《(江蘇專用版 )2018-2019學年高中數(shù)學 4.2.2 第2課時 圓錐曲線的極坐標方程及應用學案 蘇教版選修4-4》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(江蘇專用版 )2018-2019學年高中數(shù)學 4.2.2 第2課時 圓錐曲線的極坐標方程及應用學案 蘇教版選修4-4(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第2課時 圓錐曲線的極坐標方程及應用
1.掌握極坐標系中圓錐曲線的方程.
2.會求簡單的圓錐曲線的極坐標方程.
3.感受在極坐標系中橢圓、雙曲線、拋物線方程的完美統(tǒng)一.
[基礎·初探]
圓錐曲線的統(tǒng)一極坐標方程
ρ=,(***)
其中p為焦點到相應準線的距離,稱為焦準距.
當0<e<1時,方程ρ=表示橢圓;
當e=1時,方程(***)為ρ=,表示拋物線;
當e>1時,方程ρ=表示雙曲線,其中ρ∈R.
[思考·探究]
1.用圓錐曲線統(tǒng)一極坐標方程的標準形式判別圓錐曲線需注意什么?
【提示】 應注意統(tǒng)一極坐標方程的標準形式,只有方程右邊分母中的常數(shù)為1時,
2、cos θ的系數(shù)的絕對值才表示曲線的離心率.如果該常數(shù)不是1,一定要將其轉(zhuǎn)化為1,再去判別,例如方程ρ=的離心率不是1,其不表示拋物線,將方程變形為ρ=,則e=,表示橢圓.
2.我們由曲線的直角坐標方程很容易知道它是哪種曲線,那如何由曲線的極坐標方程確定其是哪一種曲線呢?
【提示】 如果對簡單的直線和圓的極坐標方程及圓錐曲線統(tǒng)一的極坐標方程熟練的話,可由其判斷,否則一般是將其化成直角坐標方程再判斷其是哪種曲線.
[質(zhì)疑·手記]
預習完成后,請將你的疑問記錄,并與“小伙伴們”探討交流:
疑問1:______________________________________________
3、_______
解惑:_____________________________________________________
疑問2:_____________________________________________________
解惑:_____________________________________________________
疑問3:_____________________________________________________
解惑:_____________________________________________________
4、
疑問4:_____________________________________________________
解惑:_____________________________________________________
橢圓極坐標方程的應用
已知A、B為橢圓+=1(a>b>0)上兩點,OA⊥OB(O為原點).
求證:+為定值.
【自主解答】 以O為極點,x軸正方向為極軸,長度單位不變建立極坐標系,則x=ρcos θ,y=ρsin θ,代入+=1中得=+.設A(ρ1,α),B.+=+=+(為定值).
[再練一題]
1.本例條件不變,試求△AOB面積的最大值
5、和最小值.
【解】 由例題解析得,S△AOB=ρ1ρ2,
而ρ1=,
ρ2=,
∴S△AOB=·
=·
=
∴當sin2α=1時,(S△AOB)max=ab;
∴當sin2α=時,(S△AOB)min=.
雙曲線極坐標方程的應用
過雙曲線-=1的右焦點,引傾斜角為的直線,交雙曲線于A、B兩點,求AB.
【思路探究】 求出雙曲線極坐標方程,得出A、B兩點極坐標,進而求AB.
【自主解答】 雙曲線-=1中,a=2,b=,c=3,所以e=,p==.
取雙曲線的右焦點為極點,x軸正方向為極軸正方向建立極坐標系,則雙曲線的極坐標方程為ρ=.
代入數(shù)據(jù)并化簡,得ρ=.
6、
設A,B,于是AB=|ρ1+ρ2|==.
應用圓錐曲線的極坐標方程求過焦點(極點)的弦長非常方便.橢圓和拋物線中,該弦長都表示為ρ1+ρ2,而雙曲線中,弦長的一般形式是|ρ1+ρ2|.
[再練一題]
2.已知雙曲線的極坐標方程是ρ=,求雙曲線的實軸長、虛軸長和準線方程.
【解】 雙曲線方程ρ=可以化為ρ=,所以e=,p=.
設c=5r,a=4r,則b2=c2-a2=9r2.由p==,得r=1.所以2a=8,2b=6.
所以雙曲線的實軸長為8,虛軸長為6.
準線方程ρcos θ=-p,即ρcos θ=-;或ρcos θ=-p-2,即ρcos θ=-.
拋物線極坐標
7、的應用
已知拋物線y2=4x的焦點為F.
(1)以F為極點,x軸正方向為極軸的正方向,寫出此拋物線的極坐標方程;
(2)過F作直線l交拋物線于A,B兩點,若AB=16,運用拋物線的極坐標方程,求直線l的傾斜角.
【自主解答】 (1)極坐標方程為ρ=.
(2)設A(ρ1,θ),B(ρ2,π+θ).
AB=ρ1+ρ2=+
==16,即sin2θ=得sin θ=±.
故l的傾斜角為或π.
[再練一題]
3.平面直角坐標系中,有一定點F(2,0)和一條定直線l:x=-2.求與定點F的距離和定直線l的距離的比等于常數(shù)的點的軌跡的極坐標方程.
【導學號:98990015】
【解】
8、 過定點F作定直線l的垂線,垂足為K,以F為極點,F(xiàn)K的反向延長線Fx為極軸,建立極坐標系.
由題意,設所求極坐標方程為ρ=,
∵定點F(2,0),定直線l:x=-2,
∴p為F點到直線l的距離,為2-(-2)=4.
又∵常數(shù)=e,
∴所求點的軌跡的極坐標方程為ρ==,即ρ=.
[真題鏈接賞析]
(教材第33頁習題4.2第10題)我國自行研制的第一顆人造地球衛(wèi)星的運行軌道是以地球中心為一個焦點的橢圓,軌道的近地點和遠地點分別為439 km和2 384 km.若地球半徑取6 378 km,試寫出衛(wèi)星運行軌道的極坐標方程.
已知雙曲線的極坐標方程為ρ=,過極點作直線與它交于A,
9、B兩點,且AB=6,求直線AB的極坐標方程.
【命題意圖】 本題主要考查圓錐曲線的統(tǒng)一極坐標方程和直線的極坐標方程.
【解】 設直線AB的極坐標方程為θ=θ1,A(ρ1,θ1),B(ρ2,θ1+π).則ρ1=,
ρ2==.
AB=|ρ1+ρ2|=|+|
=||=6,
∴=±1.
∴cos θ1=0或cos θ1=±.
故直線AB的極坐標方程為θ=或θ=或θ=.
1.拋物線ρ=(ρ>0)的準線方程為______.
【答案】 ρcos θ=-4
2.設橢圓的極坐標方程是ρ=,則λ的取值范圍是________.
【導學號:98990016】
【解析】 ρ==,
所以
10、離心率e=,
由0<<1,得λ∈(0,2).
【答案】 (0,2)
3.橢圓ρ=的焦距是________.
【答案】
4.雙曲線ρ=的焦點到準線的距離為________.
【答案】
我還有這些不足:
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(2)_____________________________________________________
我的課下提升方案:
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