极坐标系与参数方程♦知识梳理 、极坐标在象限确定.二、常见曲线的极坐标方程 1、圆的极坐标方程(1) 圆心在极点,半径为r 的圆的极坐标方程是 _____ ;(2) ______________________________________________________________ 圆心在极轴上的点(a,0)处,且过极点0的圆的极坐标方程是 _________________________ (3)圆心在点(a,处且过极点的圆0的极坐标方程是 ___________ 。
2、直线的极坐标方程(1) 过极点且倾斜角为 的直线的极坐标方程是 __________ ;(2) _______________________________________________________ 过点(a,0),且垂直于极轴的直线的极坐标方程是 ___________________________________ 三、常见曲线的参数方程1、极坐标定义:M 是平面上一点,表示0M 的长度,是MOx ,则有序实数实数对(,),叫极径,叫极角;一般地,2、极坐标和直角坐标互化公式:COS2 2 x 2y sin或t tany (x 0)的象限由点(x, y )所[0,2 ), 0x y第一节 平面直角坐标系中的伸缩、平移变换知识点】点P(x,y)的对应点为P'(x',y')。
称 为平面直角坐标系中的伸缩变换 定义 2: 在平面内,将图形 F 上所有点按照同一个方向,移动同样长度,称为图形F 的平移。
若以向量a 表示移动的方向和长度,我们也称图形 F 按向量a 平移. F 上任意一点P 的坐标为(x, y),向量a (h, k),平移后因为平移变换仅改变图形的位置,不改变它的形状和大小.所以,在 平移变换作用下,曲线上任意两点间的距离保持不变。
【典例1】(2014年高考辽宁卷(文))将圆x 2 + /= 1上每一点的横坐标保持不变,纵坐 标变为原来的 2 倍,得曲线 C. (I) 写出 C 的参数方程;(II )设直线1: 2x + y - 2二0与C 的交点为P i ,P 2,以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极 轴建立极坐标系,求过线段 P i P 2的中点且与I 垂直的直线的极坐标方程.练习:定义 1:设 P(x, y) 是平面直角坐标系中的任意一点,在变换x' x( y' y(00))的作用下,在平面直角坐标系中,设图形 的对应点为P(x, y )则有:即有:x x h, y y k在平面直角坐标系中,由 (x,y) (h,k) (x,y)xh x h 所确定的变换是一个平移变换。
yk1 •将点P( 2,2)变换为点P ( 6,1)所用的伸缩变换公式是x' 4x3得到的曲线C'的方程为y' y2x COS14.已知曲线G :(为参数).若把曲线G 上各点的横坐标压缩为原来的-,纵坐标y sin2压缩为原来的V 3,得到曲线C 2,则曲线C 2的参数方程为,普通方程为2A. x 13xB. xy 2y y2x 3yC.y3x3x 2y2•在同一直角坐标系中,将直线 换公式是 _______________ .x 2y 2变成直线2x' y' 4,则满足图象变换的伸缩变3.在平面直角坐标系中将曲线C:x 2 y 2 1按照变换2 2 2X COSx y【知识点】或幼 、, 的象限由点(x,y )所在象限确定. y sintan 丄(x 0)X练习一:把下列点的极坐标化为直角坐标 (1)(3,—)2; (2)(2,—) 37(3)(4,;)24(4) .3 (2,)-;(3 4 5 6C ,3,)6;(6) (1,—) ;4练习二:把下列点的直角坐标化为极坐标(1)(3^,3) ;⑵(0,遁); (3) 1(°,二)2(4)(3,0) ;(5)(3, .3) ; (6)( 2, 2 3)考点二 二曲线的极 坐标方程与直角坐标方程的互化练习一:把下列曲线的极坐标方程化为直角坐标方程(1) cos 2 sin 10 : ________________________ ;3(2)4 cos(—) 3 0:4(x 0)练习二:把下列曲线的 直角坐标方程化为极坐标方程:(1)x y 20:; (2) <3x y1:3 4sin(—): ________________________________442si n : __________________________________ ; 5 4cos 2si n : _______________________________ 6 4cos : ________________________________ ;(9)_ : ;(8)射线3 4412;(10)23cos 2 4si n 2极:直线或射线直:y kxkx⑺直线 22 21 cos(或 y kx ( x 0 )或 y(3) 2x 2 ’4y 1:;(4) 3x 2 2y 2 6: (5) x 2y 26x 0:;(6) (x 3)22y4 :高考再现1. (2013年高考辽宁卷(文))在直角坐标系xoy 中以0为极点,x 轴正半轴为 极轴建立极坐标系.圆C 1,直线C 2的极坐标方程分别4sin , cos2.2.4(I )求G 与C 2交点的极坐标;(II )设P 为0的圆心,Q 为^与C 2交点连线的中点.已知直线PQ 的参数方程为x t 3 ab3 t R 为参数,求a,b 的值. y t 3 122. ( 2014年高考广东卷(文))在极坐标系中,曲线C 1与C 2的方程分别为 2 cos 2sin 与cos 1。
以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x 轴的正半轴,建立平面直角坐标系,则曲线 C 1与C 2交点的直角坐标为 ________ .n n3. (2014年高考陕西卷(文))在极坐标系中,点2,石到直线p sin 0 -6 = 1的距离是4. (2015年高考湖南卷(文))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.若曲线C的极坐标方程为2sin,则曲线C的直角坐标方程为________第三节参数方程与普通方程互化【知识点】常见曲线的参数方程把参数方程化为普通方程的常用方法:(1)代入法:利用解方程的技巧求出参数t,然后代入消去参数;7(7)(1) C:5 2t1 2t (t :参数),C: (2) C:1 h2(t 为参数)C:仝t 2C :y51 3t5x 2 、3cosC:y 3 . 3sinC : x 2cost (■- 3 si ntyx 5cos ( C:y 4si nC : x 2p ( py 2pC:(2) 三角法:利用三角恒等式消去参数,如平方关系 sin 2 cos 2 1 ;(3) 整体消元法:根据参数方程本身的结构特征,从整体上消去。
练习一:把下列曲线的直角坐标(普通)方程化为参数坐标方程2C:二 252C:L(1)(2) (3) C:(x2y 16 2y 42)2 C:(y 1)2 4,C:(4) C: x 2 4x 2y 11 0,C:(5)C: x 2 4y0,C:(6)直线I 的倾斜角为3 ,且过点P ( 4,2),则I : 4 (7) 直线1过点M (4, 1),倾斜角为2,则1 :练习二:把下列参数方程化为直角坐标方程(普通方程 ) x(t :参数),C(3) (:参数), (4) (5) (6) t :参数),C ::参数),C: :参数),C :24t(8) C : x 旳门 4cos (:参数),C: ______________________________ ;y 4sin 3cos♦高考再现1 . (2013年高考广东卷(文))已知曲线C 的极坐标方程为2cos .以极点为原点,极轴为x 轴的正半轴建立直角坐标系,则曲线C 的参数方程 _____________ 。
x 2s 12 . (2013年高考湖南(文11))在平面直角坐标系xoy 中,若直线h :'(s 为参数)y s和直线12: x at, (t 为参数)平行,则常数a 的值为 ___________y 2t 13-(2013年高考陕西卷(文15))圆锥曲线;2;(t为参数)的焦点坐标是——普通方程为_________ .x 4 5cost5. (2013年高考课标I 卷(文)) 已知曲线C 1的参数方程为'(t 为参数),以y 5 5sin t坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 2的极坐标方程为2s in(I )把G 的参数方程化为极坐标方程 ;(II )求1与C 2交点的极坐标(0,0 2 ).6. (2014年高考新课标卷2 (文))在直角坐标系xOy 中,以坐标原点为极点,x 轴正半轴n为极轴建立极坐标系,半圆C 的极坐标方程为 2cos ,庚0,.(I )求C 的参数方程;4. (2014年高考湖南卷(文))在平面直角坐标系中,曲线 C :(t 为参数)的y = 1 +(II )设点D 在C 上,C 在D 处的切线与直线I : y = ,3x + 2垂直,根据 ⑴中你得到的参 数方程,确定D 的坐标.7. (2015年高考广东卷(文))在平面直角坐标系x y 中,以原点轴为极轴建立极坐标系.曲线^的极坐标方程为cos sin第四节极坐标和参数方程的综合应用考点一:曲线上的动点到直线距离的最值问题 常用参数方程和三角恒等变换的知识解决。
步骤:(1) 利用曲线的参数方程把曲线上的动点 P 的坐标设出来; (2)利用点到直线的距离公式求出曲线上的动点 P到直线I 的距离d ;(3) 利用辅助角公式as in x bcos x Ta 2~ si n( x )(其中tan -),把第(2) a步求出的距离d 的右边化为d |Asin( x 一LAJ ( t 0 )的模式。
(4) 利用三角函数的有界性求出距离 d 的最值。
【典例1】在直角坐标系xOy 中,曲线G 的参数方程为x -'3cos ,(为参数),在以原 y sin 点O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线 C 2的极坐标方程为 sin( -) 4门4(I )求曲线G 的普通方程与曲线C 2的直角坐标方程;为极点,x 轴的正半 2,曲线C 2的参数方程t 22 2t(t 为参数),则G 与C2交点的直角坐标为2 3sin11 / 16(II )设P 为曲线C i 上的动点,求点P 到C 2的距离的最小值,并求此时点P 的坐标(I )写出曲线C 的参数方程、直线I 的普通方程;(II )过曲线C 上任意一点P 作与I 夹角为30°的直线,交I 于点A ,求|RA|的最大值与最 小值.2. (2015年高考陕西卷(文))在直角坐标系xOy 中,直线I 的参数方程为参数),以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,eC 的极坐标方程为变式:若把曲线C i 的参数方程改为x 3cos y 3si n(为参数),设P 为曲线C i 上的动点,求点P 到C 2的距离的最大值。