Mục lục bài họcĐang ở d06-b4
Polar Coordinates and Graphs of Polar Functions
Two dictionaries
From polar to rectangular: $x=r\cos\theta$, $y=r\sin\theta$. From rectangular to polar: $r^2=x^2+y^2$, $\tan\theta=\frac{y}{x}$ (choose the quadrant by looking at the signs of $x$ and $y$, never blindly from arctan).
A polar point has infinitely many names: $(r,\theta)=(r,\theta+2\pi k)=(-r,\theta+\pi)$. Negative $r$ means "walk backwards": plot the angle, then step $|r|$ in the opposite direction.
The standard graphs
- $r=a\cos\theta$: circle of diameter $|a|$ through the pole, centered on the $x$-axis; $r=a\sin\theta$ centers on the $y$-axis.
- $r=a\pm b\cos\theta$ (or $\sin$): limaçon — cardioid when $a=b$; inner loop when $a
- $r=a\cos(n\theta)$ or $a\sin(n\theta)$: rose with $n$ petals if $n$ is odd, $2n$ petals if $n$ is even, petal length $|a|$.
Rates of change
$r$ is a function of $\theta$, so "increasing/decreasing" questions are about $r(\theta)$, and the average rate of change on $[\theta_1,\theta_2]$ is $\frac{r(\theta_2)-r(\theta_1)}{\theta_2-\theta_1}$. Careful: the distance to the pole is $|r|$. While $r$ is negative and decreasing, the point is actually moving away from the pole.
Hai cuốn từ điển đổi toạ độ: cực → vuông góc dùng $x=r\cos\theta$, $y=r\sin\theta$; vuông góc → cực dùng $r^2=x^2+y^2$ và $\tan\theta=\frac{y}{x}$ — chọn phần tư bằng dấu của $x,y$, đừng tin mù quáng vào arctan.
Một điểm cực có vô số tên: $(r,\theta)=(r,\theta+2\pi k)=(-r,\theta+\pi)$. $r$ âm nghĩa là đi lùi: ngắm hướng $\theta$ rồi bước $|r|$ về phía ngược lại.
Bộ đồ thị chuẩn: $r=a\cos\theta$ là đường tròn đường kính $|a|$ đi qua cực, tâm trên trục hoành ($\sin$ thì trục tung). $r=a\pm b\cos\theta$ là limaçon — thành cardioid khi $a=b$, có vòng trong khi $a<b$ (đoạn đó $r$ âm). $r=a\cos(n\theta)$ là hoa hồng: $n$ lẻ ra $n$ cánh, $n$ chẵn ra $2n$ cánh, cánh dài $|a|$.
Về tốc độ thay đổi: $r$ là hàm của $\theta$, nên câu "tăng/giảm" là hỏi về $r(\theta)$, và tốc độ thay đổi trung bình trên $[\theta_1,\theta_2]$ là $\frac{r(\theta_2)-r(\theta_1)}{\theta_2-\theta_1}$. Nhưng khoảng cách tới cực là $|r|$: khi $r$ đang âm và tiếp tục giảm, điểm thực ra đang đi ra xa cực — chi tiết này là bẫy tủ của cả chủ đề.
Chứng minh đồ thị của $r=6\sin\theta$ là một đường tròn; tìm tâm và bán kính.
Nhân cả hai vế với $r$ (thủ thuật chuẩn để gọi được $r^2$ và $r\sin\theta$ ra ngoài):
$$r^2=6r\sin\theta\ \Longrightarrow\ x^2+y^2=6y$$Chuyển vế và bù bình phương: $x^2+y^2-6y+9=9$, tức
$$x^2+(y-3)^2=9$$Đường tròn tâm $(0,3)$, bán kính $3$ — đúng khuôn mẫu: $r=a\sin\theta$ là đường tròn đường kính $a=6$ dựng trên trục tung, đi qua cực. Phép nhân với $r$ có thể thêm điểm cực vào đồ thị, nhưng cực vốn đã thuộc đường cong (tại $\theta=0$) nên không sinh nghiệm lạ.
Đọc xong rồi — làm thử ngay
Bài tập của chương Trig Equations, Inverses, and Polar Functions gồm 14 câu trắc nghiệm và 4 đề tự luận, ra khó hơn đề thật 30–50%. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.