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1、19.4.1 極坐標系,,學習要點: 極坐標系是不同于直角坐標系的另一種坐標系,在這兩種坐標系中都可以確定點的位置,其各有特點。通常情況下,在運動的過程中,若點作平移變動,則選擇直角坐標系;而若點作旋轉變動,則采用極坐標系。,,,,,,o,P,P(x,y),P(x,y,z),,,,,,(1)在數(shù)軸上,直線上所有點的集合與全體實數(shù)的集合建立一一對應;,(2)在平面直角坐標系上,平面上所有點的集合與全體有序實數(shù)對 (x , y)的集合建立一一對應;,(3)在空間直角坐標系上,空間上所有點的集合與全體三元有序實數(shù)對(x , y , z)的集合建立一一對應;,復習回顧,4.1.1 直角坐標系,直角
2、坐標系,數(shù) 軸,,空間直角坐標系,平面直角坐標系,,,,,R,(x , y),(x , y , z),,,,復習回顧,建系時,根據(jù)幾何特點選擇適當?shù)闹苯亲鴺讼?,(1)若圖形有對稱中心,則可選對稱中心為坐標原點;,(2)若圖形有對稱軸,則可選擇對稱軸為坐標軸;,(3)建系應使圖形上的特殊點盡可能多的在坐標軸上。,建立坐標系是為了確定點的位置。由此,在所創(chuàng)建的坐標系中,應滿足: 任意一點都存在一個坐標與之對應;反之,依據(jù)一個點的坐標就能確定這個點的位置; 而確定點的位置即為求出此點在設定的坐標系中的坐標。,復習回顧,選擇適當?shù)淖鴺讼?,表示邊長為1的正六邊形的頂點。,,鞏固練習,O,F,A,E,B
3、,D,C,,,,(1)若有一艘軍艦巡邏在海面上,發(fā)現(xiàn)前方有一群水雷,如何確定他們的位置以便將它們引爆呢?,,,軍 艦,水雷群,創(chuàng)設情境,,創(chuàng)設情境,從這向北1000米,請問去農(nóng)行路怎么走?,,,,請分析上面這句話,他告訴了問路人什么?,從這向北走1000米!,出發(fā)點,方向,距 離,在生活中人們經(jīng)常用方向和距離來表示一點的位置。這種用方向和距離表示平面上一點的位置的思想,就是極坐標的基本思想。,情境分析,一、極坐標系的建立:,在平面內取一個定點O,叫做極點。,引一條射線Ox,叫做極軸。,再選定一個長度單位和角度單位及它的正方向(通常取逆時針方向)。,這樣就建立了一個極坐標系。,,O,新課講解,二
4、、極坐標系內一點的極坐標的規(guī)定:,,對于平面上任意一點M,用 表示線段OM的長度,用 表示從Ox到OM 的角度, 叫做點M的極徑, 叫做點M的極角,有序數(shù)對(,)就叫做M的極坐標。,特別強調:表示線段OM的長度,即點M到極點O的距離;表示從Ox到OM的角度,即以Ox(極軸)為始邊,OM 為終邊的角。,新課講解,題組1:說出下圖中各點的極坐標,,練一練,平面上一點的極坐標是否唯一? 若不唯一,那有多少種表示方法? 坐標不唯一是由誰引起的? 不同的極坐標是否可以寫出統(tǒng)一表達式?,特別規(guī)定: 當M在極點時,它的極坐標=0,可以取任意值。,想一想?,三、點的極坐標的表達式的研究:,如圖:OM的長度為4
5、,,請說出點M的極坐標的其他表達式 .,思考:這些極坐標之間有何異同?,思考:這些極角有何關系?,這些極角的始邊相同,終邊也相同。也就是說它們是終邊相同的角。,本題點M的極坐標統(tǒng)一表達式:,極徑相同,不同的是極角。,新課講解,題組2:在極坐標系里描出下列各點,練一練,,解析:,四、1、負極徑的定義,說明:一般情況下,極徑都是正值;在某些必要情況下,極徑也可以取負值。,對于點M(,)負極徑時的規(guī)定:,1作射線OP,使XOP= ,2在OP的反向延長 線上取一點M,使OM= ; 如圖示:,新課講解,2、負極徑的實例,在極坐標系中畫出點:M(3,/4)的位置,1作射線OP,使XOP= /4,2在OP
6、的反向延長線上取一點M,使OM= 3; 如圖示: M(3,/4),新課講解,,,題組3:說出下圖中當極徑取負值時各點的極坐標,,練一練,3、關于負極徑的思考,“負極徑”真是“負”的嗎? 根據(jù)極徑定義,極徑是距離,當然是正的?,F(xiàn)在所說的“負極徑”中的“負”到底是什么意思?,思考:試把負極徑時點的確定過程,與正極徑時點的確定過程相比較,看看有什么相同,有什么不同?,???,新課講解,,,4、正、負極徑時,點的確定過程比較,,1作射線OP,使XOP= /4,2在OP的反向延長線上取一點M,使OM= 3,1作射線OP,使XOP= /4,2在OP的上取一點M,使OM= 3,畫出點: (3,/4) 和
7、(3,/4),給定,在極坐標系中描點的方法:先按極角找到極徑所在的射線,后按極徑的正負和數(shù)值在這條射線或其反向延長線上描點。,5、負極徑的實質,從比較來看,負極徑比正極徑多了一個操作,將射線OP“反向延長”。,,而反向延長也可以看成是旋轉 ,因此,所謂“負極徑”實質是針對方向的。這與數(shù)學中通常的習慣一致,用“負”表示“反向 ”。,,負極徑小結:極徑變?yōu)樨?,極角增加 。,答:(6, +),或(6, +),特別強調:一般情況下(若不作特別說明時),認為 0 。因為負極徑只在極少數(shù)情況使用。,五、極坐標系下點的極坐標,,探索點M(3,/4)的所有極坐標,1極徑是正的時候:,2極徑是負的時候:,六、
8、極坐標系下點與它的極坐標的對應情況,1給定(,),就可以在極坐標平面內確定唯一的一點M。,2給定平面上一點M,但卻有無數(shù)個極坐標與之對應。,原因在于:極角有無數(shù)個。,新課講解,一般地,若(,)是一點M的極坐標,則(,+2k)或 (,+(2k + 1))都可以作為它的極坐標.,若限定0,02或 ,,則除極點外,平面內的點和極坐標就可一一對應了.,六、極坐標系下點與它的極坐標的對應情況,2.在極坐標系中,與(,)關于極軸對稱的點是( ),A.(,) B.(,) C.(,) D.(,),C,D,題組4 1. 在極坐標系中,與點(3, )重合的點是( ),A.(3,
9、 ) B. (3, ) C. (3, ) D. (3, ),3.在極坐標系中,與點(8, )關于極點對稱的點 的一個坐標是 ( ),A.(8, ) B. (8, ) C. (8, ) D.(8, ),A,3一點的極坐標是否有統(tǒng)一的表達式?,1建立一個極坐標系需要哪些要素?,極點;極軸;長度單位;角度單位和它的正方向。,2極坐標系內一點的極坐標有多少種表達式?,無數(shù).極徑有正有負;極角也有正負且無數(shù)個。,有.(,2k+),課堂小結,或(-,2k++),課堂小結,1、極坐標 (,2k+) 和(-,2k++)其中 表示同一個點(,);,2、點 M(,) 關于極點的對稱點的一個坐標為(-,) 或(,+) ;,3、點 M(,) 關于極軸的對稱點的一個坐標為(,-) 或(-,-) ;,4、點 M(,) 關于直線 的對稱點的一個坐標為(-,-) 或(,-) ;,課外作業(yè),