本文由 kenlee0726 收集发布,转载请注明出处,如有问题请联系我们!人教版高中数学选修4-4练习:第一讲二极坐标 Word版含解析
第一讲 坐标系
二、极坐标
A级 基础巩固
一、选择题
1.点P的直角坐标为(1,-),则它的极坐标是( )
A. B.
C. D.
解析:ρ=2,tan θ=-,因为点P(1,-)在第四象限,
故取θ=-,所以点P的极坐标为.
答案:C
2.设点P对应的复数为-3+3i,以原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,则点P的极坐标为( )
A. B.
C. D.
解析:点P的直角坐标是(-3,3),极坐标是.
答案:A
3.已知极坐标系中,极点为O,若等边三角形ABC(顶点A,B,C按顺时针方向排列)的顶点A,B的极坐标分别是,,则顶点C的极坐标为( )
A. B.
C. D.
解析:依题意可知△ABC如图所示,显然OC⊥AB,|OC|=2,∠COx=+=,
所以C.
答案:C
4.若ρ1=ρ2≠0,θ1-θ2=π,则点M(ρ1,θ1)与点N(ρ2,θ2)的位置关系是( )
A.关于极轴所在直线对称
B.关于极点对称
C.关于过极点与极轴垂直的直线对称
D.重合
解析:因为ρ1=ρ2≠0,θ1-θ2=π,故点M,N位于过极点的直线上,且到极点的距离相等,即关于极点对称.
答案:B
5.极坐标系中,O为极点,已知A,B,则|AB|等于( )
A.4 B.4 C.2 D.2
解析:由A,B知∠AOB=-=,
又|OA|=|OB|=4,
故△AOB为等边三角形,故|AB|=4.
答案:B
二、填空题
6.已知A,B两点的极坐标为,,则线段AB中点的直角坐标为________.
解析:因为A,B两点的极坐标为,,
所以A,B两点的直角坐标是(3,3),(-4,-4),
所以线段AB中点的直角坐标是.
答案:
7.在极坐标系中,O为极点,若A,B,则△AOB的面积等于________.
解析:点B的极坐标可表示为,
则∠AOB=-=,
故S△OAB=|OA|·|OB|sin∠AOB=×3×4·sin =3.
答案:3
8.平面直角坐标系中,若点P经过伸缩变换后的点为Q,则极坐标系中,极坐标与Q的直角坐标相同的点到极轴所在直线的距离等于________.
解析:因为点P经过伸缩变换后的点为Q,则极坐标系中,极坐标与Q的直角坐标相同的点到极轴所在直线的距离等于6=3.
答案:3
三、解答题
9.将下列各点的直角坐标化为极坐标(ρ>0,0≤θ<2π).
(1)(,3);
(2)(-1,-1);
(3)(-3,0)
解:(1)ρ==2,tan θ==.
又因为点在第一象限,所以θ=.
所以点(,3)的极坐标为.
(2)ρ==,tan θ=1.
又因为点在第三象限,所以θ=.
所以点(-1,-1)的极坐标为.
(3)ρ==3,
可知极角为π,所以点(-3,0)的极坐标为(3,π).
10.某大学校园的部分平面示意图如图所示.
用点O,A,B,C,D,E,F,G分别表示校门,器材室,操场,公寓,教学楼,图书馆,车库,花园,其中|AB|=|BC|,|OC|=600 m.建立适当的极坐标系,写出除点B外各点的极坐标[限定ρ≥0,0≤θ<2π且极点为(0,0)].
解:以O为极点,OA所在射线为极轴建立极坐标系,因为|OC|=600,∠AOC=,故C.
又|OA|=600×cos =300,
|OD|=600×sin =300,
|OE|=300,|OF|=300,|OG|=150.
故A(300,0),D,E,
F(300,π),G.
B级 能力提升
1.点M的极坐标是,它关于直线θ=的对称点的极坐标是( )
A. B.
C. D.
解析:因为ρ=-2<0,
所以找点时,先找到角-的终边,再在其反向延长线找到离极点2个单位的点,就是,如图所示.
故M关于直线θ=的对称点为M′,又因为M′的坐标还可以写成M′,故选B.
答案:B
2.在极坐标系中,定点A,点B的一个极坐标为(ρ>0),当线段AB最短时,点B的极坐标为__________________.
答案:(k∈Z)
3.舰A在舰B的正东方向6 km处,舰C在舰B的北偏西
30°方向4 km处,它们围捕海洋动物.某时刻舰A发现动物的信号,4秒后舰B,舰C同时发现这种信号.设舰与动物均为静止的,动物信号的传播速度是1 km/s,若以舰A所在地为极点建立极坐标系,求动物所处位置的极坐标.
解:对舰B而言,A,C两舰位置如图所示,取A,B所在直线为x轴,以AB的中点O为原点建立直角坐标系,则A,B,C三舰的坐标分别为(3,0),(-3,0),(-5,2).
由于B,C同时发现动物信号,记动物所处位置为P,则|PB|=|PC|.
于是点P在BC的中垂线l上,
易求得其方程为x-3y+7=0.
又由A,B两舰发现动物信号的时间差为4秒知
|PB|-|PA|=4,
于是知P应在双曲线-=1的右支上.直线l与双曲线的交点P(8,5)即为动物的位置.
根据两点的斜率公式得直线PA的倾斜角为60°,于是舰A发射炮弹的方位角应是北偏东30°.
由两点间的距离公式得|PA|=10.
所以以舰A所在地为极点,动物所处位置的极坐标为.
二、极坐标
A级 基础巩固
一、选择题
1.点P的直角坐标为(1,-),则它的极坐标是( )
A. B.
C. D.
解析:ρ=2,tan θ=-,因为点P(1,-)在第四象限,
故取θ=-,所以点P的极坐标为.
答案:C
2.设点P对应的复数为-3+3i,以原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,则点P的极坐标为( )
A. B.
C. D.
解析:点P的直角坐标是(-3,3),极坐标是.
答案:A
3.已知极坐标系中,极点为O,若等边三角形ABC(顶点A,B,C按顺时针方向排列)的顶点A,B的极坐标分别是,,则顶点C的极坐标为( )
A. B.
C. D.
解析:依题意可知△ABC如图所示,显然OC⊥AB,|OC|=2,∠COx=+=,
所以C.
答案:C
4.若ρ1=ρ2≠0,θ1-θ2=π,则点M(ρ1,θ1)与点N(ρ2,θ2)的位置关系是( )
A.关于极轴所在直线对称
B.关于极点对称
C.关于过极点与极轴垂直的直线对称
D.重合
解析:因为ρ1=ρ2≠0,θ1-θ2=π,故点M,N位于过极点的直线上,且到极点的距离相等,即关于极点对称.
答案:B
5.极坐标系中,O为极点,已知A,B,则|AB|等于( )
A.4 B.4 C.2 D.2
解析:由A,B知∠AOB=-=,
又|OA|=|OB|=4,
故△AOB为等边三角形,故|AB|=4.
答案:B
二、填空题
6.已知A,B两点的极坐标为,,则线段AB中点的直角坐标为________.
解析:因为A,B两点的极坐标为,,
所以A,B两点的直角坐标是(3,3),(-4,-4),
所以线段AB中点的直角坐标是.
答案:
7.在极坐标系中,O为极点,若A,B,则△AOB的面积等于________.
解析:点B的极坐标可表示为,
则∠AOB=-=,
故S△OAB=|OA|·|OB|sin∠AOB=×3×4·sin =3.
答案:3
8.平面直角坐标系中,若点P经过伸缩变换后的点为Q,则极坐标系中,极坐标与Q的直角坐标相同的点到极轴所在直线的距离等于________.
解析:因为点P经过伸缩变换后的点为Q,则极坐标系中,极坐标与Q的直角坐标相同的点到极轴所在直线的距离等于6=3.
答案:3
三、解答题
9.将下列各点的直角坐标化为极坐标(ρ>0,0≤θ<2π).
(1)(,3);
(2)(-1,-1);
(3)(-3,0)
解:(1)ρ==2,tan θ==.
又因为点在第一象限,所以θ=.
所以点(,3)的极坐标为.
(2)ρ==,tan θ=1.
又因为点在第三象限,所以θ=.
所以点(-1,-1)的极坐标为.
(3)ρ==3,
可知极角为π,所以点(-3,0)的极坐标为(3,π).
10.某大学校园的部分平面示意图如图所示.
用点O,A,B,C,D,E,F,G分别表示校门,器材室,操场,公寓,教学楼,图书馆,车库,花园,其中|AB|=|BC|,|OC|=600 m.建立适当的极坐标系,写出除点B外各点的极坐标[限定ρ≥0,0≤θ<2π且极点为(0,0)].
解:以O为极点,OA所在射线为极轴建立极坐标系,因为|OC|=600,∠AOC=,故C.
又|OA|=600×cos =300,
|OD|=600×sin =300,
|OE|=300,|OF|=300,|OG|=150.
故A(300,0),D,E,
F(300,π),G.
B级 能力提升
1.点M的极坐标是,它关于直线θ=的对称点的极坐标是( )
A. B.
C. D.
解析:因为ρ=-2<0,
所以找点时,先找到角-的终边,再在其反向延长线找到离极点2个单位的点,就是,如图所示.
故M关于直线θ=的对称点为M′,又因为M′的坐标还可以写成M′,故选B.
答案:B
2.在极坐标系中,定点A,点B的一个极坐标为(ρ>0),当线段AB最短时,点B的极坐标为__________________.
答案:(k∈Z)
3.舰A在舰B的正东方向6 km处,舰C在舰B的北偏西
30°方向4 km处,它们围捕海洋动物.某时刻舰A发现动物的信号,4秒后舰B,舰C同时发现这种信号.设舰与动物均为静止的,动物信号的传播速度是1 km/s,若以舰A所在地为极点建立极坐标系,求动物所处位置的极坐标.
解:对舰B而言,A,C两舰位置如图所示,取A,B所在直线为x轴,以AB的中点O为原点建立直角坐标系,则A,B,C三舰的坐标分别为(3,0),(-3,0),(-5,2).
由于B,C同时发现动物信号,记动物所处位置为P,则|PB|=|PC|.
于是点P在BC的中垂线l上,
易求得其方程为x-3y+7=0.
又由A,B两舰发现动物信号的时间差为4秒知
|PB|-|PA|=4,
于是知P应在双曲线-=1的右支上.直线l与双曲线的交点P(8,5)即为动物的位置.
根据两点的斜率公式得直线PA的倾斜角为60°,于是舰A发射炮弹的方位角应是北偏东30°.
由两点间的距离公式得|PA|=10.
所以以舰A所在地为极点,动物所处位置的极坐标为.
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