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- 2021-06-16 发布
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课时跟踪检测(五) 柱坐标系
一、选择题
1.设点M的直角坐标为(1,- 3,2),则它的柱坐标是( )
A.
2,π
3
,2
B.
2,2π
3
,2
C.
2,4π
3
,2
D.
2,5π
3
,2
解析:选 D ρ= 12+- 32=2,tan θ=- 3,
又 x>0,y<0,M在第四象限,
∴θ=5π
3
,
∴柱坐标是
2,5π
3
,2
.
2.点 P的柱坐标为
8,π
4
,2
,则点 P与原点的距离为( )
A. 17 B.2 17 C.4 17 D.8 17
解析:选 B 点 P的直角坐标为(4 2,4 2,2).
∴它与原点的距离为:
4 2-02+4 2-02+2-02=2 17.
3.空间点 P的柱坐标为(ρ,θ,z),关于点 O(0,0,0)的对称点的坐标为(0<θ≤π)( )
A.(-ρ,-θ,-z) B.(-ρ,θ,-z)
C.(ρ,π+θ,-z) D.(ρ,π-θ,-z)
答案:C
4.在直角坐标系中,(1,1,1)关于 z轴对称点的柱坐标为( )
A.
2,3π
4
,1
B.
2,π
4
,1
C.
2,5π
4
,1
D.
2,7π
4
,1
解析:选 C (1,1,1)关于 z轴的对称点为(-1,-1,1),它的柱坐标为
2,5π
4
,1
.
二、填空题
5.设点Μ的柱坐标为
2,π
6
,7
,则点Μ的直角坐标为________.
解析:x=ρcos θ=2cosπ
6
= 3.
y=ρsin θ=2sin π
6
=1.
∴直角坐标为( 3,1,7).
答案:( 3,1,7)
6.已知点M的直角坐标为(1,0,5),则它的柱坐标为________.
解析: ∵x>0,y=0,
∴tan θ=0,θ=0.
ρ= 12+02=1.
∴柱坐标为(1,0,5).
答案:(1,0,5)
7.在空间的柱坐标系中,方程ρ=2表示________.
答案:中心轴为 z轴,底半径为 2的圆柱面
三、解答题
8.求点M(1,1,3)关于 xOz平面对称点的柱坐标.
解:点M(1,1,3)关于 xOz平面的对称点为(1,-1,3).
由变换公式
x=ρcos θ,
y=ρsin θ,
z=z
得
ρ2=12+(-1)2=2,∴ρ= 2.
tan θ=-1
1
=-1,
又 x>0,y<0,∴θ=7π
4
.
∴其关于 xOz平面的对称点的柱坐标为
2,7π
4
,3
.
9.已知点M的柱坐标为
2,π
4
,1
,求M关于原点 O对称的点的柱坐标.
解:M
2,π
4
,1
的直角坐标为
x= 2cosπ
4
=1,
y= 2sinπ
4
=1,
z=1,
∴M关于原点 O的对称点的直角坐标为(-1,-1,-1).
∵ρ2=(-1)2+(-1)2=2,
∴ρ= 2.tan θ=-1
-1
=1,
又 x<0,y<0,
∴θ=5π
4
.
∴其柱坐标为
2,5 π
4
,-1
.
∴点M关于原点 O对称的点的柱坐标为
2,5π
4
,-1
.
10.建立适当的柱坐标系表示棱长为 3的正四面体各个顶点的坐标.
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,在平面 BCD上建立极坐标系.过 O点与平面 BCD垂直的线为 z轴.
过 A作 AA′垂直于平面 BCD,垂足为 A′,
则|BA′|=3
2
3×2
3
= 3,|AA′|= 32- 32= 6,
∠A′Bx=90°-30°=60°=
π
3
,
则 A
3,π
3
, 6
,B(0,0,0),C
3,π
6
,0
,D
3,π
2
,0
.
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