2022-2023学年高二下学期数学人教A版选修4-4极坐标与参数方程 教案(表格式)

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名称 2022-2023学年高二下学期数学人教A版选修4-4极坐标与参数方程 教案(表格式)
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文件大小 579.6KB
资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2022-10-17 19:29:25

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文档简介

姓名 学生姓名 填写时间
学科 数 学 年级 高二 教材版本 人教版
阶段 第( )周 观察期:□ 维护期:□
课题名称 极坐标与参数方程 课时计划 第( )次课 共 ( )课时 上课时间
教学目标 1、极坐标与直角坐标的互化以及有关圆的极坐标问题. 2、直线、圆和圆锥曲线的参数方程以及简单的应用问题。
教学重点 极坐标与直角坐标的互化以及有关圆的极坐标问题
教学难点 直线、圆和圆锥曲线的参数方程以及简单的应用问题
教学过程 课前热身 1.点P的直角坐标为(-,),那么它的极坐标可表示为________. 2.若曲线的极坐标方程为ρ=2sin θ+4cos θ,以极点为原点,极轴为x轴正半轴建立直角坐标系,则该曲线的直角坐标方程为________. 3.极坐标系(ρ,θ)(0≤θ<2π)中,曲线ρ=2sin θ与ρcos θ=-1的交点的极坐标为________. 4.在极坐标系中,直线l的方程为ρsin θ=3,则点到直线l的距离为________. 5.极坐标系中,直线ρsin=2被圆ρ=4截得的弦长为________. 知识梳理 极坐标 1.极坐标系的概念 在平面上取一个定点O叫做极点;自点O引一条射线Ox叫做极轴;再选定一个长度单位、角度单位(通常取弧度)及其正方向(通常取逆时针方向为正方向),这样就建立了一个极坐标系(如图).设M是平面上的任一点,极点O与点M的距离|OM|叫做点M的极径,记为ρ;以极轴Ox为始边,射线OM为终边的∠xOM叫做点M的极角,记为θ.有序数对(ρ,θ)称为点M的极坐标,记作M(ρ,θ). 2.直角坐标与极坐标的互化 把直角坐标系的原点作为极点,x轴正半轴作为极轴,且在两坐标系中取相同的长度单位.如图,设M是平面内的任意一点,它的直角坐标、极坐标分别为(x,y)和(ρ,θ),则或 3.直线的极坐标方程 若直线过点M(ρ0,θ0),且极轴到此直线的角为α,则它的方程为:ρsin(θ-α)=ρ0sin (θ0-α). 几个特殊位置的直线的极坐标方程 (1)直线过极点:θ=θ0和θ=π-θ0; (2)直线过点M(a,0)且垂直于极轴:ρcos θ=a; (3)直线过M且平行于极轴:ρsin θ=b. 4.圆的极坐标方程 若圆心为M(ρ0,θ0),半径为r的圆方程为 ρ2-2ρ0ρcos(θ-θ0)+ρ-r2=0. 几个特殊位置的圆的极坐标方程 (1)当圆心位于极点,半径为r:ρ=r; (2)当圆心位于M(a,0),半径为a:ρ=2acos_θ; (3)当圆心位于M,半径为a:ρ=2asin_θ. 参数方程 1.参数方程的意义 在平面直角坐标系中,如果曲线上的任意一点的坐标x,y都是某个变量的函数并且对于t的每个允许值,由方程组所确定的点M(x,y)都在这条曲线上,则该方程叫曲线的参数方程,联系变数x,y的变数t是参变数,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.常见曲线的参数方程的一般形式 (1)经过点P0(x0,y0),倾斜角为α的直线的参数方程为(t为参数). 设P是直线上的任一点,则t表示有向线段的数量. (2)圆的参数方程(θ为参数). (3)圆锥曲线的参数方程 椭圆+=1的参数方程为(θ为参数). 双曲线-=1的参数方程为(φ为参数). 抛物线y2=2px的参数方程为(t为参数). 例题讲解 例1、设点A的极坐标为,直线l过点A且与极轴所成的角为,则直线l的极坐标方程为________________. 例2、在极坐标系中,若过点(1,0)且与极轴垂直的直线交曲线ρ=4cos θ于A、B两点,则|AB|=________. 例3在极坐标系(ρ,θ)(0≤θ<2π)中,曲线ρ(cos θ+sin θ) =1与ρ(sin θ-cos θ)=1的交点的极坐标为________. 例4、在极坐标系中,P,Q是曲线C:ρ=4sin θ上任意两点,则线段PQ长度的最大值 例5已知两曲线参数方程分别为(0≤θ<π)和(t∈R),它们的交点坐标为________. 例6、从极点O作直线与另一直线ρcos θ=4相交于点M,在OM上取一点P,使|OM|·|OP|=12,求点P的轨迹方程. 例7、把下列参数方程化为普通方程: (1) (2) 例8、在平面直角坐标系xOy中,求过椭圆(φ为参数)的右焦点,且与直线(t为参数)平行的直线的普通方程. 例9、已知直线l的参数方程为(参数t∈R),圆C的参数方程为(参数θ∈[0,2π]),求直线l被圆C所截得的弦长. 一、选择题 1.若直线的参数方程为,则直线的斜率为( ) A. B. C. D. 2.下列在曲线上的点是( ) A. B. C. D. 3.将参数方程化为普通方程为( ) A. B. C. D. 4.化极坐标方程为直角坐标方程为( ) A. B. C. D. 5.点的直角坐标是,则点的极坐标为( ) A. B. C. D. 6.曲线的参数方程为(t是参数),则曲线是 A、线段   B、双曲线的一支   C、圆   D、射线 二、填空题 1.直线的斜率为______________________。 2.参数方程的普通方程为__________________。 3.已知直线与直线相交于点,又点, 则_______________。 4.直线被圆截得的弦长为______________。 三、解答题 1.已知点是圆上的动点, (1)求的取值范围; (2)若恒成立,求实数的取值范围。 2.求直线和直线的交点的坐标,及点 与的距离。 3.在椭圆上找一点,使这一点到直线的距离的最小值。
课后作业 1.直线和圆交于两点, 则的中点坐标为( ) A. B. C. D. 2.圆的圆心坐标是( ) A. B. C. D. 3.与参数方程为等价的普通方程为( ) A. B. C. D. 4.直线被圆所截得的弦长为( ) A. B. C. D. 5.点在椭圆上,求点到直线的最大距离和最小距离。 6.已知直线经过点,倾斜角, (1)写出直线的参数方程。 (2)设与圆相交与两点,求点到两点的距离之积。
课 后 记 本节课教学计划完成情况:照常完成□ 提前完成□ 延后完成□ 学生的接受程度:完全能接受□ 部分能接受□ 不能接受□ 学生的课堂表现:很积极□ 比较积极□ 一般□ 不积极□ 学生上次的作业完成情况:数量 % 完成质量 分 存在问题
备注
班主任签字 家长或学生签字 教研主任审批
《坐标系与参数方程》
一、高考试题选编
(全国乙卷)在直角坐标系中,曲线的参数方程为(为参数,).在以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线.
(Ⅰ)说明是哪一种曲线,并将的方程化为极坐标方程;
(Ⅱ)直线的极坐标方程为,其中满足,若曲线和的公共点都在上,求.
(全国甲卷)在直角坐标系中,圆的方程为.
以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴建立极坐标系,求的极坐标方程;
直线的参数方程是,(为参数),与交于,两点,,求的斜率.
(全国丙卷)在直角坐标系中,曲线的参数方程为(为参数).以坐标原点为极点,以轴正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.
写出的普通方程和的直角坐标方程;
设点在上,点在上,求的最小值及此时的直角坐标.
(江苏卷)在平面直角坐标系中,已知直线的参数方程为(为参数),椭圆的参数方程为(为参数).设直线与椭圆相交于,两点,求线段的长.
(北京卷)在极坐标系中,直线与圆交于,两点,则 ____________.
在平面直角坐标系中,以原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为,曲线的参数方程为(为参数),则与交点的直角坐标为 ______________ .
已知直线的极坐标方程为,点的极坐标为,则点到直线的距离为 ______________ .
在极坐标系中,圆上的点到直线距离的最大值为 __________ .
在极坐标系中,点到直线的距离为 ______ .
在平面直角坐标系中,以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,若曲线的极坐标方程为,则曲线的直角坐标方程为 ___________ .
已知直线的参数方程为(为参数),以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为(),则直线与曲线的交点的极坐标为 _________________ .
在平面直角坐标系中,以为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程为,曲线的参数方程为(为参数),与相交于两点,则 ___________ .
13.在平面直角坐标系中,直线,圆,以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(Ⅰ)求,的极坐标方程;
(Ⅱ)若直线的极坐标方程为(),设与的交点为,求的面积.
14.(较难)在平面直角坐标系中,曲线(为参数,),其中,在以为极点,轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线.
(Ⅰ)求与交点的直角坐标;
(Ⅱ)若与相交于点,与相交于点,求的最大值.
15.已知圆的极坐标方程为,求圆的半径.
16.在平面直角坐标系中,圆的参数方程为(为参数).在极坐标系(与在平面直角坐标系取相同的长度单位,且以原点为极点,以轴非负半轴为极轴)中,直线的方程为.
(Ⅰ)求圆的普通方程及直线的直角坐标方程;
(Ⅱ)设圆心到直线的距离等于2,求的值.
17已知直线(为参数).以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.
(Ⅰ)将曲线的极坐标方程化为直角坐标方程;
(Ⅱ)设点的直角坐标为,直线与曲线的交点为,求的值.
18.在平面直角坐标系中,直线的参数方程为(为参数),以原点为极点,轴正半轴为极轴建立极坐标系,圆的极坐标方程为.
(Ⅰ)写出圆的直角坐标方程;
(Ⅱ)为直线上一动点,当到圆心的距离最小时,求的直角坐标.
19.以平面直角坐标系的原点为极点,轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,两种坐标系中取相同的长度单位.已知直线的参数方程是(为参数),圆的极坐标方程是,则直线被圆截得的弦长为( )
A. B. C. D.
20.曲线(为参数)的对称中心 ( )
A. 在直线上 B. 在直线上
C. 在直线上 D. 在直线上
21.在极坐标系中,点到圆的圆心的距离为( )
A. B. C. D.
22.在极坐标系中,圆的圆心的极坐标是( )
A. B. C. D.
23.已知曲线的参数方程为(为参数),以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.
(Ⅰ)把的参数方程化为极坐标方程;
(Ⅱ)求与交点的极坐标().
在直角坐标系中,直线的参数方程为(为参数).在以原点为极点,轴的正半轴为极轴的极坐标系中,曲线的极坐标方程为.
(Ⅰ)直接写出直线的普通方程、曲线的直角坐标方程;
(Ⅱ)设曲线上的点到直线的距离为,求的取值范围.
25.已知曲线的参数方程是(为参数),以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程是.正方形的顶点都在上,且依逆时针次序排列,点的极坐标为.
(Ⅰ)求点的直角坐标;
(Ⅱ)设为上任意一点,求的取值范围.
26.在平面直角坐标系中,以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知直线上两点的极坐标分别为,,圆的参数方程为(为参数).
(Ⅰ)设为线段的中点,求直线的平面直角坐标方程;
(Ⅱ)判断直线与圆的位置关系.
若直线(为参数)与曲线(为参数)相切,则实数为__________.
在极坐标系中,曲线的焦点的极坐标为__________.(规定:)
已知圆的参数方程为(为参数),以原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程为,则直线截圆所得的弦长为__________.
30在直角坐标系中,曲线的参数方程为(为参数),以原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.
(Ⅰ)求曲线的普通方程与曲线的直角坐标方程;
(Ⅱ)试判断曲线与是否存在两个交点,若存在,求出两交点间的距离;若不存在,请说明理由.
31.在直角坐标系中,圆的参数方程为(为参数),圆的参数方程为(为参数),以原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(Ⅰ)求和的极坐标方程;
(Ⅱ)和交于两点,求点的一个极坐标.
在极坐标系中,直线与曲线相交于两点,若,则实数的值为___________.
33.在极坐标系中,已知两点的极坐标分别为、,则(其中为极点)的面积为______________.
(附:海伦公式 ,其中)
已知直线的参数方程为(为参数),圆的极坐标方程为,若在圆上存在一点,使得点到直线的距离最小,则点的直角坐标为__________.
35.已知在直角坐标系中,圆的参数方程为(为参数),以原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程为.
(Ⅰ)写出直线的直角坐标方程和圆的普通方程;
(Ⅱ)求圆截直线所得的弦长.
在平面直角坐标系中,圆的参数方程为(为参数),直线经过点,倾斜角.
(Ⅰ)写出圆的标准方程和直线的参数方程;
(Ⅱ)设直线与圆相交于、两点,求的值.
在极坐标系中,曲线的方程为,点.
(Ⅰ)以极点为原点,极轴为轴的正半轴,建立平面直角坐标系,把曲线的极坐标方程化为直角坐标方程,点的极坐标化为直角坐标;
(Ⅱ)设为曲线上一动点,以为对角线的矩形的一边垂直于极轴,求矩形周长的最小值,及此时点的直角坐标.
以坐标原点为极点,以轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线的参数方程为(为参数).
(Ⅰ)若曲线在点处的切线为,求的极坐标方程;
(Ⅱ)若点的极坐标为,且当参数时,过点的直线与曲线有两个不同的交点,试求直线的斜率的取值范围.
已知圆锥曲线:(为参数)和定点,、是此圆锥曲线的左、右焦点.
(Ⅰ)求直线的普通方程;
(Ⅱ)经过点且与直线垂直的直线交此圆锥曲线于、两点,求的值.
已知曲线的极坐标方程为,曲线的极坐标方程为.
(Ⅰ)将曲线、的极坐标方程化为直角坐标方程;
(Ⅱ)若点是曲线上的一点,点是曲线上的一点,求、两点间的最短距离.
在平面直角坐标系中,直线的参数方程为(为参数),若以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.
(Ⅰ)求曲线的直角坐标方程;
(Ⅱ)若直线与曲线相切,求直线与坐标轴围成的三角形的面积.