2、过已知点A(
,
)且平行于极轴的直线的极坐标方程:![]()
几类特殊曲线的极坐标方程
1、过极点直线的极坐标方程![]()
![]()
1、
设极点O到直线
的距离为
,由点O向直线
作垂线OA,由极轴到垂线OA的角度为
(如图所示)求已知直线
的极坐标方程
|
例1、(1)求过点A(2,
)且平行于极轴的直线的极坐标方程;
(2)过点A(3,
)且和极轴成
角的直线的极坐标方程
思路点拔:在已给极坐标系中,要想求直线的极坐标方程,就必须先寻找到几何等式。按照常规思路需构造关键三角形,利用关键三角形的边角关系引出几何意义。
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解法一:如图,在直线
上任取一点M(
,
)
在△OAM中
|OA|=2 |OM|=
|
在△OAM中由正弦定理得:![]()
∴![]()
解法二:如图在直线
上任取一点M(
,
)过M作MH⊥极轴于H点,
|MH|=2
=![]()
|
(2)∠MBx=
,∠OAB=![]()
=![]()
∴∠OMA=![]()
在△MOA中,根据正弦定理![]()
∴化简得直线
的极坐标方程为:![]()
本题利用三角形法求出了直线方程,三角形法的步骤是:先根据题意作出(寻找)关键三角形,利用解三角形的知识列出几何等式,再将几何等式坐标化,化简、整理即得所求直线的极坐标方程。
例2、在极坐标系中,求以Q(
,
)为圆心,以
为半径的极坐标方程
解:由已知条件可知,此圆过极点。设点M(
,
)为圆上任意一点,连结OQ交圆于点N,则ON为圆的直径,连结MN,则△OMN为直角三角形。
∠NOM=![]()
|ON|=2![]()
∴|OM|=|OM|
即
=2![]()
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这就是所求的圆的极坐标方程。
4、阿基米德螺线
一个动点M随时间的增加绕定点O逆(或顺)时针匀速绕动,同时离O点越来越远,它远离O点的直线距离也是匀速增长的,如果把O点定为极坐标的极点,M与O点的直线距离就是向径
,转角就是极角
,由于
与
的增加所用的时间是一致的,设开始时,动点在极点,则时间
为
(
)
一般地,将该式写成![]()
表示的曲线叫作阿基米德螺线,由于它向径的扩张与转角的变化皆为等速的,所以也称其为等速螺线。
3、圆心在极轴,过极点的圆的极坐标方程
如图中画的是过极点,其中心在极轴的圆,设其半径为![]()
设此圆上任取一点M的极坐标为(
,
),由于OA是直径,所以∠OMA=
,于是
,即
从而得
与
满足的方程为:
=2![]()
![]()
2、圆心在极点的圆的极坐标方程
=![]()
方程
=
的含义是动点的极径恒为
,是个常数;而方程
=
无极角
,表示
可以任意变化,当极径
是常数,极角任意时,即动保持与O点等距地转动,这正是圆规在画圆。
在平面直角坐标系中,许多曲线的方程变得十分简洁,而且几何形象也表达得十分明确。所谓曲线L的极坐标方程是指L上的动点的极坐标的极径与极角满足的方程
或![]()
1、过极点直线的极坐标方程
在平面直角坐标系中,过原点O的直线方程形如:
,其中
是实数,叫作斜率,
,
是此直线与O
轴的夹角,这个角是多大,一般从
上不易看出来,需要计算
。但在极坐标中,我们取O
的正方向为极轴,则过极点O的射线方程写成
)
如果我们充许极径取负值,约定M (
,
)关于极点对称点N的极坐标写成N(
),于是过原点与
轴夹角为
的直线的极坐标方程为
![]()
![]()
如与
轴夹角为
过原点的直线的极坐标方程为
=![]()
3、一般说来,由点求极坐标时,一般先按点与极点的距离求出极径的数值,并给出正号,然后按照它所在的直线的位置求出极角。
2、对于平面上的一个点M,连接极点O与M,线段OM之长
叫作M点的极径(或矢径、或向径),极轴O
为始边按逆时针转到OM的角
叫作M点的极角,有序数对(
,
)叫作M点的极坐标。当在建立了极坐标系的平面内给定一个点时,这个点的极坐标却不上唯一确定的,它可以有无数多种表示。
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