1、第1讲坐标系1平面直角坐标系中的坐标伸缩变换设点P(x,y)是平面直角坐标系中的任意一点,在变换:的作用下,点P(x,y)对应到点P(x,y),称为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换,简称伸缩变换2极坐标与直角坐标(1)极坐标系:在平面内取一个定点O,叫做极点,自极点O引一条射线Ox,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),就建立了极坐标系(2)点的极坐标:对于极坐标系所在平面内的任一点M,若设|OM|(0),以极轴Ox为始边,射线OM为终边的角为,则点M可用有序数对(,)表示(3)极坐标与直角坐标的互化公式:在平面直角坐标系xOy中,以O为极点,射
2、线Ox的正方向为极轴方向,取相同的长度单位,建立极坐标系设点P的直角坐标为(x,y),它的极坐标为(,),则相互转化公式为3常用简单曲线的极坐标方程曲线图形极坐标方程圆心在极点,半径为r的圆r(00),与极轴垂直的直线cos a过点(a0),与极轴平行的直线sin a(00),点M的极坐标为(1,)(10).由题设,知|OP|,|OM|1.由|OM|OP|16,得C2的极坐标方程为4cos (0).因此C2的直角坐标方程为(x2)2y24(x0).(2)设点B的极坐标为(B,)(B0).由题设,知|OA|2,B4cos ,于是OAB的面积为S|OA|B sin AOB4cos 22.当时,S取
3、得最大值2.所以OAB面积的最大值为2.1将圆x2y21上每一点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的2倍,得曲线C.(1)求曲线C的方程;(2)设直线l:2xy20与C的交点为P1,P2,以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求过线段P1P2的中点且与l垂直的直线的极坐标方程解(1)设圆上的点(x1,y1)变换后为C上的点(x,y),依题意,得由xy1,得x21,即曲线C的方程为x21.(2)由解得或不妨设P1(1,0),P2(0,2),则线段P1P2的中点坐标为,所求直线的斜率k,于是所求的直线方程为y1,化为极坐标方程并整理,得2cos 4sin 30.2(2022昆明市诊断测试)
4、在平面直角坐标系xOy中,曲线C1的普通方程为y21.以原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程为(R).(1)求曲线C1的极坐标方程;(2)若曲线C2的极坐标方程为8cos 0,直线l与曲线C1在第一象限的交点为A,与曲线C2的交点为B(异于原点),求|AB|.解(1)因为曲线C1的普通方程为x29y29,将xcos ,ysin 代入上式,得曲线C1的极坐标方程为282sin290.(2)因为A,B两点在直线l上,所以可设A,B.把点A的极坐标代入C1的极坐标方程得,8sin290,解得1.已知A点在第一象限,所以1.因为B异于原点,所以把点B的极坐标代入C2的极坐标方
5、程得,28cos0,解得24.所以|AB|12|4|5.3(2021安徽五校联盟第二次质检)在直角坐标系xOy中,直线l1:x0,圆C:(x1)2(y1)21,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系(1)求直线l1和圆C的极坐标方程;(2)若直线l2的极坐标方程为(R),设l1,l2与圆C的公共点分别为A,B,求OAB的面积解(1)因为xcos ,ysin ,x2y22,所以直线l1的极坐标方程为cos 0,即(R).圆C的极坐标方程为22cos 2(1)sin 320.(2)将代入22cos 2(1)sin 320,得22(1)320,解得11.将代入22cos 2(1)sin 3
6、20,得22(1)320,解得21.故OAB的面积为(1)2sin 1.4(2021山西临汾模拟)在平面直角坐标系xOy中,曲线C1的普通方程为x2(y2)24,以原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为cos2sin (0,0).(1)写出曲线C1的极坐标方程,并求C1与C2交点的极坐标;(2)射线与曲线C1,C2分别交于点A,B(A,B异于原点),求的取值范围解(1)曲线C1的普通方程为x2(y2)24,把xcos ,ysin 代入,得曲线C1的极坐标方程为4sin ,联立曲线C1,C2的极坐标方程,即得4sin cos2sin ,此时0,当sin 0时,0,0,得交点的极坐标为(0,0);当sin 0时,cos2,则cos .当cos 时,2,得交点的极坐标为,当cos 时,2,得交点的极坐标为,C1与C2交点的极坐标为(0,0),.(2)将代入C1的极坐标方程中,得14sin ,代入C2的极坐标方程中,得2,4cos2,14cos23,的取值范围为1,3.