆C 的极坐标方程; (2)若射线θ=π3与l 的交点为M ,与圆C 的交点为A ,B ,且点M 恰好为线段AB 的中点,求a 的值.解(1)∵直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =34+3t ,y =a +3t(t 为参数),∴在直线l 的参数方程中消去t 可得直线l 的普通方程为x -y -34+a =0,将x =ρcos θ,y =ρsin θ代入直线l 的普通方程中, 得到直线l 的极坐标方程为ρcos θ-ρsin θ-34+a =0.∵圆C 的标准方程为(x -3)2+(y -3)2=4,∴圆C 的极坐标方程为ρ2-6ρcos θ-6ρsin θ+14=0.(2)在极坐标系中,由已知可设M ⎝ ⎛⎭⎪⎫ρ1,π3,A ⎝ ⎛⎭⎪⎫ρ2,π3,B ⎝⎛⎭⎪⎫ρ3,π3,联立⎩⎨⎧θ=π3,ρ2-6ρcos θ-6ρsin θ+14=0,得ρ2-(3+33)ρ+14=0, ∴ρ2+ρ3=3+3 3. ∵点M 恰好为AB 的中点, ∴ρ1=3+332,即M ⎝⎛⎭⎪⎫3+332,π3. 把M ⎝ ⎛⎭⎪⎫3+332,π3代入ρcos θ-ρsin θ-34+a =0,得3()1+32×1-32-34+a =0,解得a =94.2.在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 1过点P(m,2),其参数方程为⎩⎨⎧x =m +t ,y =2-t(t 为参数,m ∈R ),以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 2的极坐标方程为ρcos 2θ+8cos θ-ρ=0. (1)求曲线C 1的普通方程和曲线C 2的直角坐标方程;(2)若已知曲线C 1和曲线C 2交于A ,B 两点,且|PA|=2|PB|,求实数m 的值. 解 (1)C 1的参数方程⎩⎨⎧x =m +t ,y =2-t(t 为参数,m ∈R ),消参得普通方程为x +y -m -2=0.C 2的极坐标方程化为ρ(2cos 2θ-1)+8cos θ-ρ=0,两边同乘ρ得2ρ2cos 2θ+8ρcos θ-2ρ2=0,即y 2=4x. 即C 2的直角坐标方程为y 2=4x.(2)将曲线C 1的参数方程标准化为⎩⎪⎨⎪⎧x =m -22t ,y =2+22t (t 为参数,m ∈R ),代入曲线C 2:y 2=4x , 得12t 2+42t +4-4m =0, 由Δ=(42)2-4×12×(4-4m)>0,得m>-3,设A ,B 对应的参数为t 1,t 2,由题意得|t 1|=2|t 2|,即t 1=2t 2或t 1=-2t 2,当t 1=2t 2时,⎩⎨⎧t 1=2t 2,t 1+t 2=-82,t 1·t 2=24-4m,解得m =-239,满足m>-3; 当t 1=-2t 2时,⎩⎨⎧t 1=-2t 2,t 1+t 2=-82,t 1·t 2=24-4m解得m =33,满足m>-3. 综上,m =-239或33. 3.(2019·衡水中学调研)在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎨⎧x =2+2cos φ,y =2sin φ(φ为参数).以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 2的极坐标方程为ρ=4sin θ. (1)求C 1的普通方程和C 2的直角坐标方程;(2)已知直线C 3的极坐标方程为θ=α(0<α<π,ρ∈R ),A 是C 3与C 1的交点,B 是C 3与C 2的交点,且A ,B 均异于原点O ,|AB|=42,求α的值. 解 (1)由⎩⎨⎧x =2+2cos φ,y =2sin φ消去参数φ,得C 1的普通方程为(x -2)2+y 2=4.由ρ=4sin θ,得ρ2=4ρsin θ,又y =ρsin θ,x 2+y 2=ρ2, 所以C 2的直角坐标方程为x 2+(y -2)2=4. (2)由(1)知曲线C 1的普通方程为(x -2)2+y 2=4, 所以其极坐标方程为ρ=4cos θ.设点A ,B 的极坐标分别为(ρA ,α),(ρB ,α), 则ρA =4cos α,ρB =4sin α,所以|AB|=|ρA -ρB |=4|cos α-sin α| =42⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎪⎫α-π4=42,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=±1,即α-π4=k π+π2(k ∈Z ),解得α=k π+3π4(k ∈Z ),又0<α<π,所以α=3π4. 4.(2019·保山模拟)在平面直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.⊙O 的极坐标方程为ρ=2,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =tcos α,y =-2+tsin α(t 为参数),直线l 与⊙O 交于A ,B 两个不同的点.(1)求倾斜角α的取值范围;(2)求线段AB 中点P 的轨迹的参数方程. 解 (1)直线l 的倾斜角为α,当α=π2时,直线l(即y 轴)与⊙O 交于A ,B 两个不同的点,符合题目要求;当α≠π2时,记k =tan α,直线l 的参数方程⎩⎨⎧x =tcos α,y =-2+tsin α 化为普通方程为kx -y -2=0,圆心O 到直线l 的距离d =21+k 2.因为直线l 与⊙O 交于不同的两点, 所以21+k2<2, 解得k>1或k<-1.当k<-1时,直线l 的倾斜角α的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,3π4;当k>1时,α的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2,综上,直线l 的倾斜角α的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,3π4.(2)⊙O 的极坐标方程为ρ=2,其直角坐标方程为x 2+y 2=2, 因直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =tcos α,y =-2+tsin α(t 为参数),代入x 2+y 2=2中得,t 2-4tsin α+2=0, 故可设A(t 1cos α,-2+t 1sin α),B(t 2cos α,-2+t 2sin α),注意到t 1 ,t 2为方程的根,故t 1+t 2=4sin α, 点P 的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫t 1+t 22cos α,-2+t 1+t 22sin α, 即(sin 2α,-1-cos 2α), 所以点P 的轨迹的参数方程为 ⎩⎨⎧x =sin 2α,y =-1-cos 2α(α为参数).。
马井堂-高中数学选修4-4坐标系与参数方程完整教案

选修4-4教案教案1平面直角坐标系(1课时)教案2平面直角坐标系中的伸缩变换(1课时)教案3极坐标系的的概念(1课时)教案4极坐标与直角坐标的互化(1课时)教案5圆的极坐标方程(2课时)教案6直线的极坐标方程(2课时)教案7球坐标系与柱坐标系(2课时)教案8参数方程的概念(1课时)教案9圆的参数方程及应(2课时)教案10圆锥曲线的参数方程(1课时)教案11圆锥曲线参数方程的应用(1课时)教案12直线的参数方程(2课时)教案13参数方程与普通方程互化(2课时)教案14圆的渐开线与摆线(1课时)课题:1、平面直角坐标系教学目的:知识与技能:回顾在平面直角坐标系中刻画点的位置的方法能力与与方法:体会坐标系的作用情感、态度与价值观:通过观察、探索、发现的创造性过程,培养创新意识。
教学重点:体会直角坐标系的作用教学难点:能够建立适当的直角坐标系,解决数学问题授课类型:新授课教学模式:互动五步教学法教具:多媒体、实物投影仪复习及预习提纲:1平面直角坐标系中刻画点的位置的方法2坐标系的作用————教学过程————复习回顾和预习检查1平面直角坐标系中刻画点的位置的方法2坐标系的作用创设情境,设置疑问情境1:为了确保宇宙飞船在预定的轨道上运行,并在按计划完成科学考察任务后,安全、准确的返回地球,从火箭升空的时刻开始,需要随时测定飞船在空中的位置机器运动的轨迹。
情境2:运动会的开幕式上常常有大型团体操的表演,其中不断变化的背景图案是由看台上座位排列整齐的人群不断翻动手中的一本画布构成的。
要出现正确的背景图案,需要缺点不同的画布所在的位置。
问题1:如何刻画一个几何图形的位置?问题2:如何创建坐标系?分组讨论刻画一个几何图形的位置,需要设定一个参照系1、数轴它使直线上任一点P都可以由惟一的实数x确定2、平面直角坐标系在平面上,当取定两条互相垂直的直线的交点为原点,并确定了度量单位和这两条直线的方向,就建立了平面直角坐标系。
2014数学文补教案---选修4-4坐标系与参数方程

选修4-4 坐标系与参数方程
第一节坐标系
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实际教学课时:
教学方法:
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知识点:
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.极坐标系与点的极坐标
(1)极坐标系:在平面内取一个定点O,叫做_____,自极点O引一条射线Ox,叫做_____;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),就建立了极坐标系.
(2)点的极坐标:对于极坐标系所在平面内的任一点M,若设|OM|=ρ(ρ≥0),以极轴Ox 为始边,射线OM为终边的角为θ,则点M可用有序数对______表示.
(3)极坐标与直角坐标的互化公式:
设点P的直角坐标为(x,y),它的极坐标为(ρ,θ),则相互转化公式为
3.直线的极坐标方程
(1)特殊位置的直线的极坐标方程:
(2)一般位置的直线的极坐标方程:若直线l经过点M(ρ0,θ0),且极轴到此直线的角为α,直线l的极坐标方程为:ρsin(α-θ)=______________.
4.半径为r的圆的极坐标方程
(1)特殊位置的圆的极坐标方程:
(2)一般位置的圆的极坐标方程:圆心为M(ρ0,θ0),半径为r
的圆的极坐标方程为______________________________.
板书设计与典例分析:。
人教版高中数学选修4-4坐标系与参数方程全套教案(可编辑)

人教版高中数学选修4-4坐标系与参数方程全套教案课型:复习课课时数:讲学时间: 20101月18号班级:学号: 1、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、能在极坐标系中用极坐标刻画点的位置,体会在极坐标系和平面直角坐标系中刻画点的位置的区别,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(如过极点的直线、过极点或圆心在极点的圆)的方程。
通过比较这些图形在极坐标系和平面直角坐标系中的方程,体会在用方程刻画平面图形时选择适当坐标系的意义。
4、分析直线、圆和圆锥曲线的几何性质,选择适当的参数写出它们的参数方程,能进行参数方程与普通方程的互化。
二、【回归教材】:1、阅读《》,试了解1)设点是平面直角坐标系中的任意一点,在伸缩变换公式的作用下,如何找到点P的对应点?试找出变换为的伸缩变换公式 .(2)极坐标系是如何建立的?试类比平面直角坐标系的建立过程画一个,并写出点M的极径与极角来表示它的极坐标,体会在极坐标系和平面直角坐标系中刻画点的位置的区别,写出极坐标和直角坐标的互化公式 .(3)在平面直角坐标系中,曲线C可以用方程来表示,在极坐标系中,我们用什么方程来表示这段曲线呢?例如圆,直线,你是如何用极坐标方程表示它们的?2、阅读选修4-4《》2)将曲线的参数方程化为普通方程,有利于识别曲线的类型,我们是如何做到的?在互化的过程中,必须注意什么问题?试探究一下圆锥曲线的参数方程与普通方程的互化。
三、【达标练习与作业】:1、在同一平面直角坐标系中,曲线经过一个伸缩变换后变为,则这个伸缩变换为 .2、已知点的极坐标为,则它的直角坐标为;而如果点的直角坐标为,则它的极坐标为 .3、化极坐标方程为直角坐标方程是;则极坐标方程表示的曲线是;而圆心为,半径为3的圆所表示的极坐标方程为 .4、直线(t为参数)的倾斜角的大小是 .5、极坐标方程为,它所表示的圆的半径为 .6、(t为参数)上到点的距离为的点坐标为 .7、已知为参数,求点到方程表示的曲线的距离的最小值 .8、已知直线(t为参数),求被双曲线截得的弦长 .四、【课后反思】:书山有路勤为径,学海无涯苦作舟。
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高中数学选修4-4全套教案第一讲坐标系一平面直角坐标系课题:1、平面直角坐标系教学目的:知识与技能:回顾在平面直角坐标系中刻画点的位置的方法能力与与方法:体会坐标系的作用情感、态度与价值观:通过观察、探索、发现的创造性过程,培养创新意识。
教学重点:体会直角坐标系的作用教学难点:能够建立适当的直角坐标系,解决数学问题授课类型:新授课教学模式:启发、诱导发现教学.教具:多媒体、实物投影仪教学过程:一、复习引入:情境1:为了确保宇宙飞船在预定的轨道上运行,并在按计划完成科学考察任务后,安全、准确的返回地球,从火箭升空的时刻开始,需要随时测定飞船在空中的位置机器运动的轨迹。
情境2:运动会的开幕式上常常有大型团体操的表演,其中不断变化的背景图案是由看台上座位排列整齐的人群不断翻动手中的一本画布构成的。
要出现正确的背景图案,需要缺点不同的画布所在的位置。
问题1:如何刻画一个几何图形的位置?问题2:如何创建坐标系?二、学生活动学生回顾刻画一个几何图形的位置,需要设定一个参照系1、数轴它使直线上任一点P都可以由惟一的实数x确定2、平面直角坐标系在平面上,当取定两条互相垂直的直线的交点为原点,并确定了度量单位和这两条直线的方向,就建立了平面直角坐标系。
它使平面上任一点P都可以由惟一的实数对(x,y)确定3、空间直角坐标系在空间中,选择两两垂直且交于一点的三条直线,当取定这三条直线的交点为原点,并确定了度量单位和这三条直线方向,就建立了空间直角坐标系。
它使空间上任一点P 都可以由惟一的实数对(x,y,z)确定三、讲解新课:1、建立坐标系是为了确定点的位置,因此,在所建的坐标系中应满足:任意一点都有确定的坐标与其对应;反之,依据一个点的坐标就能确定这个点的位置2、确定点的位置就是求出这个点在设定的坐标系中的坐标 四、数学运用例1 选择适当的平面直角坐标系,表示边长为1的正六边形的顶点。
*变式训练如何通过它们到点O 的距离以及它们相对于点O 的方位来刻画,即用”距离和方向”确定点的位置?例2 已知B 村位于A 村的正西方1公里处,原计划经过B 村沿着北偏东600的方向设一条地下管线m.但在A 村的西北方向400米出,发现一古代文物遗址W.根据初步勘探的结果,文物管理部门将遗址W 周围100米范围划为禁区.试问:埋设地下管线m 的计划需要修改吗?*变式训练1.一炮弹在某处爆炸,在A 处听到爆炸的时间比在B 处晚2s,已知A 、B 两地相距800米,并且此时的声速为340m/s,求曲线的方程2.在面积为1的PMN ∆中,2tan ,21tan -=∠=∠MNP PMN ,建立适当的坐标系,求以M ,N 为焦点并过点P 的椭圆方程例3 已知Q (a,b ),分别按下列条件求出P 的坐标(1)P 是点Q 关于点M (m,n )的对称点(2)P 是点Q 关于直线l:x-y+4=0的对称点(Q 不在直线1上)*变式训练用两种以上的方法证明:三角形的三条高线交于一点。
思考通过平面变换可以把曲线14)1(9)1(22=-++y x 变为中心在原点的单位圆,请求出该复合变换?四、巩固与练习五、小 结:本节课学习了以下内容:1.如何建立直角坐标系;2.建标法的基本步骤; 3.什么时候需要建标。
五、课后作业:课本P14页 1,2,3,4 六、课后反思:建标法,学生学习有印象,但没有主动建标的意识,说明学生数学学习缺乏系统性,需要加强训练。
课题:2、平面直角坐标系中的伸缩变换 教学目标:知识与技能:平面直角坐标系中的坐标变换 过程与方法:体会坐标变换的作用情感、态度与价值观:通过观察、探索、发现的创造性过程,培养创新意识 教学重点:理解平面直角坐标系中的坐标变换、伸缩变换 教学难点:会用坐标变换、伸缩变换解决实际问题 授课类型:新授课教学措施与方法:启发、诱导发现教学. 教学过程:一、阅读教材P4—P8问题探究1:怎样由正弦曲线sin y x =得到曲线sin 2y x =?思考:“保持纵坐标不变横坐标缩为原来的一半”的实质是什么?问题探究2:怎样由正弦曲线sin y x =得到曲线3sin y x =?思考:“保持横坐标不变纵坐标缩为原来的3倍”的实质是什么?问题探究3:怎样由正弦曲线sin y x =得到曲线3sin 2y x =?二、新课讲解:定义:设P(x,y)是平面直角坐标系中任意一点,在变换 的作用下,点P(x,y)对应P’(x’,y’).称ϕ为平面直角坐标系中的伸缩变换注 (1)(2)把图形看成点的运动轨迹,平面图形的伸缩变换可以用坐标伸缩变换得到; (3)在伸缩变换下,平面直角坐标系不变,在同一直角坐标系下进行伸缩变换。
例1、在直角坐标系中,求下列方程所对应的图形经过伸缩变换''23x xy y⎧=⎨=⎩后的图形。
(1)2x+3y=0; (2) 221x y +=例2、在同一平面坐标系中,经过伸缩变换⎩⎨⎧='='yy x x ,3后,曲线C 变为曲线9922='+'y x ,求曲线C 的方程并画出图象。
三、知识应用:1、已知x x f x x f ωsin )(,sin )(21==()0>ω)(2x f 的图象可以看作把)(1x f 的图象在其所'(0):'(0)x x y y λλϕμμ=>⎧⎨=>⎩0,0λμ>>在的坐标系中的横坐标压缩到原来的31倍(纵坐标不变)而得到的,则ω为( )A .21B .2 C.3 D.312、在同一直角坐标系中,经过伸缩变换⎩⎨⎧='='yy xx 35后,曲线C 变为曲线22281,x y ''+=则曲线C 的方程为( )A .2225361x y += B.2291001x y +=C .2210241x y += D.22281259x y += 3、在平面直角坐标系中,求下列方程所对应的图形经过伸缩变换⎪⎩⎪⎨⎧='='yy xx 3121后的图形。
(1);025=+y x (2)122=+y x 。
四、知识归纳:设点P (x,y )是平面直角坐标系中的任意一点,在变换 ⎩⎨⎧>⋅='>⋅='),0(,),0(,:μμλλϕy y x x 的作用下,点P(x,y)对应到点),(y x P ''',称ϕ为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换五、作业布置:1、抛物线24y x =经过伸缩变换1413x x y y ⎧'=⎪⎪⎨⎪'=⎪⎩后得到 2、把圆2216x y +=变成椭圆22116y x ''+=的伸缩变换为 3、在同一坐标系中将直线321x y +=变成直线''22x y +=的伸缩变换为4、把曲线3sin 2y x =的图象经过伸缩变换124x xy y ⎧'=⎪⎨⎪'=⎩得到的图象所对应的方程为5、在同一平面直角坐标系中,经过伸缩变换212x x y y '=⎧⎪⎨'=⎪⎩后,曲线C 变为221640x y x '''--=,则曲线C 的方程六、反思:二极坐标系课题:1、极坐标系的的概念教学目的:知识目标:理解极坐标的概念能力目标:能在极坐标系中用极坐标刻画点的位置,体会在极坐标系和平面直角坐标系中刻画点的位置的区别.德育目标:通过观察、探索、发现的创造性过程,培养创新意识。
教学重点:理解极坐标的意义教学难点:能够在极坐标系中用极坐标确定点位置授课类型:新授课教学模式:启发、诱导发现教学.教具:多媒体、实物投影仪教学过程:一、复习引入:情境1:军舰巡逻在海面上,发现前方有一群水雷,如何确定它们的位置以便将它们引爆?情境2:如图为某校园的平面示意图,假设某同学在教学楼处。
(1)他向东偏60°方向走120M后到达什么位置?该位置惟一确定吗?(2)如果有人打听体育馆和办公楼的位置,他应如何描述?问题1:为了简便地表示上述问题中点的位置,应创建怎样的坐标系呢?问题2:如何刻画这些点的位置?这一思考,能让学生结合自己熟悉的背景,体会在某些情况下用距离与角度来刻画点的位置的方便性,为引入极坐标提供思维基础.二、讲解新课:从情镜2中探索出:在生活中人们经常用方向和距离来表示一点的位置。
这种用方向和距离表示平面上一点的位置的思想,就是极坐标的基本思想。
1、极坐标系的建立:在平面上取一个定点O,自点O引一条射线OX,同时确定一个单位长度和计算角度的正方向(通常取逆时针方向为正方向),这样就建立了一个极坐标系。
(其中O称为极点,射线OX称为极轴。
)2、极坐标系内一点的极坐标的规定对于平面上任意一点M,用ρ表示线段OM的长度,用θ表示从OX到OM 的角度,ρ叫做点M的极径,θ叫做点M的极角,有序数对(ρ,θ)就叫做M的极坐标。
特别强调:由极径的意义可知ρ≥0;当极角θ的取值范围是[0,2π)时,平面上的点(除去极点)就与极坐标(ρ,θ)建立一一对应的关系 .们约定,极点的极坐标是极径ρ=0,极角是任意角. 3、负极径的规定在极坐标系中,极径ρ允许取负值,极角θ也可以去任意的正角或负角 当ρ<0时,点M (ρ,θ)位于极角终边的反向延长线上,且OM=ρ。
M (ρ,θ)也可以表示为))12(,()2,(πθρπθρ++-+k k 或 )(z k ∈ 4、数学应用例1 写出下图中各点的极坐标(见教材14页) A (4,0)B (2 )C ( ) D ( )E ( )F ( ) G ( )① 平面上一点的极坐标是否唯一? ② 若不唯一,那有多少种表示方法? ③坐标不唯一是由谁引起的?③ 不同的极坐标是否可以写出统一表达式约定:极点的极坐标是ρ=0,θ可以取任意角。
变式训练在极坐标系里描出下列各点A (3,0)B (6,2π)C (3,2π)D (5,34π)E (3,65π)F (4,π)G (6,35π点的极坐标的表达式的研究例2 在极坐标系中,(1)已知两点P (5,45π),Q )4,1(π,求线段PQ 的长度;(2)已知M 的极坐标为(ρ,θ)且θ=3π,ρR ∈,说明满足上述条件的点M 的位置。
变式训练1、若ABC ∆的的三个顶点为.),67,3(),65,8(),25,5(判断三角形的形状πππC B A2、若A 、B 两点的极坐标为),(),,(2211θρθρ求AB 的长以及AOB ∆的面积。
(O 为极点) 例3 已知Q (ρ,θ),分别按下列条件求出点P 的极坐标。
(1) P 是点Q 关于极点O 的对称点; (2) P 是点Q 关于直线2πθ=的对称点;(3) P 是点Q 关于极轴的对称点。