极坐标方程必背公式

极坐标方程必背公式
极坐标方程必背公式

极坐标方程必背公式

坐标系

1.极坐标系的概念

在平面上取一个定点O 叫做极点;自点O 引一条射线Ox 叫做极轴;再选定一个长度单位、角度单位(通常取弧度)及其正方向(通常取逆时针方向为正方向),这样就建立了一个极坐标系(如图).

设M 是平面上的任一点,极点O 与点M 的距离|OM |叫做点M 的极径,记为ρ;以极轴Ox 为始边,射线OM 为终边的∠xOM 叫做点M 的极角,记为θ.有序数对(ρ,θ)称为点M 的极坐标,记作M (ρ,θ).

2.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 轴正半轴作为极轴,且在两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或????? ρ2=x 2+y 2,tan θ=y x (x ≠0).

3.圆的极坐标方程

若圆心为M (ρ0,θ0),半径为r 的圆方程为ρ2-2ρ0ρcos(θ-θ0)+ρ20-r 2=0. 几个特殊位置的圆的极坐标方程

(1)当圆心位于极点,半径为r :ρ=r ;

(2)当圆心位于M (a,0),半径为a :ρ=2a cos θ;

(3)当圆心位于π(,)2

M a ,半径为a :ρ=2a sin θ.

4.直线的极坐标方程

若直线过点M (ρ0,θ0),且极轴到此直线的角为α,则它的方程为:ρsin(θ-α)=ρ0sin

(θ0-α).

几个特殊位置的直线的极坐标方程

(1)直线过极点:θ=θ0和θ=π-θ0;

(2)直线过点M (a,0)且垂直于极轴:ρcos θ=a ;

(3)直线过π(,)2

M b 且平行于极轴:ρsin θ=b .

方法总结:进行极坐标方程与直角坐标方程互化的关键是抓住互化公式:x =ρcos θ,y =ρsin

θ,ρ2=x 2+y 2,tan θ=y x (x ≠0).

练习、在直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为???-=+-=t

y t x 32(t 为参数),以O 为极点,

x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,并在两种坐标系中取相同的长度单位,曲线C 的极坐标方程为0cos 2=+θρ.

把曲线C 的极坐标方程化为普通方程;

圆的极坐标方程

2012—2013学年下学期高二文数学案第4周 第三节 圆的极坐标方程(第1课时) 学习目标:1.掌握极坐标方程的意义;2.理解圆的极坐标方程的推导和应用; 3.对不同位置的圆的极坐标方程的理解 学习重点:圆的极坐标方程的求法 学习难点:圆的极坐标方程的推导和应用 学习过程: 一、复习引入 问题1.直角坐标系建立可以描述点的位置极坐标也有同样作用? 问题2.直角坐标系的建立可以求曲线的方程,极坐标系的建立是否可以求曲线方程? 二、新知探究 1.引例:如图,在极坐标系下半径为a 的圆的圆心坐标为(,0)(0)a a >, 你能用一个等式表示圆上任意一点,的极坐标(ρ,θ)满足的条件? 解:设M (ρ,θ)是圆上O 、A 以外的任意一点,连接AM , 则有:cos O M O A θ=,即:=2cos a ρθ ①, 可以验证点(0,)2 O π、(2,0)A a 满足①式.等式①就是圆上任意一点的极坐标满足的条 件.反之,适合等式①的点都在这个圆上. 2.定义:一般地,如果一条曲线上任意一点都有一个极坐标适合方程0),(=θρf 的点在曲线上,那么这个方程称为这条曲线的极坐标方程,这条曲线称为这个极坐标方程的曲线。 三、例题展示 类型一:圆心在极点的圆 例1、已知圆O 的半径为r ,建立怎样的坐标系,可以使圆的极坐标方程更简单? 类型二:圆心在极轴上且过极点的圆 例2:求圆心坐标为(,0)(0)C a a >、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

例3:求圆心在?? ? ??2,πa (a>0)、半径为a 的圆的极坐标方程? 变式训练:求下列圆的极坐标方程 (1) 圆心在极点,半径为2的圆的极坐标方程; (2) 圆心为2π(,) ,半径为2的圆的极坐标方程; (3) 圆心在3(2,)2 A π处并且过极点的圆的方程。 类型四:直角坐标方程和极坐标方程的互化 例4.(1)化在直角坐标方程0822=-+y y x 为极坐标方程, (2)化极坐标方程sin 2ρθ= 为直角坐标方程。 变式训练:化下列曲线的极坐标方程为直角坐标方程,并判断曲线的形状。 (1)cos 2ρθ= (2)=2cos ρθ (3)2cos 22ρθ = (4)11cos ρθ=- 四、课堂练习: 1.以极坐标系中的点(1,1)为圆心,1为半径的圆的方程是( ) A.2cos 4πρθ??=- ??? B.2sin 4πρθ??=- ??? C.()2cos 1ρθ=- D.2sin(1)ρθ=- 2.将下列直角坐标方程化为极坐标方程 (1) 22230x y x y + -+= (2) 210x y -+= (3) 22x y +=9 (4) x =3 3.说明下列极坐标方程表示什么曲线 (1)π ρθ=2cos(-) 4(2)πρθ=cos(-)3(3)sin ρθ=3 (4) ρ=6

圆的极坐标方程

圆的极坐标方程 1.曲线的极坐标方程 一般地,在极坐标系中,如果平面曲线C上任意一点的极坐标中至少有一个满足方程f(ρ,θ)=0,并且坐标适合方程f(ρ,θ)=0的点都在曲线C上,那么方程f(ρ,θ)=0叫做曲线C 的极坐标方程. 2.圆的极坐标方程 (1)特殊情形如下表 圆心位置极坐标方程图形 圆心在极点(0,0) ρ=r (0≤θ<2π) 圆心在点(r,0) ρ=2r cos θ (- π 2 ≤ θ< π 2 ) 圆心在点(r, π 2 ) ρ=2r sin θ (0≤θ<π) 圆心在点(r,π) ρ=-2r cos θ ( π 2 ≤θ< 3π 2 ) 圆心在点(r, 3π 2 ) ρ=-2r sin θ (-π<θ≤0) (2)00|CM|=r,∠COM=|θ-θ0|,根据余弦定理可得圆C的极坐标方程为ρ2-2ρ0ρcos(θ-θ0)+ρ20-r2=0.

1.极坐标方程ρ=4表示的曲线是( ) A .过(4,0)点,且垂直于极轴的直线 B .过(2,0)点,且垂直于极轴的直线 C .以(4,0)为圆心,半径为4的圆 D .以极点为圆心,半径为4的圆 解析:选D.由极坐标方程的定义可知,极坐标方程ρ=4表示以极点为圆心,以4为半径的圆. 2.圆心在(1,0)且过极点的圆的极坐标( ) A .ρ=1 B .ρ=cos θ C .ρ=2cos θ D .ρ=2sin θ 解析:选C.经过极点O 且半径为a 的圆的极坐标方程为ρ=2a cos θ,因圆心在(1,0),所以半径为1,所以极坐标方程为ρ=2cos θ,故选C. 3.极坐标方程ρ=cos ? ?? ??π4-θ表示的曲线是( ) A .双曲线 B .椭圆 C .抛物线 D .圆 解析:选D.ρ=cos ? ????π4-θ=cos π4cos θ+sin π4sin θ=22cos θ+22sin θ, 所以ρ2 =22ρcos θ+2 2ρsin θ, 即x 2 +y 2= 22x +22 y . 化简整理得? ? ???x -242+? ????y -242=14,表示圆.选D. 4.极坐标方程ρ=2cos θ表示的曲线所围成的面积为________. 解析:由ρ=2cos θ=2×1×cos θ知,曲线表示圆,且圆的半径r 为1, 所以面积S =πr 2 =π. 答案:π 圆的极坐标方程 求圆心在C ? ????2, 3π2处并且过极点的圆的极坐标方程,并判断点? ????-2,sin 5π6是否在这个圆上. [解] 如图,由题意知,圆经过极点O ,OA 为其一条直径,设M (ρ,θ)为圆上除点O , A 以外的任意一点,则|OA |=2r ,连接AM ,则OM ⊥MA .

椭圆的极坐标方程及其应用

椭圆的极坐标方程及其应用 如图,倾斜角为θ且过椭圆22 22:1(0)x y C a b a b +=>>的右焦点2F 的直线l 交椭圆C 于,P Q 两点,椭圆 C 的离心率为e ,焦准距为p ,请利用椭圆的第二定义推导22,,PF QF PQ ,并证明: 22 11 PF QF + 为定值 改为:抛物线2 2(0)y px p => 呢? 例1.(10年全国Ⅱ)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率为3 2,过右焦点F 且斜率为(0)k k >的 直线与C 相交于,A B 两点.若3AF FB =u u u r u u u r ,求k 。 练习1. (10年辽宁理科)设椭圆C :2 2 221(0)x y a b a b +=>>的右焦点为F ,过点F 的直线l 与椭圆C 相交于A ,B 两点,直线l 的倾斜角为60o ,2AF FB =u u u r u u u r ,求椭圆C 的离心率; 例2. (07年全国Ⅰ)已知椭圆22 132 x y +=的左、右焦点分别为1F ,2F .过1F 的直线交椭圆于B D ,两点,过2F 的直线交椭圆于A C ,两点,且AC BD ⊥,垂足为P ,求四边形ABCD 的面积的最值. 练习2. (05年全国Ⅱ)P 、Q 、M 、N 四点都在椭圆12 2 2 =+y x 上,F 为椭圆在y 轴正半轴上的焦点.已知.0,,=?MF PF FN MF FQ PF 且线与共线与求四边形PMQN 的面积的最小值和最大值. 例3. (07年重庆理)如图,中心在原点O 的椭圆的右焦点为)0,3(F ,右准线l 的方程为12=x . (Ⅰ)求椭圆的方程; (Ⅱ)在椭圆上任取三个不同点123,,P P P ,使133221FP P FP P FP P ∠=∠=∠,证明: | |1 ||1||1321FP FP FP ++为定值,并求此定值. Q y O x P 2F A y O x B F

5. 圆的极坐标方程(教师版)

5 圆的极坐标方程 主备: 审核: 学习目标: 1. 能写出不同位置的圆的极坐标方程,已知圆的极坐标方程,能在极坐标系中画出圆的图形; 2. 会将圆的极坐标方程与圆的直角坐标方程互化. 学习重点:圆的极坐标方程的求法. 学习难点:一般形式下圆的极坐标方程的推导. 学习过程: 一、课前准备 阅读教材1213P P -的内容,并思考下面的问题: 1.直角坐标系中,单位圆221x y +=在极坐标系中如何表示? 答:1ρ= 2.极坐标系中,圆心在极点,半径等于2的圆,能否用方程表示? 答:可以,可以表示为2ρ=. 二、新课导学: (一)新知: 1. 已知圆C 的半径为a ,圆心在不同的位置上,试求出圆的极坐标方程. 图3 图2 图1 C C O P x O P x O x P 设圆上的动点P 的坐标为(,)ρθ, (1)图1中,动点P 不论运动到什么位置,到极点的距离始终是a ,所以圆的极坐标方程是:a ρ=. (2)图2中,设圆与极轴交于点A ,在直角三角形O P A 中,cos 2a ρθ= ,即 2cos a ρθ=,即为所求圆的极坐标方程. (3)图3中,设圆与垂直于极轴的直线交于点B ,则P B O θ∠=,在直角三角形PBO 中, sin 2PBO a ρ ∠=,即2sin a ρθ=,即为所求圆的极坐标方程. 按照上面的思路,写出下面两种情况的圆的极坐标方程:

图5 图4 (4)图4中,设直线O C 与圆交于点A ,则32 POA π θ∠=-, 在R t P O A ?中,3cos()22a ρπθ- =,化简得2sin a ρθ=-,即为所求圆的方程. (5)图4中,设极轴的延长线与圆交于点A ,则P O A πθ∠=-, 在R t P O A ?中,cos()2a ρπθ-=,化简得2cos a ρθ=-,即为所求圆的方程. (二)典型例题: 【例1】已知圆心在)0,(a M ,半径为R ,试写出圆的极坐标方程. 【解析】设圆上动点P 的坐标为(,)ρθ,如图 ,在OPM ?中,||OP ρ=,||PM R =,||OM a =, P O M θ∠=,由余弦定理可得: 222 cos 2a R a ρθρ +-=, 即 0cos 2222=-+-R a a θρρ.即为所求圆的极坐标方程. 动动手:在圆心的极坐标为)0,4(A ,半径为4的圆中,求过极点O 的弦的中点的轨迹. 【解析】如图,设弦O P 的中点为(,)M ρθ,连M A , 在R t A M O ?中,cos 4 ρθ= ,所以,所求方程为 4cos ρθ=. 【例2】(1)化在直角坐标方程082 2 =-+y y x 为极坐标方程, (2)化极坐标方程)3 cos(6π θρ- = 为直角坐标方程. 【解析】(1)由互化公式cos sin x y ρθρθ=??=? ,得: 2222 cos sin 8sin 0ρθρθρθ+-=,因为ρ不恒为0,所以8sin ρθ=. (2) 将)3 cos(6π θρ- =展开,得6cos cos 6sin sin 3 3 π π ρθθ=+, P O y x M M A x P

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