極坐標(biāo)與參數(shù)方程
◆ 極坐標(biāo)系中的概念
(1) 極徑:在極坐標(biāo)系中,極點(diǎn)O與平面內(nèi)一點(diǎn)M的距離OM叫做點(diǎn)M的極徑,記作ρ.
(2) 極角:以極軸Ox為始邊、射線OM為終邊的角叫做點(diǎn)M的極角,記作θ.極徑沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)極角為正,極徑沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)極角為負(fù).
(3) 極坐標(biāo):有序數(shù)對(ρ,θ)叫做點(diǎn)M的極坐標(biāo),記作M(ρ,θ).
注:點(diǎn)P(ρ,θ)與點(diǎn)P′(-ρ,θ)關(guān)于極點(diǎn)成中心對稱.不作特殊說明時(shí),默認(rèn)ρ≥0. θ可取任意實(shí)數(shù).
◆ 極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)的互化
把直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)作為極點(diǎn),x軸的正半軸作為極軸,并在兩種坐標(biāo)系中取相同的長度單位,則極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)的互化公式為:
x=ρcosθ,y=ρsinθ;
ρ2=x2+y2,tanθ= (x≠0).
注:①直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)互化的方法是解決有關(guān)極坐標(biāo)問題的基本方法. ②由直角坐標(biāo)化極坐標(biāo)時(shí),一般只取θ∈[0,2π). 此時(shí)要注意(x,y)所在的象限位置,并由此確定θ的大小,否則極坐標(biāo)是不唯一的,如點(diǎn)P1(ρ,θ)與點(diǎn)P2(-ρ,θ+π)就是同一個(gè)點(diǎn).
◆ 直線和圓的極坐標(biāo)方程
(1) 直線的極坐標(biāo)方程.
①過極點(diǎn)、與極軸成α角的直線的極坐標(biāo)方程為θ=α (ρ∈R).
②垂直于極軸且和極點(diǎn)的距離為a的直線的極坐標(biāo)方程為ρcosθ=±a (a>0).
③平行于極軸且和極軸的距離為a的直線的極坐標(biāo)方程為ρsinθ=±a (a>0).
④不經(jīng)過極點(diǎn)、與極軸成α角且到極點(diǎn)距離為a的直線的極坐標(biāo)方程為ρsin(α-θ)=±a(a>0).
(2) 圓的極坐標(biāo)方程.
①圓心在極點(diǎn)、半徑為a的圓的極坐標(biāo)方程為ρ=a(a>0).
②圓心在(a,0)、半徑為a的圓的極坐標(biāo)方程為ρ=2acosθ(a>0).
③圓心在(a,π)、半徑為a的圓的極坐標(biāo)方程為ρ=-2acosθ(a>0).
④圓心在(a,)、半徑為a的圓的極坐標(biāo)方程為ρ=2asinθ(a>0).
⑤圓心在(a,)、半徑為a的圓的極坐標(biāo)方程為ρ=-2asinθ(a>0).
⑥圓心在(a,θ0)、半徑為a的圓的極坐標(biāo)方程為ρ=2acos(θ-θ0)(a>0).
注: ①如果極坐標(biāo)方程不是標(biāo)準(zhǔn)形式(如θ=α,ρ=a等),要判斷極坐標(biāo)方程表示的曲線類型,一般要轉(zhuǎn)化為直角坐標(biāo)方程的形式. ②直角坐標(biāo)方程轉(zhuǎn)化為極坐標(biāo)方程時(shí),通常用代入法即可;……
中學(xué)生天地·高中學(xué)習(xí)版
2011年6期