在极坐标系中,圆心为(1,π2)(1, \dfrac {π}{2}),且过极点的圆的方程是()()
A. ρ=2sin⁡θρ=2\sin θ
B. ρ=−2sin⁡θρ=-2\sin θ
C. ρ=2cos⁡θρ=2\cos θ
D. ρ=−2cos⁡θρ=-2\cos θ

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完整解法

1. 将圆心和极点转化到直角坐标系中,并求出圆的半径

在极坐标系中,圆心为 C(1,π2)C\left(1, \dfrac{\pi}{2}\right)。
利用极坐标与直角坐标的互化公式 x=ρcos⁡θx = \rho \cos \theta,y=ρsin⁡θy = \rho \sin \theta,可得圆心在直角坐标系下的坐标:
xC=1⋅cos⁡π2=0x_C = 1 \cdot \cos \dfrac{\pi}{2} = 0
yC=1⋅sin⁡π2=1y_C = 1 \cdot \sin \dfrac{\pi}{2} = 1
即圆心为 C(0,1)C(0, 1)。
因为圆过极点(即直角坐标系下的原点 O(0,0)O(0, 0)),所以圆的半径 RR 为圆心到原点的距离:
R=OC=1R = OC = 1

2. 写出圆的直角坐标方程并展开

在直角坐标系中,圆心为 C(0,1)C(0, 1),半径 R=1R = 1 的圆的方程为:
x2+(y−1)2=12x^2 + (y - 1)^2 = 1^2
展开得:
x2+y2−2y=0x^2 + y^2 - 2y = 0

3. 将直角坐标方程化为极坐标方程,并确定选项

将 x2+y2=ρ2x^2 + y^2 = \rho^2 及 y=ρsin⁡θy = \rho \sin \theta 代入直角坐标方程 x2+y2−2y=0x^2 + y^2 - 2y = 0,得:
ρ2−2ρsin⁡θ=0\rho^2 - 2\rho \sin \theta = 0
由于 ρ≥0\rho \ge 0,约去 ρ\rho(ρ=0\rho = 0 表示极点,已被包含在内),得到圆的极坐标方程为:
ρ=2sin⁡θ\rho = 2\sin \theta
结合选项,本题选 A。

答案

A

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