极坐标方程是什么 极坐标如何转换为直角坐标

文/李傲

极坐标系是一个二维坐标系统。该坐标系统中的点由一个夹角和一段相对中心点——极点(相当于我们较为熟知的直角坐标系中的原点)的距离来表示。

极坐标方程是什么 极坐标如何转换为直角坐标

什么是极坐标方程

实际上,极坐标与直角坐标一样,都是为了表示点在空间中的位置而引入的参照系。

直角坐标是用该点到各个坐标轴的距离及位置关系确定坐标的,而极坐标是用该点到定点(称作极点)的距离及该点和极点的连线与过极点的射线(称为极轴)所成的角度来确定坐标的。

比如,我们常说的某地位于北偏东35度,距本地100米之类的话,这样的描述就体现了极坐标思想:用角度和距离表示点。

关于普通方程与极坐标方程的转化,只要把普通方程的x用ρcosθ代替,把y用ρsinθ 代替,再整理就行了。

关于圆锥曲线,略举一个例子:

在直角坐标中,圆心在原点的圆的标准方程为x2+y2=R2,其中R为半径。

而同样的一个圆,在极坐标中的方程就可写为ρ=R,从而极大地简化了方程。

极坐标转换为直角坐标的方法

转化方法及其步骤:

第一步:把极坐标方程中的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换成(根号下x2+y2);或将其平方变成ρ2,再变成x2+y2

第四步:把所得方程整理成让人心里舒服的形式.

例:把 ρ=2cosθ化成直角坐标方程.

将ρ=2cosθ等号两边同时乘以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,即可得到所求方程为:

(x-1)^2+y2=1

这是一个圆,圆心在点(1,0),半径为1

直角坐标转换为极坐标

第一:两个坐标原点重合.x轴相重合.

第二:长度单位相同.

第三:通常使用“弧度制”.

在此情况下,我们有设直角坐标系里的曲线上的一个任一点的坐标为A(x,y).则它在极坐标系里的坐标为A(ρ,θ).