《 圆的极坐标方程》
ρ=r
.
π (3)圆心在点(a, )处且过极点的圆的方程为 2
ρ=2asin θ(0≤ θ≤π) .
例2.求圆心在(ρ0,θ0),半径为r的圆的方程.
[思路点拨] 结合圆的定义求其极坐标方程.
[解] 在圆周上任取一点 P(如图)
设其极坐标为(ρ,θ). 由余弦定理知: CP2=OP2+OC2-2OP· OCcos∠COP, 故其极坐标方程为
的曲线。 2.圆的标准方程: (x-a)2 + (y-b)2 =r2 3.圆的一般式方程: x2 + y2 + Dx + Ey + F = 0 (D2 E 2 4F 0)
4.极坐标与直角坐标的互化关系式: 设点M的直角坐标是 (x, y),极坐标是 (ρ,θ)
x=ρcosθ, y=ρsinθ
1、曲线的极坐标方程 =4 sin 化为直角坐标 方程是什么?
x2 ( y 2)2 4
2、极坐标方程分别是 =cos和=sin 的两个 圆的圆心距是多少?
1 解:圆=cos 圆心的坐标是( , 0) 2 圆 sin cos( ) cos( ) 2 2 1 2 圆=sin 的圆心坐标是( , ), 所以圆心距是 2 2 2
二、求曲线的极坐标方程到底是求什么?
与直角坐标系里的情况一样,求曲线的极坐标方程就是找
出曲线上动点P的坐标与之间的关系,然后列出方程
f(,)=0 ,再化简并说明。
三.求曲线极坐标方程步骤:
1.建极坐标系,设动点M (,); 2.找曲线上任一点满足的几何条件; 3.把上面的几何条件转化为与关系
2 r2=ρ2 0+ρ -2ρρ0cos(θ-θ0).
M ρ
·a
θ O
θ O x
ρ=2acos( ) =-2acos
ρ M
·
a
x
ρ=2asin( ) =-2asin
五.几种特殊情形下的圆的极坐标方程
2 当圆心在极轴上即 θ0=0 时, 方程为 r2=ρ2 0+ρ -2ρρ0cos θ,
π π (2)因为 ρ=2cos θcos +2sin θsin = 2cos θ+ 2sin θ, 4 4 所以 ρ2= 2ρcos θ+ 2ρsin θ. 所以化为直角坐标方程为 x2+y2- 2x- 2y=0.
敬请指导
6、已知圆C1 : 2cos ,圆C2 : 2 2 3 sin 2 0, 试判断两圆的位置关系。
解:将两圆都化为直角 坐标方程为 C1 : ( x 1) 2 y 2 1,圆心O1 (1,0)半径为 1 C2 : x 2 ( y 3 ) 2 1,圆心O2 (0, 3 )半径为 1 O1O2 2所以两圆相外切。
1.3.1 圆的极坐标方程
本文在学习极坐标的基础上来进一步学习简单曲线的 极坐标方程,具体为教材: P12---P13。先学习体会极坐 标方程的定义(任意一点);不同圆心的圆的极坐标方程 的求法和方程的表示;感受课本的递进研究方法。最后巩 固并复习在平面直角坐标系中圆的方程的求法。 本节课的关键在于让学生体会到极坐标方程是涉及长 度与角度的问题,列方程实质是解直角或斜三角形问题, 要使用旧的三角知识。
若再有 ρ0=r,则其方程为 ρ=2ρ0cos θ=2rcos θ, 若 ρ0=r,θ0≠0,则方程为 ρ=2rcos(θ-θ0), 这几个方程经常用来判断图形的形状和位置.
1.以极坐标系中的点(1,1)为圆心,1为半径的圆的方程 是( C )
A. 2cos 4 C. 2cos 1 B. 2sin 4 D. 2sin 1
2 a2 2a cos( ) r 2 可认为是圆的一般式方程.
把下列极坐标方程化为直角坐标方程. (1)ρ2cos 2θ=1; π (2)ρ=2cos(θ- ). 4
解:(1)因为ρ2cos 2θ=1,所以ρ2cos2θ-ρ2sin2θ=1. 所以化为直角坐标方程为x2-y2=1.
2 x2 y 2 ,
y tan ( x 0) x
5、正弦定理:
a b c 2R sin A sin B sin C
6.余弦定理:
(其中:R为△ABC的外接圆半径)
a b c 2bc cos A
2 2 2
b2 c 2 a 2 cos A 2bc
4.化简,说明
5.极坐标方程与直角坐标方程可以相互转化
某些时候,用极坐标方程解决比较方便,这是一个重要的解题 技巧.在极坐标系中,当研究的问题用极坐标方程难以决时,
可转化为直角坐标方程求解.
例1、已知圆O的半径为r,建立怎样的极坐标系, 可以使圆的极坐标方程简单?
解:如果以圆心 O为极点,从O出发的一条射线 为极轴建立坐标系(如 图),那么圆上各点的 几 何特征就是它们的极径 都等于半径r. 设M ( , )为圆上任意一点,则 OM r ,即
M
Or
x
=r
显然,使极点与圆心重 合时的极坐标方程在形 式 上比(1)简单。
M
O
C (a,0) A
M
ρ=2acosθ
M
θ O r
a
·ρ
θ O x
ρ
x
ρ=2asinθ
ρ=r
四.圆的极坐标方程
(1) 圆心在 C(a,0)(a > 0) ,半径为 a 的圆的极坐标方程 为 ρ=2acos θ . (2) 圆 心 在 极 点 , 半 径 为 r 的 圆 的 极 坐 标 方 程 为
所以, 2a cos就是圆心在C (a,0)(a 0),半径 为a的圆的极坐标方程。
一、定义:如果曲线C上的点与方程f(,)=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(,)=0;
(2)方程f(,)=0的所有解为坐标的点都在曲线C上。 则称曲线C的方程是f(,)=0 。
Байду номын сангаас
4、圆=10 cos( )的圆心坐标是( 3
C
)
2 D、 (5, ) 3
A、 (5,0)
B、 (5, ) 3
C、 (5, ) 3
5、写出圆心在点A(2, )处且过极点的圆的极坐标方程, 2 并把它化成直角坐标方程。
解:=4cos( ) 4sin , 2 化为直角坐标系为 2=4 sin , 即x 2 y 2 4 y x 2 ( y 2)2 4.
例3.已知一个圆的方程是ρ=5 3cosθ- 5sinθ 求圆心坐标和半径。
你可以用极坐标方程直接来求吗?
解:原式可化为 3 1 =10(cos sin ) 10 cos( ), 2 2 6 所以圆心为(5, ), 半径为5, 6
圆心为(a, )(a 0)半径为a 圆的极坐标方程为 =2a cos( ) 此圆过极点O
1.会求圆心不同的圆的极坐标方程。 2.体会圆的极坐标方程的推出过程。 3.类比直角坐标系中求圆心不同的圆的方程,感受
极坐标系中求曲线方程的方法。
1.在平面直角坐标系中,曲线C和方程f(x,y)=0满足 (1)曲线C上点的坐标都是方程的解 (2)以方程f(x,y)=0的解为坐标的点都在曲线C上
则称方程f(x,y)=0为曲线C的方程,曲线C是方程 f(x,y)=0
如图,半径为a的圆的圆心坐标为C(a,0)(a > 0) 你能用一个等式表示圆上任意一点的极坐标 (ρ, θ)满足的条件吗?
O
C(a,0) A
x
解:圆经过极点O。设圆与极轴的另一个交点是A,那么 OA =2a, 设M ( , )为圆上除点O,A以外的任意一点,那么OM AM 。 在Rt AMO中 OM OA cos MOA即=2a cos ...........(1)可以验证, 点O(0, ), A(2a, 0)的坐标满足等式(1) 2
7、从极点O作圆C:=8cos 的弦ON,求ON的 中点的轨迹方程。
解:如图,圆C的圆心(4, 0), 半径r OC 4, 连结CM , M 是弦ON的中点, CM ON , 所以,动点M 的轨迹方程是=4 cos .
O
M
C(4 ,0)
N
1.曲线的极坐标方程概念 2.怎样求曲线的极坐标方程 3.圆的极坐标方程 4.圆的极坐标方程有多种形式,极坐标方程
所以,等式(1)就是圆上任意一点的极 坐标( , ) 满足的条件,另一方面 ,可以验证,坐标适合 等式(1)的点都在这个圆上。
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 ( , ) 0 并且坐标适合方程 f ( , ) 0的点都在曲线 C上, 那么方程f ( , ) 0叫做曲线C的极坐标方程。
解:=5 3 cos 5sin 两边同乘以 得
2=5 3 cos -5 sin 即化为直角坐标为
x 2 y 2 5 3 x 5 y 即( x 5 3 2 5 ) ( y ) 2 25 2 2
5 3 5 所以圆心为( , ), 半径是5 2 2
2.求下列圆的极坐标方程 (1)中心在极点,半径为2;
=2
(2)中心在C(a,0),半径为a; =2acos (3)中心在(a,/2),半径为a; =2asin (4)中心在C(0,0),半径为r。 2+ 0 2 -2 0 cos( - 0)= r2
例3.已知一个圆的方程是ρ=5 3cosθ- 5sinθ 求圆心坐标和半径。
3、极坐标方程 cos( )所表示的曲线是( D ) 4
A、双曲线 B、椭圆