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坐标系与参数方程解题策略

时间:2023/11/9 作者: 新生代 热度: 18681
秦坤超 第一中学 河北省衡水市

一、参数方程、极坐标方程与普通方程的互化

对于极坐标与直角坐标的相互转化而言,直角坐标化为极坐标方程比较容易,只需将公式x=ρcosθ,y=ρsinθ直接代入并化简即可;而极坐标方程化为直角坐标方程则相对困难一些,解此类问题,常用方法有代入法、平方法等,还经常会用到同乘(或除以)ρ等技巧.

  在将曲线的参数方程化为普通方程时,不仅仅是把其中的参数消去,还要注意 x、y 的取值范围,同时在消去参数的过程中一定要注意普通方程与参数方程的等价性.常见的消参数法有:代入消元(抛物线的参数方程)、加减消元(直线的参数方程)、平方后再加减消元(圆、椭圆的参数方程)等.而对于含三角函数的参数方程,经常使用的公式为sin2α+cos2α=1.在将曲线的参数方程化为普通方程的过程中,一定要注意参数的范围,确保普通方程与参数方程等价,否则很容易因为忽略参数方程中的某些限制条件而失误.

  应该注意的是,极坐标方程与参数方程之间不能直接互化,必须以普通方程为桥梁,即将极坐标方程转化为普通方程再转化为参数方程,或将参数方程转化为普通方程再转化为极坐标方程,要注意普通方程与参数方程的等价性.

  【例1】已知曲线C的极坐标方程为ρ=2cos θ,以极点为原点,极轴为x轴的正半轴建立直角坐标系,则曲线C的参数方程为___________.

  【解析】由 ρ= 2cos θ知,ρ2 = 2ρcos θ

  

二、参数方程的应用



  

  

  

三、极坐标方程及其应用

求曲线的极坐标方程的步骤为:(1)建立适当的极坐标系,设P(ρ,θ)是曲线上任意一点;(2)由曲线上的点所适合的条件,列出曲线上任意一点的极径ρ和极角θ之间的关系式;(3)将列出的关系式进行整理、化简,得出曲线的极坐标方程.

  

  

  由直角坐标方程化为极坐标方程,其方法就是把x=ρcos θ,y=ρsin θ代入方程,根据三角函数公式整理.

  【例3】在直角坐标系xOy中,直线C1:x=-2,圆C2:(x-1)+(y-2)=1,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.

  

  【解析】:(1)因为 x= ρcosθ,y= ρsinθ,所以 C1的极坐标方程为 ρcosθ=-2,

  C2的极坐标方程为 ρ2-2ρcosθ-4ρsinθ+ 4 = 0.

  

  
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