高中数学选修4—4知识点总结
数学选修44知识点
数学选修44知识点——从“一步一步思考”开始引言数学作为一门学科,是人类智慧的结晶,也是培养逻辑思维和解决问题能力的重要工具。
在数学选修44知识点中,我们将会学习一些基础的数学概念和方法,为进一步学习数学打下坚实的基础。
本文将以“一步一步思考”为主题,介绍数学选修44知识点的一些重要内容和解题思路。
1. 函数函数是数学中一个非常重要的概念,它描述了两个集合之间的一种映射关系。
在学习函数的过程中,我们需要理解函数的定义、性质和图像等方面的知识。
定义函数函数的定义是指通过一定的规则,将自变量的值对应到函数值的过程。
例如,我们可以定义一个函数f(x),表示x的平方。
这样,对于任意给定的x,我们都可以通过计算x的平方来得到对应的函数值。
函数的性质函数有许多重要的性质,例如奇偶性、单调性、周期性等。
这些性质可以帮助我们对函数进行分类和分析,从而更好地理解函数的特点和行为。
函数的图像函数的图像是函数在坐标系中的几何表示,它可以帮助我们直观地了解函数的变化情况。
通过观察函数的图像,我们可以得到函数的一些重要特征,例如零点、极值点和拐点等。
2. 三角函数三角函数是描述角度和边长之间关系的一类函数。
在学习三角函数时,我们需要熟悉正弦函数、余弦函数和正切函数等基本三角函数的定义和性质。
正弦函数正弦函数描述了一个角度的正弦值与其对边与斜边的比值之间的关系。
正弦函数的图像是一条周期为2π的曲线,可以帮助我们研究周期性现象和波动现象。
余弦函数余弦函数描述了一个角度的余弦值与其邻边与斜边的比值之间的关系。
余弦函数的图像也是一条周期为2π的曲线,它与正弦函数的图像相似,但有一定的相位差。
正切函数正切函数描述了一个角度的正切值与其对边与邻边的比值之间的关系。
正切函数的图像是一条周期为π的曲线,它在某些情况下可以帮助我们求解三角函数的简化形式。
3. 数列与数列极限数列是按照一定规律排列的一串数。
学习数列的概念和性质可以帮助我们更好地理解数学中的无穷概念和极限思想。
人教B版 高中数学 选修4-4 极坐标与参数方程 知识点归纳、题型归纳(含答案)
选修4—4 极坐标与参数方程一、伸缩变换设),(y x P 是平面直角坐标系中任意一点,在变换⎩⎨⎧='='yy x x μλϕ: )0()0(>>μλ的作用下,点),(y x P 对应),(y x P ''',称ϕ为平面直角坐标系中的伸缩变换。
练习1.将1422=+y x 的横坐标压缩为原来的2,纵坐标伸长为原来的21倍,则曲线的方程变为 。
2.在平面直角坐标系中,方程122=+y x 所对应的图形经过伸缩变换⎩⎨⎧='='yy x x 32,后的图形所对应的方程是 .二、极坐标(一)极坐标系与极坐标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),(θρ称为点M 的极坐标.ρ称为极径,θ称为极角.注:①在通常情况下,总认为0≥ρ,只在事先说明的情况下,才允许取0<ρ; ①极点O 的坐标为:),0(θ)(R ∈θ①点),(θρ与),(θπρ+关于极点O 对称;点),(θρ与),(θρ-关于极轴对称①点),(θρ,)2,(θπρ+k ,)2.(ππρ+-k (允许ρ小于0时)表示同一点.(二)极坐标与直角坐标的关系设M 为平面上的点,它的直角坐标为),(y x ,极坐标为),(θρ,关系如下:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=+===x y y x y x θρθρθρtan sin cos 222)0(≠x 注:在极坐标系中,αθ=)0(≥ρ表示以极点为起点的一条射线;αθ=)(R ∈ρ表示以极点为起点的一条直线.练习1、点M 的直角坐标为)1,3(--化为极坐标为 .2、极坐标为(1,π)的点M 的直角坐标为 .3、将以下极坐标方程化为对应的直角坐标方程(1)ρ=2cosθ﹣4sinθ (2)ρsin 2θ=4cosθ(3)ρ=4cosθ (4)1)3cos(=-πρx(5)ααρ222cos 3sin 42+=(6)34πθ= )(R ∈ρ(7)2=ρ4、在直角坐标系xOy 中,圆C 的直角坐标方程为1)1(22=+-y x ,以O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系.(1)求圆C 的极坐标方程;(2)直线l 的极坐标方程是33)3sin(2=+πθρ,射线OM :3πθ=与圆C 的交点为P O ,,与直线l 的交点为Q ,求线段PQ 的长.5、在直角坐标系xOy 中,直线1C :2-=x ,圆2C :1)2()1(22=-+-y x ,以坐标原点为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系.(1)求1C 、2C 的极坐标方程;(2)若直线3C 的极坐标方程为4πθ=)(R ∈ρ,设2C 与3C 的交点为N M ,,求MN C 2∆的面积.三、参数方程(一)参数方程:在平面上取定了一个直角坐标系xOy ,把坐标y x ,表示为第三个变量t 的函数⎩⎨⎧==)()(t g y t f x b t a ≤≤,如果对于t 的每一个值(b t a ≤≤),由方程组所确定的点),(y x M 都在一条曲线上;而这条曲线上的任一点),(y x M 都可由t 的某个值通过方程组得到,称方程组就叫做这条曲线的参数方程,其中,变量t 称为参数.(二)直线的参数方程1、直线的标准参数方程:直线l 过点),(00y x M ,倾斜角为α的参数方程为⎩⎨⎧+=+=ααsin cos 00t y y t x x 推导如下:设直线的点斜式方程为:)(00x x k y y -=-,其中αtan =k )2(πα≠代入得)(tan 00x x y y -=-α )(cos sin 00x x y y -=-αα 即ααsin cos 00y y x x -=-,令上式的比值为t ,整理得⎩⎨⎧+=+=ααsin cos 00t y y t x x 2、t 的几何意义:表示直线上任一点A 到定点0M 的距离.①当点A 在0M 的上方时,0>t ;①当点A 在0M 的下方时,0<t ;①当点A 与0M 重合时,0=t ;3、结论:直线l 的参数方程为⎩⎨⎧+=+=ααsin cos 00t y y t x x )(为参数t ,其中),(00y x M ,B A ,为直线l 上的任一 点,且B A ,对应的参数分别为21,t t①A 到0M 的距离为1t ,B 到0M 的距离为2t①B A ,两点之间的距离为:21t t AB -=①点B A ,中点对应的参数为:221t t + ①0M 为B A ,中点时:021=+t t ①⎪⎩⎪⎨⎧+⋅-+=-=+=+21212212121004)(t t t t t t t t t t B M A M )0()0(2121>⋅<⋅t t t t 2100t t B M A M ⋅=⋅4、运用直线l 的标准参数方程求弦长和弦的中点坐标(直线l 与曲线相交于不同的两点时): 将直线l 的标准参数方程⎩⎨⎧+=+=ααsin cos 00t y y t x x 代入圆锥曲线方程,得到关于t 的二次方程,得到⎪⎩⎪⎨⎧⋅+>∆21210t t t t ,所以弦长=21221214)(t t t t t t ⋅-+=-,弦的中点对应的参数为221t t +代入直线直线l 的标准参数方程⎩⎨⎧+=+=ααsin cos 00t y y t x x 中,得到弦的中点坐标.5、直线l 的一般参数方程: 过点),(00y x M ,斜率a b k =的直线参数方程为:⎩⎨⎧+=+=bt y y at x x 00 )(为参数t。
高中数学知识点总结选修4
高中数学知识点总结选修4一、函数与方程函数是高中数学中的核心概念之一,它描述了两个变量之间的依赖关系。
在选修4中,我们主要学习了以下几种函数:1. 指数函数:形如y=a^x的函数,其中a是正实数且a≠1。
指数函数的图像是单调的,当a>1时,函数是增长的;当0<a<1时,函数是衰减的。
2. 对数函数:形如y=log_a(x)的函数,其中a是正实数且a≠1。
对数函数与指数函数互为反函数,其图像也是单调的,但与指数函数的单调性相反。
3. 三角函数:包括正弦函数sin(x)、余弦函数cos(x)、正切函数tan(x)等。
这些函数在解决与角度和三角形有关的问题时非常重要。
4. 函数的运算:包括函数的四则运算、复合函数、反函数等。
这些运算规则帮助我们理解和变换函数。
方程是数学中另一个重要的概念,它描述了变量之间的相等关系。
在选修4中,我们学习了解一元二次方程、指数方程、对数方程等。
二、数列与数学归纳法数列是由按照一定顺序排列的数构成的,它可以是有限个数,也可以是无限个数。
在选修4中,我们主要学习了等差数列和等比数列。
1. 等差数列:每一项与前一项的差是常数的数列。
等差数列的通项公式和求和公式是解决相关问题的关键。
2. 等比数列:每一项与前一项的比是常数的数列。
等比数列的通项公式和求和公式同样非常重要。
数学归纳法是一种证明方法,它通过证明基础情况和归纳步骤来证明与自然数相关的命题。
数学归纳法在证明数列的性质时非常有用。
三、解析几何解析几何是研究几何图形的代数性质的数学分支。
在选修4中,我们学习了以下几个重要的主题:1. 直线与圆的方程:通过代数方程来描述直线和圆的位置关系,包括相交、相切和平行。
2. 圆锥曲线:包括椭圆、双曲线和抛物线。
这些曲线的方程和性质在解决实际问题时非常有用。
3. 参数方程与极坐标:这些是描述几何图形的另外两种方法,它们在某些情况下比直角坐标系更为方便。
四、概率与统计概率论是研究随机事件的数学分支,而统计学则是收集、分析、解释和呈现数据的科学。
高中数学选修1-1、1-2、4-4知识点高考复习总结
选修1-1、1-2数学知识点 选修1-1数学知识点第一章 简单逻辑用语1、命题:用语言、符号或式子表达的,可以判断真假的陈述句. 真命题:判断为真的语句.假命题:判断为假的语句.2、“若p ,则q ”形式的命题中的p 称为命题的条件,q 称为命题的结论.3、原命题:“若p ,则q ” 逆命题: “若q ,则p ” 否命题:“若p ⌝,则q ⌝” 逆否命题:“若q ⌝,则p ⌝”4、四种命题的真假性之间的关系:(1)两个命题互为逆否命题,它们有相同的真假性;(2)两个命题为互逆命题或互否命题,它们的真假性没有关系. 5、若p q ⇒,则p 是q 的充分条件,q 是p 的必要条件. 若p q ⇔,则p 是q 的充要条件(充分必要条件).利用集合间的包含关系: 例如:若B A ⊆,则A 是B 的充分条件或B 是A 的必要条件;若A=B ,则A 是B 的充要条件;6、逻辑联结词:⑴且(and ) :命题形式p q ∧;⑵或(or ):命题形式p q ∨; ⑶非(not ):命题形式p ⌝.p q p q ∧ p q ∨ p ⌝真 真 真 真 假 真 假 假 真 假 假 真 假 真 真 假假假假真7、⑴全称量词——“所有的”、“任意一个”等,用“∀”表示;全称命题p :)(,x p M x ∈∀; 全称命题p 的否定⌝p :)(,x p M x ⌝∈∃。
⑵存在量词——“存在一个”、“至少有一个”等,用“∃”表示;特称命题p :)(,x p M x ∈∃; 特称命题p 的否定⌝p :)(,x p M x ⌝∈∀;第二章 圆锥曲线与方程1、平面内与两个定点1F ,2F 的距离之和等于常数(大于12F F )的点的轨迹称为椭圆. 即:|)|2(,2||||2121F F a a MF MF >=+。
这两个定点称为椭圆的焦点,两焦点的距离称为椭圆的焦距. 2、椭圆的几何性质:焦点的位置焦点在x 轴上焦点在y 轴上图形标准方程()222210x y a b a b +=>> ()222210y x a b a b +=>>范围a x a -≤≤且b y b -≤≤ b x b -≤≤且a y a -≤≤顶点()1,0a A -、()2,0a A()10,b B -、()20,b B()10,a A -、()20,a A ()1,0b B -、()2,0b B轴长 短轴的长2b = 长轴的长2a =焦点 ()1,0F c -、()2,0F c ()10,F c -、()20,F c焦距 ()222122F F c c a b ==-对称性 关于x 轴、y 轴、原点对称离心率()22101c b e e a a==-<<3、平面内与两个定点1F ,2F 的距离之差的绝对值等于常数(小于12F F )的点的轨迹称为双曲线.即:|)|2(,2||||||2121F F a a MF MF <=-。
新课标2013高考文科一轮复习知识点——高中数学选修1-1、1-2、4-4
选修1-1、1-2数学知识点第一部分 简单逻辑用语1、命题:用语言、符号或式子表达的,可以判断真假的陈述句. 真命题:判断为真的语句.假命题:判断为假的语句.2、“若p ,则q ”形式的命题中的p 称为命题的条件,q 称为命题的结论.3、原命题:“若p ,则q ” 逆命题: “若q ,则p ” 否命题:“若p ⌝,则q ⌝” 逆否命题:“若q ⌝,则p ⌝”4、四种命题的真假性之间的关系:(1)两个命题互为逆否命题,它们有相同的真假性;(2)两个命题为互逆命题或互否命题,它们的真假性没有关系. 5、若p q ⇒,则p 是q 的充分条件,q 是p 的必要条件.若p q ⇔,则p 是q 的充要条件(充分必要条件).利用集合间的包含关系: 例如:若B A ⊆,则A 是B 的充分条件或B 是A 的必要条件;若A=B ,则A 是B 的充要条件;6、逻辑联结词:⑴且(and ) :命题形式p q ∧;⑵或(or ):命题形式p q ∨; ⑶非(not ):命题形式p ⌝.7、⑴全称量词——“所有的”、“任意一个”等,用“∀”表示;全称命题p :)(,x p M x ∈∀; 全称命题p 的否定⌝p :)(,x p M x ⌝∈∃。
⑵存在量词——“存在一个”、“至少有一个”等,用“∃”表示;特称命题p :)(,x p M x ∈∃; 特称命题p 的否定⌝p :)(,x p M x ⌝∈∀;第二部分 圆锥曲线1、平面内与两个定点1F ,2F 的距离之和等于常数(大于12F F )的点的轨迹称为椭圆. 即:|)|2(,2||||2121F F a a MF MF >=+。
这两个定点称为椭圆的焦点,两焦点的距离称为椭圆的焦距. 2、椭圆的几何性质:3、平面内与两个定点1F ,2F 的距离之差的绝对值等于常数(小于12F F )的点的轨迹称为双曲线.即:|)|2(,2||||||2121F F a a MF MF <=-。
最新人教版高中数学选修4-4《平面直角坐标系》教材梳理
庖丁巧解牛知识·巧学一,平面直角坐标系1.平面直角坐标系的建立在生产,生活或科技中有很多问题都是可以通过坐标系来分析解决的.解决问题的过程中,有两种情况:(1)所研究的问题中已经有坐标系,此时在给定的坐标系中求出方程即可;(2)条件中无坐标系,这时必须首先选取适当坐标系,通常总是选取特殊位置的点为原点,相互垂直的直线为坐标轴等.某地发生严重的地震灾害,各地群众纷纷捐款捐物,救灾物资分批到达.但是,有些地方因为环境很恶劣,物资不能直接送达,就派送一架飞机在1000米高的上空正对目的地以100千米/时的速度做水平飞行,那么飞机应在离目的地水平距离大约多少米处抛下救灾物资,使物资能落到目的地呢?物资落下的路线是一条抛物线.物资下落的过程可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动.当将此抛物线放到一个合适的坐标系中解决时,就会很容易得到飞机应在离目的地水平距离400米处抛下这批救灾物资.2.求轨迹方程的一般步骤.(1)分析曲线的特征,揭示隐含条件;(2)找出曲线上与任意点有关的位置关系和满足的几何条件;(3)列出方程.方法点拨 求圆锥曲线方程的常用方法:定义法、待定系数法、直接法、代入法、参数法、几何法等.关键是数形结合,建立等量关系.二、平面直角坐标系中的伸缩变换以函数y=Asin(ωx+φ)的图象的形成过程为例,研究在平面直角坐标系中伸缩变换作用下的图形的变化情况.函数y=sinωx,x ∈R (其中ω>0,ω≠1)的图象,可以看作是把正弦曲线上所有的点的横坐标缩短(当ω>1时)或伸长(当0<ω<1时)到原来的ω1倍(纵坐标不变)而得到.平面直角坐标系中的伸缩变换可认为是一个坐标伸缩过程,即保持纵坐标不变,将x 轴进行压缩或伸长.函数y=Asinx,x ∈R (其中A>0,ω≠1)的图象,可以看作是把正弦曲线上所有点的纵坐标伸长(当A >1时)或缩短(当0<A <1时)到原来的A 倍(横坐标不变)而得到.平面直角坐标系中的伸缩变换可认为是一个坐标伸缩过程,即保持横坐标不变,将y 轴进行压缩或伸长.深化升华 正弦曲线经过这两种变换后,所得到图形的形状是完全相同的.平面直角坐标系中的伸缩变换只是从说法上有所不同,本质上是一样的.应该注意到:通过一个表达式,平面直角坐标系中的坐标伸缩变换将x 与y 的伸缩变换统一成了一个式子,即⎩⎨⎧>∙='>∙='.0,,0,μμλλy y x x 如果不改变坐标轴的方向和长度单位,只改变原点的位置,这种坐标系的变换叫做坐标轴的平移,简称移轴.设原坐标系为xOy ,平移后新坐标系为x′O′y′,新坐标系的坐标原点在原坐标系中的坐标是O′(h,k),在坐标平面内的任意一点,都有两个坐标,它们有如下平移公式⎩⎨⎧-='-='.,k y y h x x 在新旧坐标变换和方程变换时,可选择使用.问题·探究问题1 究竟以什么样的方法建立平面直角坐标系,才能够使方程最为简单呢?在建立坐标系的过程中我们应该注意什么呢?探究:建立坐标系的规律:(1)当题目中有两条互相垂直的直线,以这两条直线为坐标轴;(2)当题目中有对称图形,以对称图形的对称轴为坐标轴;(3)当题目中有已知长度的线段,以线段所在直线为横轴,以端点或中点为原点,使图形上的特殊点尽可能地在坐标轴上. 直角坐标系建立完后,需仔细分析曲线的特征,注意揭示隐含条件.如:已知动点P 与两定点A 、B 的距离的平方和为122,|AB|=10,求动点P 的轨迹方程.要使AB 在x 轴上,以AB 的中点为原点建立坐标系.再如:已知线段AB 的长为3,平面上一动点M 到定点A 的距离是到定点B 距离的两倍,求动点的轨迹方程.注意到动点M 运动到线段AB 上时,有|AM|=2|MB|,点M 恰为线段AB 的一个三等分点,故考虑以这个三等分点为坐标原点建立直角坐标系.再如:在相距1 400米的A 、B 两个哨所,听到炮弹爆炸的时间相差3秒,已知声速是340米/秒,问炮弹爆炸点在怎样的曲线上?它是怎样建立直角坐标系的呢?以A 、B 两个哨所所在的直线为x 轴,AB 的中点为坐标原点,建立直角坐标系.问题2 在伸缩变换下,椭圆能否变成圆?抛物线和双曲线能变成什么曲线?探究:圆锥曲线之间的图象关系.在一定的伸缩变换规律下椭圆能够变成圆,而双曲线与抛物线仍然是双曲线和抛物线.如:能把椭圆4)1(9)1(22-++y x =1变为中心在原点的单位圆吗? 先经过平移变换⎩⎨⎧-='+='.1,1y y x x 把椭圆变为4922y x '+'=1,再通过伸缩变换⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧'='''='',2,3y y x x 把此椭圆 变为单位圆x″2+y″2=1.上述两种变换可合成一个变换为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=''+='',21,31y y x x .按照这个道理,按照变换⎩⎨⎧>∙='>∙='.0,,0,μμλλy y x x 对于双曲线和抛物线的方程,不管进行什么样的伸缩变换(当然,把图象伸缩的无限大,或者无限小的极限位置排除在外)之后,方程特点仍然没有变,抛物线方程的二次项和一次项都没有变,双曲线的两个二次项仍然是二次项,这两个二次项之间的减号也没有变;从另外一个角度来说,把它们的图象进行压缩时,图象特点是没有变的,压缩后的图象仍然是抛物线型和双曲线型的,所以它们的图象是没有变化的,仍然是双曲线和抛物线.典题·热题例1如图1-1-2,圆O 1与圆O 2的半径都是1,|O 1O 2|=4,过动点P 分别作圆O 1、圆O 2的切线PM 、PN (M 、N 分别为切点),使得PM=2PN,试建立适当的坐标系,并求动点P 的轨迹方程.图1-1-2思路分析:本题利用数形结合思想、勾股定理、两点间距离公式等相关知识点,及分析推理、计算化简技能、技巧等,是一道很综合的题目.由题意建立坐标系,写出相关点的坐标,由几何关系式PM=2PN ,即(PM)2=2(PN)2,结合图形由勾股定理转化为PO 12-1=2(PO 22-1),设P(x ,y),由距离公式写出代数关系式,化简整理可得.图1-1-3解:如图1-1-3,以直线O 1O 2为x 轴,线段O 1O 2的垂直平分线为y 轴,建立平面直角坐标系,则两圆心的坐标分别为O 1(-2,0),O 2(2,0).设P(x,y),则PM 2=PO 12-MO 12=(x+2)2+y 2-1.同理,PN 2=(x-2)2+y 2-1.∵PM=2PN ,∴(x+2)2+y 2-1=2[(x-2)2+y 2-1],即x 2-12x+y 2+3=0,即(x-6)2+y 2=33,这就是动点P 的轨迹方程.深化升华 在求轨迹方程时,首先能够建立一个适当的坐标系.同一几何图形的方程在不同坐标系中具有不同的形式.选择适当的坐标系可以使表示图形的方程具有更方便的形式. 例2设有半径为3 km 的圆形村落,A 、B 两人同时从村落中心出发,B 向北直行,A 先向东直行,出村后不久,改变前进方向,沿着与村落周界相切的直线前进,后来恰与B 相遇.设A 、B 两人速度一定,其速度比为3∶1,问两人在何处相遇?思路分析:因为A 、B 两人速度一定,其速度比为3∶1,可以先把其速度设出来.在这个问题中的关键是:路程之间的关系满足勾股定理,根据它可以建立一个关系式.解:如图1-1-4建立平面直角坐标系,由题意可设A 、B 两人速度分别为3v 千米/时,v 千米/时,再设出发x 0小时,在点P 改变方向,又经过y 0小时,在点Q 处与B 相遇,图1-1-4则P 、Q 两点坐标为(3vx 0,0),(0,vx 0+vy 0).由|OP|2+|OQ|2=|PQ|2,知(3vx 0)2+(vx 0+vy 0)2=(3vy 0)2,即(x 0+y 0)(5x 0-4y 0)=0.∵x 0+y 0>0,∴5x 0=4y 0①.将①代入k PQ =0003x y x +-,得k PQ =43-. 又已知PQ 与圆O 相切,直线PQ 在y 轴上的截距就是两人相遇的位置.设直线y=43-x+b 与圆O:x 2+y 2=9相切,则有2243|4|+b =3.∴b=415. 答:A 、B 两人的相遇点在离村中心正北433千米处. 方法归纳 在实际问题中能够根据已知条件合理地建立坐标系是个很关键的问题.本题当中,注意到村落为圆形,且A 、B 两人同时从村落中心出发分别沿东、北方向运动,于是可设想以村落的中心为圆点,以开始时A 、B 的前进方向为x 、y 轴,建立直角坐标系. 例3已知f 1(x)=cosx,f 2(x)=cosωx(ω>0),f 2(x)的图象可以看作是把f 1(x)的图象在其所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.21 B.2 C.3 D.31 思路解析:函数y=cosωx,x ∈R (其中ω>0,ω≠1)的图象,可以看作把余弦曲线上所有点的横坐标缩短(当ω>1时)或伸长(当0<ω<1时)到原来的ω1倍(纵坐标不变)而得到.答案:C误区警示 规律容易记错,认为函数y=cosωx,x ∈R (其中ω>0,ω≠1)的图象,可以看作把余弦曲线上所有点的横坐标伸长(当ω>1时)或缩短(当0<ω<1时)到原来的ω1倍(纵坐标不变)而得到,这是错误的认识.例4在同一平面直角坐标系中,将直线x-2y=2变成直线2x′-y′=4,求满足图象变换的伸缩变换.思路分析:设变换为⎩⎨⎧>∙='>∙=').0(),0(μμλλy y x x 可将其代入第二个方程,得2λx -μy=4.与x-2y=2比较,将其变成2x-4y=4,比较系数得λ=1,μ=4.解:设⎩⎨⎧∙='='.4,y y x x .直线x-2y=2图象上所有点的横坐标不变,纵坐标扩大到原来的4倍可得到直线2x′-y′=4.拓展延伸 求满足图象变换的伸缩变换,实际上是求其变换公式,将新旧坐标分清,代入对应的直线方程,然后比较系数就可以了.若将已知条件换成:将直线2x-y=4变成x′-2y′=2,如何求满足图象变换的伸缩变换呢? 解:设变换为⎩⎨⎧>∙='>∙=').0(),0(μμλλy y x x 可将其代入第二个方程,得λx -2μy=2,与2x-y=4比较,将λx -2μy=2变成2λx -4μy=4,比较系数得λ=1,μ=41.。
高中数学选修4-4知识点归纳
高中数学选修4-4知识点归纳高中数学选修4-4主要内容是复数的运算和应用。
复数是实数与虚数的和,形式为a+bi,其中a和b都是实数,i是虚数单位,满足i^2=-1。
1.复数的表示和性质:复数可以用直角坐标系表示,实部和虚部分别对应于横坐标和纵坐标。
复数具有加法、减法、乘法和除法四则运算,遵循实数的运算法则。
复数的共轭复数表示为a-bi,共轭复数具有性质:两个复数的和等于其实部的和加上虚部的和,两个复数的积等于实部的积减去虚部的积。
2.复数的平方根与n次方:对于任意一个复数z=a+bi,令w=x+yi是z的平方根,则w^2=z,即(x+yi)^2=a+bi。
将等式两边展开,得到x^2-y^2+(2xy)i=a+bi。
由此得到实部的方程组x^2-y^2=a和虚部的方程组2xy=b。
解这两个方程组,就可以得到平方根w的实部和虚部。
同样的方法,我们可以计算复数的n次方。
3.复数的模和辐角:复数的模表示复数到原点的距离,记为|z|,计算公式是|z|=√(a^2+b^2)。
复数的辐角表示复数与正实轴之间的夹角,记为θ,计算公式是tanθ=b/a。
复数的辐角一般用弧度表示,可以在求辐角时使用反正切函数。
复数的模和辐角与复数的实部和虚部之间有一定的关系,可以通过公式a=|z|cosθ,b=|z|sinθ进行互相转换。
4.复数的指数形式和三角形式:复数的指数形式表示为z=|z|e^(iθ),其中e是数学常数自然常数,e≈2.71828。
将复数的指数形式进行展开,可以得到z=|z|(cosθ+isinθ)。
这个形式叫做复数的三角形式,其中|z|表示模,θ表示辐角。
三角形式可以用于复数的运算和求解复数方程。
指数形式可以用于复数乘法和除法的运算,有简洁的表达方式。
5.复数的应用:复数广泛应用于科学和工程领域,尤其是在电学和物理学中。
在电学中,复数可以描述交流电的电压和电流,计算复数的平均功率和相位差。
在物理学中,复数可以描述波的传播和干涉现象,求解复杂的波动方程。
高中数学选修4-4-极坐标
极坐标知识集结知识元极坐标知识讲解1.极坐标系【知识点的认识】极坐标系与点的极坐标在平面上取一个定点O,自点O引一条射线Ox,同时确定一个长度单位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,点O称为极点,射线Ox称为极轴.设M是平面上任一点,ρ表示OM的长度,θ表示以射线Ox为始边,射线OM为终边所成的角.那么,有序数对(ρ,θ)称为点M的极坐标.显然,每一个有序实数对(ρ,θ)决定一个点的位置.其中,ρ称为点M 的极径,θ称为点M的极角.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)(ρ≠0)建立一一对应的关系,我们约定,极点的极坐标是极径ρ=0,极角θ可取任意角.2.简单曲线的极坐标方程【知识点的认识】一、曲线的极坐标方程定义:如果曲线C上的点与方程f(ρ,θ)=0有如下关系(1)曲线C上任一点的坐标(所有坐标中至少有一个)符合方程f(ρ,θ)=0;(2)以方程f(ρ,θ)=0的所有解为坐标的点都在曲线C上.则曲线C的方程是f(ρ,θ)=0.二、求曲线的极坐标方程的步骤:与直角坐标系里的情况一样①建系(适当的极坐标系)②设点(设M(ρ,θ)为要求方程的曲线上任意一点)③列等式(构造△,利用三角形边角关系的定理列关于M的等式)④将等式坐标化⑤化简(此方程f(ρ,θ)=0即为曲线的方程)三、圆的极坐标方程(1)圆心在极点,半径为r,ρ=r.(2)中心在C(ρ0,θ0),半径为r.ρ2+ρ02﹣2ρρ0cos(θ﹣θ0)=r2.四、直线的极坐标方程(1)过极点,θ=θ0(ρ∈R)(2)过某个定点垂直于极轴,ρcosθ=a(3)过某个定点平行于极轴,r sinθ=a(4)过某个定点(ρ1,θ1),且与极轴成的角度α,ρsin(α﹣θ)=ρ1sin(α﹣θ1)五、直线的极坐标方程步骤1、据题意画出草图;2、设点M(ρ,θ)是直线上任意一点;3、连接MO;4、根据几何条件建立关于ρ,θ的方程,并化简;5、检验并确认所得的方程即为所求.3.点的极坐标和直角坐标的互化【知识点的认识】坐标之间的互化(1)点的极坐标和直角坐标的互化以直角坐标系的原点O为极点,x轴的正半轴为极轴,且在两种坐标系中取相同的长度单位(如图).平面内任意一点P的直角坐标与极坐标分别为(x,y)和(ρ,θ),则由三角函数的定义可以得到如下两组公式:,.通常情况下,将点的直角坐标化为极坐标时,取ρ≥0,0≤θ<2π.(2)空间点P的直角坐标(x,y,z)与柱坐标(ρ,θ,z)之间的变换公式为:.(3)空间点P的直角坐标(x,y,z)与球坐标(r,φ,θ)之间的变换关系为:.例题精讲极坐标例1.在极坐标系中,已知M(1,),N,则|MN|=()A.B.C.1+D.2例2.在极坐标系中,已知A(3,),B(4,),O为极点,则△AOB的面积为()A.3B.C.D.2例3.已知直线l:(t为参数)与曲线ρ2=的相交弦中点坐标为(1,1),则a等于()A.-B.C.-D.当堂练习单选题练习1.已知曲线C的极坐标方程为:ρ=2cosθ-4sinθ,P为曲线C上的动点,O为极点,则|PO|的最大值为()A.2B.4C.D.2练习2.在极坐标中,O为极点,曲线C:ρ=2cosθ上两点A、B对应的极角分别为,则△AOB 的面积为()A.B.C.D.练习3.已知直线l过点P(-2,0),且倾斜角为150°,以直角坐标系的原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρ2-2ρcosθ=15.若直线l交曲线C于A,B两点,则|PA|∙|PB|的值为()A.5B.7C.15D.20练习4.在平面直角坐标系中,记曲线C为点P(2cosθ-1,2sinθ+1)的轨迹,直线x-ty+2=0与曲线C 交于A,B两点,则|AB|的最小值为()A.2B.C.D.4练习5.在极坐标系中,直线ρcosθ=2与圆ρ=4cosθ交于A,B两点,则|AB|=()A.4B.C.2D.练习6.在同一平面直角坐标系中,将直线x-2y=2按φ:变换后得到的直线l,若以坐标原点为极点,以x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,则直线l的极坐标方程为()A.4ρcosθ-ρsinθ=4B.ρcosθ-16ρsinθ=4C.ρcosθ-4ρsinθ=4D.ρcosθ-8ρsinθ=4填空题练习1.在极坐标系中,圆ρ=1上的点到直线的距离的最大值是___.练习2.在极坐标系中,点(2,)到直线ρsinθ-ρcosθ-6=0的距离为___.练习3.在极坐标系下,已知圆,则圆O的直角坐标方程是_________________练习4.在极坐标系中,若点A(3,),B(3,),则△AOB的面积为___解答题练习1.'在平面直角坐标系xOy中,以原点为极点,x轴为极轴建立极坐标系,曲线C的方程是,直线l的参数方程为(t为参数,0≤α<π),设P (1,2),直线l与曲线C交于A,B两点.(1)当α=0时,求|AB|的长度;(2)求|PA|2+|PB|2的取值范围.'练习2.'在直角坐标xOy中,直线l的参数方程为{(t为参数)在以O为极点.x轴正半轴为极轴的极坐标系中.曲线C的极坐标方程为ρ=4sinθ-2cosθ.(I)求直线l的普通方程与曲线C的直角坐标方程:(Ⅱ)若直线l与y轴的交点为P,直线l与曲线C的交点为A,B,求|PA||PB|的值.'。
高中数学选修4知识点总结(全)
高中数学选修4知识点总结(全)
一、函数的圆心极坐标方程:
1 、双曲线的圆心极坐标方程:
x=acoshu;
y=bsinhu;
其中,a为椭圆的焦距,b为另一维的焦距,u为S的极角;
圆心极坐标系是一种以圆心和极角为坐标的极坐标系统,它是一就用以表示空间各点位置的最主要的坐标系统。
所谓的极坐标系(Polar Coordinate System),指的是以固定的极轴为坐标轴,空间各点的位置由极轴上的极角和到极轴的距离来确定。
由于圆心极坐标以圆心作为极轴,所以,圆心极坐标系又称为圆极坐标系。
圆心极坐标系能够完美地描述双曲线和椭圆,将原来由圆点拟合所得到的复杂函数简单化为一个关于极角u的函数。
圆心极坐标系不仅仅可以描述双曲线和椭圆,它还可以描述球面的极坐标,和其他的几何体的极坐标,这使得它特别的有用。
1、圆的极坐标方程:
r = a
其中,a为曲线的半径;
四、三次曲线:
三次曲线指的是由三个参数确定唯一曲线形状的曲线,即存在常数a,b,c,使曲线y=ax^3+bx^2+cx满足给定函数的条件,这类曲线一般可以在直角坐标系中用抛物线画出。
一般的,三次曲线有神符式的表达形式:
y = ax^3+bx^2+cx+d
其中d为常数。
此外,三次曲线在圆心极坐标系中也有表示方法:
r =a +bsinu +csin^2u
其中a、b、c为常数,u为极角。
六、椭圆圆心极坐标表示:。
数学选修4-4知识点总结
数学选修4-4知识点总结
数学选修4-4主要包括以下几个知识点的学习:
1. 三角函数:学习正弦函数、余弦函数、正切函数等三角函数的性质与图像特征。
包括解三角函数的基本方程和性质,以及应用三角函数求解实际问题。
2. 平面向量:研究平面内的向量及其运算。
了解向量的概念、向量的线性运算、向量的数量积和几何意义等内容。
学习解向量的相等、共线、垂直关系,以及应用向量求解实际问题。
3. 解析几何:通过几何方式的代数表示,研究几何问题。
包括直线和圆的方程、直线和圆的性质、两直线的位置关系、两圆的位置关系等内容。
学习应用解析几何解决实际问题。
4. 圆锥曲线:学习圆锥曲线的定义、方程及性质。
包括椭圆、双曲线和抛物线的特点、标准方程及图形性质。
学习应用圆锥曲线解决实际问题。
5. 数学归纳法:学习数学归纳法的基本原理、基本步骤及应用。
了解数学归纳法的证明思路和技巧,并能应用数学归纳法解题。
6. 数列与数学归纳法:学习数列的定义、分类及性质。
了解常用数列的生成规律和求和公式,学习应用数学归纳法解决数列相关问题。
7. 统计与概率:学习统计与概率的相关概念和方法。
包括随机
事件、样本空间、概率等基本概念,以及频率概率和古典概率的计算方法。
学习应用统计与概率解决实际问题。
以上是数学选修4-4的主要知识点总结,通过学习这些知识,可以对三角函数、平面向量、解析几何、圆锥曲线、数学归纳法、数列与数学归纳法、统计与概率等内容有一定的了解和掌握,并能应用于实际问题的解决。
高中数学人教版选修4-4参数方程知识总结
参数的分类讨论要严密.
【解】 (1)当 t≠±1 时, 由①得 sin θ=t+x 1t , 由②得 cos θ=t-y 1t . ∴t+x21t 2+t-y21t 2=1. 它表示中心在原点,长轴长为 2t+1t ,短轴长为 2t-1t , 焦点在 x 轴上的椭圆.
当 t=±1 时,y=0,x=±2sin θ,x∈[-2,2],它表示在 x 轴 上[-2,2]的一段线段.
已知参数方程x=t+1t sin θ,① y=t-1t cos θ②
(t≠0).
(1)若 t 为常数,θ 为参数,方程所表示的曲线是什么?
(2)若 θ 为常数,t 为参数,方程所表示的曲线是什么?
【分析】 形式相同的方程,由于选择参数的不同,可表示
不同的曲线,因此要注意区分问题中的字母是常数还是参数,对
x=2cos θ, y=4sin θ.
(θ 为参数)
(2)设 M(x,y)是方程 4x2+y2=16 上异于 A 的任一点,则y-x 4 =k(x≠0),
将 y=kx+4 代入方程,得 x[(4+k2)x+8k]=0.
所以yx==--444++k82k+kk22,16
(k≠0),另有一点xy==04,.
数;
(2)若把 C1,C2 上各点的纵坐标都压缩为原来的一半,分别 得到曲线 C′1,C′2,写出 C′1,C′2 的参数方程.C′1 与 C′2 公共点的个数和 C1 与 C2 公共点的个数是否相同?说明你的理 由.
【解】 (1)C1 是圆,C2 是直线,C1 的普通方程为 x2+y2=1, 圆心 C1(0,0),半径 r=1.C2 的普通方程为 x-y+ 2=0.因为圆心 C1(0,0)到直线 x-y+ 2=0 的距离为 1,所以 C1 与 C2 只有一个 公共点.
高中数学选修4—4知识点总结
坐标系与参数方程 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(0):(0)x xy yλλϕμμ'=>⎧⎨'=>⎩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.极坐标系的概念 (1)极坐标系如图所示,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.注:极坐标系以角这一平面图形为几何背景,而平面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.(2)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ρ;以极轴Ox 为始边,射线OM 为终边的角xOM ∠叫做点M 的极角,记为θ.有序数对(,)ρθ叫做点M 的极坐标,记作(,)M ρθ.一般地,不作特殊说明时,我们认为0,ρ≥θ可取任意实数. 特别地,当点M 在极点时,它的极坐标为(0, θ)(θ∈R).和直角坐标不同,平面内一个点的极坐标有无数种表示.如果规定0,02ρθπ>≤<,那么除极点外,平面内的点可用唯一的极坐标(,)ρθ表示;同时,极坐标(,)ρθ表示的点也是唯一确定的.3.极坐标和直角坐标的互化(1)互化背景:把直角坐标系的原点作为极点,x 轴的正半轴作为极轴,并在两种坐标系中取相同的长度单位,如图所示:(2)互化公式:设M 是坐标平面内任意一点,它的直角坐标是(,)x y ,极坐标是(,)ρθ(0ρ≥),于是极坐标与直角坐标的互化公式如表:在一般情况下,由tan θ确定角时,可根据点M 所在的象限最小正角. 4.常见曲线的极坐标方程注:由于平面上点的极坐标的表示形式不唯一,即(,),(,2),(,),(,),ρθρπθρπθρπθ+-+--+都表示同一点的坐标,这与点的直角坐标的唯一性明显不同.所以对于曲线上的点的极坐标的多种表示形式,只要求至少有一个能满足极坐标方程即可.例如对于极坐标方程,ρθ=点(,)44M ππ可以表示为5(,2)(,2),444444ππππππππ+-或或(-)等多种形式,其中,只有(,)44ππ的极坐标满足方程ρθ=.二、参数方程 1.参数方程的概念一般地,在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标,x y 都是某个变数t 的函数()()x f t y g t =⎧⎨=⎩①,并且对于t 的每一个允许值,由方程组①所确定的点(,)M x y 都在这条曲线上,那么方程①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.2.参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 g t =⎧⎨=⎩就是曲线的参数方程,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.注:普通方程化为参数方程,参数方程的形式不一定唯一。
高中数学选修4-4-参数方程
参数方程知识集结知识元参数方程知识讲解1.参数方程的概念【知识点的认识】参数方程的定义在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标(x,y)都是某个变数t的函数,即,并且对于t的每一个允许值,由该方程组所确定的点M(x,y)都在这条曲线上,那么此方程组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.对于参数方程而言,直接给出点的坐标间关系的方程F(x,y)=0叫做普通方程.2.参数方程化成普通方程【知识点的认识】参数方程和普通方程的互化由参数方程化为普通方程:消去参数,消参数的方法有代入法、加减(或乘除)消元法、三角代换法等.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),那么就是曲线的参数方程,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.3.直线的参数方程【知识点的认识】直线、圆锥曲线的普通方程和参数方程轨迹普通方程参数方程直线y﹣y0=tan α(x﹣x0)(t为参数)圆(x﹣a)2+(y﹣b)2=r2(θ为参数)椭圆(θ为参数)+=1(a>b>0)双曲线(θ为参数)﹣=1抛物线y2=2px(p>0)(t为参数)【解题思路点拨】1.选取参数时的一般原则是:(1)x,y与参数的关系较明显,并列出关系式;(2)当参数取一值时,可唯一的确定x,y的值;(3)在研究与时间有关的运动物体时,常选时间作为参数;在研究旋转物体时,常选用旋转角作为参数;此外,也常用线段的长度、倾斜角、斜率、截距等作为参数.2.求曲线的参数方程常常分成以下几步:(1)建立直角坐标系,在曲线上设任意一点P(x,y);(2)选择适当的参数;(3)找出x,y与参数的关系,列出解析式;(4)证明(常常省略).3.根据直线的参数方程标准式中t的几何意义,有如下常用结论:(1)若M1,M2为l上任意两点,M1,M2对应t的值分别为t1,t2,则|M1M2|=|t1﹣t2|;(2)若M0为线段M1M2的中点,则有t1+t2=0;(3)若线段M1M2的中点为M,则M=t M=.一般地,若点P分线段M1M2所成的比为λ,则t P=.4.直线的参数方程的一般式(t为参数),是过点M0(x0,y0),斜率为的直线的参数方程.当且仅当a2+b2=1且b≥0时,才是标准方程,t才具有标准方程中的几何意义.将非标准方程化为标准方程是(t′∈R),式中“±”号,当a,b同号时取正;当a,b异号时取负.5.参数方程与普通方程互化时,要注意:(1)不是所有的参数方程都能化为普通方程;(2)在化参数方程为普通方程时变量的范围不能扩大或缩小;(3)把普通方程化为参数方程时,由于参数选择的不同而不同,参数的选择是由具体的问题来决定的.6.在已知圆、椭圆、双曲线和抛物线上取一点可考虑用其参数方程设定点的坐标,将问题转化为三角函数问题求解.7.在直线与圆和圆锥位置关系问题中,涉及距离问题探求可考虑应用直线参数方程中参数的几何意义求解.8.在求某些动点的轨迹方程时,直接寻找x,y的关系困难,甚至找不出时,可以通过引入参数,建立动点的参数方程后求解.4.圆的参数方程【知识点的认识】直线、圆锥曲线的普通方程和参数方程轨迹普通方程参数方程直线y﹣y0=tan α(x﹣x0)(t为参数)圆(x﹣a)2+(y﹣b)2=r2(θ为参数)椭圆(θ为参数)+=1(a>b>0)双曲线(θ为参数)﹣=1抛物线y2=2px(p>0)(t为参数)【解题思路点拨】1.选取参数时的一般原则是:(1)x,y与参数的关系较明显,并列出关系式;(2)当参数取一值时,可唯一的确定x,y的值;(3)在研究与时间有关的运动物体时,常选时间作为参数;在研究旋转物体时,常选用旋转角作为参数;此外,也常用线段的长度、倾斜角、斜率、截距等作为参数.2.求曲线的参数方程常常分成以下几步:(1)建立直角坐标系,在曲线上设任意一点P(x,y);(2)选择适当的参数;(3)找出x,y与参数的关系,列出解析式;(4)证明(常常省略).3.根据直线的参数方程标准式中t的几何意义,有如下常用结论:(1)若M1,M2为l上任意两点,M1,M2对应t的值分别为t1,t2,则|M1M2|=|t1﹣t2|;(2)若M0为线段M1M2的中点,则有t1+t2=0;(3)若线段M1M2的中点为M,则M0M=t M=.一般地,若点P分线段M1M2所成的比为λ,则t P=.4.直线的参数方程的一般式(t为参数),是过点M0(x0,y0),斜率为的直线的参数方程.当且仅当a2+b2=1且b≥0时,才是标准方程,t才具有标准方程中的几何意义.将非标准方程化为标准方程是(t′∈R),式中“±”号,当a,b同号时取正;当a,b异号时取负.5.参数方程与普通方程互化时,要注意:(1)不是所有的参数方程都能化为普通方程;(2)在化参数方程为普通方程时变量的范围不能扩大或缩小;(3)把普通方程化为参数方程时,由于参数选择的不同而不同,参数的选择是由具体的问题来决定的.6.在已知圆、椭圆、双曲线和抛物线上取一点可考虑用其参数方程设定点的坐标,将问题转化为三角函数问题求解.7.在直线与圆和圆锥位置关系问题中,涉及距离问题探求可考虑应用直线参数方程中参数的几何意义求解.8.在求某些动点的轨迹方程时,直接寻找x,y的关系困难,甚至找不出时,可以通过引入参数,建立动点的参数方程后求解.例题精讲参数方程例1.直线l的参数方程为(t为参数).圆C的参数方程为(θ为参数),则直线l被圆C截得的弦长为___.例2.已知圆C的参数方程为(θ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ρsinθ+ρcosθ=1,则直线l截圆C所得的弦长是___.例3.在平面直角坐标系中,以原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,已知抛物线C的极坐标方程为ρcos2θ=4sinθ(ρ≥0),直线l的参数方程为(t为参数),设直线l与抛物线C的两交点为A、B,点F为抛物线C的焦点,则|AF|+|BF|=___.当堂练习填空题练习1.在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数).圆C的参数方程是=(θ为参数),直线l与圆C交于两个不同的点A、B,当点P在圆C上运动时,△PAB面积的最大值为___练习2.参数方程(θ∈R)所表示的曲线与x轴的交点坐标是_______练习3.设直线的参数方程为(t为参数),点P在直线上,且与点M0(-4,0)的距离为2,若该直线的参数方程改写成(t为参数),则在这个方程中P点对应的t值为____.练习4.设a∈R,直线ax-y+2=0和圆(θ为参数)相切,则a的值为___。
人教A版高中数学选修4—4《坐标系与参数方程》简析
烧 全鱼” ,是 解 析 几 何 教 学 中 必须 予 以 充 分 重 视 的 问 题。 教科 书在 这 方 面 作 出 了 努 力 , 如 , 出 问题 背 景 例 给
球 坐 标 系 简 介 , 中 以极 坐 标 系 为 重 点 ; 二讲 《 数 其 第 参
方程 》 内容 包 括 : , 曲线 的 参 数 方程 、 圆锥 曲线 的参 数 方 程 、 线 的参 数 方程 和 渐 开 线 与摆 线 , 中 以参 数 方程 直 其
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人教A 高中数学选修4 4 版 —
《 坐标系与参数方程》 简析
人 民教 育 出版社 中学数 学室 章建跃 郭慧清
一பைடு நூலகம்
、
内容安排与说明
二、 编写时 考虑的几个主要问题
1突 出 坐 标 法 的 核 心 概 念 地 位 , 调 数 形 结 合 。 . 强
坐 标 法 是 解 析 几 何 的 核 心 , 本 专 题 的 主 要 目 的 是
通 过 认 识 不 同 的坐 标 系的 特 点和 在 刻 画 几何 图形 或 描 述 自然 现 象 中 的 作 用 , 促 使 学 生 学 习 如 何 根 据 问 题 的
需要 建 立 适 当 的坐 标 系、 引 入适 当的 参 变量 来 表 示 曲 线 上点 的坐 标 及 其 方程 , 从而 更 深 入地 体 会 坐 标 法 。 因
为 重 点 。 专 题 中 , 形 结合 、 动 变化 、 对 与 绝 对 、 本 数 运 相
程 的 对 应 关 系 , 一 步 体 会 数 形 结 合 的 思 想 。 3) 为 解 进 ( 做
析 几 何 初 步 、 面 向量 、 角 函 数 等 内 容 的 综 合 与 深 化 , 平 三
高中数学选修4-4知识点(最全版)
数学选修4-4坐标系与参数方程知识点总结第一讲一平面直角坐标系1.平面直角坐标系(1)数轴:规定了原点,正方向和单位长度的直线叫数轴.数轴上的点与实数之间可以建立一一对应关系.(2)平面直角坐标系:①定义:在同一个平面上互相垂直且有公共原点的两条数轴构成平面直角坐标系,简称为直角坐标系;②数轴的正方向:两条数轴分别置于水平位置与竖直位置,取向右与向上的方向分别为两条数轴的正方向;③坐标轴水平的数轴叫做x轴或横坐标轴,竖直的数轴叫做y轴或纵坐标轴,x轴或y轴统称为坐标轴;④坐标原点:它们的公共原点称为直角坐标系的原点;⑤对应关系:平面直角坐标系上的点与有序实数对(x,y)之间可以建立一一对应关系.(3)距离公式与中点坐标公式:设平面直角坐标系中,点P1(x1,y1),P2(x2,y2),线段P1P2的中点为P,填表:两点间的距离公式中点P的坐标公式2+〔y |P1P2|=〔x1-x2〕1-y2〕2x1+x2x=y=2y1+y222.平面直角坐标系中的伸缩变换设点P(x,y)是平面直角坐标系中的任意一点,在变换φ:x′=λx〔λ>0〕y′=μy〔μ>0〕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.二极坐标系(1)定义: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)极坐标系的四个要素:①极点;②极轴;③长度单位;④角度单位及它的方向.(3)图示2.极坐标(1)极坐标的定义: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ρ;以极轴Ox为始边,射线OM为终边的角xOM叫做点M的极角,记为θ.有序数对(ρ,θ)叫做点M的极坐标,记作M(ρ,θ).(2)极坐标系中的点与它的极坐标的对应关系:在极坐标系中,极点O的极坐标是(0,θ),(θ∈R),假设点M的极坐标是M(ρ,θ),那么点M的极坐标也可写成M(ρ,θ+2kπ),(k∈Z).假设规定ρ>0,0≤θ<2π,那么除极点外极坐标系内的点与有序数对(ρ,θ)之间才是一一对应关系.3.极坐标与直角坐标的互化公式如下图,把直角坐标系的原点作为极点,x轴的正半轴作为极轴,且长度单位一样,设任意一点M的直角坐标与极坐标分别为(x,y),(ρ,θ).(1)极坐标化直角坐标x=ρcosθ,y=ρsinθW.(2)直角坐标化极坐标ρ2=x2+y2,tanθ=y〔x≠0〕. x三简单曲线的极坐标方程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)ρ=2rcos_θ 圆心在点(r ,0)(- π 2π ≤θ< 2 )π 圆心在点(r ,2)ρ=2rsin_θ (0≤θ<π) ρ=-2rcos_θ 圆心在点(r ,π)π ( 2 3π ≤θ< )23π 圆心在点(r , 2) ρ=-2rsin_θ (-π<θ≤0)(2)一般情形:设圆心C(ρ0,θ0),半径为r ,M(ρ,θ)为圆上任意一点,那么|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-r 2=0即r22220cos(0)3.直线的极坐标方程 (1)特殊情形如下表:直线位置极坐标方程图形 (1)θ=α(ρ∈R )或θ=α+π(ρ∈R ) 过极点,倾斜角为α (2)θ=α(ρ≥0)和θ=π+α(ρ≥0)ρcos_θ=a过点(a ,0),且与极轴ππ 垂直- 2<θ<2过点a ,π ,且与极轴2 平行ρsin_θ=a (0<θ<π)过点(a ,0)倾斜角为αρsin(α-θ)=asin α (0<θ<π)(2)一般情形,设直线l 过点P(ρ0,θ0),倾斜角为α,M(ρ,θ)为直线l 上的动点,那么 在△OPM 中利用正弦定理可得直线l 的极坐标方程为ρsin(α-θ)=ρ0sin(α-θ0).四柱坐标系与球坐标系简介〔了解〕1.柱坐标系(1)定义:一般地,如图建立空间直角坐标系Oxyz.设P是空间任意一点,它在Oxy平面上的射影为Q,用(ρ,θ)(ρ≥0,0≤θ<2π)表示点Q在平面Oxy上的极坐标,这时点P的位置可用有序数组〔ρ,θ,z〕(z∈R)表示.这样,我们建立了空间的点与有序数组(ρ,θ,z)之间的一种对应关系.把建立上述对应关系的坐标系叫做柱坐标系,有序数组(ρ,θ,z)叫做点P的柱坐标,记作P(ρ,θ,z),其中ρ≥0,0≤θ<2π,z∈R.x=ρcosθ(2)空间点P的直角坐标(x,y,z)与柱坐标(ρ,θ,z)之间的变换公式为y=ρsinθ.z=z 2.球坐标系(1)定义:一般地,如图建立空间直角坐标系Oxyz.设P是空间任意一点,连接OP,记|OP|=r,OP与Oz轴正向所夹的角为φ,设P在Oxy平面上的射影为Q,Ox轴按逆时针方向旋转到O Q时所转过的最小正角为θ,这样点P的位置就可以用有序数组(r,φ,θ)表示,这样,空间的点与有序数组(r,φ,θ)之间建立了一种对应关系.把建立上述对应关系的坐标系叫做球坐标系(或空间极坐标系),有序数组(r,φ,θ),叫做点P的球坐标,记作P(r,φ,θ),其中r≥0,0≤φ≤π,0≤θ<2π.x=rsinφcosθ(2)空间点P的直角坐标(x,y,z)与球坐标(r,φ,θ)之间的变换公式为y=rsinφsinθ.z=rcosφ第二讲:一曲线的参数方程1.参数方程的概念1.参数方程的概念(1)定义:一般地,在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标x,y都是某个变数t的函数:x=f〔t〕y=g〔t〕①,并且对于t的每一个允许值,由方程组①所确定的点M(x,y)都在这条曲线上,那么方程①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.(2)参数的意义:参数是联系变数x,y的桥梁,可以是有物理意义或几何意义的变数,也可以是没有明显实际意义的变数.2.参数方程与普通方程的区别与联系(1)区别:普通方程F(x,y)=0,直接给出了曲线上点的坐标x,y之间的关系,它含有x,y两个变量;参数方程x=f〔t〕y=g〔t〕(t为参数)间接给出了曲线上点的坐标x,y之间的关系,它含有三个变量t,x,y,其中x和y都是参数t的函数.(2)联系:普通方程中自变量有一个,而且给定其中任意一个变量的值,可以确定另一个变量的值;参数方程中自变量也只有一个,而且给定参数t的一个值,就可以求出唯一对应的x,y的值.这两种方程之间可以进展互化,通过消去参数可以把参数方程化为普通方程,而通过引入参数,也可把普通方程化为参数方程.2.圆的参数方程1.圆心在坐标原点,半径为r的圆的参数方程如图圆O与x轴正半轴交点M0(r,0).(1)设M(x,y)为圆O上任一点,以OM为终边的角设为θ,那么以θ为参数的圆O的参数方程是x=rcosθy=rsinθ(θ为参数).其中参数θ的几何意义是OM0绕O点逆时针旋转到OM的位置时转过的角度.(2)设动点M在圆上从M0点开场逆时针旋转作匀速圆周运动,角速度为ω,那么OM0经过时间t转过的角θ=ωt,那么以t为参数的圆O的参数方程为x=rcosωty=rsinωt(t为参数).其中参数t的物理意义是质点做匀速圆周运动的时间.2.圆心为C(a,b),半径为r的圆的参数方程圆心为(a,b),半径为r的圆的参数方程可以看成将圆心在原点,半径为r的圆通过坐标平移得到,所以其参数方程为x=a+rcosθ,y=b+rsinθ(θ为参数).3.参数方程和普通方程的互化曲线的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在同一平面直角坐标系中表示曲线的方程的两种不同形式,两种方程是等价的可以互相转化.(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.参数方程通过消去参数就可得到普通方程.(3)普通方程化参数方程,首先确定变数x,y中的一个与参数t的关系,例如x=f(t),x=f〔t〕其次将x=f(t)代入普通方程解出y=g(t),那么(t为参数)就是曲线的参数方程.y=g〔t〕(4)在参数方程与普通方程的互化中,必须使x,y的取值X围保持一致.二圆锥曲线的参数方程1.椭圆的参数方程椭圆的参数方程(1)中心在原点,焦点在x轴上的椭圆22xy2+2=1(a>b>0)的参数方程是abx=acosφy=bsinφ(φ是参数),规定参数φ的取值X围是[0,2π).(2)中心在原点,焦点在y轴上的椭圆22yx2+2=1(a>b>0)的参数方程是abx=bcosφy=asinφ(φ是参数),规定参数φ的取值X围是[0,2π).(3)中心在(h,k)的椭圆普通方程为2〔x-h〕2+a2〔y-k〕2=1,那么其参数方程为bx=h+acosφy=k+bsinφ(φ是参数).2.双曲线的参数方程和抛物线的参数方程1.双曲线的参数方程(1)中心在原点,焦点在x轴上的双曲线22xy2-2=1的参数方程是abx=asecφy=btanφ(φ为参数),规定参数φ的取值X围为φ∈[0,2π)且φ≠π23π,φ≠2.(2)中心在原点,焦点在y轴上的双曲线22yx2-2=1的参数方程是abx=btanφy=asecφ(φ为参数).2.抛物线的参数方程2=2px的参数方程为(1)抛物线y2x=2pt(t为参数).y=2pt(2)参数t的几何意义是抛物线上除顶点外的任意一点与原点连线的斜率的倒数.三直线的参数方程1.直线的参数方程经过点M0(x0,y0),倾斜角为α的直线l的参数方程为x=x0+tcosαy=y0+tsinα(t为参数).2.直线的参数方程中参数t的几何意义(1)参数t的绝对值表示参数t所对应的点M到定点M0的距离.→→与e(直线的单位方向向量)同向时,t取正数.当M0M(2)当M0M与e反向时,t取负数,当M与M0重合时,t=0.3.直线参数方程的其他形式对于同一条直线的普通方程,选取的参数不同,会得到不同的参数方程.我们把过点M0(x0,y0),倾斜角为α的直线,选取参数t=M0M得到的参数方程x=x0+tcosαy=y0+tsinα(t为参数)称为直线参数方程的标准形式,此时的参数t有明确的几何意义.一般地,过点M0(x0,y0),斜率k=ba(a,b为常数)的直线,参数方程为x=x0+aty=y0+bt(t为参数),称为直线参数方程的一般形式,此时的参数t不具有标准式中参数的几何意义.四渐开线与摆线〔了解〕1.渐开线的概念及参数方程(1)渐开线的产生过程及定义把一条没有弹性的细绳绕在一个圆盘上,在绳的外端系上一支铅笔,将绳子拉紧,保持绳子与圆相切,逐渐展开,铅笔画出的曲线叫做圆的渐开线,相应的定圆叫做渐开线的基圆.(2)圆的渐开线的参数方程以基圆圆心O为原点,直线OA为x轴,建立如下图的平面直角坐标系.设基圆的半径为r,绳子外端M的坐标为(x,y),那么有x=r〔cosφ+φsinφ〕,y=r〔sinφ-φcosφ〕(φ是参数).这就是圆的渐开线的参数方程.2.摆线的概念及参数方程(1)摆线的产生过程及定义平面内,一个动圆沿着一条定直线无滑动地滚动时圆周上一个固定点所经过的轨迹,叫做平摆线,简称摆线,又叫旋轮线.(2)半径为r的圆所产生摆线的参数方程为x=r〔φ-sinφ〕,(φ是参数).y=r〔1-cosφ〕。
(完整版)高中数学选修4-4知识点总结
选修4-4数学知识点一、选考内容《坐标系与参数方程》高考考试大纲要求:1.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.2.参数方程: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.二、知识归纳总结:1.伸缩变换:设点是平面直角坐标系中的任意一点,在变换),(y x P 的作用下,点对应到点,称为平面直角坐标⎩⎨⎧>⋅='>⋅=').0(,y y 0),(x,x :μμλλϕ),(y x P ),(y x P '''ϕ系中的坐标伸缩变换,简称伸缩变换。
2.极坐标系的概念:在平面内取一个定点,叫做极点;自极点引一条射线叫做极O O Ox 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。
3.点的极坐标:设是平面内一点,极点与点的距离叫做点的极径,M M O M ||OM M 记为;以极轴为始边,射线为终边的叫做点的极角,记为。
有序ρOx OM xOM ∠M θ数对叫做点的极坐标,记为.),(θρM ),(θρM 极坐标与表示同一个点。
极点的坐标为.),(θρ)Z )(2,(∈+k k πθρO )R )(,0(∈θθ4.若,则,规定点与点关于极点对称,即与0<ρ0>-ρ),(θρ-),(θρ),(θρ-表示同一点。
),(θπρ+如果规定,那么除极点外,平面内的点可用唯一的极坐标表πθρ20,0≤≤>),(θρ示;同时,极坐标表示的点也是唯一确定的。
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 。
高中数学选修4知识点总结(全)
平行线等分线段定理平行线等分线段定理:如果一组平行线在一条直线上截得的线段相等,那么在其他直线上截得的线段也相等。
推理1:经过三角形一边的中点与另一边平行的直线必平分第三边。
推理2:经过梯形一腰的中点,且与底边平行的直线平分另一腰。
平分线分线段成比例定理平分线分线段成比例定理:三条平行线截两条直线,所得的对应线段成比例。
推论:平行于三角形一边的直线截其他两边(或两边的延长线)所得的对应线段成比例。
相似三角形的判定及性质相似三角形的判定:定义:对应角相等,对应边成比例的两个三角形叫做相似三角形。
相似三角形对应边的比值叫做相似比(或相似系数)。
由于从定义出发判断两个三角形是否相似,需考虑6个元素,即三组对应角是否分别相等,三组对应边是否分别成比例,显然比较麻烦。
所以我们曾经给出过如下几个判定两个三角形相似的简单方法:(1)两角对应相等,两三角形相似;(2)两边对应成比例且夹角相等,两三角形相似;(3)三边对应成比例,两三角形相似。
预备定理:平行于三角形一边的直线和其他两边(或两边的延长线)相交,所构成的三角形与三角形相似。
判定定理1:对于任意两个三角形,如果一个三角形的两个角与另一个三角形的两个角对应相等,那么这两个三角形相似。
简述为:两角对应相等,两三角形相似。
判定定理2:对于任意两个三角形,如果一个三角形的两边和另一个三角形的两边对应成比例,并且夹角相等,那么这两个三角形相似。
简述为:两边对应成比例且夹角相等,两三角形相似。
判定定理3:对于任意两个三角形,如果一个三角形的三条边和另一个三角形的三条边对应成比例,那么这两个三角形相似。
简述为:三边对应成比例,两三角形相似。
引理:如果一条直线截三角形的两边(或两边的延长线)所得的对应线段成比例,那么这条直线平行于三角形的第三边。
定理:(1)如果两个直角三角形有一个锐角对应相等,那么它们相似;(2)如果两个直角三角形的两条直角边对应成比例,那么它们相似。
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坐标系与参数方程 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(0):(0)
x x
y y
λλϕμμ'=>⎧⎨
'=>⎩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.极坐标系的概念 (1)极坐标系
如图所示
,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.
注:极坐标系以角这一平面图形为几何背景,而平面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.
(2)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ρ;以极轴Ox 为始边,射线OM 为终边的角xOM ∠叫做点M 的极角,记为θ.有序数对(,)ρθ叫做点M 的极坐标,记作(,)M ρθ.
一般地,不作特殊说明时,我们认为0,ρ≥θ可取任意实数. 特别地,当点M 在极点时,它的极坐标为(0, θ)(θ∈R).和直角坐标不同,平面内一个
点的极坐标有无数种表示.
如果规定0,02ρθπ>≤<,那么除极点外,平面内的点可用唯一的极坐标(,)ρθ表示;同时,极坐标(,)ρθ表示的点也是唯一确定的.
3.极坐标和直角坐标的互化
(1)互化背景:把直角坐标系的原点作为极点,x 轴的正半轴作为极轴,并在两种坐标系
中取相同的长度单位,如图所示:
(2)互化公式:设M 是坐标平面内任意一点,它的直角坐标是(,)x y ,极坐标是
(,)ρθ(0ρ≥),于是极坐标与直角坐标的互化公式如表:
在一般情况下,由tan θ确定角时,可根据点M 所在的象限最小正角. 4.常见曲线的极坐标方程
注:由于平面上点的极坐标的表示形式不唯一,即
(,),(,2),(,),(,),ρθρπθρπθρπθ+-+--+都表示同一点的坐标,这与点的直角坐标的
唯一性明显不同.所以对于曲线上的点的极坐标的多种表示形式,只要求至少有一个能满足极坐标方程即可.例如对于极坐标方程,ρθ=点(
,)44
M ππ
可以表示为5(,2)(,2),444444
ππππππππ+-或或(-)等多种形式,其中,只有(,)44ππ的极坐标满足方
程ρθ=.
二、参数方程 1.参数方程的概念
一般地,在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标,x y 都是某个变数t 的函数
()
()x f t y g t =⎧⎨
=⎩
①,并且对于t 的每一个允许值,由方程组①所确定的点(,)M x y 都在这条曲线上,那么方程①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.
2.参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 g t =⎧⎨=⎩
就是曲线的参数方程,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.
注:普通方程化为参数方程,参数方程的形式不一定唯一。
应用参数方程解轨迹问题,关键在于适当地设参数,如果选用的参数不同,那么所求得的曲线的参数方程的形式也不同。
3.圆的参数
如图所示,设圆O 的半径为r ,点M 从初始位置0M 出发,按逆时针方向在圆O 上作匀速圆周运动,设(,)M x y ,则cos ()sin x r y r θ
θθ
=⎧⎨
=⎩为参数。
这就是圆心在原点O ,半径为r 的圆的参数方程,其中θ的几何意义是0OM 转过的角度。
圆心为(,)a b ,半径为r 的圆的普通方程是2
2
2
()()x a y b r -+-=,
它的参数方程为:cos ()sin x a r y b r θ
θθ
=+⎧⎨
=+⎩为参数。
4.椭圆的参数方程
以坐标原点O 为中心,焦点在x 轴上的椭圆的标准方程为22
221(0),x y a b a b
+=>>其参
数方程为cos ()sin x a y b ϕ
ϕϕ
=⎧⎨
=⎩为参数,其中参数ϕ称为离心角;焦点在y 轴上的椭圆的标准方
程是22
221(0),y x a b a b +=>>其参数方程为cos (),sin x b y a ϕϕϕ=⎧⎨=⎩
为参数其中参数ϕ仍为离心
角,通常规定参数ϕ的范围为ϕ∈[0,2π)。
注:椭圆的参数方程中,参数ϕ的几何意义为椭圆上任一点的离心角,要把它和这一点的旋转角α区分开来,除了在四个顶点处,离心角和旋转角数值可相等外(即在0到2π的范围内),在其他任何一点,两个角的数值都不相等。
但当02
πα≤≤
时,相应地也有
02
π
ϕ≤≤
,在其他象限内类似。
5.双曲线的参数方程
以坐标原点O 为中心,焦点在x 轴上的双曲线的标准议程为22
221(0,0),
x y a b a b
-=>>其参数方程为sec ()tan x a y b ϕϕϕ
=⎧⎨
=⎩为参数,其中3[0,2),.22ππ
ϕπϕϕ∈≠≠
且 焦点在y 轴上的双曲线的标准方程是22
221(0,0),y x a b a b
-=>>其参数方程为
cot ((0,2).csc x b e y a ϕ
ϕϕπϕπϕ=⎧∈≠⎨
=⎩
为参数,其中且 以上参数ϕ都是双曲线上任意一点的离心角。
6.抛物线的参数方程
以坐标原点为顶点,开口向右的抛物线2
2(0)y px p =>的参数方程为
2
2().2x pt t y pt
⎧=⎨
=⎩为参数 7.直线的参数方程
经过点000(,)M x y ,倾斜角为()2
π
αα≠
的直线l 的普通方程是00tan (),
y y x x α-=-而过000(,)M x y ,倾斜角为α的直线l 的参数方程为00cos sin x x t y y t α
α
=+⎧⎨
=+⎩()t 为参数。
注:直线参数方程中参数的几何意义:过定点000(,)M x y ,倾斜角为α的直线l 的参数方程为00cos sin x x t y y t α
α
=+⎧⎨
=+⎩()t 为参数,其中t 表示直线l 上以定点0M 为起点,任一点
(,)M x y 为终点的有向线段0M M 的数量,
当点M 在0M 上方时,t >0;当点M 在0M 下方时,t <0;当点M 与0M 重合时,t =0。
我们也可以把参数t 理解为以0M 为原点,直线l 向上的方向为正方向的数轴上的点M 的坐标,其单位长度与原直角坐标系中的单位长度相同。