極坐標系是一個二維坐標系統。該坐標系統中的點由一個夾角和一段相對中心點——極點(相當於我們較為熟知的直角坐標系中的原點)的距離來表示。
什麼是極坐標方程
實際上,極坐標與直角坐標一樣,都是為瞭表示點在空間中的位置而引入的參照系。
直角坐標是用該點到各個坐標軸的距離及位置關系確定坐標的,而極坐標是用該點到定點(稱作極點)的距離及該點和極點的連線與過極點的射線(稱為極軸)所成的角度來確定坐標的。
比如,我們常說的某地位於北偏東35度,距本地100米之類的話,這樣的描述就體現瞭極坐標思想:用角度和距離表示點。
關於普通方程與極坐標方程的轉化,隻要把普通方程的x用ρcosθ代替,把y用ρsinθ 代替,再整理就行瞭。
關於圓錐曲線,略舉一個例子:
在直角坐標中,圓心在原點的圓的標準方程為x2+y2=R2,其中R為半徑。
而同樣的一個圓,在極坐標中的方程就可寫為ρ=R,從而極大地簡化瞭方程。
極坐標轉換為直角坐標的方法
轉化方法及其步驟:
第一步:把極坐標方程中的θ整理成cosθ和sinθ的形式
第二步:把cosθ化成x/ρ,把sinθ化成y/ρ;或者把ρcosθ化成x,把ρsinθ化成y
第三步:把ρ換成(根號下x2+y2);或將其平方變成ρ2,再變成x2+y2
第四步:把所得方程整理成讓人心裡舒服的形式.
例:把 ρ=2cosθ化成直角坐標方程.
將ρ=2cosθ等號兩邊同時乘以ρ,得到:ρ2=2ρcosθ
把ρ2用x2+y2代替,把ρcosθ用x代替,得到:x2+y2=2x
再整理一步,即可得到所求方程為:
(x-1)^2+y2=1
這是一個圓,圓心在點(1,0),半徑為1
直角坐標轉換為極坐標
第一:兩個坐標原點重合.x軸相重合.
第二:長度單位相同.
第三:通常使用“弧度制”.
在此情況下,我們有設直角坐標系裡的曲線上的一個任一點的坐標為A(x,y).則它在極坐標系裡的坐標為A(ρ,θ).