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《坐标系与参数方程》讲义.docx

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《坐标系与参数方程》

一、选考内容《坐标系与参数方程》高考考试大纲要求

坐标系:

①理解坐标系的作用.

②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.

③能在极坐标系中用极坐标表示点的位置,理解在极坐标系和平面直角坐标系中表示点的位置的区别,能进行极坐标和直角坐标的互化.

④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,理解用方程表示平面图形时选择适当坐标系的意义.

⑤了解柱坐标系、球坐标系中表示空间中点的位置的方法,并与空间直角坐标系中表示点的位置的方法相比较,了解它们的区别.

参数方程:

①了解参数方程,了解参数的意义.

②能选择适当的参数写出直线、圆和圆锥曲线的参数方程.

③了解平摆线、渐开线的生成过程,并能推导出它们的参数方程.

④了解其他摆线的生成过程,了解摆线在实际中的应用,了解摆线在表示行星运动轨道中的作用.

二、基础知识梳理

?y? ? ?? ?y,( ?0).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?:?x

?y? ? ?? ?y,( ?0).

?

P(x,y)对应到点P?(x?,y?),称?为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换,简称伸缩变换.

极坐标系的概念:在平面内取一个定点O,叫做极点;自极点O引一条射线Ox叫做极轴;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),这样就建立了一个极坐标系.

点M的极坐标:设M是平面内一点,极点O与点M的距离OM叫做点M的极径,记为?;以极轴Ox为始边,射线OM为终边的∠XOM叫做点M的极角,记为?.有序数对(?,?)叫做点M的极坐标,记为M(?,?).极坐标(?,?)与(?,??2k?)(k?Z)表示同一个点.极点O的坐标为(0,?)(??R).

4.若??0,则???0,规定点(??,?)与点(?,?)关于极点对称,即(??,?)与(?,???)表示同一点.

如果规定??0,0???2?,那么除极点外,平面内的点可用唯一的极坐标(?,?)表示;同时,极坐标

(?,?)表示的点也是唯一确定的.

?2?x2?y2, x??cos?,

极坐标与直角坐标的互化:y??sin?,

tan??

y(x?0)

x

圆的极坐标方程:

1

在极坐标系中,以极点为圆心,r为半径的圆的极坐标方程是??r;

在极坐标系中,以C(a,0)(a0)为圆心,a为半径的圆的极坐标方程是??2acos?;

在极坐标系中,以C(a,?

2

)(a0)为圆心,a为半径的圆的极坐标方程是??2asin?;

直线的极坐标方程:

在极坐标系中,???(??0)表示以极点为起点的一条射线;???(??R)表示过极点的一条直线.

在极坐标系中,过点A(a,0)(a?0),且垂直于极轴的直线l的极坐标方程是?cos??a.

参数方程的概念:在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标中x,y都是某个变数t的函数

?x?f(t),

??y?g(t),

?

并且对于t的每一个允许值,由这个方程所确定的点M(x,y)都在这条曲线上,那么这个方程

就叫做这条曲线的参数方程,联系x,y的变数t叫做参变数,简称参数.相对于参数方程而言,直接给出点的坐标间关系的方程叫做普通方程.

常见曲线的参数方程

?x?a?rcos?,

?圆(x?a)2?(y?b)2?r2的参数方程可表示为?y?b?rsin?.(?为参数).

?

x2

椭圆

a2

y2b2

?1(ab0)的参数方程可表示为?x?acos?,(?为参数).

?y

?y? ?bsin .

?x?2pt2,

抛物线y2

?2px的参数方程可表示为? (t为参数).

?y?2pt.

y?x?x

y

tcos?,

经过点M

(x,y

O o o

),倾斜角为?的直线l的参数方程可表示为?y? o?tsin?.

?o

?

(t为参数).

在建立曲线的参数方程时,要注明参数及参数的取值范围.在参数方程与普通方程的互化中,必须使

x,y的取值范围保持一致.

三、典型例题分析

考点1、极坐标与直角坐标互化

例题1.1、在极坐标中,求两点P(2,?),Q(

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