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1、曲 線 的 極 坐 標(biāo) 方 程 52 曲線的極坐標(biāo)方程 在極坐標(biāo)系中,用,=0表示曲線的方程 。 一些基本曲線的方程: =r =0 (0) =0 (R) o x o x 0 0r o ox xo P P(2, P(,2/3 = 2 = 23 o ooo xxxxc(a,0)c(a,/2)c(a,)c(a,-/2) P(,)P(,) P(,)P(,) =2acos =2acos( -)= -2acos =2acos( -3/2)= -2asin =2asin xxxx P(,)P(,)P(,)P(,)o ooo aaaa =asec=acsc=asec(-3/2)=-acsc=asec(- )=
2、 -asec )c(0,0)raP(,)P(,)余弦定理r2= 2+02- 2 0cos(-0)正弦定理 = sin(-) asin(-) = asinsin(-)oo xx P47 三種圓錐曲線的統(tǒng)一的極坐標(biāo)方程 動點(diǎn)M到定點(diǎn)(焦點(diǎn))F與到定直線(準(zhǔn)線)L的 距離的比為e,求點(diǎn)M的極坐標(biāo)方程。 分析:以焦點(diǎn)F為極點(diǎn), 如圖建立極坐標(biāo)系。F到L 的離|FK|=p,M,為軌 軌上的任一點(diǎn)。 把條件 = e,用極坐標(biāo)表示=e 解出 = K FH M(,)x|MF|MH | P+cosep1-ecos 上述方程統(tǒng)一表示橢圓、雙曲線、拋物線 FL xL F x xFL當(dāng)0e1時(shí),方程表示橢圓,F(xiàn)是左焦
3、點(diǎn),L是左準(zhǔn)線。當(dāng)1e時(shí),方程表示雙曲線,F(xiàn)是右焦點(diǎn),L是右準(zhǔn)線。當(dāng)e=1時(shí),方程表示拋物線,F(xiàn)是焦點(diǎn),L是準(zhǔn)線,開口向右。 圓錐曲線極坐標(biāo)方程的應(yīng)用 例 5 (1) 以拋物線y2=5x的焦點(diǎn)為極點(diǎn),對稱軸 向右的方向?yàn)闃O軸的正方向,且x軸與極軸的 長度單位相同,求拋物線的極坐標(biāo)方程。 分析:設(shè)所求的拋物線的極坐標(biāo)方程為 = ,基中e=1,p是焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離,p= ,代入上式得所求的拋物線 = = ep1-ecos521- cos1 25 2- 2cos5 (2) 以橢圓 + = 1的左焦點(diǎn)為極點(diǎn),長軸 向右的方向?yàn)闃O軸的正方向,且x軸與極軸的長度單位相同,求橢的極坐標(biāo)方程。 分析:根據(jù)已知
4、條件,可設(shè)所求的橢圓的極 坐標(biāo)方程為 = ,由橢圓的直角坐標(biāo) 方程求得 a=5,b=4,c=3,e= , p= -3+ = ,代入上式 = = x2 y21625 ep1-ecos 35325 316 3/5 16/31-3/5cos165-3cos 例 6 通過拋物線y2=8x的焦點(diǎn)F,作一條傾斜角為/4的直線,交拋物線于A、B兩點(diǎn),求 焦點(diǎn)弦|AB|的值。 分析:可用以往學(xué)過 的方法求焦點(diǎn)弦的長。也可建立極坐標(biāo)系解決。 點(diǎn)F為極點(diǎn),x軸正半軸 為極軸,它的極坐標(biāo)方程為 = , 1= ,2= |AB|= 1 + 2=16 o F xABy41-cos 1241-cos/4 41-cos5/4
5、 P52 53 極坐標(biāo)和直角坐標(biāo)的互化 以直角坐標(biāo)系xoy的原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸的正方向?yàn)闃O軸,點(diǎn)M的直角坐標(biāo)為(x,y),它的極坐標(biāo)為(,根據(jù)三角函數(shù)定義,同一點(diǎn)M的兩種坐標(biāo)有下面關(guān)系 x= cos , y=sin , 2=x2+y2 ,tg = (x=0) 一般,根據(jù)M所在象限 ,取最小的正角。o xy M)yx 公式的應(yīng)用 例 把點(diǎn)M的極坐標(biāo)(-5,)化成直角坐標(biāo) 直接代入公式計(jì)算 x=cos= -5cos/6 =(-5/2)3 y=sin = -5sin/6= - 5/2 點(diǎn)M的直角坐標(biāo)是(- ,- ) 例 把點(diǎn)M的直角坐標(biāo)(-3,-1)化為極坐標(biāo) 極徑取正值 =2 極角 : tg = ,
6、= 6 )M o xy53 522 o xyM33 76 同一條曲線在兩個不同坐標(biāo)系中方程的互化 P54 例 3 化圓的直角坐標(biāo)方程x2+y2-2ax=0為 極坐標(biāo)方程。 解題時(shí),應(yīng)用公式,注意整體替代。把 x2+y2=2,x=cos代入直角坐標(biāo)方程得 2-2acos = 0(-2acos)=0 所示的極坐標(biāo)方程是=0或-2acos =0 =0 是極點(diǎn), =2acos 表示以(a,0)為圓心,a為 半徑,且過極點(diǎn)的圓,所以 =0不必寫出來。o x(a,0) 例 5 化=-4sin+cos 為直角坐標(biāo)方程 解題注意整體替代。 把原極坐標(biāo)方程兩邊同乘 2 =-4 sin + cos , 2 =x2
7、+y2 , cos = x, sin = y,它的直角坐標(biāo)方程 是x2+y2=-4y+x (x- )2+(y+2)2= 在直角坐標(biāo)系xoy中 方程表示的是以(,-2)為圓心 ,為半徑的圓。12 417o xy12214 把極坐標(biāo)方程2sin2 =2tg化為直角坐標(biāo)方程 解:把原方程化為sin cos = tg x= cos ,y= sin , = tg 它的直角坐標(biāo)方程是 xy= y(x2-1)=0 y (x-1) (x+1)= 0 從極坐標(biāo)方程直接看不出方程表示的曲線 是什么,化為直角坐標(biāo)方程后知道它表示的是三條直線:y=0或x=1或x=-1xyyx P54 例 4 化圓錐曲線的極坐標(biāo)方程= 為直角坐標(biāo)方程。 解:把原極坐標(biāo)方程化為 -ecos=ep =e cos +p), = x2+y2 , x = cos x2+y2=e(x+p),兩邊平方得 x2+y2=e2(x2+2px+p2),整理,所求的直角坐 標(biāo)方程是(1-e 2)x2+y2-2pe2x-e2p2=0 ep1-ecos