过极点,倾斜角为a的直线
⑴日=g(PeR或日=兀+ot(PER)
(2)9=a(P>0或日=兀+口(PZ0)
过点(a,0),与极轴垂直的直线
1
O|(u.O)
(3131、
Pcos日=a—一<0<—i
<22丿
(兀)
过点a,—|,与极轴平行的直'、、2丿
线
()
(叭¥)
1—
・•X
PsinB=a(0cB<兀:
注:
由于平面上点的极坐标的表示形式不唯一,即几二,匚2二•v,-几二•v,-匚-二•v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P=^点M—A[可以表示为<44;
p=e.
二、参数方程
i•参数方程的概念
「X=f(t)
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」①,并且对
』=g(t)
于t的每一个允许值,由方程组①所确定的点Mx,y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•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x,y中的一个与参数t的关系,例如x=ft,把它代入普通方程,求出另一个变数与参数
的关系y=g(t),那么丿''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(x,y)的取
y=g(t)
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,设圆0的半径为r,点M从初始位置Mo出发,按逆时针方向在圆O上作匀速圆周运动,设
x=rcos日
M(x,y),则丿(占为参数)。
这就是圆心在原点0,半径为r的圆的参数方程,其中6的几何意
y=rsin日
2d22
义是OM。
转过的角度。
圆心为a,b,半径为r的圆的普通方程是x-a,y-b二r2,
x—a+rcos日
它的参数方程为:
」(日为参数L
y=b+rsin。
4•椭圆的参数方程
22
以坐标原点O为中心,焦点在X轴上的椭圆的标准方程为牛•爲=1ab0其参数方程为
a2b2
x=acos®
严为参数),其中参数®称为离心角;焦点在y轴上的椭圆的标准方程是
y=bsin®
-/
22-bcosq)
岭十务=1(a>b>0)其参数方程为」茁W为参数)其中参数申仍为离心角,通常规定参数弟的
ab』=asin®
范围为0,2二。
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等外(即在0到2二的范围内),在其他任何一点,两个
n_n
角的数值都不相等。
但当0_〉-—时,相应地也有0--一,在其他象限内类似。
22
5.双曲线的参数方程
xasec【P—_
二(申为参数),其中®乏b,2兀且®式冬严式一。
y=btan®22
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
7.直线的参数方程
注:
直线参数方程中参数的几何意义:
过定点M0x0,y0,倾斜角为:
•的直线I的参数方程为
X=X0+tCOS。
j」
(t为参数),其中t表示直线I上以定点M°为起点,任一点M(x,y)为终点的有向线段y=y0+tsin。
M°M的数量,当点M在M°上方时,t>0;当点M在M°下方时,tv0;当点M与M°重合时,t=0。
我们也可以把参数t理解为以M°为原点,直线I向上的方向为正方向的数轴上的点M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
X=3x
〖例〗在同一平面直角坐标系中,已知伸缩变换①:
丿/
2y=y
(1)求点A-,-2经过申变换所得的点A的坐标;
<3/
1
(2)点B经过'变换得到点B(3,2),求点B的坐标;
(3)求直线1:
y=6x经过,变换后所得到直线的「方程;
2
C:
X2丄=1
(4)求双曲线64
经过「变换后所得到曲线C•的焦点坐标。
(二)极坐标与直角坐标的互化
兀5兀
A(2=),B(2,—)
〖例2〗在极坐标系中,如果44为等边二角形ABC的两个顶点,求顶点C的极坐标
(「_0,0:
:
「:
:
2二)。
(三)求曲线的极坐标方程
〖例〗已知P,Q分别在/AOB的两边0A,OB上,/AOB=—,“POQ的面积为8,求PQ中点M的3
极坐标方程。
(四)极坐标的应用
〖例〗如图,点A在直线x=4上移动,"OPA为等腰直角三角形,"OPA的顶角为/OPA(O,P,A依次按顺时针方向排列),求点P的轨迹方程,并判断轨迹形状。
二、参数方程
(一)把参数方程化为普通方程
x=-4+cosf,rx=8cos3;
1例〗已知曲线cl:
2=3+別毗(t为参数),c】:
»=%皿8,(0为参数)。
(1)化c一,c_的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线;
(2)若C-上的点P对应的参数为t,Q为C-上的动点,求中点T至煩线
2
x=^2t
(t为参数)距离的最小值。
y=_2廿
(二)椭圆参数方程的应用
X+h_]
在平面直角坐标系门「中,点匚办二是椭圆-■
上的一个动点,求
的最大值
解答:
(三)直线参数方程的应用
〖例〗过点「一川‘作倾斜角为;;的直线与曲线":
'■I交于点3',求二':
|的值及相应
的“的值。
解析:
(四)圆的参数方程的应用
〖例〗已知曲线C的参数方程是
(1)求曲线C的普通方程;
(2)求弦AB的垂直平分线的方程(3)求弦AB的长
【感悟高考真题】
1•在极坐标系中,点(2,3)到圆^=2C0^的圆心的距离为()
^4+兀2/H2
(A)2(B):
9(C)19(D)"3
2.在极坐标系中,圆'二~2sin的圆心的极坐标是()
JlH
(A)2(B)''2(C)(1,°)(D)(1「)
X=COSG
3.在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为"引,(<x为参数).在极坐标系(与直角坐标系xOy有相同的长度单位,且以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴)中,曲线C2的方程为
p(cos日-sin日)+1=0,则C1与C2的交点个数为
x=2cosa
4.直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为』F3sinCt(。
为参数)•在极坐标系(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轴正半轴为极轴)中,曲线C2的方程为
p(cos-sin日)+1=0,则G与C2的交点个数为
轴正半轴建立直角坐标系,则该曲线的直角坐标方程为
"x=3+cosG
x=2cos二
12.(2011新课标全国高考理科
•T23)在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为22sin'(?
uuvuuuv
为参数)M是C1上的动点,P点满足OP=2°M,P点的轨迹为曲线C2(I)求C2的方程
Q=-
(n)在以O为极点,x轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线3与C1的异于极点的交点为A,与C2
的异于极点的交点为B,求
13.(2011新课标全国高考文科-T23)在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为
x=2cos:
uuvuuu
y二2•2SIn〉(:
.为参数)M是C1上的动点,P点满足OP=20M,P点的轨迹为曲线C2
(I)求C2的方程
e=-
(n)在以O为极点,x轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线3与C1的异于极点的交点为A,与C2
14.(2011•辽宁高考理科・T23)(本小题满分10分)(选修4-4:
坐标系与参数方程)在平面直角坐标系
xOy中,曲线C1的参数方程为
—豐申为参数)
』=si,曲线C2的参数方程为
X=acos;(aAb>0,®为参数)
.y^bsin,.在以o为极点,x轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线1:
9=a与
n
C1,C2各有一个交点.当a=0时,这两个交点间的距离为2,当a=2时,这两个交点重合.
(I)分别说明C1,C2是什么曲线,并求出a与b的值;
nn
(II)设当〉=4时,I与C1,C2的交点分别为A1,B1,当a=-4时,I与C1,
C2的交点为A2,B2,求四边形A1A2B2B1的面积.
15.极坐标P=C°s^和参数方程•y二2V(t为参数)所表示的图形分别是(D)
A.直线、直线B.直线、圆C.圆、圆D.圆、直线
16.极坐标方程(p-1)=(p-0)表示的图形是
(A)两个圆(B)两条直线(C)一个圆和一条射线(D)一条直线和一条射线
17.在极坐标系(p9)(0<9<2)中,曲线p=sin日与pc°s^=一1的交点的极坐标为.
18.已知P为半圆C:
丿(日为参数,°兰日兰71)上的点,点A的坐标为(1,0),O为坐标原点,
y=sin日
点M在射线OP上,线段OM与C的弧AP的长度均为一。
3
(I)以O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,求点M的极坐标;
(II)求直线AM的参数方程。
【考点模拟演练】
一、选择题
二、填空题
0=6截圆p=2cos
12.直线2x+3y—1=0经过变换可以化为6x+6y—1=0,则坐标变换公式是
X二t
13.(皖南八校2011届高三第二次联考)已知平面直角坐标系xOy内,直线I的参数方程式为・y=t一2(t
P=2罷sin(日+工)为参数),以Ox为极轴建立极坐标系(取相同的长度单位),圆C的极坐标方程为4,
则直线I的圆C的位置关系是。
X=x0+tcos日
14.已知曲线的参数方程为y=y°+tsinH汾别以t和°为参数得到两条不同的曲线,这两条曲线公共点个数
为.
15.已知2x2+3y2-6x=0(x,y€R),则x2+y2的最大值为.
16.从极点O作直线与另一直线I:
'cos*4相交于点M,在OM上取一点P,使OM•OP=12,则点P的轨迹方程为.
三、解答题
17.在极坐标系中,已知圆
C的圆心C®n,半径r=3,
(1)求圆C的极坐标方程;
⑵若Q点在圆C上运动,
P在OQ的延长线上,且|OQ|:
|QP|=3:
2,求动点
P的轨迹方程.
18.在极坐标系中,直线
n
l的极坐标方程为9=3(PR),以极点为原点,极轴为
x轴的正半轴建立平面直
x=2cosa
角坐标系,曲线C的参数方程为(a为参数),求直线I与曲线C的交点P的直角坐标.
y=1+cos2a