极坐标与参数方程专题复习
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专题一极坐标与参数方程考点整合一、极坐标知识点一极坐标系1.极坐标系:如图所示,在平面内取一个定点O,叫作;自极点O引一条射线Ox,叫作;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:设M是平面内一点,极点O与点M的距离|OM|叫作点M的,记为ρ;以极轴Ox 为始边,射线OM为终边的角xOM叫作点M的,记为θ.有序数对(ρ,θ)叫作点M的极坐标,记为M(ρ,θ).一般地,不做特殊说明时,我们认为ρ≥0,θ可取任意实数.3.点与极坐标的关系:一般地,极坐标(ρ,θ)与(ρ,θ+2kπ)(k∈Z)表示同一个点.特别地,极点O的坐标为(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ρ>0,0≤θ<2π,那么除极点外,平面内的点可用唯一的极坐标(ρ,θ)表示;同时,极坐标(ρ,θ)表示的点也是唯一确定的.4.极坐标与直角坐标的互化(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.(2)互化公式:如图所示,设M是坐标系平面内任意一点,它的直角坐标系是(x,y),极坐标是(ρ,θ)(ρ≥0),于是极坐标与直角坐标的互化公式如下表:温馨提示;(1)在由点的直角坐标化为极坐标时,一定要注意点所在的象限和极角的范围,否则点的极坐标将不唯一.(2)在与曲线的方程进行互化时,一定要注意变量的范围,要注意转化的等价性知识点二 常见曲线的极坐标方程.二、参数方程知识点一 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就叫作这条曲线的参数方程,联系变数x ,y 的变数t 叫作参变数,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作普通方程. 2.参数方程和普通方程的变化(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.(3)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.易误提醒 在将曲线的参数方程化为普通方程时,还要注意其中的x ,y 的取值范围,即在消去参数的过程中一定要注意普通方程与参数方程的等价性. 知识点二 常见曲线的参数方程 1.直线的参数方程经过点M 0(x 0,y 0),倾斜角为α(α≠π2)的直线l 的普通方程是y -y 0=tan_α(x -x 0),而过M 0(x 0,y 0),倾斜角为α的直线l 的参数方程为 (t 为参数),若点P 对于的参数为t ,则有||PM = . 2.圆的参数方程如图所示,设圆O 的半径为r ,点M 从初始位置M 0(t =0时的位置)出发,按逆时针方向在圆O 上作匀速圆周运动,设M (x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧x =r cos θy =r sin θ(θ为参数).这就是圆心在原点O ,半径为r 的圆的参数方程.其中参数θ的几何意义是OM 0绕点O 逆时针旋转到OM 的位置时,OM 0转过的角度.圆心为(a ,b ),半径为r 的圆的普通方程是(x -a )2+(y -b )2=r 2,它的参数方程为: . 3.椭圆的参数方程中心在原点O ,焦点在x 轴上的椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),其参数方程为 (φ为参数).其中参数φ称为离心角;中心在原点O ,焦点在y 轴上的椭圆的标准方程是y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0),其参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =b cos φ,y =a sin φ(φ为参数),其中参数φ仍为离心角,通常规定参数φ的范围为φ∈[0,2π). 温馨提示 (1)将参数方程化为普通方程,需要根据参数方程的结构特征,选取适当的消参方法.常见的消参方法有代入消参法,加减消参法,平方消参法等.(2)将参数方程化为普通方程时,要注意两种方程的等价性,不要增解、漏解,若x 、y 有范围限制,要标出x 、y 的取值范围.典例分析一、t 的几何意义【例1】.在极坐标系中,曲线C 的方程为2cos29ρθ=,点6P π⎛⎫⎪⎝⎭.以极点O 为原点,极轴为x 轴的正半轴建立直角坐标系.(1)求直线OP 的参数方程的标准式和曲线C 的直角坐标方程; (2)若直线OP 与曲线C 交于A 、B 两点,求11PA PB+的值.【变式1】在直角坐标系xOy 中,直线l的参数方程为2{x t y =-+=(t 为参数),若以该直角坐标系的原点O 为极点, x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为2sin 4cos 0ρθθ+=. (Ⅰ)求直线l 与曲线C 的普通方程;(Ⅱ)已知直线l 与曲线C 交于,A B 两点,设()2,0M -,求11MA MB-的值.二、ρ的几何意义【例2】(2011新课标全国卷)在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为:2cos 22sin x y αα=⎧⎨=+⎩(α为参数)M 是C 1上的动点,P 点满足2OP OM =,P 点的轨迹为曲线C 2(Ⅰ)求C 2的方程(Ⅱ)在以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线3πθ=与C 1的异于极点的交点为A ,与C 2的异于极点的交点为B ,求AB .【变式2】在平面直角坐标系中,曲线122:x cos C y sin αα=+⎧⎨=⎩(α为参数)经伸缩变换2x x y y⎧=⎪⎨⎪='⎩'后的曲线为2C ,以坐标原点O 为极点, x 轴非负半轴为极轴建立极坐标系. (1)求曲线2C 的极坐标方程; (2),A B 是曲线2C 上两点,且3AOB π∠=,求OA OB +的取值范围三、面积【例3】.在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程是35cos 35sin x y αα=+⎧⎨=+⎩(α为参数),以坐标原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴,建立极坐标系.(1)求曲线的极坐标方程; (2)设12:,:,63l l ππθθ==,若12,l l 与曲线C 分别交于异于原点的,A B 两点,求AOB的面积.【变式3】【2015高考新课标1,文23】选修4-4:坐标系与参数方程在直角坐标系xOy 中,直线1:2C x =-,圆()()222:121C x y -+-=,以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系. (I )求12,C C 的极坐标方程. (II )若直线3C 的极坐标方程为()πR 4θρ=∈,设23,C C 的交点为,M N ,求2C M N ∆ 的面积. 四、交点【例4】已知直线l 的参数方程为:2cos sin x t y t αα=-+⎧⎨=⎩(t 为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为2sin 2cos ρθθ=-.(Ⅰ)求曲线C 的参数方程; (Ⅱ)当4πα=时,求直线l 与曲线C 交点的极坐标.【变式4】【2013课标全国Ⅰ,文23】已知曲线C 1的参数方程为45cos ,55sin x t y t=+⎧⎨=+⎩(t 为参数),以坐标原点为极点,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ρ=2sin θ. (1)把C 1的参数方程化为极坐标方程;(2)求C 1与C 2交点的极坐标(ρ≥0,0≤θ<2π).五、轨迹【例5】(2013全国Ⅱ卷)已知动点,P Q 都在曲线2cos :2sin x C y ββ=⎧⎨=⎩(β为参数)上,对应参数分别为βα=与)20(2πααβ<<=,M 为PQ 的中点. (Ⅰ)求M 的轨迹的参数方程;(Ⅱ)将M 到坐标原点的距离d 表示为α的函数,并判断M 的轨迹是否过坐标原点.【变式5】在直角坐标系xOy 中,已知圆C : 2{2x cos y sin θθ== (θ为参数),点P 在直线l :40x y +-=上,以坐标原点为极点, x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系.(I )求圆C 和直线l 的极坐标方程;(II )射线OP 交圆C 于R ,点Q 在射线OP 上,且满足2OP OR OQ =⋅,求Q 点轨迹的极坐标方程六、参数方程的应用【例6】(2014课表全国Ⅰ)已知曲线22:149x y C +=,直线2:22x t l y t =+⎧⎨=-⎩(t 为参数).(Ⅰ)写出曲线C 的参数方程,直线l 的普通方程;(Ⅱ)过曲线C 上任意一点P 作与l 夹角为30°的直线,交l 于点A ,求|PA |的最大值与最小值.【变式6】(2016·全国Ⅲ卷)在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为1:sin x C y αα⎧=⎪⎨=⎪⎩(α为参数),以原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为sin()4πρθ+=。
v1.0可编辑可修改选修专题:第二部分极坐标与参数方程2 •直角坐标与极坐标的互化X = p cos 0 ,直角坐标、极坐标分别为(x , y )和(p , 0 ),贝Uy = p sin 0 知识点1直角坐标系与己坐标系点、方程互相转化 (1)点的转化1、①直角坐标为(—Q 2,边)、(0, 2)那么它的极坐标分别表示为 ________ >“宀 3 n1 •极坐标系的概念 记 作M(ptan心yX 工0答案2, 丁、(2,-)②极坐标为(2, —)、(1, 0)那么他们的直角坐标表示为、3(2)方程的转化n2、 在极坐标系中,直线I: p sin 9 + ~4 = 2,则直线在直角坐标系中方程为 _____________________在极坐标系中,圆O: p = 4,则在直角坐标系中,圆的方程 ________________ 直线I 与圆O 相交,所截得的弦长为 ________ •3、 若曲线的极坐标方程为 p = 2sin 9 + 4cos 9,以极点为原点,极轴为x 轴正半轴建立直角坐标 系,则该曲线的直角坐标方程为 __________ •4、 求满足条件的曲线极坐标方程⑴ 直线过点M (1,0)且垂直于x 轴 ____________ ⑵ 直线过M ( 0,a )且平行于x 轴 ______________⑶ 当圆心位于 Ma, 0),半径为r(4)当圆心位于 M (1,—),半径为2:2知识点2:常见曲线的参数方程的一般形式X = X 0+1 cos a ,(1)经过点P 0(x 。
,y 。
),倾斜角为a 的直线的参数方程为 —;(t 为参数).y = y0+ tsin a(其中参数t 是以定点P (X 。
,y °)为起点,对应于t 点M (x ,y )为终点的有向线段PM 的数量,又称 为点P 与点M 间的有向距离.)①.设A 、B 是直线上任意两点,它们对应的参数分别为 .(tBtA) 4tA tB② .线段AB 的中点所对应的参数值等于 匕主 2③ 定点P (x °, y °)为线段AB 中点,贝U t B t A =0x = acos 9 ,y =關二 (9为参数).题型1、直线与圆位置关系t A 和 t B ,则 AB = t B t A =(2)圆的参数方程x = rcos 9,y = rsin 9(9为参数).2 2x y⑶椭圆2+ 2= 1a b的参数方程为x t 3例:已知直角坐标系xOy 中,直线I 的参数方程为1 3,(t 为参数).以直角坐标系xOy 中的原点 y <3t ,O 为 极点,x 轴的非负半轴为极轴,圆C 的极坐标方程为2 4 cos 3 0 , (I)求I 的普通方程及C 的直角坐标方程; (n ) P 为圆C 上的点,求P 到I 距离的取值范围.解:I 的普通方程,3x y 3 3 0, C 的直角坐标方程为x 2 y 2 4x 3 0.…4分C 的标准方程为(x 2)2 y 21,圆心C(2,0),半径为1,点C 到I 的距离为d 23 0 3 3 出, ............................................ 6分2 2―P 到'距离的取值范围是[罟「罟1]. .....................................................................................题型2:椭圆上的点到直线上的距离 (求椭圆上的动点到直线距离,参数方程形式切入) 例:在直接坐标系xOy 中,直线I 的方程为x-y+4=0,曲线C 的参数方程为(I )已知在极坐标(与直角坐标系xOy 取相同的长度单位,且以原点 O 为极点,以x 轴正半轴为n ..极轴)中,点P 的极坐标为(4,-),判断点P 与直线I 的位置关系; 2(II )设点Q 是曲线C 上的一个动点,求它到直线I 的距离的最小值. 解:(I )把极坐标系下的点P(4,—)化为直角坐标,得P ( 0, 4)。
坐标系与参数方程一、知识点回顾坐标系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。
5.极坐标与直角坐标的互化:6.直线相对于极坐标系的几种不同的位置方程的形式分别为: ⑴0ϕθ= ⑵θρcos a = ⑶θρcos a-= ⑷θρsin a =⑸θρsin a-= ⑹)cos(ϕθρ-=a 对应图形如下:7.圆相对于极坐标系的几种不同的位置方程的形式分别为)0(>a : ⑴a =ρ ⑵θρcos 2a = ⑶θρcos 2a -= ⑷θρsin 2a = ⑸ θρsin 2a -= ⑹)cos(2ϕθρ-=a对应图形如下:ϕθ=θρcos a=θρcos a -=θρsin a=图4θρsin a -=图5)cos(ϕθρ-=a θρcos 2a =图2θρsin 2a =图4θρsin 2a -=图5θρcos 2a -=a=ρ图1)cos(2ϕθρ-=a 图6参数方程 1.参数方程的概念:在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标y x ,都是某个变数t的函数⎩⎨⎧==),(),(t g y t f x 并且对于t 的每一个允许值,由这个方程所确定的点),(y x M 都在这条曲线上,那么这个方程就叫做这条曲线的参数方程,联系变数y x ,的变数t 叫做参变数,简称参数。
极坐标与参数方程综合复习一、极坐标的基本概念和转换关系极坐标是用极径和极角来表示平面上的点。
对于平面上的一个点P,若以原点O为极点,OP的长度为r,OP与极轴的夹角为θ,则点P的极坐标可以表示为(r,θ)。
其中,极径r是非负实数,极角θ是弧度制。
极坐标与直角坐标的转换关系为:x = r*cosθy = r*sinθr^2=x^2+y^2θ=atan(y/x)在极坐标系中,曲线的方程通常表示为r=f(θ),其中f(θ)为极角θ的函数。
常见的极坐标曲线包括圆和阿基米德螺线。
二、参数方程的基本概念和转换关系参数方程是使用一个或多个参数来表示曲线上的点的坐标。
对于参数方程x=f(t),y=g(t),t为参数变量,曲线上的点的坐标可以表示为(x,y)=(f(t),g(t))。
参数方程与直角坐标的转换关系为:x=f(t),y=g(t)t=x,x=f(t),y=g(f(t))参数方程的优点是可以描述更加复杂的曲线,如椭圆、双曲线和螺旋线等。
三、极坐标与参数方程之间的转换关系对于极坐标转换为参数方程,可以将极坐标表示的一组点的极角参数化,然后代入到直角坐标系的坐标转换关系中。
例如,对于极坐标(r,θ),可以将θ用参数t表示,得到x=r*cos(t),y=r*sin(t)。
这样,极坐标就转换为了参数方程。
对于参数方程转换为极坐标,首先需要确定极径r和极角θ的范围,然后将参数t代入到直角坐标系的坐标转换关系中,得到x=f(t),y=g(t)。
再利用极坐标的转换关系,求出相应的极径r和极角θ。
四、极坐标与参数方程的应用1.极坐标的应用:极坐标常用于描述圆和极坐标曲线,可以简化计算。
例如,在极坐标系下,计算圆的面积和弧长可以更加方便。
2.参数方程的应用:参数方程可以描述一条曲线的整个轨迹,因此在物理、工程、经济和生物等领域中有广泛的应用。
例如,在物理学中,参数方程可以描述物体的运动轨迹;在经济学中,参数方程可以描述供需曲线和价格变化曲线等。
(完整版)极坐标与参数⽅程知识点、题型总结(最新整理)极坐标与参数⽅程知识点、题型总结⼀、伸缩变换:点是平⾯直⾓坐标系中的任意⼀点,在变换),(y x P 的作⽤下,点对应到点,称伸缩变换>?='>?=').0(,y y 0),(x,x :µµλλ?),(y x P ),(y x P '''⼀、1、极坐标定义:M 是平⾯上⼀点,表⽰OM 的长度,是,则有序实数实ρθMOx ∠数对,叫极径,叫极⾓;⼀般地,,。
,点P 的直⾓坐标、(,)ρθρθ[0,2)θπ∈0ρ≥极坐标分别为(x ,y )和(ρ,θ)2、直⾓坐标极坐标 2、极坐标直⾓坐标?cos sin x y ρθρθ=??=??222tan (0)x y y x xρθ?=+??=≠?3、求直线和圆的极坐标⽅程:⽅法⼀、先求出直⾓坐标⽅程,再把它化为极坐标⽅程⽅法⼆、(1)若直线过点M(ρ0,θ0),且极轴到此直线的⾓为α,则它的⽅程为:ρsin(θ-α)=ρ0sin(θ0-α)(2)若圆⼼为M (ρ0,θ0),半径为r 的圆⽅程为ρ2-2ρ0ρcos(θ-θ0)+ρ02-r 2=0⼆、参数⽅程:(⼀).参数⽅程的概念: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并且对于的每⼀个允许值,由这个⽅程所确y x ,t ?==),(),(t g y t f x t 定的点都在这条曲线上,那么这个⽅程就叫做这条曲线的参数⽅程,联系变数),(y x M 的变数叫做参变数,简称参数。
相对于参数⽅程⽽⾔,直接给出点的坐标间关系的y x ,t ⽅程叫做普通⽅程。
(⼆).常见曲线的参数⽅程如下:直线的标准参数⽅程1、过定点(x 0,y 0),倾⾓为α的直线:(t 为参数)ααsin cos 00t y y t x x +=+=(1)其中参数t 的⼏何意义:点P (x 0,y 0),点M 对应的参数为t ,则PM =|t|(2)直线上对应的参数是。
参数方程和极坐标方程常考题型及解题方法归纳一、根据直线参数方程中t的几何意义求与距离有关的问题经过点P(x0,y0),倾斜角为α的直线l的参数方程为x=x0+tcosαy=y0+tsin烅烄烆α(t为参数),参数t的几何意义是:直线上定点P到动点M的有向线段,t表示参数t对应的点M到定点P的距离,即|t|=|PM|.若A,B为直线l上两点,其对应的参数分别为t1与t2,则有:①AB=|t1-t2|;②当A,B在点P的同侧时,t1与t2同号;当A,B分别在点P的两侧时,t1与t2异号.需要注意的是:有时候直线的参数方程也可写为x=x0+aty=y0+烅烄烆bt(t为参数),如果a2+b2≠1,则参数t没有上述几何意义.例1 在直角坐标系中,以原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线C:ρll与l的普通方程;(2)若PM,MN,PN成等比数列,求a的值.分析 (1)利用x=ρcosθ,y=ρsinθ即可将曲线C的极坐标方程转化为直角坐标方程,在直线l的参数方程中消去参数t即可得直线l的普通方程;(2)将直线l的参数方程代入曲线C的直角坐标方程,利用参数的几何意义结合韦达定理即可建立关于a的方程求解.解 (1)由ρsin2θ=acosθ得ρ2 sin2θ=aρcosθ,可得曲线C的平面直角坐标方程y2=ax(a>0).由直线l的参数方程消去参数t,可得直线l的普通方程为x-y-1=0.(2)设点M,N对应的参数分别为t1,t2,则PM=t1,PN=t2,MN=t1-t2.将x=-1+槡22t,y=-2 +槡22t代入y2=ax,得t2-(槡4 2 +槡2a)t+8+2a=0.所以Δ=(槡4 2 +槡2a)2-4(8+2a)=2a2+8a>0,t1+t2=槡4 2 +槡2a,t1t2=8+2a.由PM,MN,PN成等比数列,可以得到t1-t22=t1t2,所以(t1+t2)2-4t1t2=t1t2,即(槡4 2 +槡2a)2-5(8+2a)=0,解得a=1(a=-4舍去).例2 (2015年高考湖南卷)已知直线l:x=5 +槡32ty =槡3+12烅烄烆t(t为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρ=2cosθ.(Ⅰ)将曲线C的极坐标方程化为直角坐标方程;(Ⅱ)设点M的直角坐标为(5,槡3),直线l与曲线C的交点为A,B,求|MA|·|MB|的值.分析 (Ⅰ)利用ρ2=x2+y2,x=ρcosθ即可将已知条件中的极坐标方程转化为直角坐标方程;(Ⅱ)注意到点M在直线l上,将直线l的参数方程代入圆的直角坐标方程,利用参数的几何意义结合韦达定理即可求解.解 (Ⅰ)ρ=2cosθ等价于ρ2=2ρcosθ,将ρ2=x2+y2,ρcosθ=x代入即得曲线C的直角坐标方程为x2+y2-2x=0.(Ⅱ)结合直线l的参数方程,注意到点M在直线l上,且(槡32)2+(12)2=1,可设点M,N对应的参数分别为t1,t2,则MA=|t1|,MB=|t2|,所以MA·MB=t1t2. 将直线l的参数方程代入曲线C的直角坐标方程,整理得t2 +槡5 3t+18=0,则MA·MB=t1t2=18.例3 已知圆锥曲线C:x=2cosαy=sin{α(α为参数)和定点A(0,,槡3),F1,F2是此圆锥曲线的左、右焦点,以原点O为极点,以x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.(1)求直线AF2的极坐标方程;(2)经过点F1且与直线AF2垂直的直线l交此圆锥曲线于M,N两点,求MF1-NF1的值.解 (1)消去参数α即可将曲线C的方程化为普通方程x24+y2=1,从而可求得F1(-槡3,0),F2(槡3,0),于是可得直线AF2的普通方程为x+y-槡3=0,利用互化公式化为极坐标方程为ρcosθ+ρsinθ=槡3.(2)由(1)可得kAF2=-1,所以直线l的倾斜角为45°,从而可得直线l的参数方程为x=-槡3 +槡22ty =槡22烅烄烆t(t为参数),代入椭圆C的直角坐标方程:x24+y2=1,得5t2-槡2 6t-2=0,设点M,N对应的参数分别为t1,t2,注意到点M,N,F1都在直线l上且点M,N在点F1两侧,所以|MF1|-|NF1|=|t1+t2|=槡2 65.评注 对于直线上与定点距离有关的问题,利用直线参数方程中参数t的几何意义,能避免通过解方程组求交点坐标的繁琐运算,使解题过程得到简化.二、利用参数方程求最值和取值范围利用曲线的参数方程求解两曲线间的最值问题,是解决这类问题的常用方法,优点是解题过程比较简洁.为此,需要熟悉常见曲线的参数方程、参数方程与普通方程的互化以及参数方程的简单应用.例4 已知曲线C1:x=8costy=2sin{t(t为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρ=7cosθ-sinθ.(1)将曲线C1的参数方程化为普通方程,将曲线C2的极坐标方程化为直角坐标方程.(2)设P为曲线C1上的点,点Q极坐标为(2槡2,π4),求PQ的中点与曲线C2上的点的距离的最小值.分析 (1)利用参数方程和普通方程之间的关系进行互化即可,(2)先把点Q的极坐标化为直角坐标,设出点P的参数形式的直角坐标(t为参数),进而得到PQ的中点M的直角坐标,可用公式得到点M到直线C2的距离d的表达式(用参数t表示),再求最值即可.解 (1)由曲线C1的参数方程消去参数t得曲线C1的普通方程x264+y24=1.由曲线C2的极坐标方程得ρcosθ-ρsinθ=7,于是可得它的直角坐标方程为x-y-7=0.(2)由点Q的极坐标(槡2 2,π4)可得它的直角坐标为(2,2),设P(8cost,2sint),则PQ的中点M的直角坐标为(4cost+1,sint+1),所以,点M到直线C2的距离d=4cost-sint-7槡2=槡17cos(t+φ)-7槡2,其中φ为锐角,且tanφ=14.当cos(t+φ)=1时,d取得最小值dmin=槡7 2 -槡342.所以,PQ的中点M与曲线C2上的点的距离的最小值为槡7 2 -槡342.例5 (2014年全国卷Ⅰ)已知曲线C:x24+y29=1,直线l:x=2+ty=2-2{t(t为参数).(Ⅰ)写出曲线C的参数方程和直线l的普通方程;(Ⅱ)过曲线C上任一点P作与l夹角为30°的直线,交l于点A,求|PA|的最大值与最小值.分析 (Ⅰ)利用椭圆的普通方程及直线的参数的特征进行互化即可;(Ⅱ)由椭圆的参数方程建立|PA|的三角函数表达式,再求最值.图1解 (Ⅰ)曲线C的参数方程为x=2cosθy=3sin{θ(θ为参数),直线l的普通方程为2x+y-6=0.(Ⅱ)如图1,在曲线C上任意取一点P(2cosθ,3sinθ),它到直线l的距离为:d=槡554cosθ+3sinθ-6,则|PA|=dsin30°=槡2 55|5sin(θ+α)-6|,其中α为锐角,且tanα=43.当sin(θ+α)=-1时,|PA|取得最大值,最大值为槡22 55;当sin(θ+α)=1时,|PA|取得最小值,最小值为槡2 55.例6 (2015年高考陕西卷)在直角坐标系xΟy中,直线l的参数方程为x=3+12ty =槡32烅烄烆t(t为参数).以原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,⊙C的极坐标方程为ρ=槡2 3sinθ.(Ⅰ)写出⊙C的直角坐标方程;(Ⅱ)Ρ为直线l上一动点,当Ρ到圆心C的距离最小时,求Ρ的直角坐标.分析 (Ⅰ)利用x=ρcosθ,y=ρsinθ,由⊙C的极坐标方程可得它的直角坐标方程;(Ⅱ)先设点Ρ的参数坐标,可得ΡC的函数表达式,再利用函数的性质可得ΡC的最小值,进而可得Ρ的直角坐标;或将直线l的方程化为普通方程,再求过圆心且垂直于直线l的直线方程,联立两方程可解得点P的直角坐标.解 (Ⅰ)由ρ=槡2 3sinθ,得ρ2 =槡2 3ρsinθ,从而,⊙C的直角坐标方程为x2+y2 =槡2 3y,即x2+(y-槡3)2=3.(Ⅱ)设P(3+12t,槡32t),又C(0,槡3),则|PC|=(3+12t)2+(槡32t -槡3)槡2=t2+槡12,易知:当t=0时,ΡC取得最小值,此时Ρ点的直角坐标为(3,0).评注 将曲线的参数方程化为普通方程的关键是消去其中的参数,常用的技巧有:代入消参、加减消参、整体消参、平方后加减消参等.如果题目中涉及圆、椭圆上的动点求相关最值(范围)问题时,可考虑用其参数方程设出点的坐标,将问题转化为函数问题来解决,可以使解题的过程更简洁.例7 (2016年全国卷Ⅱ理科第20题)已知椭圆E:x2t+y23=1的焦点在x轴上,A是E的左顶点,斜率为k(k>0)的直线交E于A,M两点,点N在E上,MA⊥NA.(Ⅰ)当t=4,AM=AN时,求△AMN的面积;(Ⅱ)当2 AM=AN时,求k的取值范围.分析 (Ⅰ)先结合已知条件设出直线AM的参数方程,代入椭圆方程,可求得AM,进而求得△AMN的面积;(Ⅱ)设出直线AM、AN的参数方程(以直线AM的倾斜角α为参数),代入椭圆方程,用t和α表示|AM|和|AN|,再利用2 AM=AN将t表示为k的函数,结合t>3,可求得k的取值范围.解 (Ⅰ)当t=4,AM=AN时,可得点A(-2,0),k=1.设直线AM的参数方程为x=-2+槡22my =槡22烅烄烆m(m为参数),代入椭圆方程,整理得72m2-槡6 2 m=0,故AM =槡12 27,所以S△AMN=12AM·AN=14449.(Ⅱ)设直线AM的倾斜角为α,又点A(-槡t,0),可设直线AM的参数方程为x=-槡t+mcosαy=msin烅烄烆α(m为参数),代入椭圆方程,整理得(3cos2α+t sin2α)m2-6tcosα·m=0,所以AM=6tcosα3cos2α+t sin2α.因为MA⊥NA,故直线AN的倾斜角为α+π2,同理可得:AN=6tcos(α+π2)3cos2(α+π2)+t sin2(α+π2)=6tsinα3sin2α+t cos2α.由2 AM=AN,k=tanα,代入化简得t=6k2-3kk3-2.又因为椭圆E:x2t+y23=1的焦点在x轴上,所以t>3,即6k2-3kk3-2>3,解得3槡2<k<2.所以,k的取值范围是(3槡2,2).评注 本题属于圆锥曲线试题,常规思路是利用直角坐标直接求解,过程比较复杂.利用直线的参数方程来求解本题,使问题的求解过程变得简洁.三、利用极坐标中ρ的几何意义求有关距离或相关问题我们知道,极坐标中的ρ为极径,表示曲线上一点与原点O之间的距离,因此,与原点O有关的距离、面积等问题都可考虑运用极坐标中ρ的几何意义来解决,这是一种有效的解题策略,很多时候比化为直角坐标运算更简便.例8 (2015年高考全国卷Ⅱ)在直角坐标系xOy中,曲线C1:x=tcosα,y=tsinα{,(t为参数,t≠0),其中0≤α<π,在以O为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C2:ρ=2sinθ,曲线C3:ρ=2 槡3cosθ.(Ⅰ)求C2与C1的交点的直角坐标;(Ⅱ)若C2与C1相交于点A,C3与C1相交于点B,求AB的最大值.分析 (Ⅰ)可将曲线C2与C1的极坐标方程化为直角坐标方程后联立求交点的直角坐标,也可以直接联立极坐标方程求得交点的极坐标,再化为直角坐标;(Ⅱ)分别联立C2与C1、C3与C1的极坐标方程,求得A,B的极坐标,由极径的概念用α表示出AB,转化为求关于α的三角函数的最大值.解 (Ⅰ)曲线C2的直角坐标方程为x2+y2-2y=0,曲线C3的直角坐标方程为x2+y2 -槡2 3x=0.联立两方程解得:x1=0,y1=0烅烄烆,x2=槡32,y2=32烅烄烆,所以,C2与C1的交点的直角坐标为(0,0)和(槡32,32).(Ⅱ)曲线C1的极坐标方程为θ=α(ρ∈R,ρ≠0),其中0≤α<π.于是可得:点A的极坐标为(2sinα,α),点B的极坐标为(槡2 3cosα,α).所以AB=2sinα-槡2 3cosα=4|sin(α-π3)|,又0≤α<π,所以,当α=5π6时,AB取得最大值,最大值为4.评注 如果用直角坐标来处理本题,计算量较大.例9 (2016年全国卷Ⅱ理科第23题)在直线坐标系xOy中,圆C的方程为(x+6)2+y2=25.(Ⅰ)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求C的极坐标方程;(Ⅱ)直线l的参数方程是x=tcosα,y=tsinα{,(t为参数),l与C交于A,B两点,|AB|=槡10,求l的斜率.分析 (Ⅰ)利用ρ2=x2+y2,x=ρcosθ可得C的极坐标方程;(Ⅱ)先将直线l的参数方程化为极坐标方程,再利用弦长公式可求得l的斜率.解 (Ⅰ)由x=ρcosθ,y=ρsinθ可得C的极坐标方程ρ2+12ρcosθ+11=0.(Ⅱ)在(Ⅰ)中建立的极坐标系中,直线l的极坐标方程为θ=α(ρ∈R),与C的极坐标方程联立得ρ2+12ρcosα+11=0.设点A,B所对应的极径分别为ρ1,ρ2,则ρ1+ρ2=-12cosα,ρ1ρ2=11,所以|AB|=|ρ1-ρ2|=(ρ1+ρ2)2-4ρ1ρ槡2=144cos2α-槡44.又|AB|=槡10,所以144cos2α-槡44 =槡10,解得cos2α=38,故tanα=±槡153,所以,直线l的斜率为槡153或-槡153.例10 (2015年高考全国卷Ⅰ理科第23题)在直角坐标系xOy中,直线C1:x=-2,圆C2:(x-1)2+(y-2)2=1,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.(Ⅰ)求C1,C2的极坐标方程;(Ⅱ)若直线C3的极坐标方程为θ=π4(ρ∈R),设C2与C3的交点为M,N,求△C2MN的面积.分析 (Ⅰ)根据公式x=ρcosθ,y=ρsinθ,x2+y2=ρ2即可求得C1,C2的极坐标方程;(Ⅱ)联立直线C3和圆C2的极坐标方程得到关于ρ的方程,可求得MN,进而可求出△C2MN的面积.解 (Ⅰ)因为x=ρcosθ,y=ρsinθ,所以,可求得:C1的极坐标方程为ρcosθ=-2,C2的极坐标方程为ρ2-2ρcosθ-4ρsinθ+4=0.(Ⅱ)将C3的极坐标方程θ=π4代入C2的极坐标方程ρ2-2ρcosθ-4ρsinθ+4=0,得ρ2 -槡3 2ρ+4=0,解得ρ1=槡2 2,ρ2=槡2,所以,MN=ρ1-ρ2=槡2.又因为C2的半径为1,∠C2MN=π4,所以△C2MN的面积为S=12×槡2×1×sinπ4=12.评注 过坐标原点、倾斜角为θ0的直线的极坐标方程为θ=θ0,其上两点P(ρ1,θ0),Q(ρ2,θ0)间的距离为PQ=ρ1-ρ2.【一点感悟】参数方程和极坐标虽然是选考内容,也应得到充分的重视,如果能够将它们和普通方程有机联系,相互补充,可以优化解题思路,简化计算过程,减少运算量,提高解题的效率.。
1.曲线的极坐标方程.(1) 极坐标系:一般地,在平面上取一个定点O,自点 O引一条射线Ox,同时确立一个长度单位和计算角度的正方向( 往常取逆时针方向为正方向) ,这样就成立了一个极坐标系.此中,点O称为极点,射线 Ox 称为极轴.(2)极坐标 ( ρ,θ ) 的含义:设 M 是平面上任一点,ρ表示OM的长度,θ表示以射线Ox 为始边,射线OM为终边所成的角.那么,有序数对( ρ,θ) 称为点 M的极坐标.明显,每一个有序实数对 ( ρ,θ) ,决定一个点的地点.此中ρ 称为点M的极径,θ称为点M的极角.极坐标系和直角坐标系的最大差别在于:在直角坐标系中,平面上的点与有序数对之间的对应关系是一一对应的,而在极坐标系中,关于给定的有序数对 ( ρ,θ) ,能够确立平面上的一点,可是平面内的一点的极坐标却不是独一的.(3) 曲线的极坐标方程:一般地,在极坐标系中,假如平面曲线 C 上的随意一点的极坐标知足方程f( ρ,θ ) = 0,而且坐标合适方程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.直线的极坐标方程.(1) 过极点且与极轴成φ 0角的直线方程是θ=φ 0和θ=π-φ 0,以下列图所示.(2) 与极轴垂直且与极轴交于点(a , 0) 的直线的极坐标方程是ρ cosθ=a,以下列图所示.(3) 与极轴平行且在x 轴的上方,与 x 轴的距离为 a 的直线的极坐标方程为ρsinθ=a,以下列图所示.3.圆的极坐标方程.(1)以极点为圆心,半径为 r 的圆的方程为ρ= r ,如图 1 所示.(2)圆心在极轴上且过极点,半径为r 的圆的方程为ρ= 2rcos_ θ,如图 2 所示.(3) 圆心在过极点且与极轴成πr 的圆的方程为ρ 2rsin_ θ,2的射线上,过极点且半径为如图 3 所示.若极点在原点且极轴为x 轴的正半轴,则平面内随意一点M 的极坐标 M(ρ,θ ) 化为平面直角坐标 M(x , y) 的公式以下:x =ρ cos θ, 2+ y 2, tan θ= y,或许 ρ= xy =ρ sin θx 此中要联合点所在的象限确立角 θ 的值.1.曲线的参数方程的定义.在平面直角坐标系中,假如曲线上随意一点的坐标 x , y 都是某个变数 t 的函数,即x = f ( t ),M(x , y) 都在这条曲线上,而且关于 t 的每一个同意值,由方程组所确立的点y = g ( t ),那么方程组就叫做这条曲线的参数方程,联系 x , y 之间关系的变数 t 叫做参变数,简称参数.2.常有曲线的参数方程.(1) 过定点 P(x 0, y 0) ,倾斜角为 α 的直线:x =x 0 + tcos α,y =y 0 + tsin(t 为参数 ) ,α此中参数 t 是以定点 P(x , y ) 为起点,点 M(x , y) 为终点的有向线段PM 的数目,又称为点 P 与点 M 间的有向距离.依据 t 的几何意义,有以下结论:①设 A , B 是直线上随意两点,它们对应的参数分别为t A 和 t B ,则 |AB| = |t B - t A | =( t B + t A ) 2-4t A · t B ;t A + t B②线段 AB 的中点所对应的参数值等于.2(2) 中心在 P(x 0, y 0) ,半径等于 r 的圆:x =x 0+ rcos θ, ( θ 为参数 )y =y 0+ rsinθ(3) 中心在原点,焦点在 x 轴 ( 或 y 轴 ) 上的椭圆:x =acos θ,x = bcos θ, y =bsin( θ 为参数 ) 或.θy = asin θx = x 0+ acos α, 中心在点 P(x 0,y 0) ,焦点在平行于x 轴的直线上的椭圆的参数方程为y = y 0+ bsin α( α 为参数 ) .(4) 中心在原点,焦点在 x 轴 ( 或 y 轴 ) 上的双曲线:x =asec θ,x = btan θ, y =btan ( θ 为参数 ) 或.θy = asec θ(5) 极点在原点,焦点在 x 轴的正半轴上的抛物线:x =2p ,(t 为参数, p>0) .y =2p1注: sec θ= cos θ .3.参数方程化为一般方程.由参数方程化为一般方程就是要消去参数,消参数时经常采纳代入消元法、加减消元法、乘除消元法、三角代换法,消参数时要注意参数的取值范围对x , y 的限制.1.已知点 A 的极坐标为5π,则点 A 的直角坐标是 (2 ,- 2 3) .4,3π2.把点 P 的直角坐标 ( 6,- 2) 化为极坐标,结果为2 2,-6 .3.曲线的极坐标方程ρ= 4sin θ化为直角坐标方程为x 2+ (y -2) 2= 4.ππ4.以极坐标系中的点 1, 6 为圆心、1 为半径的圆的极坐标方程是 ρ= 2cos θ- 6 .5.在平面直角坐标系xOy 中,若直线 l :x = t ,为参数 ) 过椭圆 C :x = 3cos θ, (t y = 2sin θy = t -a( θ 为参数 ) 的右极点,则常数a 的值为 3.x = t ,x = 3cos θ, x 2 y 2分析: 由直线 l : y = t -a , 得 y = x - a. 由椭圆 C :y = 2sin θ, 得 9 = 4 = 1. 因此椭圆 C 的右极点为 (3 ,0) .由于直线 l过椭圆的右极点,因此0= 3- a ,即 a =3.一、选择题1.在平面直角坐标系xOy 中,点 P 的直角坐标为 (1 ,-3) .若以原点 O 为极点, x轴正半轴为极轴成立极坐标系,则点P 的极坐标能够是 ( C)A. 1,- πB. 2, 4π3 3π4πC. 2,- 3D. 2,- 32.若圆的方程为x = 2cos θ, x = t +1, y = 2sin ( θ 为参数 ) ,直线的方程为(t 为参数 ) ,则θ y = t -1直线与圆的地点关系是( B)A .相离B .订交C .相切D.不可以确立3.以平面直角坐标系的原点为极点,x 轴的正半轴为极轴,成立极坐标系,两种坐标x = t +1,系中取同样的长度单位,已知直线l 的参数方程是 (t 为参数 ) ,圆 C 的极坐标方y = t -3程是 ρ= 4cos θ,则直线 l 被圆 C 截得的弦长为 ( D)A. 14B .2 14C. 2D.2 2分析: 由题意可得直线和圆的方程分别为x -y - 4= 0,x 2+y 2= 4x ,因此圆心 C(2,0) ,半径 r = 2,圆心 (2 ,0) 到直线 l 的距离 d = 2,由半径,圆心距,半弦长组成直角三角形,解得弦长为 2 2.l 均分圆 C :(x - 2) 2+ (y - 1) 2=1,则直线 l 与圆 O : x =3cosθ,( θy = 3sin θ为参数 ) 的地点关系是 ( A)A .订交B .相切C .相离D.过圆心分析: 动直线 l 均分圆 C :(x - 2) 2+ (y - 1) 2= 1,即圆心 (2 ,1) 在直线 l 上,又圆 O :x = 3cosθ,的一般方程为 x 2+ y 2= 9 且 22+ 12<9,故点 (2 , 1) 在圆 O 内,则直线 l 与圆 Oy = 3sin θ的地点关系是订交.二、填空题5.在平面直角坐标系 xOy 中,已知曲线y=sinθ- 2,C 的参数方程是( θ是参数 ) ,x= cosθ若以 O为极点,x 轴的正半轴为极轴,则曲线 C的极坐标方程可写为ρ2+4ρ sin_ θ+ 3= 0.分析:在平面直角坐标系y= sinθ- 2,y+2= sin θ,xOy 中,( θ是参数 ) ,∴根x= cos θx=cos θ .据 sin 2θ+ cos 2θ= 1,可得 x2+(y + 2) 2=1,即 x2+ y2+ 4y+3=0. ∴曲线 C 的极坐标方程为ρ2+4ρ sin θ+ 3=0.x= 2cos θ,6.在平面直角坐标系中圆 C 的参数方程为 ( θ为参数 ) ,以原点 O为极y= 2+ 2sin θπ点,以 x 轴的正半轴为极轴成立极坐标系,则圆C的圆心的极坐标为2,2.三、解答题17.求极点到直线2ρ=π ( ρ∈ R)的距离.sinθ+4分析:由 2 ρ=1sinπ ? ρ sin θ+ρ cos θ= 1? x+ y=1,θ+4|0 +0-1|2故d=12+12=2.8.极坐标系中, A 为曲线ρ2+2ρ cos θ- 3=0 上的动点, B 为直线ρ cos θ+ρ sinθ- 7= 0 上的动点,求|AB| 的最小值.x= cos θ,9.(2015 ·大连模拟) 曲线 C1的参数方程为( θ为参数 ) ,将曲线 C1上全部y= sinθ点的横坐标伸长为本来的 2 倍,纵坐标伸长为本来的3倍,获得曲线C2. 以平面直角坐标系xOy 的原点 O为极点, x 轴的正半轴为极轴,取同样的单位长度成立极坐标系,已知直线l :ρ(cos θ- 2sinθ)= 6.(1)求曲线 C2和直线 l 的一般方程;(2)P 为曲线 C2上随意一点,求点P 到直线 l 的距离的最值.分析: (1)由题意可得 C 的参数方程为x= 2cosθ,x2y2y= 3sinθ(θ为参数 ) ,即 C :4+3= 1,22直线 l :ρ(cosθ- 2sin θ ) = 6 化为直角坐标方程为x- 2y- 6= 0.(2) 设点 P(2cosθ, 3sin θ ) ,由点到直线的距离公式得点P 到直线 l的距离为|2cosθ- 23sinθ- 6|d=56+ 43sin1θ- cos θ=2256+ 4sin θ-π=655π=56+ 4sin θ-6.2525因此5≤ d≤ 25,故点 P 到直线 l的距离的最大值为25,最小值为 5.10.已知在直角坐标系xOy 中,曲线 C 的参数方程为x= 1+4cosθ,y= 2+4sin ( θ为参数 ) ,θπ直线 l 经过定点P(3, 5) ,倾斜角为 3 .(1)写出直线 l 的参数方程和曲线 C 的标准方程.(2)设直线 l 与曲线 C 订交于 A, B 两点,求 |PA| ·|PB| 的值.x= 1+4cos θ,2分析: (1) 由曲线 C 的参数方程( θ为参数 ) ,得一般方程为 (x - 1)y= 2+ 4sin θ+(y - 2) 2= 16,即 x2+ y2- 2x- 4y =11= 0.1x= 3+ t ,π2直线 l 经过定点 P(3 , 5) ,倾斜角为3,直线的参数方程为3(t 是参数 ) .y= 5+2 t(2)将直线的参数方程代入 x2+ y2- 2x-4y - 11=0,整理,得 t 2+ (2 +3 3)t - 3= 0,设方程的两根分别为 t 1, t 2,则 t 1t 2=- 3,由于直线 l 与曲线 C 订交于 A, B 两点,因此 |PA| · |PB| = |t 1t 2| =3.。
第7讲 极坐标与参数方程专题复习(学生版)【基础知识】一.平面直角坐标系中的伸缩变换:设点(,)P x y 在变换ϕ://,(0),(0)x x y y λλμμ⎧=>⎪⎨=>⎪⎩的作用下对应到点///(,)P x y ,则称ϕ为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换,简称伸缩变换。
二.极坐标知识点1.极坐标系的概念:在平面内取一个定点O ,从O 引一条射线Ox ,选定一个单位长度以及计算角度的正 方向(通常取逆时针方向为正方向),这样就建立了一个极坐标系,O 点叫做极点,射线Ox 叫做极轴.①极点;②极轴;③长度单位;④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. 2.极坐标与直角坐标的互化: 三.参数方程知识点1.参数方程的概念:在平面直角坐标系中,若曲线C 上的点满足,该方程叫曲线C 的参数方程,变量t 是参变数,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.曲线的参数方程(1)圆的参数方程可表示为.(2)椭圆的参数方程可表示为.(3)抛物线的参数方程可表示为. (4)经过点,倾斜角为的直线的参数方程可表示为(为参数).注意:t 的几何意义3.在建立曲线的参数方程时,要注明参数及参数的取值范围。
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. 规律方法指导:1.把参数方程化为普通方程,需要根据其结构特征,选取适当的消参方法. 常见的消参方法有:(,)P x y ()()x f t y f t =⎧⎨=⎩222)()(r b y a x =-+-)(.sin ,cos 为参数θθθ⎩⎨⎧+=+=r b y r a x 12222=+b y a x )0(>>b a )(.sin ,cos 为参数ϕϕϕ⎩⎨⎧==b y a x px y 22=)(.2,22为参数t pt y pt x ⎩⎨⎧==),(o o O y x M αl ⎩⎨⎧+=+=.sin ,cos o o ααt y y t x x t y x , )0(n t ,sin ,cos ,222≠===+=x xya y x y x θθρθρρ代入消法 ;加减消参;平方和(差)消参法;乘法消参法;比值消参法;利用恒等式消参法;混合消参法等. 2.把曲线的普通方程化为参数方程的关键:一是适当选取参数;二是确保互化前后方程的等价性, 注意方程中的参数的变化范围。
极坐标及参数方程知识点及例题一、极坐标知识点1.极坐标系的概念:在平面内取一个定点 O,从 O 引一条射线 Ox,选定一个单位长度以及计算角度的正方向 (通常取逆时针方向为正方向 ),这样就建立了一个极坐标系, O 点叫做极点,射线 Ox 叫做极轴①极点;②极轴;③长度单位;④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 .2.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 )(k Z) 表示同一个点。
极点O 的坐标为(0, )( R ) .3.极坐标与直角坐标的互化:(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2 x2 y 2 , x cos ,y sin , tan y( x 0) x4.曲线的极坐标方程:1.直线的极坐标方程:若直线过点M ( 0 , 0 ) ,且极轴到此直线的角为,则它的方程为:sin()0 sin(0)几个特殊位置的直线的极坐标方程( 1)直线过极点(2)直线过点M(a,0)且垂直于极轴(3)直线过M (b,) 且平2 行于极轴方程:( 1)(R )或写成及(2)cos a(3)ρsinθ=b2.圆的极坐标方程: 若圆心为 M ( 0 , 0 ) ,半径为 r 的圆方程为:22 0 cos()2 r 2几个特殊位置的圆的极坐标方程( 1)当圆心位于极点, r 为半径 (2)当圆心位于 C (a,0) (a>0),a 为半径 ( 3) 当圆心位于 C(a,) (a 0) , a 为半径2 方程: (1) r (2)2acos (3)2asin5.在极坐标系中, (0) 表示以极点为起点的一条射线;(R)表示过极点的一条直线 .极坐标方程典型例题考点一 极坐标与直角坐标的互化1.点 M 的直角坐标是 ( 1, 3) ,则点 M 的极坐标为( )A . (2,)B . (2,)C .(2,2)D . (2, 2k),( k Z) 33332.点 2, 2 的极坐标为。
坐标系与参数方程极坐标与直角坐标的互化:直线相对于极坐标系的几种不同的位置方程的形式分别为: ⑴0ϕθ= ⑵θρcos a = ⑶θρcos a-= ⑷θρsin a =⑸θρsin a-= ⑹)cos(ϕθρ-=a对应图形如下:ϕθ=θρcos a=θρcos a -=θρsin a=图4θρsin a -=图5)cos(ϕθρ-=a圆相对于极坐标系的几种不同的位置方程的形式分别为)0(>a :⑴a =ρ ⑵θρcos 2a = ⑶θρcos 2a -= ⑷θρsin 2a = ⑸ θρsin 2a -= ⑹)cos(2ϕθρ-=a对应图形如下:2.常见曲线的参数方程如下:(1)过定点(x 0,y 0),倾角为α的直线:ααsin cos 00t y y t x x +=+= (t 为参数)其中参数t 是以定点P (x 0,y 0)为起点,对应于t 点M (x ,y )为终点的有向线段PM 的数量,又称为点P 与点M 间的有向距离.(2)中心在(x 0,y 0),半径等于r 的圆:θθsin cos 00r y y r x x +=+= (θ为参数)(3)中心在原点,焦点在x 轴(或y 轴)上的椭圆:θcos a x =θcos b x =θρcos 2a =图2θρsin 2a =图4θρsin 2a -=M图5θρcos 2a -=a=ρ图1)cos(2ϕθρ-=a 图6(4)顶点在原点,焦点在x 轴正半轴上的抛物线:pty pt x 222== (t 为参数,p >0)2.若直线的参数方程为12()23x tt y t=+⎧⎨=-⎩为参数,则直线的斜率为( ). A .23 B .23- C .32 D .32-3.参数方程()2()t t t tx e et y e e --⎧=+⎪⎨=-⎪⎩为参数的普通方程为__________________. .实践练习:1.直线⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=-=t y t x 211233(t 为参数)的倾斜角是2.方程⎩⎨⎧+=+-=ααsin 3cos 1t y t x (t 为非零常数,α为参数)表示的曲线是 ( )3.直线12()2x tt y t =+⎧⎨=+⎩为参数被圆229x y +=截得的弦长为( ). A.125 B C D .4.已知直线l 过定点3(3,)2P --与圆C :5cos ()5sin xy θθθ=⎧⎨=⎩为参数相交于A 、B 两点.求:(1)若||8AB =,求直线l 的方程;(2)若点3(3,)2P --为弦AB 的中点,求弦AB 的方程..5.已知直线;l :⎩⎨⎧+=--=t y t x 4231与双曲线(y-2)2-x 2=1相交于A 、B 两点,P 点坐标P(-1,2)。
极坐标与参数方程知识点、题型总结知识点和题型总结:一、伸缩变换伸缩变换是指点P(x,y)在变换作用下对应到点P'(x',y'),其中x' = λx (λ。
0),y' = μy (μ。
0)。
这个变换称为伸缩变换。
二、极坐标和直角坐标的转换1、极坐标定义在平面上,点M的极坐标表示为(ρ,θ),其中ρ表示OM 的长度,θ表示∠MOx的角度,且θ∈[0,2π),ρ≥0.点P的直角坐标为(x,y),极坐标为(ρ,θ)。
2、直角坐标转换为极坐标x = ρcosθ,y = ρsinθ。
3、极坐标转换为直角坐标ρ = √(x²+y²),tanθ = y/x (x≠0),x = ρcosθ,y = ρsinθ。
4、直线和圆的极坐标方程方法一:先求出直角坐标方程,再把它化为极坐标方程。
方法二:1)若直线过点M(ρ,θ),且极轴到此直线的角为α,则它的方程为:ρsin(θ-α) = ρsin(θ-α)。
2)若圆心为M(ρ,θ),半径为r的圆方程为ρ²-2ρrcos(θ-θ)+ρ²-r² = 0.三、参数方程1、参数方程的概念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,且对于t的每一个允许值,由这个方程所确定的点M(x,y)都在这条曲线上,那么这个方程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、常见曲线的参数方程1)直线的标准参数方程过定点(x,y),倾角为α的直线:x = x+tcosα,y = y+tsinα (t为参数)。
其中参数t的几何意义是点P(x,y),点M对应的参数为t,则PM = |t|。
直线上P1,P2对应的参数是t1,t2.|P1P2| = |t1-t2| = √((x1-x2)²+(y1-y2)²)。
高考数学极坐标与参数方程题型归纳一、极坐标题型1.圆的极坐标方程圆的极坐标方程为r=a,其中a为常数。
题目中常常给出一个圆的直角坐标方程,要求将其转化为极坐标方程。
2.同一直线与圆的极坐标方程给定一条直线的极坐标方程,如$r=k\\theta$,同时给出一个与该直线相交于两点的圆的极坐标方程,求该圆的半径和圆心的极坐标。
3.圆内切于另一圆与直线的极坐标方程给定一个圆的极坐标方程,要求找出与该圆相切的另一个圆和直线的极坐标方程。
4.线段与圆的极坐标方程给定一段线段的两个端点的极坐标和长度,要求求出与该线段相切的圆的极坐标方程。
二、参数方程题型1.直线的参数方程给定一条直线的直角坐标方程,要求将其转化为参数方程形式。
2.圆的参数方程给定一个圆的直角坐标方程,要求将其转化为参数方程形式。
3.曲线方程的参数化表示给定一个曲线的直角坐标方程,要求将其转化为参数方程形式。
三、极坐标与参数方程的转换题型1.极坐标转换为参数方程给定一个极坐标方程,要求将其转化为参数方程形式。
2.参数方程转换为极坐标给定一个参数方程,要求将其转化为极坐标方程形式。
四、解析法求参数方程的题型1.螺线的参数方程给定一个螺线的解析方程,要求求出其对应的参数方程。
2.抛物线的参数方程给定一个抛物线的解析方程,要求求出其对应的参数方程。
3.椭圆的参数方程给定一个椭圆的解析方程,要求求出其对应的参数方程。
五、参数方程与直角坐标系之间的关系1.参数方程的直角坐标系方程给定一个参数方程,要求将其转化为直角坐标系方程。
2.直角坐标系方程的参数方程给定一个直角坐标系方程,要求将其转化为参数方程。
以上是高考数学中关于极坐标与参数方程的常见题型归纳。
掌握了这些题型的解题方法和转换技巧,就能够更好地应对高考数学中的相关题目。
在解题时,可以根据题目给出的信息选择合适的坐标系,利用相应的公式和性质进行计算,从而得出准确的答案。
希望同学们通过对这些题型的学习和练习,能够在高考中取得优异的成绩!。