(一)极坐标概念 确定平面内的点的位置有各种方法,用一对实数确定平面内的点位置的方法称为直角坐标方法,因其方法简捷且应用广泛(如地球的经纬线和剧场中座位号)而成为解析几何中最主要的内容;用方向(角)和距离来确定平面内的点的位置是极坐标的基本思想。极坐标在工程中和军事上也有广泛应用。 1.1 极坐标系定义 在平面上选一定点O,由O 出发的一条射线OX,规定一个长度单位和角的正方向(通常以反时针旋转为正方向)合称一个极坐标系。其中O 为极点,射线OX 为极轴,由极径和极角两个量构成点的极坐标,一般记作(ρ,θ)。 1.2 平面内的点与极坐标系的关系 平面内有一点P,|OP|用ρ表示,ρ称为P 点的极径;OX 到 OP 的角θ叫极角,P(ρ,θ)为极坐标。 (1)有一组极坐标(ρ,θ)能在极坐标系中找唯一的点与其对应; (2)在极坐标系中有一个点P,则有无数组极坐标与其对应。 ①P 点固定后,极角不固定。(ρ,θ)与(ρ,2kπ+θ)(k∈z)表示同一点坐标; ②P 点固定后,ρ的值可正、可负。ρ>0 时,极角的始边为OX 轴,终边为线;ρ<0,极轴始边为OX 轴,终边为的反向延长线;规定:ρ=0 时,极角为任意角,如(ρ,θ)与(ρ,2kπ+θ)及(-ρ,2kπ+π+θ)(k∈z)表示同一点。 ∴极坐标与极坐标平面内的点不一一对应。 例 1.在极坐标系中,点P(ρ,θ)与 Q(-ρ,2π-θ)的位置是( ) A.关于极轴所在直线对称 B.关于极点对称 C.重合 D.关于直线(ρ∈R)对称 分析:Q(-ρ,2π-θ)与(ρ,π-θ)表示同一点,它与点P(ρ,θ)关于直线(ρ∈R)(过极点而垂直于极轴的直线)对称。 故选D。 例2 .在极坐标系中,如果等边三角形的两个顶点是,,那么C 的坐标可能是( ) A. B. C. D.(3,π) 分析: ,极径相同,极角相差π,A、B 以极点对称,又|AB|=4,△ABC 为等边△,,,C 对应极角为. ∴或 故选B 。 例3.A、B 两点的极坐标分别为A(ρ1,θ1),B(ρ2,θ2),则 |AB|=______________________________。 分析:用余弦定理可得此结论可作为公式。 1.3 极坐标与直角坐标的互化 取极点为直角坐标系的原点,极轴为x 轴正半轴建立直角坐标系,在极坐标系中P(ρ,θ),设在直角坐标系中P(x,y) 则 ρ2=x2+y2、、(注意角所在象限) 此三组式子,即为极坐标与直角坐标的互化公式。 例1.将下列各极坐标方程化为直角坐标方程。 (1) (2) (3) (4)ρ2=2cos2θ...