新人教版数学选修4-4知识点总结
选修4-4数学知识点
选修4-4数学知识点选修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P(x,y)是平面直角坐标系中的任意一点,在变换xx,(0),yy,(0).的作用下,点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。
:2.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。
3.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)(kZ)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。
2x2y2,xcos,5.极坐标与直角坐标的互化:yysin,tan(x0)x6。
圆的极坐标方程: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;C(a,)2(a0)为圆心,a为半径的圆的极坐标方程是在极坐标系中,以2asin;如果规定0,02,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。
高中数学选修4-4知识点归纳
- 1 -高中数学选修4-4知识点总结一、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),(y x P 是平面直角坐标系中的任意一点,在变换⎩⎨⎧>⋅='>⋅=').0(,y y 0),(x,x :μμλλϕ的作用下,点),(y x P 对应到点),(y x P ''',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: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。
3.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。
有序数对),(θρ叫做点M 的极坐标,记为),(θρM .极坐标),(θρ与)Z )(2,(∈+k k πθρ表示同一个点。
极点O 的坐标为)R )(,0(∈θθ.4.若0<ρ,则0>-ρ,规定点),(θρ-与点),(θρ关于极点对称,即),(θρ-与),(θπρ+表示同一点。
如果规定πθρ20,0≤≤>,那么除极点外,平面内的点可用唯一的极坐标),(θρ表示;同时,极坐标),(θρ表示的点也是唯一确定的。
【精编】高中数学选修4-4知识点清单
高中数学选修44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:2.设点P(x,y)是平面直角坐标系中的任意一点,在变换φ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),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+2kπ),(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如图所示,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=ρcosθ,=ρsinθW.(2)直角坐标化极坐标2=x2+y2,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--+=r 3.直线的极坐标方程00△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 .(2)空间点P 的直角坐标(x ,y ,z )与柱坐标(ρ,θ,z )x =ρcos θy =ρsin θz =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OQ 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.(2)空间点P 的直角坐标(x ,y ,z )与球坐标(r ,φ,θ)之间x =r sin φcos θy =r sin φsin θz =r cos φ.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:=f (t )=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 =f (t )=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.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 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 ),其次将x =f (t )代入普通方程解出y =g (t )(4)在参数方程与普通方程的互化中,必须使x ,y 的取值范围保持一致.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x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)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)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x 2a 2-y 2b 2=1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=12.抛物线的参数方程(1)抛物线y 2=2px (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M 0(x 0,y 0),倾斜角为α的直线l 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 =x 0+t cos α=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)=x 0+at =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.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,建立如图所示的平面直角坐标系.设基圆的半径为r ,绳子外端M 的坐标为(x ,y )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φ是参数).。
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。
最新人教版高中数学选修4-4《极坐标系》教材梳理
最新⼈教版⾼中数学选修4-4《极坐标系》教材梳理庖丁巧解⽜知识·巧学⼀、极坐标系的概念1.在⽣活中,如台风预报、地震预报、测量、航空、航海等,经常⽤距离和⽅向来表⽰⼀点的位置.⽤距离和⽅向表⽰平⾯上⼀点的位置,就是极坐标.极坐标系的建⽴:在平⾯内取⼀个定点O ,叫做极点.引⼀条射线Ox ,叫做极轴.再选定⼀个长度单位和⾓度正⽅向(通常取逆时针⽅向).这样就建⽴了⼀个极坐标系.2.如图1-2-3,极坐标系内⼀点的极坐标的规定:对于平⾯上任意⼀点M ,⽤ρ表⽰线段OM 的长度,⽤θ表⽰从Ox 到OM 的⾓度,ρ叫做M 的极径,θ叫做点M 的极⾓,有序数对(ρ,θ)就叫做M 的极坐标.图1-2-3深化升华极点、极轴、长度单位、⾓度单位和它的正⽅向,构成了极坐标系的四要素,缺⼀不可.1.特别规定:当M 在极点时,它的极坐标ρ=0,θ可以取任意值.2.平⾯上⼀点的极坐标是不唯⼀的,有⽆数种表⽰⽅法.坐标不唯⼀是由极⾓引起的.不同的极坐标可以写出统⼀表达式.⼆、极坐标和直⾓坐标的互化1.互化的前提条件:①极坐标系中的极点与直⾓坐标系中的原点重合;②极轴与x 轴的正半轴重合;③两种坐标系中取相同的长度单位.2.互化公式??≠=+===.0,t an ,,sin ,co s 222x x y y x y x θρθρθρ在进⾏两种坐标间的互化时,应注意以下⼏点:①两套公式是在三条规定下得到的;②由直⾓坐标求极坐标时,理论上不是唯⼀的,但这⾥约定只在主值范围内求值;③由直⾓坐标⽅程化为极坐标⽅程,最后要化简;④由极坐标⽅程化为直⾓坐标⽅程时要注意变形的等价性,通常总要⽤ρ去乘⽅程的两端,应该检查极点是否在曲线上,若在是等价变形,否则,不是等价变形.问题·探究问题1 平⾯内建⽴直⾓坐标系是⼈们公认的最容易接受并且被经常采⽤的⽅法,但为什么它并不是确定点的位置的唯⼀⽅法,为什么要使⽤极坐标?探究:确定平⾯内⼀个点的位置时,有时是依靠⽔平距离与垂直距离这两个量,有时却是依靠距离与⽅位⾓(即“长度”与“⾓度”,这就是极坐标系的基本思想)这两个量.在⽣活中,如台风预报、地震预报、测量、航空、航海中等,甚⾄更贴近⽣活的如⼈听声⾳,不但有⾼低之分,还有⽅向之分.描述⼀个⼈所⾛的⽅向和路程,经常会这样说:从A 点出发向北偏东60°⽅向⾛了⼀段距离到B 点,再从B 点向南偏西15°⽅向⾏⾛……描述某飞机的位置:飞⾏⾼度1 200⽶,从飞机上看地平⾯控制点B 的俯⾓α=16°31′……这种位置的刻画能够给⼈⼀个很直观的形象.⽣活中除了应⽤这两种坐标系外,还应⽤地理坐标系,它实际上能称为真实世界的坐标系了.它能确定物体在地球上的位置.最常⽤的地理坐标系是经纬度坐标系,这个坐标系可以确定地球上任何⼀点的位置.另外,从⼏何上来说,有些复杂的曲线,⽐如说环绕⼀点做旋转运动的点的轨迹,⽤直⾓坐标表⽰,形式极其复杂,但⽤极坐标表⽰,就变得⼗分简单且便于处理.在应⽤上有重要价值的等速螺线,它的直⾓坐标x 与y 之间的关系很难确定,可是它的极坐标ρ与θ却有⼀个简单的⼀次函数关系ρ=ρ0+aθ(a≠0),从⽽可以看出ρ的值是随着θ的增加(或减少)⽽增加(或减少)的.总之,使⽤极坐标是⼈们⽣产⽣活的需要.平⾯内建⽴直⾓坐标系是⼈们公认的最容易接受并且被经常采⽤的⽅法,但它并不是确定点的位置的唯⼀⽅法.问题2 ⽤极坐标与直⾓坐标来表⽰点时,⼆者究竟有哪些相同和不同呢?探究:极坐标系是⽤距离和⾓来表⽰平⾯上的点的位置的坐标系,它由极点O 与极轴Ox 组成.对于平⾯内任⼀点P ,若设|OP|=ρ(≥0),以Ox 为始边,OP 为终边的⾓为θ,则点P 可⽤有序数对(ρ,θ)表⽰.直⾓坐标是⽤两个长度来度量的,直⾓坐标系是在数轴的基础上发展起来的,⾸先定义原点,接着⽤两条互相垂直的直线分别构成x 轴和y 轴.点的位置⽤有序数对(x,y)来表⽰.在平⾯直⾓坐标系内,点与有序实数对,即坐标(x ,y )是⼀⼀对应的,可是在极坐标系内,虽然⼀个有序实数对(ρ,θ)只能与⼀个点P 对应,但⼀个点P 却可以与⽆数多个有序实数对(ρ,θ)对应.也就是说平⾯上⼀点的极坐标是不唯⼀的.极坐标系中的点与有序实数对极坐标(ρ,θ)不是⼀⼀对应的.典题·热题例1设有⼀颗彗星,围绕地球沿⼀抛物线轨道运⾏,地球恰好位于该抛物线轨道的焦点处,当此彗星离地球为30(万千⽶)时,经过地球和彗星的直线与抛物线的轴的夹⾓为30°,试建⽴适当的极坐标系,写出彗星此时的极坐标.思路分析:如图1-2-4所⽰,建⽴极坐标系,使极点O 位于抛物线的焦点处,极轴Ox 过抛物线的对称轴,由题设可得下列四种情形:图1-2-4(1)当θ=30°时,ρ=30(万千⽶);(2)当θ=150°时,ρ=30(万千⽶);(3)当θ=210°时,ρ=30(万千⽶);(4)当θ=330°时,ρ=30(万千⽶).解:彗星此时的极坐标有四种情形:(30,30°),(30,150°),(30,210°),(30,330°).误区警⽰彗星此时的极坐标是四个,不能忽略了夹⾓的概念.如果只找到了⼀个极坐标,这是三⾓概念不清.例2极坐标与直⾓坐标的互化:(1)化点M 的直⾓坐标(-3,4)为极坐标;(2)化点M 的极坐标(-2,6π-)为直⾓坐标.思路分析:本题利⽤直⾓坐标与极坐标之间的互化公式,化极坐标时,需要找到点所对应的极径,极⾓;将极坐标化为直⾓坐标,直接根据公式可得到横,纵坐标.解:(1)∵ρ=22224)3(+-=+y x =5,tanθ=34-=x y , ⼜∵x<0,y>0,∴θ是第⼆象限⾓.∴θ=π-arctan 34. ∴点M 的极坐标为(5,π-arctan34). (2)x=2cos(6π-)=3-,y=-2sin(65π-)=1,∴点M 的直⾓坐标为(3-,1).深化升华(1)化点的直⾓坐标为极坐标时,⼀般取ρ≥0,0≤θ<2π,即θ取最⼩正⾓,由tanθ=xy 求θ时,还需结合点(x,y)所在的象限来确定θ的值. (2)化点的极坐标为直⾓坐标时,直接⽤互化公式?==,sin ,cos θρθρy x 例3在极坐标系中,A(4,9π),B(1,185π),则△OAB 的⾯积是__________. 思路解析:如图1-2-5所⽰,∠AOB=185π-9π=6π,图1-2-5S △AOB =21·|AO|·|BO|·sin ∠AOB=21·4·1·sin 6π=1. 答案:1⽅法归纳既然是求⾯积,那么就要明确所⽤到的⾯积公式不是⼀般的底乘⾼的⾯积公式,⽽是正弦定理的⾯积公式.例4已知两点的极坐标A(3,2π)、B(3,6π),则|AB|=______,AB 与极轴正⽅向所夹的⾓为____.图1-2-6思路解析:如图1-2-6所⽰,根据极坐标的定义可得|AO|=|BO|=3,∠AOB=60°,即△AOB 为正三⾓形.答案:3,65π⽅法归纳在坐标系中找到点的位置后,利⽤数形结合的⽅法可求出距离来.例5在极坐标中,若等边△ABC 的两个顶点是A(2,4π)、B(2,45π),那么顶点C 的坐标可能是( )A.(4,43π)B.(32,43π) C.(32,π) D.(3,π)思路解析:如图1-2-7,由题设可知A 、B 两点关于极点O 对称,即O 是AB 的中点.图1-2-7⼜|AB|=4,△ABC 为正三⾓形,|OC|=32,∠AOC=2π,C 对应的极⾓θ=4π+2π=43π或θ=4π-2π=4π-,即C 点极坐标为(32,43π)或(32,4π-). 答案:B深化升华在找点的极坐标时,把图形画出来,通过画图解决问题.例6(1)θ=43π的直⾓坐标⽅程是______; (2)极坐标⽅程ρ=sinθ+2cosθ所表⽰的曲线是______. 思路解析:(1)根据极坐标的定义,∵t anθ=xy ,∴tan 43π=x y ,即y=-x. (2)将极坐标⽅程化为直⾓坐标⽅程即可判断曲线的形状,因为给定的ρ不恒等于零,⽤ρ同乘⽅程的两边得ρ2=ρsinθ+2ρcosθ.化成直⾓坐标⽅程为x 2+y 2=y+2x,即(x-1)2+(y-21)2=45,这是以点(1,21)为圆⼼,半径为25的圆. 答案:(1)y=-x (2)以点(1,21)为圆⼼,半径为25的圆+++++++++++ ⽅法归纳当极坐标⽅程中含有sinθ、cosθ时,可将⽅程两边同乘以ρ,凑成含有ρsinθ、ρcosθ的项,然后再代⼊互化公式便可化为直⾓坐标⽅程,此法称为拼凑法.。
新人教版数学选修4-4知识点总结
8、圆心在(2, ),半径为1的圆的方程为:
4
9、经过(2, ),且与极轴所成角为 的
3
6
直线方程为:
四、极坐标系内的距离问题
1、 已 知A(2, ) ,B( 3, ) 。
2、 曲 线 方 程 为 sin( ) 2 , 求
一、方程的伸缩变换
1、已知y 2
2
x,求经过变换
x' y'
2x后的方程。 3y
2、经过变换
x' y'
2 x 后的方程为y 2 3y
2x,求
变换前的方程。
3、求将曲线y 2sin 3x变成y sin x的变换。
2.曲线 x2 3y2 2y 0变为2x'2 6y'2 3y' 0 ,求
(2)求点P到点M(-1,2)的距离
(3)求直线L的倾斜角
(4)求直线L被曲线 x2 y2 3 截得弦长及弦
中点坐标
4、经过抛物线y2 2x外一点M( 2, 4)且
倾斜角为
4
的直线与其交于M
1、M
2
(1)设M
1M
2中点为M
,求它的坐标
0
(2)求 | M1M 2 | 、| MM1 | | MM 2 |
3、
x y
1 2
2 sin t 3 cos t
4、
x y
3 4
sin sin
t t
4 cos 3 cos
t t
5、
x y
s in 2t cos t
s
in
t
人教版高中数学知识点总结:新课标人教A版高中数学选修4-4知识点总结
高中数学选修4-4知识点总结一、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),(y x P 是平面直角坐标系中的任意一点,在变换⎩⎨⎧>⋅='>⋅=').0(,y y 0),(x,x :μμλλϕ的作用下,点),(y x P 对应到点),(y x P ''',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: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。
3.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。
有序数对),(θρ叫做点M 的极坐标,记为),(θρM . 极坐标),(θρ与)Z )(2,(∈+k k πθρ表示同一个点。
极点O 的坐标为)R )(,0(∈θθ.4.若0<ρ,则0>-ρ,规定点),(θρ-与点),(θρ关于极点对称,即),(θρ-与),(θπρ+表示同一点。
如果规定πθρ20,0≤≤>,那么除极点外,平面内的点可用唯一的极坐标),(θρ表示;同时,极坐标),(θρ表示的点也是唯一确定的。
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。
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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|P1P2|=(x1-x2)2+(y1-y2)2x=x1+x22y=y1+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),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+2kπ),(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如图所示,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=x2+y2,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=2rsin_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(22022r 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过极点,倾斜角为α(1)θ=α(ρ∈R ) 或θ=α+π(ρ∈R ) (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)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,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.(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x=ρcos θy=ρsin θz=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OQ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.(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x=r sin φcos θy=r sin φsin θz=r cos φ.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.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,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点开始逆时针旋转作匀速圆周运动,角速度为ω,则OM0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=rcos ωty=rsin 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).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),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.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x2a2+y2b2=1(a>b>0)的参数方程是x=acos φy=bsin 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y2a2+x2b2=1(a>b>0)的参数方程是x=bcos φy=asin 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)2a2+(y-k)2b2=1,则其参数方程为x=h+acos φy=k+bsin φ(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x2a2-y2b2=1的参数方程是x=asec φy=btan 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 2b2=1的参数方程是x =btan φy =asec φ(φ为参数).2.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.三直线的参数方程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+tcos αy =y 0+tsin 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+tcos αy =y 0+tsin 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+aty =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.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,建立如图所示的平面直角坐标系.设基圆的半径为r ,绳子外端M 的坐标为(x ,y),则有x =r (cos φ+φsin φ),y =r (sin φ-φcos φ)(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-sin φ),(φ是参数).y=r(1-cos φ)。
高中数学选修4-4知识点清单教学提纲
高中数学选修44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P2.设点P(x,y)是平面直角坐标系中的任意一点,在变换φ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),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+2kπ),(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如图所示,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=ρcosθ,=ρsinθW.(2)直角坐标化极坐标2=x2+y2,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--+=r 3.直线的极坐标方程00△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 .(2)空间点P 的直角坐标(x ,y ,z )与柱坐标(ρ,θ,z )x =ρcos θy =ρsin θz =z2.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OQ 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.(2)空间点P 的直角坐标(x ,y ,z )与球坐标(r ,φ,θ)之间x =r sin φcos θy =r sin φsin θz =r cos φ.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:=f (t )=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 =f (t )=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.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 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 ),其次将x =f (t )代入普通方程解出y =g (t )(4)在参数方程与普通方程的互化中,必须使x ,y 的取值范围保持一致.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x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)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)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x 2a 2-y 2b 2=1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=12.抛物线的参数方程(1)抛物线y 2=2px (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M 0(x 0,y 0),倾斜角为α的直线l 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 =x 0+t cos α=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)=x 0+at =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.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,建立如图所示的平面直角坐标系.设基圆的半径为r ,绳子外端M 的坐标为(x ,y )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φ是参数).。
人教版高中数学选修4-4《1.2.2极坐标和直角坐标的互化》
极坐标系的建立: 在平面内取一个定点O,叫做极点。 引一条射线OX,叫做极轴。
O X
再选定一个长度单位和角度正方向(通常取 逆时针方向)。 这样就建立了一个极坐标系。 建立了极坐标系的平面称为极坐标平面
二、极坐标系内一点的极坐标的规定
对于平面内异于极点O的任意一点M,|OM| =叫做
设点M的直角坐标是 (x, y) ,极坐标是 (ρ ,θ ) (限定ρ ≥0,0≤θ <2π )
M(x , y)
极坐标转化直角坐标 x = cos , y = sin
y
直角坐标转化极坐标 y 2 2 2 x y , tan ( x 0)O x
X
2 例1:将点M 的极坐标(5, )化成直角坐标。 3
自主预习案
2 2 5 3 解:x 5 cos ,y 5 sin 3 3 2 5 5 3 所以,点M的直角坐标( , )。 2 2
例2:将点M的直角坐标( 3, 1 )化成极坐标。
2 2 解: ( 3) (1 ) 3 1 2,
1 1 3 t an 。 3 3 3 7 因为点M在第三象限,所以 。 6 7 因此,点M的极坐标为( 2, )。 6
2.在极坐标系中,已知 两
。 求A,B中点的极坐标 2 点 A 6. , B 6. 6 3
已知定点 P 4. 3 (1)将极点移至 O 2 3, 极坐标轴方 6
向不变,求点P的新坐标。
课下探究
(2)极点不变,将极轴逆时针转动
ห้องสมุดไป่ตู้
)
例3.点P的直角坐标为,则点 P(1, 3)的极坐标为( C)
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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 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:点M直角坐标(,)x y极坐标(,)ρθ互化公式cossinxyρθρθ=⎧⎨=⎩222tan(0)x yyxxρθ=+=≠在一般情况下,由tanθ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)rρθπ=≤<圆心为(,0)r,半径为r的圆2cos()22rππρθθ=-≤<圆心为(,)2rπ,半径为r的圆2sin(0)rρθθπ≤<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。
【精编版】高中数学选修4-4知识点清单
高中数学选修44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P2.设点P(x,y)是平面直角坐标系中的任意一点,在变换φ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),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+2kπ),(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如图所示,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=ρcosθ,=ρsinθW.(2)直角坐标化极坐标2=x2+y2,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--+=r 3.直线的极坐标方程00△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 .(2)空间点P 的直角坐标(x ,y ,z )与柱坐标(ρ,θ,z )x =ρcos θy =ρsin θz =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OQ 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.(2)空间点P 的直角坐标(x ,y ,z )与球坐标(r ,φ,θ)之间x =r sin φcos θy =r sin φsin θz =r cos φ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:=f (t )=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 =f (t )=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.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 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 ),其次将x =f (t )代入普通方程解出y =g (t )(4)在参数方程与普通方程的互化中,必须使x ,y 的取值范围保持一致.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x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)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)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x 2a 2-y 2b 2=1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=12.抛物线的参数方程(1)抛物线y 2=2px (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M 0(x 0,y 0),倾斜角为α的直线l 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 =x 0+t cos α=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)=x 0+at =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.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,建立如图所示的平面直角坐标系.设基圆的半径为r ,绳子外端M 的坐标为(x ,y )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φ是参数).。
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x = 1 + 3t 3.已知直线 的参数方程是: 已知直线L的参数方程是 已知直线 的参数方程是: (t为参数) y = 2 t (1)求t=1时,对应的点P坐标 时 对应的点P
�
(2)求点P到点M(-1,2)的距离 求点P到点M(-1 M(- (3)求直线L的倾斜角 求直线 的倾斜角 (4)求直线L被曲线 求直线 被曲线 中点坐标
x y =3
2 2
截得弦长及弦
4,经过抛物线y = 2 x外一点M( 2, 4)且
2
倾斜角为 的直线与其交于M 1,M 2 4 ( )设M 1M 2中点为M 0,求它的坐标 1 | (2)求 | M 1M 2 | ,MM 1 | + | MM 2 | 和 | MM 1 | | MM 2 | MM 1 M 1M 3 (3)若线段M 1M 2上一点M 3 满足 = MM 2 M 2 M 3 求M 3的坐标
一,方程的伸缩变换
x' = 2x 2 1,已知y = 2 x,求经过变换 ' 后的方程. y = 3y x' = 2x 2,经过变换 ' 后的方程为y 2 = 2 x,求 y = 3y 变换前的方程. 3,求将曲线y = 2 sin 3x变成y = sin x的变换.
2.曲线 x + 3y 2 y = 0变为 x + 6 y 3y' = 0 曲线 2 其伸缩变换的公式
六,参数方程化为普通方程
1 1 t x=t+ x=e + t t e 1, 2, y = t 1 y = et 1 t t e x = 1 + 2 sin t x = 3 sin t + 4 cos t 3, 4, y = 2 3 cos t y = 4 sin t 3 cos t x = sin 2 t 5, y = cos t + sin t
已知曲线C 3.已知曲线C与曲线 ρ = 5 3 cos θ 5 sin θ 关于 已知曲线 极轴对称,求曲线C 极轴对称,求曲线C的极坐标方程
三,圆和直线的极坐标方程
圆心在( 0 的方程为: 1,圆心在( a, 半径为 a的方程为: ) 2,圆心在( a, )半径为 a的方程为: 的方程为: 圆心在( 2 3,圆心在( a,π)半径为 a的方程为: 圆心在( 的方程为: 3π 4,圆心在( a, )半径为 a的方程为: 圆心在( 的方程为: 2 5,圆心在极点,半径为 a的方程为: 圆心在极点, 的方程为: 6,经过( a, 且垂直于极轴的直线 方程为: 方程为: 经过( 0 ) 7,经过( a, 且与极轴所成角为 α的直线方程为: 的直线方程为: 经过( 0 )
t x= 1 + 2t 2 t2 y= 1 + 2t 2
(3) )
是参数) (t是参数) 是参数
3.极坐标与直角坐标(方程)互化 极坐标与直角坐标(方程) 极坐标与直角坐标 (1) ( 1, 3 ) (3) x 2 2 x 3 y = 0 (4)
4π (8, ) (2) 3
ρ = ρ cos α 3
七,参数方程的简单应用
1,已知 P(x,y)是曲线 x + y = 2 y上的点
2 2
1 ()求 2 x + y的取值范围 (2 求( x + 2) + y 3 的取值范围 ) ( ) y 1 (3 求 ) 的取值范围 x+2 4 恒成立, ( )若x + y a ≥ 0恒成立,求 a的取值范围
2 2 '2 '2
,求
二,极坐标与直角坐标的互化
π 2π 1,已知点的极坐标分别 为(3, ),(2, ) 4 3 求它们的直角坐标. 求它们的直角坐标.
2,已知点的直角坐标分 别为(3, 3 别为( ),( 2, 2 3 ) 求它们的极坐标. 求它们的极坐标.
3,把方程x 2 2 y 2 + 3 xy 4 x = 0化为 极坐标方程. 4,把方程ρ 2 cos 2θ = 9,ρ cos θ = 2 sin 2θ 化为直角坐标方程.
π
x + 3 y 2 = 0变为2 x ' + 6 y ' 3 = 0 ,求其 1.曲线 曲线 伸缩变换的公式 2化下列曲线的参数方程为普通方程,并指出它是什么 化下列曲线的参数方程为普通方程, 化下列曲线的参数方程为普通方程 曲线. 曲线.
四,作业
x (1) y = 3 4 t
x = 2 cos θ = 1 2 (t是参数) (2) t 是参数 是参数) ) = cos 2θ (θ 是参数) 是参数) y
π
8,圆心在(2, ),半径为1的圆的方程为: 圆心在( ),半径为 的圆的方程为: 4 9,经过(2, ),且与极轴所成角为 的 经过( ),且与极轴所成角为 3 6 直线方程为: 直线方程为:
π
π
π
四,极坐标系内的距离问题
1,已知 A (2, ), B ( 3, ),求 | AB | ),求 2 6 S AOB ( o 为极点). 为极点). 2 2,曲线方程为 ρ sin θ + )= ( ,求 2 4 A 到该曲线的距离. 到该曲线的距离. 3,求曲线 ρ = 2 cos θ 上的点与定点( 1, ) 上的点与定点( 2 的最近距离和最远距离 .
π
π
π
π
五,常见的参数方程
1,圆心在( a , b)半径为 r的圆的方程为: , 圆心在( 的圆的方程为: 2,中心在原点,焦点在 x轴的椭圆的方 中心在原点, 程为: 程为: 3,中心在原点,焦点在 x轴的双曲线的 中心在原点, 方程为: 方程为: 4,顶点在原点,焦点在 x正半轴的抛物线 顶点在原点, 的方程为: 的方程为: 5,经过( x 0,y0)倾斜角为 θ的直线方程为: 的直线方程为: 经过(