2017-2018学年北师大版选修4-4 1.2.3直线和圆的极坐标方程1.2.4曲线的极坐标方程与直角坐标方程的互化1.2.5圆锥曲线统一的极坐标方程 学案
2017-2018学年北师大版选修4-4 1.2.3直线和圆的极坐标方程1.2.4曲线的极坐标方程与直角坐标方程的互化1.2.5圆锥曲线统一的极坐标方程 学案第4页

(1)过定点M(ρ0,θ0),关于极轴的倾角为α;

(2)过定点M(ρ0,θ0),且与直线θ=θ0垂直.

解 (1)设P(ρ,θ)为直线上任意一点(如图),

且记∠OPM=∠1,∠OMP=∠2,

则∠1=α-θ,∠2=π-(α-θ0).

在△OMP中应用正弦定理:

=,

即ρ=ρ0·=ρ0·.

即直线方程为ρsin(θ-α)=ρ0sin(θ0-α).

(2)设P(ρ,θ)为直线上任意一点(如图),

由△OMP为直角三角形,显然有ρcos(θ-θ0)=ρ0.这就是所求直线方程.

【例3】 在圆心的极坐标为A(4,0),半径为4的圆中,求过极点O的弦的中点的轨迹.

解 设M(ρ,θ)是轨迹上任意一点.连接OM并延长交圆A于点P(ρ0,θ0),则有θ0=θ,ρ0=2ρ.

由圆心为(4,0),半径为4的圆的极坐标方程为ρ=8cos θ,

得ρ0=8cos θ0.所以2ρ=8cos θ,

即ρ=4cos θ.

故所求轨迹方程是ρ=4cos θ.它表示以(2,0)为圆心,2为半径的圆.

【反思感悟】 求轨迹方程时,我们常在三角形中利用正弦定理找到变量ρ,θ的关系.在圆的问题中,经常用到直角三角形中的边角关系.

3.写出圆心在点(-1,1)处,且过原点的圆的极坐标方程.

解 因为圆的半径为R==,

所以圆的直角坐标方程为(x+1)2+(y-1)2=2,

变形为x2+y2=-2(x-y),

用坐标变换公式得ρ2=-2(ρcos θ-ρsin θ),