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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(即一一对应的关系);同时,极坐标(?,?)表示的点也是唯一确定的。
极坐标与直角坐标都是一对有序实数确定平面上一个点,在极坐标系下,一对有序实数?、?对应惟一点P(?,?),但平面内任一个点P的极坐标不惟一.一个点可以有无数个坐标,这些坐标又有规律可循的,P(?,?)(极点除外)的全部坐标为(?,?+2k?)或(??,?+(2k?1)?),(k?Z).极点的极径为0,而极角任意取.若对?、?的取值范围加以限制.则除极点外,平面上点的极坐标就惟一了,如限定?>0,0≤?<2?或?<0,??<?≤?等.
极坐标与直角坐标的不同是,直角坐标系中,点与坐标是一一对应的,而极坐标系中,点与坐标是一多对应的.即一个点的极坐标是不惟一的. 3、极坐标与直角坐标的互化 设M是平面内任意一点,它的直角坐标是(x,y),极坐标是(?,?),从图中可以得出:
??a;(如图1)
②以(a,0)(a?0)为圆心, a为半径的圆的极坐标方
MMa?O??xMx??O?aOxa图1??aMa?图2??2acos??图3???2acos?OxM??Mxa?a?(a,?)O图4??2asin?图5???2asin?Ox图6??2acos(???)程是 ??2acos?;(如图2)
y??sin? y?2?x2?y2,tan??(x?0).xy
x M N
? y ?
O H ? ? x ? ? cos 2 2 2 ? ? ? ? x y ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? y sin y ? ? ?? ? ( x ? 0 ) ? tan x (直极互化 图) 4、简单曲线的极坐标方程 ⑴圆的极坐标方程
①以极点为圆心,a为半径的圆的极坐标方程是
x??cos?,)(a?0)为圆心,a为半径的圆的极坐标方2程是??2asin?;(如图4)
③以(a,
⑵直线的极坐标方程
①过极点的直线的极坐标方程是???(??0)和
??????(??0). (如图1)
②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. 化为直角坐标方程为x?a.(如图2) ③过点A(a,?2)且平行于极轴的直线l的极坐标方程
是?sin??a. 化为直角坐标方程为y?a.(如图4)
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??M( , )M??0Mx2y2(2)椭圆2?2?1(a?b?0)的参数方程为
ab??Ox?Oa图1???0aO?x?acos? (?为参数); ?y?bsin??y2x2椭圆2?2?1(a?b?0)的参数方程为
ab图2??acos?图3???acos???M( , )M?a??OMO?aaON(a,?)p?x?bcos? (?为参数); ?y?asin??
图4图5???a??sin?asin?图6??acos(???)x2y2(3)双曲线2?2?1(a?b?0)的参数方程
ab5、柱坐标系与球坐标系 ⑴柱坐标:空间点P的直角坐标(x,y,z)与柱坐标??x?asec (?为参数); ?y?btan??y2x2双曲线2?2?1(a?b?0)的参数方程
ab?x??cos??(?,?,z)的变换关系为:?y??sin?. ?z?z?⑵球坐标系 空间点P直角坐标(x,y,z)与球坐标(r,?,?)的变t?x?bco? (?为参数); ?y?acsc??
?x2?y2?z2?r2??x?rsin?cos?换关系:?. ?y?rsin?sin???z?rcos?6、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?x?2pt2(4)抛物线y?2px参数方程? (t为参
?y?2pt2数,t?1); tan?参数t的几何意义:抛物线上除顶点外的任意一点与原点连线的斜率的倒数.
(6)过定点P(x0,y0)、倾斜角为?(??的参数方程??x?f(t),x,y都是某个变数t的函数? 并且对于t的?y?g(t),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,联系变数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。 7、常见曲线的参数方程 (1)圆(x?a)?(y?b)?r的参数方程为222?2)的直线
?x?x0?tcos?(t为参数).
?y?y0?tsin?8、参数方程与普通方程之间的互化 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.
参数方程化为普通方程的关键是消参数,并且要保证等价性。若不可避免地破坏了同解变形,则一定要通过x?f(t),y?g(t)。根据t的取值范围导出x,y的取值范围.
- 11 - ?x?a?rcos? (?为参数); ?y?b?rsin??
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