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高三理科数学总复习教案:坐标系与参数方程

编辑:sx_haody

2015-04-02

下面是高三理科数学总复习教案:坐标系与参数方程,以典型例题剖析的形式呈献给各位老师,以更加清楚明了的方法传递给学生,一起来看这份教案。

一、坐标系

1.了解在平面直角坐标系中刻画点的位置的方法,理解坐标系的作用.

2 .了解在平面直角坐标系伸缩变换作用下平面图形的变化情况.

3.能在极坐标系中用极坐标刻画点的位置,体会在极坐标系和平面直角坐标系中刻画点的位置的区别,能进行极坐标和直角坐标的互化.

4.能在极坐标系中给出简单图形( 如过极点的直线、过极点或圆心在极点的圆)的方程.通过比较这些图形在极坐标系和平面直角坐标系中的方程,体会在用方程刻画平面图形时选择适当坐标系的意义.

5.了解在柱坐标系、球坐标系中刻画空间点的位置的方法,并与空间直角坐标系中刻画点的位置的方法相比较,体会它们的区别.

二、参数方程

1.了解参数方程,了解参数的意义.

2.分析直线、圆和圆锥曲线的几何性质,选择适当的参数写出它们的参数方程.

3.了解平摆线和渐开线的生成过程,并能写出它们的参数方程.

4.了解其他摆线的生成过程;了解摆线在实际中应用的实例;了解摆线在刻画行星运动轨道中的作用.  本章重点:

1.根据问题的几何特征选择坐标系;坐标法思想;平面直角坐标系中的伸缩变换;极坐标系;直线和圆的极坐标方程.

2.根据问题的条件引进适当的参数,写出参数方程,体会参数的意义;分析直线、圆和圆锥曲线的几何性质,选择适当的参数写出它们的参数方程.

本章难点:

1.对伸缩变换中点的对应关系的理解;极坐标的不唯一性;曲线的极坐标方程.

2.根据几何性质选取恰当的参数,建立曲线的参数方程.  坐标系是解析几何的基础,为便于用代数的方法研究几何图形,常需建立不同的坐标系,以便使建立的方程更加简单,参数方程是曲线在同一坐标系下不同于普通方程的又一种表现形式.某些曲线用参数方程表示比用普通方程表示更加方便.

本专题要求通过坐标系与参数方程知识的学习,使学生更全面地理解坐标法思想;能根据曲线的特点,选取适当的曲线方程表示形式,体会解决问题中数学方法的灵活性.

高考中,参数 方程和极坐标是本专题的重点考查内容.对于柱坐标系、球坐标系,只要求了解即可.

知识网络

17.1 坐标系

典例精析

题型一 极坐标的有关概念

【例1】已知△ABC的三个顶点的极坐标分别为A(5,π6),B(5,π2),C(-43,π3),试判断△ABC的形状,并求出它的面积.

【解析】在极坐标系中,设极点为O,由已知得∠AOB=π3,∠BOC=5π6,∠AOC=5π6.

又OA=OB=5,OC=43,由余弦定理得

AC2=OA2+OC2-2OA?OC?cos∠AOC=52+(43)2-2×5×43?cos5π6=133,

所以AC=133.同理,BC=133.

所以AC=BC,所以△ABC为等腰三角形.

又AB=OA=OB=5,

所以AB边上的高h=AC2-(12AB)2=1332,

所以S△ABC=12×1332×5=6534.

【点拨】判断△ABC的形状,就 需要计算三角形的边长或角,在本题中计算边长较为容易,所以先计算边长.

【变式训练1】(1)点A(5,π3)在条件:①ρ>0,θ∈(-2π,0)下极坐标为    ,②ρ<0,θ∈(2π,4π)下极坐标为     ;

(2)点P(-12,4π3)与曲线C:ρ=cos θ2的位置关系是 .

【解析】(1)(5,-5π3);(-5,10π3).(2)点P在曲线C上.

题型二 直角坐标与极坐标的互化

【例2】⊙O1和⊙O2的极坐标方程分别为ρ=4cos θ,ρ=-4sin θ.

(1)把⊙O1和⊙O2的极坐标方程化为直角坐标方程;

(2)求经过⊙O1和⊙O2交点的直线的直角坐标方程.

【解析】(1)以极点为原点,极轴为x轴正半轴,建立直角坐标系,且两坐标系取相同单位长.

因为x=ρcos θ,y=ρsin θ,由ρ=4cos θ,得ρ2=4ρcos θ,

所以x2+y2=4x,即x2+y2-4x=0为⊙O1的直角坐标方程.

同理,x2+y2+4y=0为⊙O2的直角坐标方程.

(2) 由 解得 或

即⊙O1,⊙O2的交点为(0,0)和(2,-2)两点,

故过交点的直线的直角坐标方程为x+y=0.

【点拨】 互化的前提条件:原点对应着极点,x轴正向对应着极轴.将互化公式代入,整理可以得到.

【变式训练2】在极坐标系中,设圆ρ=3上的点到直线ρ(cos θ+3sin θ)=2的距离为d,求d的最大值.

【解析】将极坐标方程ρ=3化为普通方程x2+y2=9,

ρ(cos θ+3sin θ)=2可化为x+3y=2.

在x2+y2=9上任取一点A(3cos α,3sin α),

则点A到直线的距离为d=3cos α+33sin α-22=6sin(α+30°)-22,它 的最大值为4.

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