坐标系与参数方程知识点总结

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极坐标系与参数方程

知识点概要:

1、极坐标

1.1极坐标系的概念

1.2极坐标和直角坐标的互化【考点】

1.3常见曲线的极坐标方程

2、常数方程

2.1参数方程的概念

2.2参数方程和普通方程的互化

2.3圆的参数

2.4椭圆的参数方程

2.5抛物线的参数方程

2.6直线的参数方程

1.极坐标

1.1极坐标系的概念

(1)极坐标系

在平面内取一个定点

,叫做

极点,自极点

引一条射线
,叫做

极轴;再选定一个长度单位,一个角度单位(通常取弧度)及其正方向(通常取逆时针方向),这样就建立了一个极坐标系.如下图所示:

(2)极坐标

是平面内一点,极点
与点
的距离
叫做点

极径,记为

;以极值
为始边,射线
为终边的角
叫作点
的极值,记为
.有序数对
叫作点

极坐标,记作

.

注意:当点

在极点时,它的极坐标为
.和直角坐标不同,

平面内一个点的极坐标有无数种表示.

1.2极坐标和直角坐标的互化【考点】

1.3常见曲线的极坐标方程

核心思想:上面的结论最重要的是你必须知道是怎么来的,而不是记住一个结论。

2、参数方程

2.1参数方程的概念

一般地,在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标

都是某个变数
的函数
①,并且对于
的每一个允许值,由方程组①所确定的点
都在这条曲线上,那么方程①就叫做这条曲线的

参数方程.

2.2参数方程和普通方程的互化

参数方程

普通方程:通过消去参数而从参数方程得到普通方程.

普通方程

常数方程:如果知道变数

中的一个与参数与
的关系,例如
,把它代入普通方程,求出另一个变数与参数的关系
,那么
就是曲线的参数方程,在参数方程与普通方程的互化中,必须使
的取值范围保持一致.

注:普通方程化为参数方程,参数方程的形式不一定唯一

2.3圆的参数

如图所示,设圆

的半径为
,点
从初始位置
出发,按逆时针方向在圆
上作匀速圆周运动,设
,则
为参数)。

这就是圆心在原点

,半径 为
的圆的参数方程,其中
的几何意义是
转过的角度。

圆心为

,半径 为
的圆的普通方程是

它的参数方程为:

为参数)。

2.4椭圆的参数方程

以坐标原点

为中心,焦点在
轴上的椭圆的标准方程为
其参数方程为
为参数),其中参数
称为离心角;焦点在
轴上的椭圆的标准方程是
其参数方程为
为参数),其中参数
仍为离心角,通常规定参数
的范围为
.

注:椭圆的参数方程中,参数

的几何意义为椭圆上任一点的离心角,要把它和这一点的旋转角
区分开来,除了在四个顶点处,离心角和旋转角数值可相等外(即在0到
的范围内),在其他任何一点,两个角的数值都不相等。但当
时,相应地也有
,在其他象限内类似。

2.5抛物线的参数方程

以坐标原点为顶点,开口向右的抛物线

的参数方程为
为参数)

2.6直线的参数方程

经过点

,倾斜角为
的直线
的普通方程是
而过
,倾斜角为
的直线
的参数方程为
为常数)。

注:直线参数方程中参数的几何意义:过定点

,倾斜角为
的直线
的参数方程为
为常数),其中
表示直线
上以定点
为起点,任一点
为终点的有向线段
的数量,当点
上方时,
;当点
下方时,
;当点
重合时,
。我们也可以把参数
理解为以
为原点,直线
向上的方向为正方向的数轴上的点
的坐标,其单位长度与原直角坐标系中的单位长度相同。

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