极坐标与参数方程知识点总结大全

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)

对应到点换,简称伸缩变换.

2.极坐标系的概念 (1)极坐标系

,

称为平面直角坐标系中的坐标伸缩变

如图所示一条射线

,

在平面内取一个定点,叫做极点,

自极点引

,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),这样就建立了一个极坐标系.

注:极坐标系以角这一平面图形为几何背景,而平面直角坐标系以互相垂直的两条数轴为几何背景;平面直角坐标系内的点与坐标能建立一一对应的关系,而极坐标系则不可.但极坐标系和平面

直角坐标系都是平面坐标系.

(2)极坐标

设M是平面内一点,极点轴

为始边,

射线

与点M的距离|OM|叫做点M的极径,记为

;以极

为终边的角

.

叫做点M的极角,

记为.

有序数对

叫做点M的极坐标,记作

一般地,不作特殊说明时,

我们认为特别地,

当点

可取任意实数.

在极点时,它的极坐标为

(0,

)(∈R).和直角坐标不同,

平面内一个点的极坐标有无数种表示.

如果规定

表示;同时,极坐标

,那么除极点外,

平面内的点可用唯一的极坐标表示的点也是唯一确定的.

3.极坐标和直角坐标的互化

(1)互化背景:把直角坐标系的原点作为极点,x轴的正半轴作为极轴,并在两种坐标系中取相同的长度单位,如图所示

:

(2)互化公式:

设是

(

是坐标平面内任意一点,

它的直角坐标是

,极坐标

),于是极坐标与直角坐标的互化公式如表:

在一般情况下,由

确定角时,可根据点所在的象限最小正角.

4.常见曲线的极坐标方程

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注:由于平面上点的极坐标的表示形式不唯一,即

都表示同一点的坐标,这与点的直角坐

标的唯一性明显不同.所以对于曲线上的点的极坐标的多种表示形式,只要求至

少有一个能满足极坐标方程即可.例如对于极坐标方程点可以表

示为标满足方程

.

等多种形式,其中,

只有的极坐

二、参数方程 1.参数方程的概念

一般地,在平面直角坐标系中,

如果曲线上任意一点的坐标

都是某个变

数

的函数①,并且对于的每一个允许值,

由方程组①所确定的点

都在这条曲线上,那么方程①就叫做这条曲线的参数方程,

联系变数

的变数叫做参变数,简称参数,相对于参数方程而言,直接给出点的坐标间关系的方程叫做普通方程.

2.参数方程和普通方程的互化

(1)曲线的参数方程和普通方程是曲线方程的不同形式,一般地可以通过消去参数而从参数方程得到普通方程.

(2)如果知道变数

中的一个与参数的关系,

例如

,把它代入普通

方程,

求出另一个变数与参数的关系在参数方程与普通方程的互化中,必须使

,那么就是曲线的参数方程,

的取值范围保持一致.

注：普通方程化为参数方程，参数方程的形式不一定唯一。应用参数方程解轨迹问题，关键在于适当地设参数，如果选用的参数不同，那么所求得的曲线的参数方程的形式也不同。

3．圆的参数

如图所示，设圆

的半径为，点

从初始位置

出发，按逆时针方向在

圆上作匀速圆周运动，设

这就是圆心在原点转过的角度。

，则。

，半径为的圆的参数方程，其中的几何意义是

圆心为，半径为的圆的普通方程是，

它的参数方程为：

4．椭圆的参数方程 以坐标原

点

为中心，焦点在

。

轴上的椭圆的标准方程

为

其参数方程为，其中参数称为离心

角；焦点在

轴上的椭圆的标准方程是

其参数方程为

其中参数仍为离心角，通常规定参数的范围为∈[0，

2）。

注：椭圆的参数方程中，参数的几何意义为椭圆上任一点的离心角，要把它和这一点的旋转角等外（即在到

区分开来，除了在四个顶点处，离心角和旋转角数值可相

的范围内），在其他任何一点，两个角的数值都不相等。但

当时，相应地也有

5．双曲线的参数方程 以坐标原

点

，在其他象限内类似。

为中心，焦点在轴上的双曲线的标准议程

为

其参数方程

为

焦点在

轴上的双曲线的标准方程是

，其

中

其参数方程为

以上参数都是双曲线上任意一点的离心角。 6．抛物线的参数方程

以坐标原点为顶点，开口向右的

抛物线

的参数方

程为

7．直线的参数方程

经过

点，倾斜角

为而

过

，倾斜角为

的直

线的普通方程

是

的直

线的参数方程

为

。

注：

直线参数方程中参数的几何意义：过定点

，倾斜角为

的直

线

的参数方程为点，任一点0

；当点

在

为终点的有向线段下方时，＜0

；当点

，其中

表示直线

上以定点的数量，当点与

在

为起

上方时，＞

重合时，=0。我们也可以把参

的坐标，

数

理解为以

为原点，直线

向上的方向为正方向的数轴上的点

其单位长度与原直角坐标系中的单位长度相同。