【答案】①$\rho=2 \cos \theta\left(\theta \in\left[0, \frac{\pi}{4}\right]\right), \rho=2 \sin \theta\left(\theta \in\left[\frac{\pi}{4}, \frac{3 \pi}{4}\right]\right), \rho=-2 \cos \theta\left(\theta \in\left[\frac{3 \pi}{4}, \pi\right]\right)$ ,
②$\left(\sqrt{3}, \frac{\pi}{6}\right),\left(\sqrt{3}, \frac{\pi}{3}\right),\left(\sqrt{3}, \frac{2 \pi}{3}\right),\left(\sqrt{3}, \frac{5 \pi}{6}\right)$ .
## 【解析】
【分析】
(1)将三个过原点的圆方程列出,注意题中要求的是弧,所以要注意的方程中 $\theta$ 的取值范围.
(2)根据条件 $\rho=\sqrt{3}$ 逐个方程代入求解,最后解出 $P$ 点的极坐标。
【详解】①由题意得,这三个圆的直径都是 2 ,并且都过原点.
$M_{1}: \rho=2 \cos \theta\left(\theta \in\left[0, \frac{\pi}{4}\right]\right)$,
$M_{2}: \rho=2 \cos \left(\theta-\frac{\pi}{2}\right)=2 \sin \theta\left(\theta \in\left[\frac{\pi}{4}, \frac{3 \pi}{4}\right]\right)$,
$M_{3}: \rho=2 \cos (\theta-\pi)=-2 \cos \theta\left(\theta \in\left[\frac{3 \pi}{4}, \pi\right]\right)$.
(2)解方程 $2 \cos \theta=\sqrt{3}\left(\theta \in\left[0, \frac{\pi}{4}\right]\right)$ 得 $\theta=\frac{\pi}{6}$ ,此时 P 的极坐标为 $\left(\sqrt{3}, \frac{\pi}{6}\right)$
解方程 $2 \sin \theta=\sqrt{3}\left(\theta \in\left[\frac{\pi}{4}, \frac{3 \pi}{4}\right]\right)$ 得 $\theta=\frac{\pi}{3}$ 或 $\theta=\frac{2 \pi}{3}$ ,此时 P 的极坐标为 $\left(\sqrt{3}, \frac{\pi}{3}\right)$ 或 $\left(\sqrt{3}, \frac{2 \pi}{3}\right)$
解方程 $-2 \cos \theta=\sqrt{3}\left(\theta \in\left[\frac{3 \pi}{4}, \pi\right]\right)$ 得 $\theta=\frac{5 \pi}{6}$ ,此时 P 的极坐标为 $\left(\sqrt{3}, \frac{5 \pi}{6}\right)$
故 P 的极坐标为 $\left(\sqrt{3}, \frac{\pi}{6}\right),\left(\sqrt{3}, \frac{\pi}{3}\right),\left(\sqrt{3}, \frac{2 \pi}{3}\right),\left(\sqrt{3}, \frac{5 \pi}{6}\right)$ .
【点睛】此题考查了极坐标中过极点的圆的方程,思考量不高,运算量不大,属于中档题.