坐标系与参数方程知识点总结与题型归纳
坐标系和与参数方程
坐标系和与参数方程
知识点一(参数方程化普通方程)
【知识梳理】
参数方程:
(1)一般地,在平面直角坐标系中,如果曲线C 上任何一点P 的坐标x 和y 都可以表示为
某个变量t 特色函数: ⎩⎨⎧==)()(t g y t f x ;反过来,对于t 的每个允许值,由函数式⎩⎨⎧==)
()
(t g y t f x ,所确定
的点P (x ,y ) 都在曲线C 上 ,那么方程⎩
⎨⎧==)()
(t g y t f x 叫作曲线C 的 参数方程 ,变量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,参数方程可以转化为普通方程。
(2)参数方程中参数可以有物理意义、几何意义、也可以没有明显意义。
参数方程与xy 方程的互相转换:
曲线的参数方程可以通过消去参数而得到普通方程;若知道变数x 、y 中的一个与参数t 的
3cos θ.
2C 与3C 交点的直角坐标;1C 与2C 相交于点
【课堂练习】
1.已知曲线C 的极坐标方程2cos ρθ=,以极点为原点,极轴为轴的正半轴建立直角坐标
系,则曲线C 的参数方程为 .
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 的极坐
标方程为2cos ρθ=,0,2θπ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦
. (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:32l y x =+垂直,根据(1)中你得到的参数方程,确定D 的坐标.
一、参数方程化普通方程
二、普通方程化参数方程
三、极坐标方程化直角坐标方程
四、直角坐标方程化极坐标方程
五、参数方程与极坐标方程的互化。
坐标系与参数方程高考知识点 2024数学
坐标系与参数方程高考知识点 2024数学2024年的高考数学考试中,坐标系与参数方程是一个重要的知识点。
本文将对坐标系和参数方程的概念、性质以及应用进行详细的论述。
一、坐标系的概念与性质坐标系是一种用来确定平面或空间中点位置的方法。
在平面上,常用的坐标系有直角坐标系和极坐标系;在空间中,常用的坐标系有直角坐标系和球坐标系。
1. 直角坐标系:直角坐标系是平面上最常用的一种坐标系,使用两个数值来确定平面上的点的位置。
我们用横坐标x和纵坐标y来表示一个点的位置,记作P(x, y)。
直角坐标系具有以下性质:- 原点:坐标系的交叉点称为原点,表示为O(0, 0)。
- 坐标轴:直角坐标系由两条相互垂直的直线组成,分别称为x轴和y轴。
- 单位长度:直角坐标系中x轴和y轴的单位长度相等。
2. 极坐标系:极坐标系是另一种表示点位置的方法,它使用距离和角度来确定点的位置。
对于平面上的点P,极坐标系表示为(r, θ),其中r为点P到原点的距离,θ为点P与正半轴的夹角。
极坐标系具有以下性质:- 极轴:极坐标系有一条特殊的直线称为极轴,通常与x轴重合。
- 极角:极坐标系中,与极轴正向的夹角称为极角,通常用θ表示。
- 极径:点P到原点的距离称为极径,用r表示。
二、参数方程的概念与性质参数方程是用参数的变化规律来确定点的位置的方法。
它通常由一组含有参数的方程组成,通过给参数赋值,可以确定出点的坐标。
在坐标系中,参数方程可以用来表示一条曲线或曲面。
常见的参数方程有平面曲线的参数方程和空间曲线的参数方程。
1. 平面曲线的参数方程:平面曲线的参数方程通常用两个参数t、u来表示。
例如,曲线C可以由参数方程表示为:x = f(t)y = g(t)其中t的取值范围确定了曲线上点的位置。
平面曲线的参数方程具有以下性质:- 曲线上的点的坐标是参数t的函数,参数t的值域决定了曲线的范围。
- 在参数方程中,可以通过改变参数的取值来绘制不同部分的曲线。
[整理版]高中数学选修4—4(坐标系与参数方程)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。
坐标系与参数方程知识点总结与题型归纳
坐标系与参数方程知识点总结与题型归纳知识总结一、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;①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;①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;①坐标原点:它们的公共原点称为直角坐标系的原点;①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:2.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.极坐标系定义: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:(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),(θ①R ),若点M 的极坐标是M (ρ,θ),则点M 的极坐标也可写成M (ρ,θ+2k π),(k ①Z ).若规定ρ>0,0≤θ<2π,则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,且长度单位相同,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 =ρcos θ,y =ρsin θW.;(2)直角坐标化极坐标⎩⎨⎧ρ2=x 2+y 2,tan θ=yx (x ≠0).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:圆心在点(r ,3π2)ρ=-2r sin_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,则|CM |=r ,①COM =|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)cos(2002022θθρρρρ--+=r3.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 形过极点,倾斜角为α(1)θ=α(ρ①R ) 或θ=α+(ρ①R )(2)θ=α(ρ≥0) 和θ=π+α(ρ≥0)过点(a ,0),且与极轴垂直ρcos_θ=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2<θ<π2过点⎝ ⎛⎭⎪⎫a ,π2,且与极轴平行ρsin_θ=a (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,则在①OPM 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、曲线的参数方程 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行互化,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. 3.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M 0(r ,0).(1)设M (x ,y )为圆O 上任一点,以OM 为终边的角设为θ,则以θ为参数的圆O 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =r cos θy =r sin θ(θ为参数).其中参数θ的几何意义是OM 0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M 0点开始逆时针旋转作匀速圆周运动,角速度为ω,则OM 0经过时间t 转过的角θ=ωt ,则以t 为参数的圆O 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =r cos ωty =r sin ωt (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 +r cos θ,y =b +r sin θ(θ为参数).4.参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 ),其次将x =f (t )代入普通方程解出y =g (t ),则⎩⎪⎨⎪⎧x =f (t )y =g (t )(t 为参数)就是曲线的参数方程.(4)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.五、圆锥曲线的参数方程1.椭圆的参数方程(1)中心在原点,焦点在x 轴上的椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos φy =b sin φ(φ是参数),规定参数φ的取值范围是[0,2π). (2)中心在原点,焦点在y 轴上的椭圆y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =b cos φy =a sin φ(φ是参数),规定参数φ的取值范围是[0,2π). (3)中心在(h ,k )的椭圆普通方程为(x -h )2a 2+(y -k )2b 2=1,则其参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =h +a cos φy =k +b sin φ(φ是参数). 2.双曲线的参数方程(1)中心在原点,焦点在x 轴上的双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =a sec φy =b tan φ(φ为参数),规定参数φ的取值范围为φ①[0,2π)且φ≠π2,φ≠3π2.(2)中心在原点,焦点在y 轴上的双曲线y 2a 2-x 2b 2=1的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =b tan φy =a sec φ(φ为参数).3.抛物线的参数方程(1)抛物线y 2=2px 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2pt 2y =2pt(t 为参数).(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.六、直线的参数方程 1.直线的参数方程经过点M 0(x 0,y 0),倾斜角为α的直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos αy =y 0+t sin α(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M 0的距离.(2)当M 0M →与e (直线的单位方向向量)同向时,t 取正数.当M 0M →与e 反向时,t 取负数,当M 与M 0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M 0(x 0,y 0),倾斜角为α的直线,选取参数t =M 0M 得到的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos αy =y 0+t sin α(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M 0(x 0,y 0),斜率k =ba (a ,b 为常数)的直线,参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+at y =y 0+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.题型归纳题型一:极坐标与直角坐标的互化。
选修4_4坐标系和参数方程_知识点总结
坐标系与参数方程 知识点(一)坐标系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O ,叫做极点,自极点O 引一条射线Ox ,叫做极如下图,在平面内取一个定点轴;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,而极坐标系那么不可.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一样的长度单位,如下图:(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:点M直角坐标(,)x y极坐标(,)ρθ互化公式cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩222tan (0)x y yx x ρθ⎧=+⎪⎨=≠⎪⎩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曲线图形极坐标方程圆心在极点,半径为r 的圆(02)r ρθπ=≤<圆心为(,0)r ,半径为r 的圆2cos ()22r ππρθθ=-≤<圆心为(,)2r π,半径为r 的圆2sin (0)r ρθθπ=≤<圆心为(,)2r π,半径为r 的圆2sin (0)r ρθθπ=≤<过极点,倾斜角为α的直线(1)()()R R θαρθπαρ=∈=+∈或(2)(0)(0)θαρθπαρ=≥=+≥和过点(,0)a ,与极轴垂直的直线cos ()22a ππρθθ=-<<过点(,)2a π,与极轴平行的直线sin (0)a ρθθπ=<<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=. 5.圆与直线一般极坐标方程〔1〕圆的极坐标方程假设圆的圆心为00(,)M ρθ,半径为r ,求圆的极坐标方程。
坐标系与参数方程_知识点总结
坐标系与参数方程_知识点总结一、坐标系1.直角坐标系直角坐标系是最常见的坐标系,在平面上由两个垂直的坐标轴组成,分别为x轴和y轴。
一个点在直角坐标系中的位置可以用坐标(x,y)来表示,其中x为横坐标,y为纵坐标。
2.极坐标系3.球坐标系球坐标系是一种用于描述空间点位置的坐标系统,它由径向距离、极角和方位角组成。
一个点的位置可以用有序数组(r,θ,φ)来表示,其中r为点到原点的距离,θ为点与一些固定轴的夹角,φ为点的方位角。
二、参数方程1.一维参数方程一维参数方程是指由一个参数确定的直线或曲线的方程。
例如,一个点在直线上的一维参数方程可以表示为x=f(t),其中x为点在直线上的位置,t为参数,f(t)为关于参数t的函数。
2.二维参数方程二维参数方程是指由两个参数确定的平面曲线的方程。
一个点在平面上的位置可以表示为(x(t),y(t)),其中x(t)和y(t)分别为关于参数t的函数。
二维参数方程常用于描述曲线、圆、椭圆等几何图形。
3.三维参数方程三维参数方程是指由三个参数确定的空间曲线的方程。
一个点在空间中的位置可以表示为(x(t),y(t),z(t)),其中x(t)、y(t)和z(t)分别为关于参数t的函数。
三维参数方程常用于描述空间曲线、曲面等几何图形。
三、坐标系与参数方程的关系坐标系和参数方程之间存在着密切的关系。
在直角坐标系中,一个函数的参数方程可以通过将x和y用参数表示来得到,即将x=f(t)和y=g(t)的参数方程转化为直角坐标系中的函数y=f(x)的形式。
反之,一个函数的直角坐标系方程也可以通过将x和y用参数表示来得到参数方程。
参数方程在极坐标系和球坐标系中也可以通过类似的方式转化。
总结:坐标系是描述点的位置的系统,常见的坐标系有直角坐标系、极坐标系和球坐标系。
参数方程是用参数表示的函数方程,常用于描述直线、曲线、曲面等几何图形。
坐标系和参数方程之间存在密切的关系,可以通过转化将一个方程从坐标系表示转化为参数方程,反之亦然。
(完整版)极坐标与参数方程知识点、题型总结(最新整理)
(完整版)极坐标与参数⽅程知识点、题型总结(最新整理)极坐标与参数⽅程知识点、题型总结⼀、伸缩变换: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,称伸缩变换>?='>?=').0(,y y 0),(x,x :µµλλ?),(y x P ),(y x P '''⼀、1、极坐标定义:M 是平⾯上⼀点,表⽰OM 的长度,是,则有序实数实ρθMOx ∠数对,叫极径,叫极⾓;⼀般地,,。
,点P 的直⾓坐标、(,)ρθρθ[0,2)θπ∈0ρ≥极坐标分别为(x ,y )和(ρ,θ)2、直⾓坐标极坐标 2、极坐标直⾓坐标?cos sin x y ρθρθ=??=??222tan (0)x y y x xρθ?=+??=≠?3、求直线和圆的极坐标⽅程:⽅法⼀、先求出直⾓坐标⽅程,再把它化为极坐标⽅程⽅法⼆、(1)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)(2)若圆⼼为M (ρ0,θ0),半径为r 的圆⽅程为ρ2-2ρ0ρcos(θ-θ0)+ρ02-r 2=0⼆、参数⽅程:(⼀).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都是某个变数的函数并且对于的每⼀个允许值,由这个⽅程所确y x ,t ?==),(),(t g y t f x t 定的点都在这条曲线上,那么这个⽅程就叫做这条曲线的参数⽅程,联系变数),(y x M 的变数叫做参变数,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y x ,t ⽅程叫做普通⽅程。
(⼆).常见曲线的参数⽅程如下:直线的标准参数⽅程1、过定点(x 0,y 0),倾⾓为α的直线:(t 为参数)ααsin cos 00t y y t x x +=+=(1)其中参数t 的⼏何意义:点P (x 0,y 0),点M 对应的参数为t ,则PM =|t|(2)直线上对应的参数是。
坐标与参数方程公式与题型总结
坐标与参数方程公式与题型总结一、坐标与参数方程的基础概念坐标方程是指通过自变量与因变量之间的关系来描述一个图形的方程形式。
以二元函数 y=f(x) 为例,它的坐标方程就是y=f(x)。
参数方程是以参数形式表示图形的方程形式。
一般地,参数方程可以表示为 x=f(t),y=g(t),其中参数 t 可以是时间、角度或其他任何量。
参数方程与坐标方程的区别在于,坐标方程中以x 和 y 为自变量和因变量,而参数方程则以参数 t 为自变量,将 x 和 y 表示为 t 的函数。
二、坐标与参数方程的转化公式1.将坐标方程转化为参数方程:对于形如 y=f(x) 的函数,我们可以通过参数化自变量 x 来得到该函数的参数方程。
其中一个常见的参数方程形式是 x=t,y=f(t)。
例如,对于直线 y=2x+1,可以将 x=t,y=2t+1 得到其参数方程。
2.将参数方程转化为坐标方程:一般地,我们可以通过消去参数 t 来将参数方程转化为坐标方程。
具体操作时,将两个方程中的 t 看作相同的变量,通过变形来求解出 x 和 y 的关系式。
例如,对于参数方程 x=3t+1,y=2t-1,将 t 看作相同的变量,可以消去 t,得到坐标方程 y=2/3x-5/3。
三、坐标与参数方程的题型1. 直线的坐标与参数方程:(1) 已知两点求直线方程:直线方程的坐标点公式一般为 y=kx+b 或 Ax+By+C=0。
参数方程通常表述为x=x_0+t*(x_1-x_0),y=y_0+t*(y_1-y_0),其中 (x_0,y_0) 和 (x_1,y_1) 为直线上的两个点,t 为参数。
(2) 已知斜率与一个点求直线方程:直线方程的斜截式公式为y=kx+b,其中k 为斜率,b 为截距。
(3) 已知截距与一个点求直线方程:直线方程的截距式公式为 y=b,其中 b 为 y 轴截距,即直线与y 轴相交的位置。
2. 圆的坐标与参数方程:(1) 圆的坐标方程:圆的标准坐标方程是 (x-a)^2+(y-b)^2=r^2,其中圆心坐标为(a,b),圆的半径为 r。
坐标与参数方程公式与题型总结
坐标与参数方程公式与题型总结在数学中,坐标与参数方程是描述曲线的两种常见方式。
坐标方程是通过直接给出曲线上的点的坐标关系来表示曲线,而参数方程则是通过参数的变化来表示曲线上的点。
在本文中,我们将总结坐标与参数方程的公式以及相关的题型。
一、坐标方程:坐标方程是最常见也是最直观的描述曲线的方式,通常用(x, y)的形式表示曲线上的点。
常见的坐标方程包括直线方程、二次曲线方程等等。
1. 直线方程:直线的坐标方程通常采用一般形式y = mx + b来表示,其中m是斜率,b是截距。
通过斜率和截距,我们可以确定直线在坐标系中的位置和倾斜程度。
2. 二次曲线方程:二次曲线的坐标方程通常采用一般形式y = ax^2 + bx + c来表示,其中a、b、c是常数。
根据a的正负和大小,可以确定二次曲线的开口方向和形状。
二、参数方程:参数方程是通过参数的变化来描述曲线上的点。
参数方程通常采用参数t来表示曲线上的点的坐标,例如(x(t), y(t))。
参数方程可以描述出一些坐标方程无法直接表示的曲线,如圆、椭圆、螺旋线等等。
1. 圆的参数方程:圆的参数方程可以表示为x = r*cos(t),y = r*sin(t),其中r是半径,t是参数的取值范围。
通过改变参数t的取值,可以确定圆上的每个点的坐标。
2. 椭圆的参数方程:椭圆的参数方程可以表示为x = a*cos(t),y = b*sin(t),其中a、b分别表示椭圆在x轴和y轴上的半轴长度。
通过改变参数t的取值,可以确定椭圆上的每个点的坐标。
在解题中,我们常常会遇到与坐标方程和参数方程相关的题型。
一些常见的题型包括:1. 求直线与曲线的交点:给定一条直线和一个曲线的方程,求它们的交点坐标。
2. 求参数方程的导数:给定一个参数方程,求它的导数表达式,用于求取曲线的切线等相关问题。
3. 求曲线的长度:给定一个参数方程或坐标方程,求取曲线的长度。
4. 求曲线的面积:给定一个参数方程或坐标方程,求取曲线所包围的面积。
(完整版)高中数学选修4—4(坐标系与参数方程)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'=>⎧⎨'=>⎩g g 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:点M直角坐标(,)x y极坐标(,)ρθ互化公式cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩222tan (0)x y yx xρθ=+=≠ 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曲线 图形 极坐标方程圆心在极点,半径为r 的圆(02)r ρθπ=≤<圆心为(,0)r ,半径为r 的圆2cos ()22r ππρθθ=-≤<圆心为(,)2r π,半径为r 的圆2sin (0)r ρθθπ≤<过极点,倾斜角为α的直线(1)()()R R θαρθπαρ=∈=+∈或 (2)(0)(0)θαρθπαρ=≥=+≥和过点(,0)a ,与极轴垂直的直线cos ()22a ππρθθ=-<<过点(,)2a π,与极轴平行的直线sin (0)a ρθθπ=<<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。
坐标系与参数方程_知识点
坐标系与参数方程 知识点一、极坐标与极坐标系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 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:点M直角坐标(,)x y极坐标(,)ρθ互化公式cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩ 222tan (0)x y yx xρθ=+=≠ 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 曲线图形极坐标方程圆心在极点,半径为r 的圆(02)r ρθπ=≤<圆心为(,0)r ,半径为r 的圆2cos ()22r ππρθθ=-≤<圆心为(,)2r π,半径为r 的圆2sin (0)r ρθθπ≤<过极点,倾斜角为α的直线(1)()()R R θαρθπαρ=∈=+∈或(2)(0)(0)θαρθπαρ=≥=+≥和过点(,0)a ,与极轴垂直的直线cos ()22a ππρθθ=-<<过点(,)2a π,与极轴平行的直线sin (0)a ρθθπ=<<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。
坐标与参数方程公式与题型总结
坐标与参数方程公式与题型总结
坐标与参数方程是描述平面上曲线的两种常见方式。
坐标方程使用直角坐标系中的x和y坐标来表示曲线上的点,而参数方程使用一个参数t来表示曲线上的点的位置。
坐标方程的一般形式为:y = f(x),其中f(x)是一个关于x的函数。
通过给定x的值,可以计算出对应的y值,从而确定曲线上的点的位置。
坐标方程适用于描述直线、抛物线、双曲线等曲线。
参数方程的一般形式为:x = f(t),y = g(t),其中f(t)和g(t)是关于参数t的函数。
通过给定参数t的值,可以计算出对应的x和y值,从而确定曲线上的点的位置。
参数方程适用于描述圆、椭圆、螺旋线等曲线。
在解题过程中,常见的坐标与参数方程的题型包括:
1. 给定坐标方程,求曲线上的点的坐标。
2. 给定参数方程,求曲线上的点的坐标。
3. 给定坐标方程,求曲线的方程或性质。
4. 给定参数方程,求曲线的方程或性质。
5. 给定曲线的方程或性质,求坐标或参数方程。
解题时,可以根据题目要求选择使用坐标方程或参数方程进行计算。
对于坐标方程,可以通过代入x值或y值来求解对应的坐标。
对于参数方程,可以通过给定的参数值来计算对应的坐标。
需要注意的是,坐标方程和参数方程描述的是同一条曲线,它们之间可以通过消元或代换的方式相互转换。
在解题过程中,可以根据具体情况选择使用坐标方程或参数方程,或者将它们相互转换来简化计算。
高中数学选修4—4(坐标系与参数方程)知识点复习总结
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 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。
坐标系与参数方程(知识总结)
坐标系与参数方程【要点知识】一、坐标系1.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xOy 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 ''',我们把ϕ称为平面直角坐标系xOy 中的坐标伸缩变换,简称伸缩变换.2.极坐标系〔1〕极坐标系的概念如下图,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〕,这样我们就建立了一个极坐标系.〔2〕极坐标设点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xOM ∠叫做点M 的极角,记为θ. 我们把有序数对(,)ρθ叫做点M 的极坐标,记为(,)M ρθ. 〔3〕极径、极角的取值范围一般地,极径0ρ≥,极角R θ∈.3.极坐标与直角坐标之间的互化如下图,设点M 是平面内任意一点,记点M 的直角坐标为(,)x y ,极坐标为(,)ρθ. 我们可以得到极坐标与直角坐标之间如下关系:〔ⅰ〕直角坐标化极坐标:cos x ρθ=,sin y ρθ=; 〔ⅱ〕极坐标化直角坐标:222x y ρ=+,tan yxθ=〔0x ≠〕.【注】上面两类关系式是我们进行极坐标与直角坐标互化的重要关系式. 解题时,大家要根据题意灵活选用.4.几个简单曲线的极坐标方程〔1〕圆的极坐标方程:圆心在(,0)C a 〔0a >〕,半径为a 的圆的极坐标方程为2cos a ρθ=;〔2〕直线的极坐标方程:经过极点,从极轴到直线的角是4π的直线l 的极坐标方程为4πθ=和54πθ=.5.柱坐标系与球坐标系 〔1〕柱坐标系如下图,建立空间直角坐标系Oxyz ,设点P 是空间中任意一点,它在Oxy 平面上的射影为点Q ,用(,)ρθ〔0ρ≥,02θπ≤<〕表示点Q 在Oxy 平面上的极坐标,这时点P 的位置可用有序数组(,,)z ρθ〔z R ∈〕表示. 我们把建立上述对应关系的坐标系叫做柱坐标系;相应地,把有序数组(,,)z ρθ叫做点P 的柱坐标,记作(,,)P z ρθ,其中0ρ≥,02θπ≤<,z R ∈.【注】直角坐标与柱坐标互化的变换公式: 〔2〕球坐标系如下图,建立空间直角坐标系Oxyz ,设点P 是空间中任意一点,连结OP ,记OPr =,OP 与Oz 轴正向所夹的角为ϕ,设点P 在Oxy 平面上的射影为点Q ,Ox 轴按逆时针方向旋转到OQ 时所转过的正角为θ,这样点P 的位置就可以用有序数组(,,)r ϕθ表示. 我们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〕;相应地,把有序数组(,,)r ϕθ叫做点P 的球坐标,记作(,,)P r ϕθ,其中0r ≥,0ϕπ≤≤,02θπ≤<.【注】直角坐标与球坐标互化的变换公式:cos cos cos sin sin x r y r z r θϕθϕθ=⎧⎪=⎨⎪=⎩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(,)P x y 都在这条曲线上,那么我们就把方程组①叫做这条曲线的参数方程,而把联系变数x ,y 的变数t 叫做参变数,简称参数.2.参数方程与普通方程之间的互化曲线的参数方程与普通方程是曲线方程的两种不同形式. 一般地,可以通过消去参数,由参数方程得到普通方程;反之,如果变数x ,y 中的一个与参数t 的关系,例如()x f t =,那么我们可以通过把它代入普通方程,求出另一个变数与参数的关系()y g t =,由此得到的方程组()()x f t y g t =⎧⎨=⎩就是该曲线的参数方程.【注】在解决参数方程与普通方程互化的问题时,必须要使x ,y 的取值范围保持一致.3.几个简单曲线的参数方程〔1〕圆的参数方程:圆心在原点O ,半径为r 的圆的参数方程为cos sin x r y r θθ=⎧⎨=⎩〔θ为参数〕;〔2〕椭圆的参数方程:中心在原点O ,焦点在x 轴上的椭圆的参数方程为cos sin x a y b ϕϕ=⎧⎨=⎩〔ϕ为参数〕;〔3〕双曲线的参数方程:中心在原点O ,焦点在x 轴上的双曲线的参数方程为sec tan x a y b ϕϕ=⎧⎨=⎩〔ϕ为参数〕,这里,sec ϕ是ϕ的正割函数,并且1sec cos ϕϕ=; 〔4〕抛物线的参数方程:以原点O 为顶点,以x 轴为对称轴,开口向右的抛物线22y px =〔0p >〕〔不包括原点〕的参数方程为22tan 2tan p x p y αα⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩〔α为参数〕;〔5〕直线的参数方程:过点000(,)M x y ,倾斜角为α〔2πα≠〕的直线l 的参数方程为00cos sin x x t y y t αα=+⎧⎨=+⎩〔t 为参数〕;〔6〕渐开线的参数方程:(cos sin )(sin cos )x r y r ϕϕϕϕϕϕ=+⎧⎨=-⎩〔ϕ为参数〕;〔7〕摆线的参数方程:(sin )(1cos )x r y r ϕϕϕ=-⎧⎨=-⎩〔ϕ为参数〕.。
极坐标与参数方程知识点、题型总结
极坐标与参数方程知识点、题型总结知识点和题型总结:一、伸缩变换伸缩变换是指点P(x,y)在变换作用下对应到点P'(x',y'),其中x' = λx (λ。
0),y' = μy (μ。
0)。
这个变换称为伸缩变换。
二、极坐标和直角坐标的转换1、极坐标定义在平面上,点M的极坐标表示为(ρ,θ),其中ρ表示OM 的长度,θ表示∠MOx的角度,且θ∈[0,2π),ρ≥0.点P的直角坐标为(x,y),极坐标为(ρ,θ)。
2、直角坐标转换为极坐标x = ρcosθ,y = ρsinθ。
3、极坐标转换为直角坐标ρ = √(x²+y²),tanθ = y/x (x≠0),x = ρcosθ,y = ρsinθ。
4、直线和圆的极坐标方程方法一:先求出直角坐标方程,再把它化为极坐标方程。
方法二:1)若直线过点M(ρ,θ),且极轴到此直线的角为α,则它的方程为:ρsin(θ-α) = ρsin(θ-α)。
2)若圆心为M(ρ,θ),半径为r的圆方程为ρ²-2ρrcos(θ-θ)+ρ²-r² = 0.三、参数方程1、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,y都是某个变数t的函数,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、常见曲线的参数方程1)直线的标准参数方程过定点(x,y),倾角为α的直线:x = x+tcosα,y = y+tsinα (t为参数)。
其中参数t的几何意义是点P(x,y),点M对应的参数为t,则PM = |t|。
直线上P1,P2对应的参数是t1,t2.|P1P2| = |t1-t2| = √((x1-x2)²+(y1-y2)²)。
极坐标与参数方程知识点及题型归纳总结
极坐标与参数方程知识点及题型归纳总结知识点精讲一、极坐标系在平面上取一个定点O ,由点O 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.点O 称为极点,Ox 称为极轴.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 (弧度制)来刻画(如图16-31和图16-32所示). 这两个实数组成的有序实数对(,)ρθ称为点M 的极坐标. ρ称为极径,θ称为极角.二、极坐标与直角坐标的互化设M 为平面上的一点,其直角坐标为(,)x y ,极坐标为(,)ρθ,由图16-31和图16-32可知,下面的关系式成立:cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩或222tan (0)x y yx x ρθ⎧=+⎪⎨=≠⎪⎩(对0ρ<也成立). 三、极坐标的几何意义r ρ=——表示以O 为圆心,r 为半径的圆;0θθ=——表示过原点(极点)倾斜角为0θ的直线,0(0)θθρ=≥为射线;2cos a ρθ=表示以(,0)a 为圆心过O 点的圆.(可化直角坐标: 22cos a ρρθ=222x y ax ⇒+=222()x a y a ⇒-+=.)四、直线的参数方程直线的参数方程可以从其普通方程转化而来,设直线的点斜式方程为00()y y k x x -=-,其中tan (k αα=为直线的倾斜角),代人点斜式方程:00sin ()()cos 2y y x x απαα-=-≠,即00cos sin x x y y αα--=. 记上式的比值为t ,整理后得00cos t sin x x t y y αα=+⎧⎨=+⎩,2πα=也成立,故直线的参数方程为00cos t sin x x t y y αα=+⎧⎨=+⎩(t 为参数,α为倾斜角,直线上定点000(,)M x y ,动点(,)M x y ,t 为0M M 的数量,向上向右为正(如图16-33所示).五、圆的参数方程若圆心为点00(,)M x y ,半径为r ,则圆的参数方程为00cos (02)sin x x r y y r θθπθ=+⎧≤≤⎨=+⎩.六、椭圆的参数方程椭圆2222C :1x y a b +=的参数方程为cos sin x a y b θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数,(02)θπ≤≤).七、双曲线的参数方程双曲线2222C :1x y a b -=的参数方程为sec tan x a y b θθ=⎧⎨=⎩(,)2k k πθπ≠+∈Z .八、抛物线的参数方程抛物线22y px =的参数方程为222x pt y pt⎧=⎨=⎩(t 为参数,参数t 的几何意义是抛物线上的点与顶点连线的斜率的倒数).题型归纳即思路提示题型1 极坐标方程化直角坐标方程 思路提示对于极坐标方程给出的问题解答一般都是通过化为直角坐标方程,利用直角坐标方程求解.这里需注意的是极坐标系与直角坐标系建立的对应关系及其坐标间的关系cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩. 例16.7 在极坐标系中,圆4sin ρθ=的圆心到直线6πθ=(ρ∈R )的距离是 .分析 将极坐标方程转化为平面直角坐标系中的一般方程求解.解析 极坐标系中的圆4sin ρθ=转化为平面直角坐标系中的一般方程为224x y y +=,即22(2)4x y +-=,其圆心为(0,2),直线6πθ=转化为平面直角坐标系中的方程为:y x =,即0x =.圆心(0,2)到直线0x ==. 变式1 已知曲线12,C C 的极坐标方程分别为cos 3ρθ=,4cos ρθ=,(0,0)2πρθ≥≤<,则曲线1C 与2C 交点的极坐标为 .变式2 ⊙1O 和⊙2O 的极坐标方程分别为4cos ρθ=,4sin ρθ=-.(1)把⊙1O 和⊙2O 的极坐标方程分别化为直角坐方程; (2)求经过⊙1O 和⊙2O 交点的直线的直角坐标方程.变式3已知一个圆的极坐标方程是5sin ρθθ=-,求此圆的圆心和半径. 例16.8 极坐标方程(1)()0(0)ρθπρ--=≥表示的图形是( )A. 两个圆B.两条直线C.一个圆和一条射线D.一条直线和一条射线分析 将极坐标方程化为直角坐标方程.解析 因为(1)()0(0)ρθπρ--=≥,所以1ρ=或θπ=(0)ρ≥.11ρ=⇒=,得221x y +=,表示圆心在原点的单位圆;(0)θπρ=≥表示x 轴的负半轴,是一条射线.故选C.变式1 极坐标方程cos ρθ=和参数方程123x ty t =--⎧⎨=+⎩(t 参数)所表示的图形分别是( )A.圆、直线B.直线、圆C.圆、圆D.直线、直线 变式2 在极坐标系中,点(2,)6P π-到直线:sin()16l πρθ-=的距离是 .变式3 直线2cos 1ρθ=与圆2cos ρθ=相交的弦长为 .题型2 直角坐标方程化为极坐标方程思路提示如果题目中已知的曲线为直角坐标方程,而解答的问题是极坐标系下的有关问题,这里要利用直角坐标与极坐标关系式cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩,将直角坐标方程化为极坐标方程.例16.9 在直角坐标系xOy 中,圆1C :224x y +=,圆2C :22(2)4x y -+=.(1)在以O 为极点,x 轴为极轴的极坐标系中,分别写出圆1C , 2C 的极坐标方程,并求出圆1C , 2C 的交点坐标(用极坐标表示);(2)求出1C 与2C 的公共弦的参数方程.解析 (1)圆1C 的极坐标方程为2ρ=,圆2C 的极坐标方程为4cos ρθ=.24cos ρρθ=⎧⎨=⎩解得2ρ=,3πθ=±,故圆1C 与圆2C 的交点的坐标为(2,),(2,)33ππ-. 注:极坐标系下点的表示不唯一.(2)解法一:由cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩,得圆1C 与圆2C 的交点的坐标分别为.故圆1C 与2C 的公共弦的参数方程为1(x t y t=⎧≤≤⎨=⎩.解法二: 将1x =代入cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩得cos 1ρθ=,从而1cos ρθ=.于是圆1C 与2C 的公共弦的参数方程为1()tan 33x y ππθθ=⎧-≤≤⎨=⎩.变式1 曲线C 的直角坐标方程为2220x y x +-=,以原点为极点,x 轴的正半轴为极抽建立极坐标系,则曲线C 的极坐标方程为 _.题型3 参数方程化普通方程 思路提示已知直线或曲线的参数方程讨论其位置关系、性质问题一般要通过消参(代入法、加减法,三角法)转化为普通方程解答.例16.10 若直线340x y m ++=与圆1cos 2sin x y θθ=+⎧⎨=-+⎩( θ为参数)没有公共点,则实数m 的取值范围是 . 解析 将圆的参数方程1cos 2sin x y θθ=+⎧⎨=-+⎩( θ为参数)化为普通方程22(1)(2)1x y -++=,圆心(1,2)-,半径1r =.直线与圆无公共点,则圆心到直线的距离大于半径,|38|15m -+>|5|5m ⇒->,得10m >或0m <,即m 的范围是(,0)(10,)-∞+∞.变式 1 在平面直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程33x t y t=+⎧⎨=-⎩(参数t ∈R ),圆C 的参数方程为2cos 2sin 2x y θθ=⎧⎨=+⎩(参数[0,2]θ∈π),则圆C 圆心坐标为 _,圆心到直线l 的距离为 . 变式2 (2013湖北理16)在庄角坐标系xOy 中,椭圆C 的参数方程cos sin x a y b ϕϕ=⎧⎨=⎩(ϕ为参数,0a b >>),在极坐标系(与直角坐标系xOy 取相同的长度单位,且以原点O 为极点,以x 轴正半轴为极轴)中,直线l与圆O 的极坐标方程分别为sin()4πρθ+=(m 为非零数)与b ρ=.若直线l 经过椭圆C 的焦点,且与圆O 相切,则椭圆C 的离心率为 . 变式3 参数方程sin cos sin cos x y θθθθ=+⎧⎨=⎩(θ是参数)的普通方程是 .例16.11 已知动圆22:2cos 2sin 0C x y ax by θθ+--=(,a b 是正常数,a b ≠,θ是参数),则圆心的轨迹是 .解析 由动圆22:2cos 2sin 0C x y ax by θθ+--=得222222(cos )(sin )cos sin x a y b a b θθθθ-+-=+.圆心坐标为(cos ,sin )a b θθ(θ为参数),设cos x a θ=,sin y b θ=,则221x y a b ⎛⎫⎛⎫+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即22221x y a b +=为所求轨迹方程,所以圆心的轨迹是椭圆.变式1 方程2232(05)1x t t y t ⎧=+⎪≤≤⎨=-⎪⎩表示的曲线是( ) A. 线段 B. 双曲线的一支 C. 圆弧 D. 射线变式2 已知直线11cos :sin x t C y t αα=+⎧⎨=⎩(t 为参数),2cos :sin x C y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数).(1)当3πα=时,求1C 与2C 的交点坐标;(2)过坐标原点O 作1C 的垂线,垂足为A ,P 为OA 的中点.当α变化时,求点P 轨迹的参数方程,并指出它是什么曲线.题型4 普通方程化参数方程 思路提示对于直线与圆锥曲线方程化为参数方程问题实质是引入第三个变量的换元法,这里有代数换元(如抛物线22y px =的参数方程222x pt y pt =⎧⎨=⎩)或三角换元(如椭圆22221x y a b +=的参数方程cos sin x a y b θθ=⎧⎨=⎩).例16.12 在平面直角坐标系xOy 中,设(,)P x y 是椭圆2213x y +=上的一个动点,求S x y =+的最大值.分析 利用椭圆的参数方程,建立,x y 与参数θ的关系,运用三角函数最值的求法,求解x y +的最大值.解析 点(,)P x y 是椭圆2213x y +=上的一个动点,则sin x y θθ⎧=⎪⎨=⎪⎩(θ为参数),[0,2]θ∈π,则sin x y θθ+=+2sin()3πθ=+,[0,2]θ∈π,故max ()2x y +=.变式1 已知点(,)P x y 是圆2220x y y +-=上的动点.(1)求2x y +的取值范围;(2)若0x y a ++≥恒成立,求实数a 的取值范围. 变式2 直线l 过(1,1)P ,倾斜角6πα=.(1) 写出l 的参数方程;(2)l 与圆224x y +=相交于,A B 两点,求P 到,A B 两点的距离之积.变式3 已知抛物线2:4C y x =,点(,0)M m 在x 轴的正半轴上,过M 的直线l 与C 相交于,A B 两点,O 为坐标原点.(1)若1m =时,l 的斜率为1,求以AB 为直径的圆的方程;(2)若存在直线l 使得||,||,||AM OM MB 成等比数列,求实数m 的取值范围.题型5 参数方程与极坐标方程的互化 思路提示参数方程与极坐标方程的互化问题,需要通过普通方程这一中间桥梁来实现,先将参数方程(极坐标方程)化为普通方程,再将普通方程化为极坐标方程(参数方程).例16.13 已知曲线C的参数方程为x ty t⎧=⎪⎨=⎪⎩(t 为参数),C 在点(1,1)处的切线为l ,以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,则l 的极坐标方程为 .分析 把曲线C 的参数方程化为普通方程,求出切线l 的普通方程,然后把求出的直线l 的普通方程化为极坐标方程.解析 由22sin cos 1t t +=得曲线C 的普通方程为222x y +=,过原点O 及切点(1,1)的直线的斜率为1,故切线l 的斜率为1-,所以切线l 的方程为1(1)y x -=--,即20x y +-=.把cos x ρθ=,sin y ρθ=代入直线l 的方程可得cos sin 20ρθρθ+-=sin()204πθ+-=,化简得sin()4πθ+=变式1 设曲线C 的参数方程为2x ty t=⎧⎨=⎩(t 为参数),若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,则曲线C 的极坐标方程为 .有效训练题 1.极坐标方程cos 2sin 2ρθθ=表示的曲线为( )A. 一条射线和一个圆B. 两条直线C. 一条直线和一个圆D. 一个圆 2.圆cos )ρθθ=-的圆心的一个极坐标是( )A. (B. (2,)4πC. 3(2,)4π D. 7(2,)4π3.在极坐标系中,若等边△ABC 的两个顶点是(2,)4A π,5(2,)4B π.那么顶点C 的坐标可能是( )A. 3(4,)4πB. 3)4πC. )πD. (3,)π4.直线的参数方程为sin 501cos50x t y t ⎧=-⎪⎨=-⎪⎩(t 为参数),则直线的倾斜角为( )A. 40B. 50C. 140D.1305.过点(2,3)A 的直线的参数方程为232x ty t =+⎧⎨=+⎩(t 为参数),若此直线与直线30x y -+=相交于点B ,则||AB =( )6.设曲线C 的参数方程23cos 13sin x y θθ=+⎧⎨=-+⎩( θ为参数),直线l 的方程为320x y -+=,则曲线C 上到直线l的点的个数为( ) A. 1 B. 2 C.3 D.4 7.已知直线l的极坐标方程为sin()42πρθ-=,圆M 的参数方程为22cos 12sin x y θθ=+⎧⎨=-+⎩( θ为参数),则圆M 上的点到直线l 的最短距离为 .8.在平面直角坐标系xOy 中,曲线1C 和2C的参数方程分别为x y θθ⎧=⎪⎨=⎪⎩(θ为参数,02πθ≤≤)和1x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数),则曲线1C 与2C 的交点坐标为 . 9.已知抛物线的参数方程为222x pt y pt=⎧⎨=⎩(t 为参数),其中0p >,焦点为F ,准线为l ,过抛物线上一点M 作准线l 的垂线,垂足为E ,若||||EF MF =,点M 的横坐标是3,则p = .10.在极坐标系中,O 为极点,已知两点,M N 的极坐标分别为2(4,)3π,)4π,求△OMN 的面积. 11.已知椭圆221164x y +=,O 为坐标原点,,P Q 为椭圆上的两动点,若OP OQ ⊥,求22||||OP OQ +的最大值.12. 已知曲线12cos :sin x C y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数),曲线2247:cos 016C ρθ-+=.(1)若,P Q 分别是曲线1C 和曲线2C 上的两个动点,求线段PQ 长度的最小值;(2)若曲线1C 上与x 轴、y 轴的正半轴分别交于,A B 点,P 是曲线1C 上第一象限内的动点,O 是坐标原点,试求四边形OAPB 面积的最大值.。
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坐标系与参数方程知识点总结与题型归纳知识总结一、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:2.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.极坐标系定义: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:(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 ),若点M 的极坐标是M (ρ,θ),则点M 的极坐标也可写成M (ρ,θ+2k π),(k ∈Z ).若规定ρ>0,0≤θ<2π,则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,且长度单位相同,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 =ρcos θ,y =ρsin θW.;(2)直角坐标化极坐标⎩⎨⎧ρ2=x 2+y 2,tan θ=yx (x ≠0).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)圆心在点(r ,0)ρ=2r cos_θ(-π2≤θ<π2) 圆心在点(r ,π2)ρ=2r sin_θ (0≤θ<π) 圆心在点(r ,π)ρ=-2r cos_θ(π2≤θ<3π2) 圆心在点(r ,3π2)ρ=-2r sin_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,则|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)cos(2002022θθρρρρ--+=r3.直线的极坐标方程(1)特殊情形如下表:(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,则在△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、曲线的参数方程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行互化,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. 3.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M 0(r ,0).(1)设M (x ,y )为圆O 上任一点,以OM 为终边的角设为θ,则以θ为参数的圆O 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =r cos θy =r sin θ(θ为参数).其中参数θ的几何意义是OM 0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M 0点开始逆时针旋转作匀速圆周运动,角速度为ω,则OM 0经过时间t 转过的角θ=ωt ,则以t 为参数的圆O 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =r cos ωty =r sin ωt (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 +r cos θ,y =b +r sin θ(θ为参数).4.参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 ),其次将x =f (t )代入普通方程解出y =g (t ),则⎩⎪⎨⎪⎧x =f (t )y =g (t )(t 为参数)就是曲线的参数方程.(4)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.五、圆锥曲线的参数方程1.椭圆的参数方程(1)中心在原点,焦点在x 轴上的椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos φy =b sin φ(φ是参数),规定参数φ的取值范围是[0,2π). (2)中心在原点,焦点在y 轴上的椭圆y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =b cos φy =a sin φ(φ是参数),规定参数φ的取值范围是[0,2π). (3)中心在(h ,k )的椭圆普通方程为(x -h )2a 2+(y -k )2b 2=1,则其参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =h +a cos φy =k +b sin φ(φ是参数). 2.双曲线的参数方程(1)中心在原点,焦点在x 轴上的双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =a sec φy =b tan φ(φ为参数),规定参数φ的取值范围为φ∈[0,2π)且φ≠π2,φ≠3π2.(2)中心在原点,焦点在y 轴上的双曲线y 2a 2-x 2b 2=1的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =b tan φy =a sec φ(φ为参数).3.抛物线的参数方程(1)抛物线y 2=2px 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2pt 2y =2pt(t 为参数).(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.六、直线的参数方程 1.直线的参数方程经过点M 0(x 0,y 0),倾斜角为α的直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos αy =y 0+t sin α(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M 0的距离.(2)当M 0M →与e (直线的单位方向向量)同向时,t 取正数.当M 0M →与e 反向时,t 取负数,当M 与M 0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M 0(x 0,y 0),倾斜角为α的直线,选取参数t =M 0M 得到的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos αy =y 0+t sin α(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M 0(x 0,y 0),斜率k =ba (a ,b 为常数)的直线,参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+at y =y 0+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.题型归纳题型一:极坐标与直角坐标的互化。
互化原理(三角函数定义)、数形结合。
1.在直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧-=+-=t y tx 13(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. (1)把曲线C 的极坐标方程化为普通方程;(2)求直线l 与曲线C 的交点的极坐标(πθρ20,0<≤≥).试题解析:(1)由0cos 2=+θρ得θρcos 2-=,两边同乘以ρ,得x y x 222-=+;(2)由直线l 的参数方程为⎩⎨⎧-=+-=t y t x 13(t 为参数),得直线的普通方程为02=++y x ,联立曲线C 与直线l 的方程得,⎩⎨⎧-=-=11y x 或⎩⎨⎧=-=02y x ,化为极坐标为)45,2(π或),2(π. 考点:极坐标方程与直角坐标方程的互化,直线参数方程与普通方程的互化. 考点:cos ,sin x y ρθρθ==,222x y ρ=+.2.在极坐标系中,设圆C经过点6π⎫P ⎪⎭,圆心是直线sin 32πρθ⎛⎫-=⎪⎝⎭与极轴的交点,求圆C 的极坐标方程. 试题解析:法一:6π⎫P ⎪⎭直线sin 32πρθ⎛⎫-=⎪⎝⎭它与x 轴的交点也就是圆心为()1,0所以圆的方程为()2211x y -+=,得2220x y x +-= 所以,圆的极坐标方程为:2cos ρθ=法二:因为圆心为直线2sin sin 33ππρθ⎛⎫-= ⎪⎝⎭与极轴的交点,所以令0θ=,得1ρ=,即圆心是()1,0又圆C经过点6π⎫P ⎪⎭,∴圆的半径1r ==,∴圆过原点,∴圆C 的极坐标方程是2cos ρθ=.考点:(1)转化为直角坐标,求出所求方程,再转化为极坐标;(2)先求圆心坐标,再运用余弦定理求半径,最后借助过原点写出圆的极坐标方程.题型二:曲线(圆与椭圆)的参数方程。