极坐标的概念

注 (i)点的极坐标与直角坐标互化时,如无特别说明,一般认为两

的值,再由(x,y)所在象限确定θ为第几象限角,得出θ的值. (ii)化极坐标方程为直角坐标方程时,通常在方程两边乘以ρ, 使方程中出现ρ,ρcosθ,ρsinθ.以便直接代入公式转化. 但应考查ρ=0时的点是否在曲线上.

例13-2-2 已知锐角∠AOB=2α内一动点P,过P向角的两边OA,OB

作垂线,PM⊥OA于M,PN⊥OB于N.当四边形PMON面积为定值 a时,求P点的轨迹.

解 如右图,以O为极点,∠AOB的平分线为极轴建立极坐标系.设P点坐标为(ρ,θ)(-α<θ<α,ρ>0).则∠MOP=α-θ,∠PON=α+θ.所以

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OM=ρcos(α-θ),PM=ρsin(α-θ) ON=ρcos(α+θ),PN=ρsin(α+θ) 于是 SPMON=S△POM+S△PON

由题设知

故P点轨迹为以O为中心,∠AOB的平分线所在直线为对称轴,

注 与到定点距离与角有关的轨迹问题,建立极坐标系用直接法求轨迹方程较方便.在判定曲线形状时,则化为直角坐标方程较容易.

例13-2-3 已知椭圆(x-2)+4y=4.P为椭圆上一动点,O为原点, 以OP为直角边,P为直角顶点向上作等腰直角△OPQ.求Q点 轨迹方程.

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解 以O为极点,Ox为极轴建立极坐标系. 化椭圆方程(x-2)+4y=4为 x+4y-4x=0

用x=ρcosθ,y=ρsinθ代入得椭圆的极坐标方程 ρcosθ+4ρsinθ-4ρcosθ=0

设Q,P两点的极坐标分别为(ρ,θ),(ρ',θ').

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因点P在椭圆上,故

用x=ρcosθ,y=ρsinθ代入上式得

这就是点Q的轨迹方程.

注 因Q点的运动随P点的运动而运动,所以用代入法求轨迹方程.又P点的位置与长度和角有关,则用极坐标较方便.

焦距.

解 [法一]设长轴两端点为A1,A2,其极坐标为(ρ1,0),(ρ2,π),则

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