前言
一、选择题
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二、填空题
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分析:半正多面体的制作过程,如下图所示;
解析:如果我们将其看成是三层的,则每一层都有\(8\)个面,再外加上下两个面,故共有\(3\times 8+2=26\)个面。
如图所示,设棱长为\(x\),即\(MN=NE=x\),由\(\triangle EHN\)为等腰直角三角形,
由\(NE=x\),则可知\(NH=\cfrac{\sqrt{2}}{2}x\),又\(MN+2NH=1\),
则\(x+2\times \cfrac{\sqrt{2}}{2}x=1\),即\((\sqrt{2}+1)x=1\),解得\(x=\sqrt{2}-1\).
综上可知,此半正多面体共有\(26\)个面,棱长为\(\sqrt{2}-1\)。
【解后反思】
1、求其表面积;
2、求其体积;
3、求其内切球的半径;
分析:由这个动画可以看出,该半正多面体没有内切球。
4、求其外接球的半径;
外接球的半径可以借助下图来求解。
三、解答题
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(1).当\(\theta_0=\cfrac{\pi}{3}\)时,求\(\rho_0\)及\(l\)的极坐标方程;
分析:当\(\theta_0=\cfrac{\pi}{3}\)时,由\(\rho=4sin\theta\),得到\(\rho_0=4sin\cfrac{\pi}{3}=2\sqrt{3}\);
求直线\(l\)的极坐标方程有以下两个思路,可以比较看,哪一种更简便。
思路1:过点\(A\)的直线\(l\)的斜率为\(k=-\cfrac{1}{tan\frac{\pi}{3}}=-\cfrac{\sqrt{3}}{3}\),
故直线\(l\)的普通方程为\(y-0=-\cfrac{\sqrt{3}}{3}(x-4)\),
再用\(y=\rho\cdot sin\theta\)和\(x=\rho\cdot cos\theta\)代入上式,
变形直线的极坐标方程为\(\sqrt{3}\rho cos\theta+3\rho sin\theta=4\sqrt{3}\),整理为
\(\rho\cdot sin(\theta+\cfrac{\pi}{6})=2\)或者\(\rho\cdot cos(\theta-\cfrac{\pi}{3})=2\)
思路2:如图所示,在极坐标系下直接思考和运算,在\(\triangle OAB\)中,已知\(OA=4\),\(\angle A=\cfrac{\pi}{6}\),则\(OB=2\),
在直线\(l\)上任取一点\(P(\rho,\theta)\),则在\(\triangle OPB\)中,已知\(OP=\rho\),\(\angle POB=\cfrac{\pi}{3}-\theta\),\(OB=2\),
则\(\rho\cdot cos(\cfrac{\pi}{3}-\theta)=2\),也即\(\rho\cdot cos(\theta-\cfrac{\pi}{3})=2\)
解后反思:相比较而言,在极坐标系下求直线的方程,我们只需要借助解三角形就可以搞定了,原因是在极坐标系下\(\rho\)的含义一定是极点到动点的线段的长度,这样就可以顺利借助解三角形来完成了。
(2).当\(M\)在\(C\)上运动且\(P\)在线段\(OM\)上时,求\(P\)点轨迹的极坐标方程。
分析:同样的,求\(P\)点轨迹的极坐标方程,我们也可以有两个思路来考虑,
思路1:在直角坐标系下思考求解,然后转化划归。
设直线\(OM:y=kx\),则直线\(AP:y=-\cfrac{1}{k}(x-4)\),
则两条直线的交点\(P\)的参数方程为\(\left\{\begin{array}{l}{y=kx①}\\{y=-\cfrac{1}{k}(x-4)②}\end{array}\right.(k为参数,k\geqslant 1)\),
两式相乘,消去参数,得到\(y^2=-x(x-4)\),
即\(x^2+y^2-4x=0\),转化为极坐标方程为\(\rho^2=4\rho cos\theta\),
即\(\rho=4cos\theta\),对应的\(\theta\in [\cfrac{\pi}{4},\cfrac{\pi}{2})\),
再思考当\(k\)不存在时,点\(P\)落在原点,也满足题意,对应\(\theta=\cfrac{\pi}{2}\),
综上所述,\(P\)点轨迹的极坐标方程为\(\rho=4cos\theta\),\(\theta\in [\cfrac{\pi}{4},\cfrac{\pi}{2}]\),
思路2:如图所示,在极坐标系下直接思考和运算,
设动点\(P(\rho,\theta)\),在\(\angle OAP\)中,\(OP=\rho\),我们很容易得到\(cos\theta=\cfrac{\rho}{4}\),
即\(\rho=4cos\theta\),且\(\theta\in [\cfrac{\pi}{4},\cfrac{\pi}{2}]\),
故\(P\)点轨迹的极坐标方程为\(\rho=4cos\theta\),\(\theta\in [\cfrac{\pi}{4},\cfrac{\pi}{2}]\)。
解后反思:由这两小问题的解答过程比较分析,同意的问题,当放到极坐标下思考和运算会变得很简单,之所以我们感觉难,是因为我们对极坐标系很不熟悉而已。
相关链接:坐标系与参数方程的考向整理
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