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- 2021-06-16 发布
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第一讲 坐标系
三、简单曲线的极坐标方程
A 级 基础巩固
一、选择题
1.极坐标方程ρcos θ=-6 表示( )
A.过点(6,π)垂直于极轴的直线
B.过点(6,0)垂直于极轴 的直线
C.圆心为(3,π),半径为 3 的圆
D.圆心为(3,0),半径为 3 的圆
解析:将ρcos θ=-6 化为直角坐标方程是:x=-6,它表示过
点(6,π)垂直于极轴的直线.
答案:A
2.圆ρ= 2(cos θ+sin θ)的圆心的极坐标是( )
A. 1,π
4 B.
1
2
,π
4
C. 2,π
4 D. 2,π
4
解析:将圆的极坐标方程化为直角坐标方程是 x2+y2- 2x- 2y
=0,圆心的直角坐标是
2
2
, 2
2 ,化为极坐标是 1,π
4 .
答案:A
3.在极坐标系中与圆ρ=4sin θ相切的一条直线的方程为( )
A.ρcos θ=2 B.ρsin θ=2
C.ρ=4sin θ+π
3 D.ρ=4sin θ-π
3
解析:将圆ρ=4sin θ化为直角坐标方程为 x2+y2=4y,即 x2+(y
-2)2=4,它与直线 x-2=0 相切,将 x-2=0 化为极坐标方程为ρcos
θ=2.
答案:A
4.已知点 P 的极坐标是(1,π),则过点 P 且垂直于极轴的直线
的方程是( )
A.ρ=1 B.ρ=cos θ
C.ρ=- 1
cos θ D.ρ= 1
cos θ
解析:设 M 为所求直线上任意一点(除 P 外),其极坐标为(ρ,θ),
在直角三角形 OPM 中(O 为极点),ρcos|π-θ|=1,即ρ=- 1
cos θ.经
检验,(1,π)也适合上述方程.
答案:C
5.在极坐标系中,圆ρ=2cos θ的垂直于极轴的两条切线方程分
别为( )[来源:学&科&网]
A.θ=0(ρ∈R)和ρcos θ=2 B.θ=π
2(ρ∈R)和ρcos θ=2
C.θ=π
2(ρ∈R)和ρcos θ=1 D.θ=0(ρ∈R)和ρcos θ=1
解析:由ρ=2cos θ,得ρ2=2ρcos θ,化为直角坐标方程为 x2+y2
-2x=0,即(x-1)2+y2=1,其垂直于极轴的两条切线方程为 x=0
和 x=2,相应的极坐标方程为θ=π
2(ρ∈R)和ρcos θ=2.
答案:B
二、填空题
6.直线 3
3 x-y=0 的极坐标方程为__________________.
解析:直线方程 3
3 x-y=0 变为极坐标方程为 3
3 ρcos θ-ρsin θ
=0,即 3
3 cos θ-sin θ=0,故 tan θ= 3
3
,
故θ=π
6
或θ=7
6π,
所以直线 3
3 x-y=0 的极坐标方程为θ=π
6
或θ=7π
6 .
答案:θ=π
6
或7π
6
[来源:Zxxk.Com]
7.圆心为 C 3,π
6 ,半径为 3 的圆的极坐标方程为___________.
解析:将圆心的极坐标化为直角坐标为
3 3
2
,3
2 .因为圆的半径为
3,故圆的直角坐标方程为 x-3 3
2
2+ y-3
2
2=9,化为极坐标方程
为ρ=6cos θ-π
6 .
答案:ρ=6cos θ-π
6 [来源:学#科#网]
8.已知直线 l 的极坐标方程为 2ρsin θ-π
4 = 2,点 A 的极坐标
为 A 2 2,7π
4 ,则点 A 到直线 l 的距离为________.
解析:将直线 l 的极坐标方程 2ρsin θ-π
4 = 2化为直角坐标方
程为 x-y+1=0.
由 A 2 2,7π
4 得 A 点的直角坐标为(2,-2),
从而点 A 到直线 l 的距离 d= |2+2+1|
12+(-1)2
=5 2
2 .
答案:5 2
2
三、解答题
9.在极 坐标系中,已知点 P 为圆ρ2+2ρsin θ-7=0 上任意一
点.求点 P 到直线ρcos θ+ρsin θ-7=0 的距离的最小值与最大值.
解:圆ρ2+2ρsin θ-7=0 的直角坐标方程为
x2+y2+2y-7=0,即 x2+(y+1)2=8,[来源:学*科*网 Z*X*X*K]
直线ρcos θ+ρsin θ-7=0 的直角坐标方程为 x+y-7=0.
根据题意可设点 P(2 2cos α,2 2sin α-1),
则点 P 到直线 x+y-7=0 的距离
d=|2 2cos α+2 2sin α-8|
2
=|4sin α+π
4 -8|
2
,
当 sin α+π
4 =1 时,dmin= 4
2
=2 2;
当 sin α+π
4 =-1 时,dmax=12
2
=6 2.
10.已知两个圆的极坐标方程分别是ρ=cos θ和ρ=sin θ.
(1)求两个圆的圆心距;
(2)求经过两圆的交点的直线的极坐标方程.
解:两个圆的直角坐标方程分别是 x2+y2-x=0,x2+y2-y=0.[来
源:学科网 ZXXK]
(1)两个圆的圆心坐标分别是
1
2
,0 ,0,1
2 ,所以两圆的圆心距是
2
2 .
(2)易得经过两圆的交点的直线的直角坐标方程是 x-y=0,故它
的极坐标方程是θ=π
4(ρ∈R).
B 级 能力提升
1.若以直角坐标系的原点为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立
极坐标系,则线段 y=1-x(0≤x≤1)的极坐标方程为( )
A.ρ= 1
cos θ+sin θ
,0≤θ≤π
2
B.ρ= 1
cos θ+sin θ
,0≤θ≤π
4
C.ρ=cos θ+sin θ,0≤θ≤π
2
D.ρ=cos θ+sin θ,0≤θ≤π
4
解析:因为 x=ρcos θ,
y=ρsin θ, 所以 y=1-x 化为极坐标方程为
ρcos θ+ρsin θ=1,即ρ= 1
cos θ+sin θ.
因为 0≤x≤1,0≤y≤1,
所以线段在第一象限内(含端点),所以 0≤θ≤π
2.
答案:A
2.在直角坐标系 xOy 中,以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为
极轴建立极坐标系.若曲线 C 的极坐标方程为ρ=2sin θ,则曲线 C
的直角坐标方程为______________.
解析:因为 ρ=2sin θ,所以 ρ2=2ρsin θ,
所以 x2+y2=2y,
即 x2+y2-2y=0.
答案:x2+y2-2y=0
3.在极坐标系(ρ,θ)(0≤θ<2π)中,求曲线ρ(cos θ+sin θ)=1 与
ρ(sin θ-cos θ)=1 的交点的极坐标.
解:曲线ρ(cos θ+sin θ)=1 化为直角坐标方程为 x+y=1,
曲线ρ(sin θ-cos θ)=1 化为直角坐标方程为 y-x=1,
联立方程组 x+y=1,
y-x=1
得 x=0,
y=1.
则交点为(0,1),对应的极坐标为 1,π
2 .
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