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1、2022屆高考數(shù)學一輪復習 選考4-4 坐標系與參數(shù)方程 課時跟蹤訓練61 坐標系與參數(shù)方程 文
1.(2016·全國卷Ⅲ)在直角坐標系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為(α為參數(shù)).以坐標原點為極點,以x軸的正半軸為極軸,建立極坐標系,曲線C2的極坐標方程為ρsin=2.
(1)寫出C1的普通方程和C2的直角坐標方程;
(2)設點P在C1上,點Q在C2上,求|PQ|的最小值及此時P的直角坐標.
[解] (1)C1的普通方程為+y2=1.C2的直角坐標方程為x+y-4=0.
(2)由題意,可設點P的坐標為(cosα,sinα).因為C2是直線,所以|PQ|的最小值即為P到C2的距離d(α
2、)的最小值,d(α)==.
∴當sin=1時,d的最小值為,此時α=+2kπ,k∈Z,∴P點坐標為.
2.(2016·全國卷Ⅰ)在直角坐標系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為(t為參數(shù),a>0).在以坐標原點為極點,x軸正半軸為極軸的極坐標系中,曲線C2:ρ=4cosθ.
(1)說明C1是哪一種曲線,并將C1的方程化為極坐標方程;
(2)直線C3的極坐標方程為θ=α0,其中α0滿足tanα0=2,若曲線C1與C2的公共點都在C3上,求a.
[解] (1)消去參數(shù)t得到C1的普通方程x2+(y-1)2=a2,C1是以(0,1)為圓心,a為半徑的圓.
將x=ρcosθ,y=ρsinθ代入C
3、1的普通方程中,得到C1的極坐標方程為ρ2-2ρsinθ+1-a2=0.
(2)曲線C1,C2的公共點的極坐標滿足方程組
若ρ≠0,由方程組得16cos2θ-8sinθcosθ+1-a2=0,
由已知tanθ=2,可得16cos2θ-8sinθcosθ=0,
從而1-a2=0,解得a=-1(舍去),a=1.
a=1時,極點也為C1,C2的公共點,在C3上,
所以a=1.
3.(2018·湖北七市聯(lián)考)在直角坐標系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為(t是參數(shù)),以原點O為極點,x軸正半軸為極軸建立極坐標系,曲線C2的極坐標方程為ρ=8cos.
(1)求曲線C2的直角坐標方程,并指出其
4、表示何種曲線;
(2)若曲線C1與曲線C2交于A,B兩點,求|AB|的最大值和最小值.
[解] (1)對于曲線C2有ρ=8cos,即ρ2=4ρcosθ+4ρsinθ,因此曲線C2的直角坐標方程為x2+y2-4x-4y=0,其表示一個圓.
(2)聯(lián)立曲線C1與曲線C2的方程可得t2-2sinα·t-13=0,|AB|=|t1-t2|===,
因此|AB|的最小值為2,最大值為8.
4.(2017·東北三省四市二模)已知在平面直角坐標系xOy中,以O為極點,x軸的正半軸為極軸,建立極坐標系.曲線C1的極坐標方程為ρ=4cosθ,直線l的參數(shù)方程是(t為參數(shù)).
(1)求曲線C1的直角坐
5、標方程及直線l的普通方程;
(2)若曲線C2的參數(shù)方程為(α為參數(shù)),曲線C1上的點P的極角為,Q為曲線C2上的動點,求PQ的中點M到直線l的距離的最大值.
[解] (1)由ρ=4cosθ得ρ2=4ρcosθ,
又x2+y2=ρ2,x=ρcosθ,y=ρsinθ,所以曲線C1的直角坐標方程為x2+y2-4x=0,
由直線l的參數(shù)方程消去參數(shù)t得直線l的普通方程為x+2y-3=0.
(2)因為點P的極坐標為,直角坐標為(2,2),
點Q的直角坐標為(2cosα,sinα),
所以M,
點M到直線l的距離d==,
當α+=+kπ(k∈Z),即α=+kπ(k∈Z)時,點M到直線l的
6、距離d的最大值為.
5.(2017·西寧統(tǒng)一測試)已知曲線C:+=1,直線l:(t為參數(shù)).
(1)寫出曲線C的參數(shù)方程,直線l的普通方程;
(2)過曲線C上任意一點P作與l夾角為30°的直線,交l于點A,求|PA|的最大值與最小值.
[解] (1)曲線C的參數(shù)方程為(θ為參數(shù)).
直線l的普通方程為2x+y-6=0.
(2)曲線C上任意一點P(2cosθ,3sinθ)到l的距離為d=|4cosθ+3sinθ-6|,
則|PA|==|5sin(θ+α)-6|,其中α為銳角,且tanα=.
當sin(θ+α)=-1時,|PA|取得最大值,最大值為.
當sin(θ+α)=1時,|
7、PA|取得最小值,最小值為.
[能力提升]
6.(2017·陜西西安地區(qū)高三八校聯(lián)考)在平面直角坐標系xOy中,以坐標原點O為極點,x軸正半軸為極軸建立極坐標系,曲線C的極坐標方程為ρ=2sinθ,θ∈[0,2π].
(1)求曲線C的直角坐標方程;
(2)在曲線C上求一點D,使它到直線l:(t為參數(shù))的距離最短,并求出點D的直角坐標.
[解] (1)由ρ=2sinθ,θ∈[0,2π],可得ρ2=2ρsinθ.
因為ρ2=x2+y2,ρsinθ=y(tǒng),
所以曲線C的直角坐標方程為x2+y2-2y=0(或x2+(y-1)2=1).
(2)因為直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),
消去t
8、得直線l的普通方程為y=-x+5.
因為曲線C:x2+(y-1)2=1是以G(0,1)為圓心、1為半徑的圓,(易知C、l相離)
設點D(x0,y0),且點D到直線l:y=-x+5的距離最短,
所以曲線C在點D處的切線與直線l:y=-x+5平行.
即直線GD與l的斜率的乘積等于-1,即×(-)=-1,
又x+(y0-1)2=1,
可得x0=-(舍去)或x0=,所以y0=,
即點D的坐標為.
7.(2017·湖南五市十校高三聯(lián)考)在直角坐標系xOy中,設傾斜角為α的直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),直線l與曲線C:(θ為參數(shù))相交于不同的兩點A,B.
(1)若α=,求線段AB的中點
9、的直角坐標;
(2)若直線l的斜率為2,且過已知點P(3,0),求|PA|·|PB|的值.
[解] (1)由曲線C:(θ為參數(shù)),可得曲線C的普通方程是x2-y2=1.
當α=時,直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),
代入曲線C的普通方程,得t2-6t-16=0,設A,B兩點對應的參數(shù)分別為t1,t2,
則t1+t2=6,所以線段AB的中點對應的t==3,
故線段AB的中點的直角坐標為.
(2)將直線l的參數(shù)方程代入曲線C的普通方程,化簡得
(cos2α-sin2α)t2+6tcosα+8=0,
則|PA|·|PB|=|t1t2|==,
由已知得tanα=2,故|PA|·|PB
10、|=.
8.在平面直角坐標系xOy中,曲線C1:(φ為參數(shù)),其中a>b>0.以O為極點,x軸的非負半軸為極軸的極坐標系中,曲線C2:ρ=2cosθ,射線l:θ=α(ρ≥0).若射線l與曲線C1交于點P,射線l與曲線C2交于點Q,當α=0時,|PQ|=1;當α=時,|OP|=.
(1)求曲線C1的普通方程;
(2)設直線l′:(t為參數(shù),t≠0)與曲線C2交于點R,若α=,求△OPR的面積.
[解] (1)因為曲線C1的參數(shù)方程為(φ為參數(shù)),且a>b>0,所以曲線C1的普通方程為+=1,而其極坐標方程為+=1.
將θ=0(ρ≥0)代入+=1,得ρ=a,即點P的極坐標為(a,0),
11、
將θ=0(ρ≥0)代入ρ=2cosθ,得ρ=2,即點Q的坐標為(2,0).
因為|PQ|=1,所以|PQ|=|a-2|=1,所以a=1或a=3.
將θ=(ρ≥0)代入+=1,得ρ=b,即點P的極坐標為,
因為|OP|=,所以b=,因為a>b>0,所以a=3,
所以曲線C1的普通方程為+=1.
(2)因為直線l′的參數(shù)方程為(t為參數(shù),t≠0),所以直線l′的普通方程為y=-x(x≠0),而其極坐標方程為θ=-(ρ∈R,ρ≠0),
所以將直線l′的方程θ=-代入曲線C2的方程ρ=2cosθ,得ρ=1,即|OR|=1.
因為將射線l的方程θ=(ρ≥0)代入曲線C1的方程+=1,得ρ=,即|OP|=,所以S△OPR=|OP||OR|·sin∠POR=××1×sin=.