学习目标:1.了解极坐标系的意义,能用极坐标系刻画点的位置.(难点)2.了解极坐标系与直角坐标系的联系,能进行极坐标与直角坐标的互化.(重点)
1.平面上点的极坐标
(1)极坐标系:在平面上取一个定点O,由O点出发的一条射线Ox,一个长度单位及计算角度的正方向(通常取逆时针方向),合称为一个极坐标系,O点称为极点,Ox称为极轴.
(2)极坐标:平面上任一点M的位置可以由线段OM的长度ρ和从Ox到OM的角度θ来刻画.这两个数组成的有序数对(ρ,θ)称为点M的极坐标.ρ称为极径,θ称为极角.
2.点与极坐标的关系
(ρ,θ)和(ρ,θ+2kπ)代表同一个点,其中k为整数.特别地,极点O的坐标为(0,θ)(θ∈R).如果限定ρ≥0,0≤θ<2π,则除极点外,平面上的点就与它的极坐标构成一一对应关系.
3.极坐标与直角坐标的关系
(1)互化背景:设在平面上取定了一个极坐标系,以极轴作为直角坐标系的x轴的正半轴,以θ=的射线作为y轴的正半轴,以极点为坐标原点,长度单位不变,建立一个直角坐标系(如图121所示).
(2)互化公式:设M是平面内任意一点,它的直角坐标是(x,y),极坐标是(ρ,θ),于是极坐标与直角坐标的互化公式如表:
点M
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直角坐标(x,y)
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极坐标(ρ,θ)
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互化公式
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ρ2=x2+y2
tan θ=(x≠0)
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思考1:极坐标系与平面直角坐标系有什么区别和联系?