极坐标与参数方程练习题详解,高中数学坐标系转换题

题目:已知曲线C的极坐标方程为ρ=4cosθ,以极点O为原点,极轴为x轴正半轴,建立平面直角坐标系xOy,写出曲线C的直角坐标方程。

详解:

我们需要理解极坐标与直角坐标的关系。在极坐标系中,点的坐标表示为(ρ, θ),其中ρ表示点到原点的距离,θ表示点与x轴的夹角。在直角坐标系中,点的坐标表示为(x, y)。

根据极坐标与直角坐标的转换公式,我们有:

x = ρcosθ

y = ρsinθ

将ρ=4cosθ代入上述公式,我们得到:

x = 4cos²θ

y = 4cosθsinθ

为了消去参数θ,我们可以将x的表达式平方,并将y的表达式平方,然后将两个表达式相加,得到:

x² + y² = 16cos²θ

由于cos²θ + sin²θ = 1,我们可以将上式改写为:

x² + y² = 16(cos²θ + sin²θ)cos²θ

进一步化简,我们得到:

x² + y² = 4x

这就是曲线C的直角坐标方程。

接下来,我们可以验证这个方程的正确性。将x = ρcosθ和y = ρsinθ代入ρ=4cosθ,我们得到:

x = 4cos²θ

y = 4cosθsinθ

将上述两个表达式平方,然后相加,我们得到:

x² + y² = 16cos²θ

这与我们之前得到的方程x² + y² = 4x是一致的,因此我们的答案是正确的。

本题主要考察了极坐标与直角坐标的转换,以及如何通过消去参数来得到曲线的直角坐标方程。在解题过程中,我们需要熟练掌握极坐标与直角坐标的转换公式,并能够灵活运用。