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  • 2021-06-16 发布

【数学】2020届一轮复习人教B版球坐标系与柱坐标系作业

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‎2020届一轮复习人教B版 球坐标系与柱坐标系 作业 ‎1.在球坐标系中,方程r=2表示空间的(  )‎ A.球         B.球面 C.圆 D.直线 解析:选B r=2,表示空间的点到原点的距离为2,即表示球心在原点,半径为2的球面.‎ ‎2.设点M的直角坐标为(-1,-,3),则它的柱坐标是(  )‎ A. B. C. D. 解析:选C ρ==2,∵tan θ==,x<0,y<0,∴θ=,又z=3,∴点M的柱坐标为.‎ ‎3.若点M的球坐标为,则它的直角坐标为(  )‎ A.(-6,2,4) B.(6,2,4)‎ C.(-6,-2,4) D.(-6,2,-4)‎ 解析:选A 由x=8sincos =-6,y=8sin sin =2,z=8cos =4,得点M的直角坐标为(-6,2,4).‎ ‎4.若点M的直角坐标为(,1,-2),则它的球坐标为(  )‎ A. B. C. D. 解析:选A 设M的球坐标为(r,φ,θ),r≥0,0≤φ≤π,0≤θ<2π,则r==2,‎ 由2cos φ=-2得φ=,‎ 又tan θ==,x>0,y>0,得θ=,‎ ‎∴点M的球坐标为.故选A.‎ ‎5.把下列各点的球坐标化为直角坐标:‎ ‎(1)M;(2)N;‎ ‎(3)P.‎ ‎【解】 (1)设点M的直角坐标为(x,y,z),M在xOy平面内的射影为M′,则OM′=2 sin=2.于是x=2cos=1,y=2sin=,z=2cos=0.‎ 故点M的直角坐标为(1,,0).‎ ‎(2)x=5sincos=0,y=5sinsin=,‎ z=5cos=-,‎ 点N的直角坐标为.‎ ‎(3)x=9sincos=-,‎ y=9sinsin=,z=9cos=-.‎ ‎∴点P的直角坐标为.‎ ‎6.把下列各点的柱坐标化为直角坐标:‎ ‎(1)Q;(2)R;‎ ‎(3)S.‎ ‎【解】 (1)x=0,y=5,‎ 故点Q的直角坐标为 Q(0,5,-2).‎ ‎(2)x=6cos=-3,y=6sin=3,‎ 故点R的直角坐标为R(-3,3,4).‎ ‎(3)x=8cos=-4,y=8sin=-4,故点S的直角坐标为S(-4,-4,-3).‎ ‎7.已知长方体ABCDA1B‎1C1D1的边长为AB=14,AD=6,AA1=10,以这个长方体的顶点A为坐标原点,以射线AB、AD、AA1分别为x、y、z轴的正半轴,建立空间直角坐标系,求长方体顶点C1的空间直角坐标、柱坐标、球坐标.‎ ‎【导学号:98990008】‎ ‎【解】 如图,C1点的直角坐标(x,y,z)分别对应着CD、BC、CC1;C1点的柱坐标(ρ,θ,z)分别对应着CA、∠BAC、CC1;C1点的球坐标(r,θ,φ)分别对应着AC1、∠BAC、∠A1AC1.‎ C1点的空间直角坐标为(14,6,10),C1点的柱坐标为(其中tan θ=),C1点的球坐标为(2,φ,θ)(其中cos φ=,tan θ=).‎ ‎8.在球坐标面内,方程r=1表示空间中的什么曲面?方程θ=表示空间中的什么曲面?‎ ‎【解】 方程r=1表示球心在原点的单位球面;方程θ=表示顶点在原点,半顶角为的圆锥面,中心轴为z轴.‎ ‎5.在球坐标系中,求两点P,Q的距离.‎ ‎【解】 将P,Q两点球坐标转化为直角坐标:‎ P:x=3sin·cos=,‎ y=3sin·sin=,‎ z=3cos=,‎ ‎∴P点的直角坐标为.‎ Q:x=3sin·cos=-,‎ y=3sin·sin=,z=3cos=,‎ ‎∴Q点的直角坐标为.‎ ‎∴|PQ|= ‎ ‎=,即PQ的距离为.‎ ‎9.建立适当的柱坐标系,表示棱长为3的正四面体各个顶点坐标.‎ ‎【解】 以正四面体的一个顶点B为极点O,选取以O为端点且与BD垂直的射线Ox为极轴,在面BCD上建立极坐标系.过O点与面BCD垂直的线为z轴.‎ 过A作AA′垂直于平面BCD,垂足为A′,则 BA′=×=,AA′==,‎ ‎∠A′Bx=-=,‎ 则A(,,),B(0,0,0),C(3,,0),D(3,,0).‎ ‎10.一个圆形体育馆,自正东方向起,按逆时针方向等分为十六个扇形区域,顺次记为一区,二区,…,十六区,我们设圆形体育场第一排与体育馆中心的距离为‎200 m,每相邻两排的间距为‎1 m,每层看台的高度为‎0.7 m,现在需要确定第九区第四排正中的位置A,请建立适当的坐标系,把点A的坐标求出来.‎ ‎【解】 以圆形体育馆中心O为极点,选取以O为端点且过正东入口的射线Ox为极轴,在地面上建立极坐标系,则点A与体育场中轴线Oz的距离为203‎ ‎ m,极轴Ox按逆时针方向旋转×=,就是OA在地平面上的射影,A距地面的高度为2.8 m,因此点A的柱坐标为(203,,2.8).‎ ‎[能力提升]‎ ‎8.如图4110建立球坐标系,正四面体ABCD的边长为1,求A、B、C、D的球坐标(其中O是△BCD的中心).‎ 图4110‎ ‎【解】 ∵O是△BCD的中心,‎ ‎∴OC=OD=OB=,AO=.‎ ‎∴C(,,0),D(,,),‎ B(,,),A(,0,0).‎