选修4-4坐标系与参数方程选修4-4坐标系与参数方程考点串串讲1.极坐标系(1)一般地,在平面上取一个定点O,自点O引一条射线OX,同时确定一个长度单位和计算角度的正方向(通常取逆时针方向为正方向),这样就建立了一个极坐标系,其中,点O称为极点,射线OX称为极轴.设M是平面上任一点,ρ表示OM的长度,θ表示以射线OX为始边,射线OM为终边所成的角,那么,有序数对(ρ,θ)称为点M的极坐标.显然,每一个有序实数对(ρ,θ)决定一个点的位置.其中,ρ称为点M的极径,θ称为点M的极角.由极径的意义可知ρ≥0
当极角θ的取值范围是[0,2π)时,平面上的点(除去极点)就与极坐标(ρ,θ)(ρ≠0)建立一一对应的关系.我们约定,极点的极坐标是极径ρ=0,极角θ可以取任意角.(2)极坐标有四个要素:①极点;②极轴;③长度单位;④角度单位及它的方向.注意如果(ρ,θ)是点M的极坐标,那么(ρ,θ+2kπ)或(-ρ,θ+(2k+1)π)(k∈Z)都可以作为点M的极坐标.但这样建立的极坐标系,平面上的点与它的极坐标之间就不是一一对应关系.(3)极坐标与直角坐标的互化.当极坐标系中的极点与直角坐标系中的原点重合,极轴与x轴的正半轴重合,两种坐标系中取相同的长度单位时,平面内任意一点P的直角坐标与极坐标分别为(x,y)和(ρ,θ),则有互化公式x=ρcosθ,y=ρsinθ,和ρ2=x2+y2,tanθ=yxx≠0
(4)在极坐标与直角坐标相互转化的两组公式中,把极坐标化为直角坐标得到的点的坐标是唯一的,但在把直角坐标化为极坐标时,所得的极坐标就不唯一,为了避免这一麻烦,通常在没有特别说明时,可取ρ≥0,θ∈[0,2π)(最小非负角),有时也可取θ∈(-π,π](绝对值最小角).2.求曲线的极坐标方程的方法求曲线的极坐标方程的基本步骤与直角坐标系中求曲线方程的基本步骤相同