极坐标与参数方程知识点总结

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1、..第一部分:坐标系与参数方程【考纲知识梳理】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,在变换的作用下,点对应到点,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(1)极坐标系如图(1)所示,在平面内取一个定点,叫做极点,自极点引一条射线,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

2、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,极点与点M的距离

3、OM

4、叫做点M的极径,记为;以极轴为始边,射线为终边的角叫做点M的极角,记为.有序数对叫做点M的极坐标,记作M.一般地,不作特殊说明时,我们认为可取任意实数.特别地,当点M在极点时,它的极坐标为。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,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.3.极坐标和直角坐标

5、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(2)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,极坐标是,于是极坐标与直角坐标的互化公式如表:点M直角坐标极坐标互化公式在一般情况下,由确定角时,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,半径为的圆圆心为,半径为的圆圆心为,半径为的圆过极点,倾斜角为的直线(1)(2)过点,与极轴垂直的直线过点,与极轴平行的直线注:由于平面上点

6、的极坐标的表示形式不唯一,即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点可以表示为等多种形式,其中,只有的极坐标满足方程.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都是某个变数的函数①...,并且对于的每一个允许值,由方程组①所确定的点都在这条曲线上,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

7、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)如果知道变数中的一个与参数的关系,例如,把它代入普通方程,求出另一个变数与参数的关系,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,

8、设圆的半径为,点M从初始位置出发,按逆时针方向在圆上作匀速圆周运动,设M,则。这就是圆心在原点,半径为的圆的参数方程,其中的几何意义是转过的角度。圆心为,半径为的圆的普通方程是,它的参数方程为:。4.椭圆的参数方程以坐标原点为中心,焦点在轴上的椭圆的标准方程为其参数方程为,其中参数称为离心角;焦点在轴上的椭圆的标准方程是其参数方程为其中参数仍为离心角,通常规定参数的范围为。注:椭圆的参数方程中,参数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区分开来,除了在四个顶点处,离心角和旋转角数值可相

9、等外(即在0到的范围内),在其他任何一点,两个角的数值都不相等。但当时,相应地也有,在其他象限内类似。5.双曲线的参数方程...以坐标原点为中心,焦点在轴上的双曲线的标准议程为其参数方程为,其中。焦点在轴上的双曲线的标准方程是其参数方程为,其中以上参数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,开口向右的抛物线的参数方程为7.直线的参数方程经过点,倾斜角为的直线的普通方程是而过,倾斜角为的直线的参数方程为。注:直线参数方程中参数的几何意义:过定点,倾斜角为的直线的参数方程为,其中

10、表示直线上以定点为起点,任一点为终点的有向线段的数量,当点在上方时,>0;当点在下方时,<0;当点与重合时,=0。我们也可以把参数理解为以为原点,直线向上的方向为正方向的数轴上的点的坐标,其单位长度与原直角坐标系中的单位长度相同。【要点名师透析】一、坐标系(一)平面直角坐标系中的伸缩变换〖例〗在同一平面直角坐标系中,已知伸缩变换(1)求点经过变换所得的点的坐标;(2)点B经过变换得到点,求点的坐标;...(3)求直线经过变换后所得到直线的方

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