Задача 37826 Записать уравнения кривых в полярных.
Условие
Записать уравнения кривых в полярных координатах и построить их.
Решение
Вводим полярные координаты
x=r*cos φ
y=r*sin φ
1)
x=2y
r*cos φ=2r*sinφ ⇒ tgφ=2 — уравнение линии в полярных координатах
Луч под углом φ к полярной оси, причем tgφ =2
(r*cos φ)^2+(r*sinx φ)^2=169
r^2*(cos^2 φ +sin^2 φ )=13
r=13 — уравнение линии в полярных координатаx
Окружность с центром в точке О радиусом r=13
(r*cos φ)^2+(r*sinx φ)^2=-12*r*cosφ
r^2*(cos^2 φ +sin^2 φ )=-12*r*cosφ
так как r ≥ 0 ⇒ -12cosφ ≥ 0 ⇒ cos φ ≤ 0
Окружность в 2 и 3 четверти
(r*cos φ)^2+(r*sinx φ)^2=0,8*r*sinφ
r^2*(cos^2 φ +sin^2 φ )=0,8*rsinφ
так как r ≥ 0 ⇒ 0,8*sinφ ≥ 0 ⇒ sin φ ≥ 0
Окружность в 1 и 2 четверти
Примеры решений: полярная система координат
В этом разделе вы найдете бесплатные примеры решений задач по аналитической геометрии на плоскости на тему Кривые в полярной системе координат: табуляция функции, построение графика, переход к уравнению в декартовой системе координат т.п.
Основные этапы при работе с кривой, заданной в полярной системе координат, такие:
- 1. Построить полярную систему координат (изобразить полюс, полярную ось и угловые направления). Обычно строят вспомогательные лучи через $\pi/6$ или $\pi/8$ радиан, для большинства кривых этих точек (получается от $0$ до $2\pi$ помещается 12 или 16 значений) вполне достаточно.
- 2. Табулируем кривую: берем последовательно все углы $\phi$ (см. выше): $0$, $\pi/8$, $\pi/4$, $3\pi/8$. и в каждой точке вычисляем значение $\rho(\phi)$. Заносим значения в таблицу.
- 3. Берем начерченную в первом пункте полярную систему координат и наносим точки. На полярной оси отмеряем значние $\rho(0)$, на луче $\pi/8$ — $\rho(\pi/8)$ и так далее.
- 4. Соединяем все точки плавной линией. Получается искомая кривая. Для проверки правильности можно построить дополнительно график с помощью онлайн-сервисов.
- 5. Если требуется найти уравнение кривой в декартовой системе координат, подставляем подходящие формулы $\rho=\sqrt
$, $x=\rho\cos \phi$, $y=\rho\sin \phi$ и преобразуем.
Более подробно — в примерах ниже. Удачного изучения!
Полярная система координат: решения онлайн
Задача 1. Построить следующие кривые в полярной системе координат: Лемниската Бернулли $\rho^2=2\cos 2\phi$ (полюс помещен в точку О).
Задача 2. Построить по точкам кривую, заданную уравнением в полярной системе координат $\rho=2\sin 2\phi$. Найти уравнение кривой в прямоугольной системе координат, начало которой совмещено с полюсом, а положительная полуось $Ox$ с полярной осью.
Задача 3. Дана линия своим уравнением в полярной системе координат $r=8 \sin \phi$. Требуется:
1) построить линию по точкам, давая $\phi$ значения через $\pi/6$, начиная с 0 до $2\pi$.
2) Найти уравнение этой линии в декартовой прямоугольной системе координат, у которой начало совпадает с полюсом, а положительная полуось абсцисс с полярной осью.
Задача 4. Линия задана уравнением $r=18/(4+5\cos \phi)$ в полярной системе координат. Требуется:
Построить линию по точкам, начиная от 0 до $2\pi$ и придавая $\phi$ значения через промежуток $\pi/8$.
Найти уравнение данной линии в декартовой прямоугольной системе координат, у которой начало совпадает с полюсом, а положительная полуось абсцисс – с полярной осью.
Назвать линию, найти координаты фокусов и эксцентриситет.
Математический портал
Nav view search
Navigation
Search
- Вы здесь:
- Home
- Аналитическая геометрия
- Высшая математика.
- Аналитическая геометрия.
- Уравнение эллипса, гиперболы, параболы в полярной системе координат.
Уравнение эллипса, гиперболы, параболы в полярной системе координат.
Литература: Сборник задач по математике. Часть 1. Под ред А. В. Ефимова, Б. П. Демидовича.
Пример.
Пусть $\Gamma -$ эллипс, ветвь гиперболы или парабола, $F -$ фокус этой кривой, $D -$ соответствующая директриса. Вывести уравнение кривой $\Gamma$ в полярной системе координат, полюс которой совпадает с фокусом а полярная ось сонаправлена с осью кривой (см рисунок 1).
Решение.
Общее свойство эллипса, гиперболы и параболы состоит в следующем $$M\in\Gamma\Leftrightarrow\frac<\rho(M, F)><\rho(M, D)>=const=e,\qquad\qquad (1)$$ где $e -$ эксцентриситет кривой ( $e 1$ для гиперболы и $e=1$ для параболы)
Обозначим расстояние от фокусы до директрисы через $\frac
<1-e\cos\varphi>.\qquad\qquad (2)$$ Уравнение (2) и есть искомое уравнение в полярной системе координат, общее для эллипса, гиперболы и параболы. Примеры. 2.321(а). Для эллипса $\frac Решение. Найдем эксцентриситет параболы и параметр $p:$ Далее, подставляя найденные параметры в полярное уравнение (2), найденное в предыдущей задаче, найдем уравнение данного эллипса: 2.324(а). Написать каноническое уравнение кривой второго порядка $r=\frac<9><5-4\cos\varphi>.$ Решение. Приведем заданное уравнение, к уравнению вида $r=\frac <1-e\cos\varphi>:$ Отсюда имеем: $e=\frac<4><5>,$ $p=\frac<9><5>.$ Поскольку $e Далее, подставляя выражения эксцентриситета и параметра по определению, надем полуоси эллипса: Таким образом, запишем каноническое уравнение эллипса: Вывести полярное уравнение гиперболы $\frac Решение. Так как полюс находится в центре гиперболы, то $OM=r,$ тогда $\rho(M, D)=r\cos\varphi-\frac Таким образом, из уравнения (1) находим: Домашнее задание. 2.321(б) Для эллипса $\frac 2.322. Для правой ветви гиперболы $\frac а) в левом фокусе, б) в правом фокусе. 2.323. Для параболы $y^2=6x$ написать полярное уравнение, считая, что полярная ось сонаправлена с осью абсцисс, а полюс находится в фокусе параболы. 2.324 (б, в) Написать канонические уравнения следующих кривых второго порядка: Ответ: а) $\frac 2.327. Вывести полярное уравнение параболы $y^2=2px$ при условии, что полярная ось сонаправленна с осью $Ox,$ а полюс находится в вершине параболы. http://www.matburo.ru/ex_ag.php?p1=agpsk http://mathportal.net/index.php/analiticheskaya-geometriya/87-visshaya-matematika/analiticheskaya-geometriya/155-uravnenie-ellipsa-giperboly-paraboly-v-polyarnoj-sistemoj-koordinat