高考数学一轮复习选考部分坐标系与参数方程课件新人教B版选修4-4
人教A版高考总复习一轮文科数学精品课件 选修4—4 坐标系与参数方程 第1节 极坐标方程与参数方程
π
θ=4代入 ρ2-2ρcos
+1=0,得 ρ2-3 2ρ+1=0,∴ρ1+ρ2=3 2,ρ1ρ2=1,∴|AB|=|ρ1-ρ2|
= (1 + 2 )2 -41 2 =
(3 2)2 -4 × 1 = 14.
θ-4ρsin θ
考向2参数方程和极坐标方程化为直角坐标方程
例2(2022全国甲,文22)在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为
(1)极坐标系:如图所示,在平面内取一个 定点
叫做极点;自极点O引一条 射线
再选定一个 长度
(通常取 弧度
O,
Ox,叫做极轴;
单位、一个 角度
)及其正方向(通常取
单位
逆时针 方
向),这样就建立了一个极坐标系.
|OM|
(2)极坐标:设M是平面内一点,极点O与点M的距离
叫做点M
的极径,记为 ρ ;以极轴Ox为始边,射线OM为终边的角 xOM 叫做点
选修4—4 第1节 极坐标方程与参数方程
内
容
索
引
01
强基础 固本增分
02
研考点 精准突破
课标解读
1.了解在直角坐标系伸缩变换作用下平
面图形的变化情况.
2.能用极坐标表示点的位置,理解在两个
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.
3.能在极坐标系中给出简单图形的方程,
通过比较这些图形在两个坐标系中的方
程,理解用方程表示平面图形时选择适当
坐标系的意义.
4.了解参数方程及参数的意义.
5.能选择适当的参数写出直线、圆和圆
锥曲线的参数方程.
衍生考点
核心素养
人教B版高中数学选修4-4课件 2.4.1 摆线的参数方程课件1
课堂思考探究
所以a=21kπ.又根据实际情况可知a是圆的半径,故a>0.
课前自主学习
课堂讲练互动
课堂达标测练
课堂思考探究
所以,应有k>0且k∈Z,即k∈N*.
所以,所求摆线的参数方程是
x=21kπt-sin t y=21kπ1-cos t
中k∈N*).
(t为参数其
【反思感悟】 本题易错点是误把点(1,0)中的1或0当成t的值, 代入参数方程中求出x和y的值,再计算a的值;或者在求出cos t=1时,直接得出t=0,从而导致答案不全面.
课前自主学习
课堂讲练互动
课堂达标测练
课堂思考探究
那么,根据两点之间的距离公式可得A,B两点的距离为
|AB|=
3+ 6
3π-π22+3
36-π-12
=16 13-6 3π2-6π-36 3+72.
即点A,B之间的距离为
1 6
13-6 3π2-6π-36 3+72.
【反思感悟】 对于参数方程给出的曲线上点,可以求出点的 坐标,转化为两点间的距离问题.
∴对应的曲线为y=x(- 2|a|≤x≤ 2|a|),亦即是以第一、三象
限角平分线上的点(- 2a,- 2a),( 2a, 2a)为端点的一段
线段.
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3.已知一个圆的摆线过一定点(2,0),请写出当圆的半径最大时该 摆线的参数方程和对应的圆的渐开线的标准方程.
代入可得,圆的摆线的参数方程是xy= =1π1πφ1--csions φφ
(φ为参数),
圆的渐开线的参数方程是xy= =1π1πcsionsφφ-+φφcsoins
人教版高中数学选修4-4 第一讲 坐标系 二 极坐标系 (共34张PPT)教育课件
A. y 1
sin t
1
x t2
C.
1
yt 2
x cos t
B. y 1
cos t
x tan t
D. y 1
tan t
7.极坐标方程
2
arcsin化(为 直0)角坐标方程的形
式是 ( )
A. x2 y2 x 0
B.y x(1 x)
C. 2x 1 4y2 1 D..y (x 1)
2.极坐标(,)与(ρ,2kπ+θ)( k )表z 示 同一个点.即一点的极坐标的统一的表达式 为(ρ,2kπ+θ)
3.如果规定ρ>0,0≤θ<2π,那么除 极 点外,平面内的点和极坐标就可以一一对 应了。
我们学了直角坐标,也学了极坐 标,那么这两种坐标有什么关系呢? 已知点的直角坐标为,如何用极坐标 表示这个点呢?
M (, )
0
x
2
4
5
6
C
1.如图,在极坐标系中,写出点 AF(,6B, ,4C3 ,)D的, G极(坐5, 标53,所) 并在标的出位E置( 72 , ) ,
E D BA
O
X
4 F
3
G 5
3
解:如图可得A,B,C,D的坐标分别为
(4,0)
(2, )
(3, )
(1, 5 )
4
2
6
点E,F,G的位置如图所示
1
4.极坐标方程ρ=cosθ与ρcosθ= 的2 图形是( ) B
A
B
C
D
解x=:12把,ρc故os排θ=除A,、12 化D;为又直圆角ρ坐=c程os,θ显得然: 过点 (0,1),又排除C,故选B。
5、若A、B的两点极坐标为A(4,
坐标系与参数方程复习 课件(北师大版选修4-4)
6
A(4,
) 3
4 【规律方法】点的极坐标是距离和角组成的实数对,求三 O 5 角形的面积常常利用两边和夹角的正弦积的一半计算. 5 B(5,)
6
x
【例3】在以O为极点的极坐标系中,直线l的极坐标方程是
ρ cosθ -2=0,直线l与极轴相交于点M,以OM为直径的圆的极
坐标方程是_____. 【审题指导】先求圆的直角坐标方程,再化为极坐标方程. 【自主解答】直线l:ρcosθ-2=0的普通方程为x=2, M(2,0),以OM为直径的圆的普通方程是(x-1)2+y2=1,即 x2+y2=2x,化为极坐标方程为ρ=2cosθ.
练习:
7 3 ),则|AB|=___. 12 12 2.在极坐标系中,定点A(2, ),点B在直线 2 5 (1, ) ρ cosθ +ρ sinθ =0上运动,当线段AB最短时,点B的极坐标 3 6
1.极坐标系中,点A(1,5 ),B(2,-
为_______. 3.若M、N分别是曲线ρ =2cosθ 和 sin( ) 2 上的动点,
复习
M ρ
θ
o x
θ =a(ρ ∈R)
ρ cosθ =a
ρ sinθ =a
下列极坐标方程如何转化为直角坐标方程
3 θ
.
y
3x
= 2 sin( ) . 4 2 ρ =4sinθ
3
. sin cos cos sin 2 4 4 2 ρ 2=4ρ sinθ ρ 2=5 3 ρ cosθ -5ρ sinθ
则M、N两点间的距离的最小值是________. 2 1
4 2
(0≤a<π ,a≠π /2)
高考数学冲刺讲义选修4-4坐标系与参数方程(选考)
(1 t ) (1 t ) 4,
2 2
因此t1 1, t2 1
t 1
2
x1 0 分别代入直线方程,得 y1 2 交点为A(0,2)和B(2,0)。
x2 2 y2 0
选修4-4
六.圆锥曲线的参数方程
x x0 lt ,t R y y0 mt
例10:直线过点A(1,3),且与向量(2,-4)共线: (1)求出直线的参数方程;(2)练习:求点P(-2,-1) 到此直线的距离。
x 1 2t y 3 4t
解:(1)
(2)解第二问的方法很多,最简单的方法就是把直线才 参数方程转换为直线的一般方程,然后利用点到直线 的距离公式求解。 答案: 2 2
又因为(t以s为单位),得参数方程
x 2 cos 60 t ,t 0 y 2 sin t 60
O
A 2 x
曲线的直角坐标方程常常可以转化为参数方程,转化的 关键是找到一个适当的参数。
曲线的普通方程和参数方程之间有些容易转化,有些则 较困难,有些无法转化。
由此可见,平面上的点与它的极坐标不是一一对应关系。这是极 坐标与直角坐标的 0 ,此时极坐标 ( , ) 对应的点M 的位置下面规则确定:点M在与极轴成 角的射线的反向 延长线上, 它到极点O的距离为 ,即规定当 0 时,点
M ( , ) 就是点M ( , ) 。
选修4-4
坐标系 与 参数方程
选修4-4
一.坐标系 在生产实践中,随着活动范围的扩大和对精度要 求的提高,为了更快,更准确的表述物体的位置, 我们通常要建立新的坐标系,叫做极坐标。
2020高考数学一轮复习 坐标系与参数方程第2讲 参数方程教案 理 选修4-4
第2讲 参数方程【2020年高考会这样考】考查直线、圆和圆锥曲线的参数方程以及简单的应用问题. 【复习指导】复习本讲时,应紧紧抓住直线的参数方程、圆的参数方程、圆锥曲线的参数方程的建立以及各参数方程中参数的几何意义,同时要熟练掌握参数方程与普通方程互化的一些方法.基础梳理1.参数方程的意义在平面直角坐标系中,如果曲线上的任意一点的坐标x ,y 都是某个变量的函数⎩⎪⎨⎪⎧x =f t ,y =ft ,并且对于t 的每个允许值,由方程组所确定的点M (x ,y )都在这条曲线上,则该方程叫曲线的参数方程,联系变数x ,y 的变数t 是参变数,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. 2.常见曲线的参数方程的一般形式(1)经过点P 0(x 0,y 0),倾斜角为α的直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos α,y =y 0+t sin α(t 为参数).设P 是直线上的任一点,则t 表示有向线段P 0P →的数量.(2)圆的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =r cos θ,y =r sin θ(θ为参数).(3)圆锥曲线的参数方程椭圆x 2a 2+y 2b 2=1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos θ,y =b sin θ(θ为参数).双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧ x =a sec φ,y =tan φ(φ为参数).抛物线y2=2px 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2pt 2,y =2pt(t 为参数).双基自测1. 极坐标方程ρ=cos θ和参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =-1-t ,y =2+t (t 为参数)所表示的图形分别是( ).A .直线、直线B .直线、圆C .圆、圆D .圆、直线解析 ∵ρcos θ=x ,∴cos θ=xρ代入到ρ=cos θ,得ρ=x ρ,∴ρ2=x ,∴x 2+y 2=x 表示圆.又∵⎩⎪⎨⎪⎧x =-1-t ,y =2+t ,相加得x +y =1,表示直线.答案 D2.若直线⎩⎪⎨⎪⎧x =1-2t ,y =2+3t (t 为实数)与直线4x +ky =1垂直,则常数k =________.解析 参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =1-2t ,y =2+3t ,所表示的直线方程为3x +2y =7,由此直线与直线4x +ky =1垂直可得-32×⎝ ⎛⎭⎪⎫-4k =-1,解得k =-6.答案 -6 3.二次曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =5cos θ,y =3sin θ(θ是参数)的左焦点的坐标是________.解析 题中二次曲线的普通方程为x 225+y 29=1左焦点为(-4,0).答案 (-4,0)4.(2020·广州调研)已知直线l的参数方程为:⎩⎪⎨⎪⎧x =2t ,y =1+4t (t 为参数),圆C 的极坐标方程为ρ=22sin θ,则直线l 与圆C 的位置关系为________.解析 将直线l的参数方程:⎩⎪⎨⎪⎧x =2t ,y =1+4t 化为普通方程得,y =1+2x ,圆ρ=22sin θ的直角坐标方程为x 2+(y -2)2=2,圆心(0,2)到直线y =1+2x 的距离为2-11+4,因为该距离小于圆的半径,所以直线l 与圆C 相交. 答案 相交5.(2020·广东)已知两曲线参数方程分别为⎩⎨⎧x =5cos θ,y =sin θ(0≤θ<π)和⎩⎪⎨⎪⎧x =54t 2,y =t(t ∈R ),它们的交点坐标为________.解析 由⎩⎨⎧x =5cos θ,y =sin θ(0≤θ<π)得,x 25+y 2=1(y ≥0)由⎩⎪⎨⎪⎧x =54t 2,y =t(t ∈R )得,x=54y 2,∴5y 4+16y 2-16=0. 解得:y 2=45或y 2=-4(舍去).则x =54y 2=1又θ≥0,得交点坐标为⎝⎛⎭⎪⎫1,255.答案 ⎝⎛⎭⎪⎫1,255考向一 参数方程与普通方程的互化【例1】►把下列参数方程化为普通方程:(1)⎩⎪⎨⎪⎧x =3+cos θ,y =2-sin θ;(2)⎩⎪⎨⎪⎧x =1+12t ,y =5+32t .[审题视点] (1)利用平方关系消参数θ; (2)代入消元法消去t .解 (1)由已知⎩⎪⎨⎪⎧cos θ=x -3,sin θ=2-y ,由三角恒等式cos 2 θ+sin 2θ=1,可知(x -3)2+(y -2)2=1,这就是它的普通方程. (2)由已知t =2x -2,代入y =5+32t 中, 得y =5+32(2x -2),即3x -y +5-3=0就是它的普通方程. 参数方程化为普通方程:化参数方程为普通方程的基本思路是消去参数,常用的消参方法有代入消去法、加减消去法、恒等式(三角的或代数的)消去法,参数方程通过代入消元或加减消元消去参数化为普通方程,不要忘了参数的范围.【训练1】 (2020·陕西)参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =cos α,y =1+sin α(α为参数)化成普通方程为________.解析 由⎩⎪⎨⎪⎧x =cos α,y =1+sin α,得 ⎩⎪⎨⎪⎧x =cos α, ①y -1=sin α, ②①2+②2得:x 2+(y -1)2=1. 答案 x 2+(y -1)2=1考向二 直线与圆的参数方程的应用【例2】►已知圆C :⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos θ,y =sin θ(θ为参数)和直线l :⎩⎨⎧x =2+t cos α,y =3+t sin α(其中t为参数,α为直线l 的倾斜角).(1)当α=2π3时,求圆上的点到直线l 距离的最小值;(2)当直线l 与圆C 有公共点时,求α的取值范围.[审题视点] (1)求圆心到直线l 的距离,这个距离减去圆的半径即为所求;(2)把圆的参数方程化为直角坐标方程,将直线的参数方程代入得关于参数t 的一元二次方程,这个方程的Δ≥0.解 (1)当α=2π3时,直线l 的直角坐标方程为3x +y -33=0,圆C 的圆心坐标为(1,0),圆心到直线的距离d =232=3,圆的半径为1,故圆上的点到直线l 距离的最小值为3-1.(2)圆C 的直角坐标方程为(x -1)2+y 2=1,将直线l 的参数方程代入圆C 的直角坐标方程,得t 2+2(cos α+3sin α)t +3=0,这个关于t 的一元二次方程有解,故Δ=4(cos α+3sin α)2-12≥0,则sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6≥34,即sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6≥32或sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6≤-32.又0≤α<π,故只能sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+π6≥32,即π3≤α+π6≤2π3,即π6≤α≤π2. 如果问题中的方程都是参数方程,那就要至少把其中的一个化为直角坐标方程.【训练2】 已知直线l的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t ,y =4-2t (参数t ∈R ),圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ+2,y =2sin θ(参数θ∈[0,2π]),求直线l 被圆C 所截得的弦长.解 由⎩⎪⎨⎪⎧ x =1+t ,y =4-2t 消参数后得普通方程为2x +y -6=0,由⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ+2,y =2sin θ消参数后得普通方程为(x -2)2+y 2=4,显然圆心坐标为(2,0),半径为2.由于圆心到直线2x +y -6=0的距离为d =|2×2+0-6|22+1=255,所以所求弦长为222-⎝⎛⎭⎪⎫2552=855. 考向三 圆锥曲线的参数方程的应用【例3】►求经过点(1,1),倾斜角为135°的直线截椭圆x 24+y 2=1所得的弦长.[审题视点] 把直线方程用参数表示,直接与椭圆联立,利用根与系数的关系及弦长公式可解决.解由条件可知直线的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =1-22t ,y =1+22t (t 为参数),代入椭圆方程可得⎝ ⎛⎭⎪⎫1-22t 24+⎝⎛⎭⎪⎫1+22t 2=1, 即52t 2+32t +1=0.设方程的两实根分别为t 1、t 2,则由二次方程的根与系数的关系可得⎩⎪⎨⎪⎧t 1+t 2=-625,t 1t 2=25,则直线截椭圆的弦长是|t 1-t 2|=t 1+t 22-4t 1t 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫-6252-4×25= 425.普通方程化为参数方程:化普通方程为参数方程的基本思路是引入参数,即选定合适的参数t ,先确定一个关系x =f (t )(或y =φ(t )),再代入普通方程F (x ,y )=0,求得另一关系y =φ(t )(或x =f (t )).一般地,常选择的参数有角、有向线段的数量、斜率,某一点的横坐标(或纵坐标).普通方程化为参数方程需要引入参数,选择的参数不同,所得的参数方程也不一样.【训练3】 (2020·南京模拟)过点P (-3,0)且倾斜角为30°的直线和曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1t,y =t -1t (t 为参数)相交于A 、B 两点,求线段AB 的长.解 直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-3+32s ,y =12s (s 为参数),又曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1t,y =t -1t (t 为参数)可以化为x 2-y 2=4,将直线的参数方程代入上式,得s2-63s +10=0,设A 、B 对应的参数分别为s 1,s 2.∴s 1+s 2=63,s 1s 2=10.∴|AB |=|s 1-s 2|=s 1+s 22-4s 1s 2=217.如何解决极坐标方程与参数方程的综合问题从近两年的新课标高考试题可以看出,对参数方程的考查重点是直线的参数方程、圆的参数方程和圆锥曲线的参数方程的简单应用,特别是利用参数方程解决弦长和最值等问题,题型为填空题和解答题.【示例】► (本题满分10分)(2020·新课标全国)在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos α,y =2+2sin α(α为参数).M 是C 1上的动点,P 点满足OP →=2OM →,P 点的轨迹为曲线C 2.(1)求C 2的方程;(2)在以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线θ=π3与C 1的异于极点的交点为A ,与C 2的异于极点的交点为B ,求|AB |.第(1)问:利用代入法;第(2)问把曲线C 1、曲线C 2均用极坐标表示,再求射线θ=π3与曲线C 1、C 2的交点A 、B 的极径即可. [解答示范] (1)设P (x ,y ),则由条件知M ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2,y2. 由于M 点在C 1上,所以⎩⎪⎨⎪⎧x 2=2cos α,y2=2+2sin α,即⎩⎪⎨⎪⎧x =4cos α,y =4+4sin α.从而C 2的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =4cos α,y =4+4sin α(α为参数).(5分)(2)曲线C 1的极坐标方程为ρ=4sin θ,曲线C 2的极坐标方程为ρ=8sin θ. 射线θ=π3与C 1的交点A 的极径为ρ1=4sin π3,射线θ=π3与C 2的交点B 的极径为ρ2=8sin π3.所以|AB |=|ρ2-ρ1|=2 3.(10分)很多自主命题的省份在选考坐标系与参数方程中的命题多以综合题的形式命题,而且通常将极坐标方程、参数方程相结合,以考查考生的转化与化归的能力.【试一试】 (2020·江苏)在平面直角坐标系xOy 中,求过椭圆⎩⎪⎨⎪⎧x =5cos φ,y =3sin φ(φ为参数)的右焦点,且与直线⎩⎪⎨⎪⎧x =4-2t ,y =3-t (t 为参数)平行的直线的普通方程.[尝试解答] 由题设知,椭圆的长半轴长a =5,短半轴长b =3,从 而c =a 2-b 2=4,所以右焦点为(4,0).将已知直线的参数方程化为普通方程:x -2y +2=0.故所求直线的斜率为12,因此其方程为y =12(x -4),即x -2y -4=0.。
新人教B版高中数学选修4-4第1章坐标系1.2极坐标系讲义
学习目标:1.了解极坐标系的意义,能用极坐标系刻画点的位置.(难点)2.了解极坐标系与直角坐标系的联系,能进行极坐标与直角坐标的互化.(重点)1.平面上点的极坐标(1)极坐标系:在平面上取一个定点O ,由O 点出发的一条射线Ox ,一个长度单位及计算角度的正方向(通常取逆时针方向),合称为一个极坐标系,O 点称为极点,Ox 称为极轴.(2)极坐标:平面上任一点M 的位置可以由线段OM 的长度ρ和从Ox 到OM 的角度θ来刻画.这两个数组成的有序数对(ρ,θ)称为点M 的极坐标.ρ称为极径,θ称为极角.2.点与极坐标的关系(ρ,θ)和(ρ,θ+2k π)代表同一个点,其中k 为整数.特别地,极点O 的坐标为(0,θ)(θ∈R ).如果限定ρ≥0,0≤θ<2π,则除极点外,平面上的点就与它的极坐标构成一一对应关系.3.极坐标与直角坐标的关系(1)互化背景:设在平面上取定了一个极坐标系,以极轴作为直角坐标系的x 轴的正半轴,以θ=π2的射线作为y 轴的正半轴,以极点为坐标原点,长度单位不变,建立一个直角坐标系(如图121所示).(2)互化公式:设M 是平面内任意一点,它的直角坐标是(x ,y ),极坐标是(ρ,θ),于是极坐标与直角坐标的互化公式如表:[提示] 极坐标系以角这一平面图形为几何背景,而直角坐标系以互相垂直的两条数轴为几何背景;平面直角坐标系内的点与坐标能建立一一对应的关系,而极坐标系则不可.但极坐标系和平面直角坐标系都是平面坐标系,用来刻画平面内点的位置.思考2:极坐标系所在平面内的点与极坐标是否能建立一一对应关系?[提示] 建立极坐标系后,给定数对(ρ,θ),就可以在平面内惟一确定一点M ;反过来,给定平面内一点M ,它的极坐标却不是惟一的.所以极坐标系所在平面内的点与极坐标不能建立一一对应关系.思考3:联系点的极坐标与直角坐标的互化公式的纽带是什么?[提示] 任意角的三角函数的定义及其基本关系式是联系点的极坐标与直角坐标的互化公式的纽带. 事实上,若ρ>0,则sin θ=y ρ,cos θ=xρ,所以x =ρcos θ,y =ρsin θ,ρ2=x 2+y 2,tan θ=yx.1.极坐标系中,点M (1,0)关于极点的对称点为( ) A .(1,0) B .(-1,π) C .(1,π)D .(1,2π)[解析] ∵(ρ,θ)关于极点的对称点为(ρ,π+θ),∴M (1,0)关于极点的对称点为(1,π). [答案] C2.极坐标系中,到极点的距离等于到极轴的距离的点可以是( ) A .(1,0) B .(2,π4) C .(3,π2) D .(4,π)[答案] C3.点A 的极坐标是(2,7π6),则点A 的直角坐标为( )A .(-1,-3)B .(-3,1)C .(-3,-1)D .(3,-1)[解析] x =ρcos θ=2cos 76π=-3,y =ρsin θ=2sin 76π=-1.[答案] C4.点M 的直角坐标为(0,π2),则点M 的极坐标可以为( )A .(π2,0)B .(0,π2)C .(π2,π2)D .(π2,-π2)[解析] ∵ρ=x 2+y 2=π2,且θ=π2,∴M 的极坐标为(π2,π2).[答案] C【例1】 设点A (2,3),直线l 为过极点且垂直于极轴的直线,分别求点A 关于极轴,直线l ,极点的对称点的极坐标(限定ρ>0,-π<θ≤π).[思路探究] 欲写出点的极坐标,首先应确定ρ和θ的值. [解] 如图所示,关于极轴的对称点为B (2,-π3).关于直线l 的对称点为C (2,23π).关于极点O 的对称点为D (2,-23π).四个点A ,B ,C ,D 都在以极点为圆心,2为半径的圆上.1.点的极坐标不是惟一的,但若限制ρ>0,0≤θ<2π,则除极点外,点的极坐标是惟一确定的. 2.写点的极坐标要注意顺序:极径ρ在前,极角θ在后.1.在极坐标系中,B (3,π4),D (3,74π),试判断点B ,D 的位置是否具有对称性,并求出B ,D 关于极点的对称点的极坐标(限定ρ>0,θ∈[0,2π)).[解] 由B (3,π4),D (3,7π4),知|OB |=|OD |=3,极角π4与7π4的终边关于极轴对称.所以点B ,D 关于极轴对称.设点B (3,π4),D (3,7π4)关于极点的对称点分别为E (ρ1,θ1),F (ρ2,θ2),且ρ1=ρ2=3.当θ∈[0,2π)时,θ1=5π4,θ2=3π4,∴E (3,5π4),F (3,3π4)为所求.(1)(2,4π3);(2)(2,-23π);(3)(2,-π3).[思路探究] 点的极坐标(ρ,θ)―→⎩⎪⎨⎪⎧x =ρcos θy =ρsin θ―→点的直角坐标(x ,y )―→判定点所在象限.[解] (1)由题意知x =2cos4π3=2×(-12)=-1,y =2sin 4π3=2×(-32)=- 3. ∴点(2,4π3)的直角坐标为(-1,-3),是第三象限内的点.(2)x =2cos(-23π)=-1,y =2sin(-23π)=-3,∴点(2,-23π)的直角坐标为(-1,-3),是第三象限内的点.(3)x =2cos(-π3)=1,y =2sin(-π3)=-3,∴点(2,-π3)的直角坐标为(1,-3),是第四象限内的点.1.点的极坐标与直角坐标的互化公式的三个前提条件:①极点与直角坐标系的原点重合;②极轴与直角坐标系的x 轴的正半轴重合;③两种坐标系的长度单位相同.2.将点的极坐标(ρ,θ)化为点的直角坐标(x ,y )时,运用到求角θ的正弦值和余弦值,熟练掌握特殊角的三角函数值,灵活运用三角恒等变换公式是关键.2.分别把下列点的极坐标化为直角坐标: (1)(2,π6);(2)(3,π2);(3)(π,π).[解] (1)∵x =ρcos θ=2cos π6=3,y =ρsin θ=2sin π6=1.∴点的极坐标(2,π6)化为直角坐标为(3,1).(2)∵x =ρcos θ=3cos π2=0,y =ρsin θ=3sin π2=3.∴点的极坐标(3,π2)化为直角坐标为(0,3).(3)∵x =ρcos θ=πcos π=-π,y =ρsin θ=πsin π=0,∴点的极坐标(π,π)化为直角坐标为(-π,0).(1)(-2,23);(2)(6,-2).[思路探究] 利用公式ρ2=x 2+y 2,tan θ=y x(x ≠0),但求角θ时,要注意点所在的象限. [解](1)∵ρ=x 2+y 2=(-2)2+(23)2=4, tan θ=y x=-3,θ∈[0,2π), 由于点(-2,23)在第二象限. ∴θ=2π3.∴点的直角坐标(-2,23)化为极坐标(4,23π).(2)∵ρ=x 2+y 2=(6)2+(-2)2=22, tan θ=y x =-33,θ∈[0,2π), 由于点(6,-2)在第四象限,所以θ=11π6.∴点的直角坐标(6,-2)化为极坐标为(22,11π6).1.将直角坐标(x ,y )化为极坐标(ρ,θ),主要利用公式ρ2=x 2+y 2,tan θ=yx(x ≠0)求解. 2.在[0,2π)范围内,由tan θ=y x(x ≠0)求θ时,要根据直角坐标的符号特征判断出点所在的象限.如果允许θ∈R ,再根据终边相同的角的意义,表示为θ+2k π(k ∈Z )即可.3.(1)“例3”中,如果限定ρ>0,θ∈R ,分别求各点的极坐标;(2)如果点的直角坐标(x ,y )满足xy <0,那么在限定ρ>0,θ∈R 的情况下转化为点的极坐标时,试探究θ的取值范围.[解] (1)根据与角α终边相同的角为α+2k π(k ∈Z )知,点的直角坐标化为极坐标(ρ>0,θ∈R )分别如下:(-2,23)的极坐标为(4,2π3+2k π)(k ∈Z ).(6,-2)的极坐标为(22,116π+2k π)(k ∈Z ).(2)由xy <0得x <0,y >0或x >0,y <0. 所以(x ,y )可能在第二象限或第四象限.把直角坐标(x ,y )化为极坐标(ρ,θ),ρ>0,θ∈R 时,θ的取值范围为(π2+2k π,π+2k π)∪(3π2+2k π,2π+2k π)(k ∈Z ).【例4】 在极坐标系中,如果A (2,4),B (2,4)为等边三角形ABC 的两个顶点,求顶点C 的极坐标(ρ>0,0≤θ<2π).[思路探究] 解答本题可以先利用极坐标化为直角坐标,再根据等边三角形的定义建立方程组求解点C 的直角坐标,进而求出点C 的极坐标.[解] 对于点A (2,π4)有ρ=2,θ=π4,∴x =2cos π4=2,y =2sin π4=2,则A (2,2).对于B (2,54π)有ρ=2,θ=54π,∴x =2cos 54π=-2,y =2sin 54π=- 2.∴B (-2,-2).设C 点的坐标为(x ,y ),由于△ABC 为等边三角形, 故|AB |=|BC |=|AC |=4.∴有⎩⎨⎧(x -2)2+(y -2)2=16,(x +2)2+(y +2)2=16.解之得⎩⎨⎧x =6,y =-6,或⎩⎨⎧x =-6,y = 6.∴C 点的坐标为(6,-6)或(-6,6). ∴ρ=6+6=23,tan θ=-66=-1,∴θ=74π或θ=34π.故点C 的极坐标为(23,74π)或(23,34π).1.本例综合考查了点的极坐标与直角坐标的互化公式以及等边三角形的意义和性质.结合几何图形可知,点C 的坐标有两解,设出点的坐标寻求等量关系建立方程组求解是关键.2.若设出C (ρ,θ),利用余弦定理亦可求解,请读者完成.4.本例中,如果点的极坐标仍为A (2,π4),B (2,5π4),且△ABC 为等腰直角三角形,如何求直角顶点C 的极坐标.[解] 对于点A (2,π4),直角坐标为(2,2),点B (2,5π4)的直角坐标为(-2,-2),设点C 的直角坐标为(x ,y ),由题意得AC ⊥BC ,且|AC |=|BC |,∴AC →·BC →=0, 即(x -2,y -2)·(x +2,y +2)=0, ∴x 2+y 2=4. ①又|A C →|2=|B C →|2,于是(x -2)2+(y -2)2=(x +2)2+(y +2)2,∴y =-x 代入①,得x 2=2,解得x =± 2.∴⎩⎨⎧x =2,y =-2,或⎩⎨⎧x =-2,y =2,∴点C 的直角坐标为(2,-2)或(-2,2), ∴ρ=2+2=2,tan θ=-1,θ=7π4或3π4,∴点C 的极坐标为(2,3π4)或(2,7π4).(教材P10习题1-2T3)把下列各点的直角坐标化为极坐标(限定ρ>0,0≤θ<2π):A (-1,1),B (0,-2),C (3,4),D (-3,-4).已知点P 在第三象限角的平分线上,且到横轴的距离为2,则当ρ>0,θ∈[0,2π)时,点P的极坐标为________.[命题意图] 主要考查直角坐标与极坐标的互化.[解析] ∵点P (x ,y )在第三象限角的平分线上,且到横轴的距离为2. ∴x =-2,且y =-2. ∴ρ=x 2+y 2=2 2.又tan θ=y x=1,且θ∈[0,2π). ∴θ=54π.因此点P 的极坐标为(22,54π).[答案] (22,54π)。
高中数学人教B版选修4-4第二章 2.3 2.3.1 椭圆曲线的参数方程 课件
三、解答题 9.在平面直角坐标系 xOy 中,点 P(x,y)是椭圆x32+y2=1 上的一
个动点,求 S=x+y 的最大值.
解:椭圆x32+y2=1 的参数方程为xy==sin3cφo,s φ, 0≤φ≤2π. 故可设动点 P 的坐标为( 3cos φ,sin φ), 其中 0≤φ≤2π.
D.152,152
解析:因为xy--00=43tan θ=tan π4=1,所以 tan θ=34.
所以 cos θ=45,sin θ=35,代入得 P 点坐标为152,152. 答案:D
二、填空题 5.已知曲线 C:xy==2cosisnθθ, (0≤θ≤2π)经过点m,12,则 m=
11.椭圆xa22+by22=1(a>b>0)与 x 轴正半轴交于点 A,若这个椭圆上总 存在点 P,使 OP⊥AP(O 为坐标原点),求离心率 e 的取值范围. 解:由题意,知 A(a,0),若存在点 P,使 OP⊥AP, 则点 P 必落在第一或第四象限,故根据椭圆的参数方程可 设 P(acos φ,bsin φ),φ∈0,π2∪32π,2π. 因为 OP⊥AP, 所以 kOP·kAP=-1,即abcsions φφ·acbossinφ-φ a=-1. 所以 b2sin2φ+a2cos2φ-a2cos φ=0,
(1)利用椭圆的参数方程可把几何问题转化为三角问题,便 于计算或证明.
(2)利用参数方程解决此类问题时,要注意参数的取值范围.
3.求证:椭圆xy==bascions
θ, θ
(a>b>0,0≤θ≤2π)上一点 M 与其
左焦点 F 的距离的最大值为 a+c(其中 c2=a2-b2).
证明:M,F 的坐标分别为(acos θ,bsin θ),(-c,0). |MF|2=(acos θ+c)2+(bsin θ)2 =a2cos2θ+2accos θ+c2+b2-b2cos2θ =c2cos2θ+2accos θ+a2=(a+ccos θ)2. ∴当 cos θ=1 时,|MF|2 最大,|MF|最大,最大值为 a+c.
高中数学选修4-4-极坐标与参数方程-知识点与题型
选做题部分 极坐标系与参数方程一、极坐标系1.极坐标系与点的极坐标(1)极坐标系:如图4-4-1所示,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.(2)极坐标:平面上任一点M 的位置可以由线段OM 的长度ρ和从Ox 到OM 的角度θ来刻画,这两个数组成的有序数对(ρ,θ)称为点M 的极坐标.其中ρ称为点M 的极径,θ称为点M 的极角. 2.极坐标与直角坐标的互化点M 直角坐标(x ,y ) 极坐标(ρ,θ)互化公式题型一 极坐标与直角坐标的互化1、已知点P 的极坐标为)4,2(π,则点P 的直角坐标为 ( )A.(1,1)B.(1,-1)C.(-1,1)D.(-1,-1)2、设点P 的直角坐标为(3,3)-,以原点为极点,实轴正半轴为极轴建立极坐标系(02)θπ≤<,则点P 的极坐标为( )A .3)4πB .5()4π-C .5(3,)4πD .3(3,)4π-3.若曲线的极坐标方程为ρ=2sin θ+4cos θ,以极点为原点,极轴为x 轴正半轴建立直角坐标系,则该曲线的直角坐标方程为________.4.在极坐标系中,过点(1,0)并且与极轴垂直的直线方程是( ) A .ρ=cos θ B .ρ=sin θ C .ρcos θ=1 D .ρsin θ=15.曲线C 的直角坐标方程为x 2+y 2-2x =0,以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,则曲线C 的极坐标方程为________.6. 在极坐标系中,求圆ρ=2cos θ与直线θ=π4(ρ>0)所表示的图形的交点的极坐标.题型二 极坐标方程的应用由极坐标方程求曲线交点、距离等几何问题时,如果不能直接用极坐标解决,可先转化为直角坐标方程,然后求解.1.在极坐标系中,已知圆C 经过点P(2,π4),圆心为直线ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π3=-32与极轴的交点,求圆C 的直角坐标方程.2.圆的极坐标方程为ρ=4cos θ,圆心为C ,点P 的极坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫4,π3,则|CP|=________.3.在极坐标系中,已知直线l 的极坐标方程为ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=1,圆C 的圆心的极坐标是C ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,π4,圆的半径为1.(i)则圆C 的极坐标方程是________; (ii)直线l 被圆C 所截得的弦长等于________.4.在极坐标系中,已知圆C :ρ=4cos θ被直线l :ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π6=a 截得的弦长为23,则实数a 的值是________.二、参数方程1.参数方程和普通方程的互化(1)曲线的参数方程和普通方程是曲线方程的不同形式.一般地,可以通过消去参数而从参数方程得到普通方程.(2)如果知道变数x ,y 中的一个与参数t 的关系,例如x =f (t ),把它代入普通方程,求出另一个变数与参数的关系y =g (t ),那么,⎩⎪⎨⎪⎧x =f t ,y =gt就是曲线的参数方程.2.常见曲线的参数方程和普通方程 点的轨迹普通方程参数方程直线y -y 0=tan α(x -x 0)⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos αy =y 0+t sin α (t 为参数)题型一 参数方程与普通方程的互化 【例1】把下列参数方程化为普通方程: (1)⎩⎪⎨⎪⎧x =3+cos θ,y =2-sin θ;(2)⎩⎪⎨⎪⎧x =1+12t ,y =5+32t .题型二 直线与圆的参数方程的应用1、已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t ,y =4-2t (参数t ∈R ),圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ+2,y =2sin θ(参数θ∈[0,2π]),求直线l 被圆C所截得的弦长.2、曲线C的极坐标方程为:ρ=acosθ(a>0),直线l的参数方程为:(1)求曲线C与直线l的普通方程;(2)若直线l与曲线C相切,求a值.3、在直角坐标系xoy中,曲线C1的参数方程为,(α为参数),以原点O为极点,x轴正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为.(Ⅰ)求曲线C1的普通方程与曲线C2的直角坐标方程;(Ⅱ)设P为曲线C1上的动点,求点P到C2上点的距离最小值.综合应用 1、曲线25()12x tt y t=-+⎧⎨=-⎩为参数与坐标轴的交点是( )A 21(0,)(,0)52、 B 11(0,)(,0)52、 C (0,4)(8,0)-、 D 5(0,)(8,0)9、3、参数方程222sin sin x y θθ⎧=+⎪⎨=⎪⎩(θ为参数)化为普通方程为( ) A .2y x =- B .2y x =+ C .2(23)y x x =-≤≤ D .2(01)y x y =+≤≤ 3.判断下列结论的正误.(1)平面直角坐标系内的点与坐标能建立一一对应关系,在极坐标系中点与坐标也是一一对应关系( )(2)若点P 的直角坐标为(1,-3),则点P 的一个极坐标是(2,-π3)( )(3)在极坐标系中,曲线的极坐标方程不是唯一的( ) (4)极坐标方程θ=π(ρ≥0)表示的曲线是一条直线( )4.参数方程为1()2x t t t y ⎧=+⎪⎨⎪=⎩为参数表示的曲线是( )A .一条直线B .两条直线C .一条射线D .两条射线5.与参数方程为)x t y ⎧=⎪⎨=⎪⎩为参数等价的普通方程为( ) A .214y +=2x B .21(01)4y x +=≤≤2xC .21(02)4y y +=≤≤2x D .21(01,02)4y x y +=≤≤≤≤2x15.参数方程()为参数θθθ⎩⎨⎧+==cot tan 2y x 所表示的曲线是( )A .直线B .两条射线C .线段D .圆16.下列参数方程(t 是参数)与普通方程y x 2=表示同一曲线的方程是: ( )A .x t y t ==⎧⎨⎩2B .x t y t ==⎧⎨⎩sin sin 2C .x t y t ==⎧⎨⎪⎩⎪D .⎪⎩⎪⎨⎧=+-=t y t t x tan 2cos 12cos 13.由参数方程()⎪⎭⎫⎝⎛<<-⎩⎨⎧=-=202tan 21sec 22ππθθθ为参数,y x 给出曲线在直角坐标系下的方程是 。
【人教版】数学(理)一轮复习:选修4-4《坐标系与参数方程》(第2节)ppt课件 公开课一等奖课件PPT
选修4-4 坐标系与参数方程
2.(2013·陕
西
高考
)圆
锥曲线
x=t2, y=2t
(t 为参数)的焦点坐标是
________.
解析 代入法消参,得到圆锥曲线的方程为 y2=4x,
则焦点坐标为(1,0).
答案 (1,0)
选修4-4 坐标系与参数方程
3.(2012·湖北高考)在直角坐标系 xOy 中,以原点 O 为极点,x 轴
选修4-4 坐标系与参数方程
直线的参数方程 [典题导入]
(2014·东北三省三校第二次联考)在直角坐标系 xOy 中,已
知点 P(0, 3),曲线 C 的参数方程为xy= =
5cos φ, 15sin φ
(φ 为参数).以
原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线 l 的极坐标
方程为 ρ=2cosθ3-π6.
解析 直线方程可化为 x-y+1=0,圆的方程可化为(x-1)2+y2 =1.由点到直线的距离公式可得,圆心 C(1,0)到直线 l 的距离为
12+|2|-12= 2. 答案 2
选修4-4 坐标系与参数方程
5.(2013·广东高考)已知曲线 C 的极坐标方程为 ρ=2cos θ.以极点
为原点,极轴为 x 轴的正半轴建立直角坐标系,则曲线 C 的参
(t 为参数).若 A,B 为直线 l 上两点,其对应的
参数分别为 t1,t2.线段 AB 的中点为 M,点 M 所对应的参数为 t0. 注意以下几个常用的结论:
(1)t0=t1+2 t2;(2)|PM|=|t0|=|t1+2 t2|;(3)|AB|=|t2-t1|;(4)|PA|·|PB|
=|t1t2|.
选修4-4 坐标系与参数方程
高考总数学(文)一轮总复习课件:选修4-4 第二节 参数方程
2.(2013·广西四校联考)极坐标方程ρ=cos x=-1-t,
θ和参数方程 y=2+3t (t为参数)所表示的图 形分别是________.
【解析】 ∵ρ=cos θ,∴ρ2=ρcos θ, ∴x2+y2=x,即x2-x+y2=0表示圆, ∵xy==2-+13-t,t,消t后,得3x+y+1=0,表示直线.
线段OP的中点,由代入法求曲线C2的参数方程;
(2)由于点A、B在射线θ=
π 3
上,分别求点A、B的
极径,进而确定|AB|的大小.
【尝试解答】 (1)由 O→P =2 O→M 知,点M是线段 OP的中点.
设点P(x,y),则M(x2,y2), ∵点M在曲线C1:xy==22+cos2sαin ,α,上,
方程判断曲线类型.
【尝试解答】
由xy==ba++ttcsions
θ, θ. ②
①
(1)当t为非零常数时,
原方程组为xy--tt ba==csions
θ, θ. ④
③
③2+④2得(x-t2 a)2+(y-t2 b)2=1,
即(x-a)2+(y-b)2=t2,它表示一个圆.
(2)当t=0时,表示点(a,b).
【思路点拨】 将直线的参数方程化为普通方程,根据 点到直线的距离公式得到关于θ的函数,转化为求函数的最 值.
π 【尝试解答】 当t= 2 时,P(-4,4);且Q(8cos θ,3sin θ),
故M(-2+4cos θ,2+32sin θ).
C3为直线x-2y-7=0,
M到C3的距离d=
5 5 |4cos
3.直线、圆、椭圆的参数方程
轨迹 直线
圆 椭圆
普通方程 y-y0=tan α(x-
第二讲 坐标系与参数方程(选修4-4)
2.圆的极坐标方程 若圆心为M(ρ0,θ0),半径为r的圆方程为:
2 ρ2-2ρ0ρcos(θ-θ0)+ρ2 0-r =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(r,0),半径为r:ρ=2rcosθ;
【标准解答】
(1)设(x1,y1)为圆上的点,在已知变换
x=x1 下变为C上点(x,y),依题意,得 y=2y1
2 y y 2 2 2 2 由x 1 +y 2 1 =1得x +( ) =1,即曲线C的方程为x + = 2 4
1.
x=cost 故C的参数方程为 y=2sint
π π 3 3 故D的直角坐标为(1+cos3,sin3),即(2, 2 ).
类题通法
对于同时含有极坐标方程和参数方程的题可考虑同时 化为普通方程再求解.
x=-2t-1, 5.已知直线l: y=t-1
(t为参数)与曲线C:ρ= )
π 4 2sin(θ+ ),则直线l和曲线C的位置关系为( 4 A.相交 C.相离 B.相切 D.相交或相切
ห้องสมุดไป่ตู้例3】
(2014· 新课标卷Ⅱ)在直角坐标系xOy中,以
坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,半圆C π 的极坐标方程为ρ=2cosθ,θ∈[0, ]. 2 (1)求C的参数方程; (2)设点D在C上,C在D处的切线与直线l:y= 3 x+2
垂直,根据(1)中你得到的参数方程,确定D的坐标.
解:将曲线C1的参数方程化为普通方程,曲线C2的极 坐标方程化为参数方程后求解. (1)由曲线C1的参数方程可得曲线C1的普通方程为y= x2(x≠0),由曲线C2的极坐标方程可得曲线C2的直角坐标方 程为x+y-1=0,则曲线C2的参数方程为 x=-1- 2t, 2 2 y=2+ 2 t 得t2+ 2t-2=0,