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    选修4-2:矩阵与变换
    在平面直角坐标系xoy中,求圆C的参数方程为
    x=-1+rcosθ
    y=rsinθ
    (θ为参数,r>0),以O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程为ρcos(θ+
    π
    4
    )=2
    2
    ,若直线l与圆C相切,求r的值.
    本题信息:2012年江苏三模数学解答题难度较难 来源:未知
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本试题 “选修4-2:矩阵与变换在平面直角坐标系xoy中,求圆C的参数方程为x=-1+rcosθy=rsinθ(θ为参数,r>0),以O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐...” 主要考查您对

直线的方程

平面直角坐标系

极坐标系

参数方程的概念

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直线方程的定义:

以一个方程的解为坐标的点都是某条直线上的点,这个方程就叫做这条直线的方程,这条直线叫做这个方程的直线。

基本的思想和方法:

求直线方程是解析几何常见的问题之一,恰当选择方程的形式是每一步,然后釆用待定系数法确定方程,在求直线方程时,要注意斜率是否存在,利用截距式时,不能忽视截距为0的情形,同时要区分“截距”和“距离”。

直线方程的几种形式:

1.点斜式方程:
(1),(直线l过点,且斜率为k)。
(2)当直线的斜率为0°时,k=0,直线的方程是y=y1。当直线的斜率为90°时,直线的斜率不存在,它的方程不能用点斜式表示,但因l上每一点的横坐标都等于x1,所以它的方程是x=x1
2.斜截式方程:已知直线在y轴上的截距为b和斜率k,则直线的方程为:y=kx+b,它不包括垂直于x轴的直线。
3.两点式方程:已知直线经过(x1,y1),(x2,y2)两点,则直线方程为:
4.截距式方程:已知直线在x轴和y轴上的截距为a,b,则直线方程为:(a、b≠0)。
5.一般式方程:(1)定义:任何直线均可写成:Ax+By+C=0(A,B不同时为0)的形式。(2)特殊的方程如:平行于x轴的直线:y=b(b为常数);平行于y轴的直线:x=a(a为常数)。


几种特殊位置的直线方程:

 
求直线方程的一般方法:
 
(1)直接法:根据已知条件,选择适当的直线方程形式,直接求出直线方程.应明确直线方程的几种形式及各自的特点,合理选择解决方法,一般地,已知一点通常选择点斜式;已知斜率选择斜截式或点斜式;已知在两坐标轴上的截距用截距式;已知两点用两点式,这时应特别注意斜率不存在的情况.
(2)待定系数法:先设出直线的方程,再根据已知条件求出假设系数,最后代入直线方程,待定系数法常适用于斜截式,已知两点坐标等.
利用待定系数法求直线方程的步骤:①设方程;②求系数;③代入方程得直线方程,如果已知直线过一个定点,可以利用直线的点斜式求方程,也可以利用斜截式、截距式等形式求解.

数轴(直线坐标系):

在直线上取定一点O,取定一个方向,再取一个长度单位,点O,长度单位和选定的方向三者就构成了直线上的坐标系,简称数轴.如图,

平面直角坐标系:

在平面上取两条互相垂直并选定了方向的直线,一条称为x轴,一条称为y轴,交点O为原点。再取一个单位长度,如此取定的两条互相垂直的且有方向的直线和长度单位构成平面上的一个直角坐标系,即为xOy。
如图:

平面上的伸缩变换:

设点P(x,y)是平面直角坐标系中任意一点,在变换对应到为平面直角坐标系中的伸缩变换。

 

建立坐标系必须满足的条件:

任意一点都有确定的坐标与它对应;反之,依据一个点的坐标就能确定这个点的位置.

坐标系的作用:

①坐标系是刻画点的位置与其变化的参照物;
②可找到动点的轨迹方程,确定动点运动的轨迹(或范围);
③可通过数形结合,用代数的方法解决几何问题。


极坐标系的定义:

在平面上取定一点O,称为极点。从O出发引一条射线Ox,称为极轴。再取定一个长度单位,通常规定角度取逆时针方向为正。这样就建立了一个极坐标系。这样,平面上任一点P的位置就可以用线段OP的长度ρ以及从Ox到OP的角度θ来确定,有序数对(ρ,θ)就称为P点的极坐标,记为P(ρ,θ);ρ称为P点的极径,θ称为P点的极角。

点的极坐标:

设M点是平面内任意一点,用ρ表示线段OM的长度,θ表示射线Ox到OM的角度,那么ρ叫做M点的极径,θ叫做M点的极角,有序数对(ρ,θ)叫做M点的极坐标,如图,


极坐标系的四要素:

极点,极轴,长度单位,角度单位和它的正方向.极坐标系的四要素,缺一不可.

极坐标系的特别注意:

①关于θ和ρ的正负:极角θ的始边是极轴,取逆时针方向为正,顺时针方向为负,θ的值一般以弧度为单位。
 

极坐标和直角坐标的互化:

(1)互化的前提条件
①极坐标系中的极点与直角坐标系中的原点重合;
②极轴与x轴的正半轴重合;
③两种坐标系中取相同的长度单位.
(2)互化公式

特别提醒:①直角坐标化为极坐标用第二组公式.通常取所在的象限取最小正角;
②当
③直角坐标方程及极坐标方程互化时,要切实注意互化前后方程的等价性.
④若极点与坐标原点不是同一个点.如图,设M点在以O为原点的直角坐标系中的坐标为(x,y),在以为原点也是极点的时候的直角坐标为(x′,y′),极坐标为(ρ,θ),则有

第一组公式用于极坐标化直角坐标;第二组公式用于直角坐标化极坐标.


参数方程的概念:
一般地,在给定的平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标x,y都是某个变数t的函数 且对于t的每一个允许值,由这个方程组所确定的点M(x,y)都在这条曲线上,那么这个方程组称为这条曲线的参数方程,联系x、y之间关系的变数t称为参变数,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.


参数方程和普通方程的互化:

在参数方程与普通方程的互化中,必须使x,y的取值范围保持一致.否则,互化就是不等价的。
(1)参数方程化为普通方程的过程就是消参过程,常见方法有三种:
①代入法:利用解方程的技巧求出参数t,然后代入消去参数;
②三角法:利用三角恒等式消去参数;
③整体消元法:根据参数方程本身的结构特征,从整体上消去.
(2)普通方程化为参数方程需要引入参数.
如:①直线的普通方程是2x-y+2=0,可以化为参数方程 
②在普通方程xy=1中,令可以化为参数方程


关于参数的几点说明:

(1)参数是联系变数x,y的桥梁,可以是一个有物理意义或几何意义的变数,也可以是没有明显实际意义的变数.
(2)同一曲线选取参数不同,曲线参数方程形式也不同.
(3)在实际问题中要确定参数的取值范围.

参数方程的几种常用方法:

方法1参数方程与普通方程的互化:将曲线的参数方程化为普通方程的方法应视题目的特点而定,要选择恰当的方法消参,并要注意由于消参后引起的范围限制消失而造成的增解问题.常用的消参技巧有加减消参,代人消参,平方消参等.
方法2求曲线的参数方程:求曲线的参数方程或应用曲线的参数方程,要熟记曲线参数方程的形式及参数的意义.
方法3参数方程问题的解决方法:解决参数方程的一个基本思路是将其转化为普通方程,然后利用在直角坐标系下解决问题的方式进行解题.
方法4利用圆的渐开线的参数方程求点:利用参数方程求解点时只需将参数代入方程就可求得。
方法5求圆的摆线的参数方程:根据圆的摆线的参数方程的表达式,可知只需求出其中的r,也就是说,摆线的参数方程由圆的半径唯一确定,因此只需把点代人参数方程求出r值再代人参数方程的表达式.