(通用版)2019版高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 選修部分 坐標(biāo)系與參數(shù)方程學(xué)案 理
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1、 坐標(biāo)系與參數(shù)方程 第一節(jié) 坐 標(biāo) 系 本節(jié)主要包括2個(gè)知識(shí)點(diǎn): 1.平面直角坐標(biāo)系下圖形的伸縮變換;2.極坐標(biāo)系. 突破點(diǎn)(一) 平面直角坐標(biāo)系下圖形的伸縮變換 設(shè)點(diǎn)P(x,y)是平面直角坐標(biāo)系中的任意一點(diǎn),在變換φ:的作用下,點(diǎn)P(x,y)對(duì)應(yīng)到點(diǎn)P′(x′,y′),稱φ為平面直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)伸縮變換,簡(jiǎn)稱伸縮變換. 1.判斷題 (1)平面直角坐標(biāo)系中點(diǎn)P(-2,3)在變換φ:的作用下得到的點(diǎn)為P′(-1,1).( ) (2)已知伸縮變換φ:經(jīng)φ變換得到點(diǎn)A′(2,4),則原來點(diǎn)的坐標(biāo)為A(4,-2).( ) 答案:(1)√
2、(2)× 2.填空題 (1)直線l:x-2y+3=0經(jīng)過φ:變換后得到的直線l′方程為________________. 解析:設(shè)l′上的任一點(diǎn)P(x′,y′)由題得代入x-2y+3=0得x′-y′+3=0,直線l′的方程為x-y+3=0. 答案:x-y+3=0 (2)已知平面直角坐標(biāo)系中點(diǎn)A(-2,4)經(jīng)過φ變換后得A′的坐標(biāo)為,則伸縮變換φ為________. 解析:設(shè)伸縮變換φ: 則有解得∴φ: 答案:φ: 平面直角坐標(biāo)系下圖形的伸縮變換 [典例] 求雙曲線C:x2-=1經(jīng)過φ:變換后所得曲線C′的焦點(diǎn)坐標(biāo). [解] 設(shè)曲線C′上任意一點(diǎn)
3、P′(x′,y′), 由題意,將代入x2-=1 得-=1, 化簡(jiǎn)得-=1, 即-=1為曲線C′的方程,可見經(jīng)變換后的曲線仍是雙曲線, 則所求焦點(diǎn)坐標(biāo)為F1(-5,0),F(xiàn)2(5,0). [方法技巧] 應(yīng)用伸縮變換公式時(shí)的兩個(gè)注意點(diǎn) (1)曲線的伸縮變換是通過曲線上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)的伸縮變換實(shí)現(xiàn)的,解題時(shí)一定要區(qū)分變換前的點(diǎn)P的坐標(biāo)(x,y)與變換后的點(diǎn)P′的坐標(biāo)(x′,y′),再利用伸縮變換公式建立聯(lián)系. (2)已知變換后的曲線方程f(x,y)=0,一般都要改寫為方程f(x′,y′)=0,再利用換元法確定伸縮變換公式. 1.求直線l:y=6x經(jīng)過φ:變換后所得
4、到的直線l′的方程. 解:設(shè)直線l′上任意一點(diǎn)P′(x′,y′), 由題意,將代入y=6x得2y′=6×, 所以y′=x′,即直線l′的方程為y=x. 2.在同一平面直角坐標(biāo)系中,將直線x-2y=2變成直線2x′-y′=4,求滿足圖象變換的伸縮變換. 解:設(shè)變換為代入第二個(gè)方程,得2λx-μy=4,與x-2y=2比較系數(shù)得λ=1,μ=4,即因此,經(jīng)過變換后,直線x-2y=2變成直線2x′-y′=4. 3.在同一平面直角坐標(biāo)系中,經(jīng)過伸縮變換后,曲線C:x2+y2=36變?yōu)楹畏N曲線,并求曲線的焦點(diǎn)坐標(biāo). 解:設(shè)圓x2+y2=36上任一點(diǎn)為P(x,y),伸縮變換后對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)為P′(
5、x′,y′), 則所以4x′2+9y′2=36, 即+=1. 所以曲線C在伸縮變換后得橢圓+=1, 其焦點(diǎn)坐標(biāo)為(±,0). 突破點(diǎn)(二) 極坐標(biāo)系 1.極坐標(biāo)系的概念 (1)極坐標(biāo)系 如圖所示,在平面內(nèi)取一個(gè)定點(diǎn)O,點(diǎn)O叫做極點(diǎn),自極點(diǎn)O引一條射線Ox,Ox叫做極軸;再選定一個(gè)長度單位、一個(gè)角度單位(通常取弧度)及其正方向(通常取逆時(shí)針方向),這樣就建立了一個(gè)極坐標(biāo)系. (2)極坐標(biāo) 一般地,沒有特殊說明時(shí),我們認(rèn)為ρ≥0,θ可取任意實(shí)數(shù). (3)點(diǎn)與極坐標(biāo)的關(guān)系 一般地,極坐標(biāo)(ρ,θ)與(ρ,θ+2kπ)(k∈Z)表示同一個(gè)點(diǎn),特別地,極
6、點(diǎn)O的坐標(biāo)為(0,θ)(θ∈R),和直角坐標(biāo)不同,平面內(nèi)一個(gè)點(diǎn)的極坐標(biāo)有無數(shù)種表示. 如果規(guī)定ρ>0,0≤θ<2π,那么除極點(diǎn)外,平面內(nèi)的點(diǎn)可用唯一的極坐標(biāo)(ρ,θ) 表示;同時(shí),極坐標(biāo)(ρ,θ)表示的點(diǎn)也是唯一確定的. 2.極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)的互化 點(diǎn)M 直角坐標(biāo)(x,y) 極坐標(biāo)(ρ,θ) 互化公式 1.判斷題 (1)圓心在極軸上的點(diǎn)(a,0)處,且過極點(diǎn)O的圓的極坐標(biāo)方程為ρ=2asin θ.( ) (2)tan θ=1與θ=表示同一條曲線.( ) (3)點(diǎn)P的直角坐標(biāo)為(-,),那么它的極坐標(biāo)可表示為.( ) 答案:(1)× (2)× (3)√
7、 2.填空題 (1)點(diǎn)P的直角坐標(biāo)為(1,-),則點(diǎn)P的極坐標(biāo)為________. 解析:因?yàn)辄c(diǎn)P(1,-)在第四象限,與原點(diǎn)的距離為2,且OP與x軸所成的角為-,所以點(diǎn)P的極坐標(biāo)為. 答案: (2)在極坐標(biāo)系中,圓ρ=2cos θ在點(diǎn)M(2,0)處的切線的極坐標(biāo)方程為________. 解析:如圖,∵ρ=2cos θ,∴ρ2=2ρcos θ,化為直角坐標(biāo)方程為x2+y2=2x.由圖象可知圓在點(diǎn)M(2,0)處的切線的直角坐標(biāo)方程為x=2,即ρcos θ=2. 答案:ρcos θ=2 (3)在極坐標(biāo)系中A,B兩點(diǎn)間的距離為________. 解析:法一:在極坐標(biāo)系中,A,B
8、兩點(diǎn)如圖所示,|AB|=|OA|+|OB|=6. 法二:A,B的直角坐標(biāo)為A(1,-),B(-2,2). ∴|AB|===6. 答案:6 (4)圓ρ=5cos θ-5sin θ的圓心的極坐標(biāo)為________. 解析:將方程 ρ=5cos θ-5sin θ兩邊都乘以ρ得: ρ2=5ρcos θ-5ρsin θ, 化成直角坐標(biāo)方程為x2+y2-5x+5y=0. 圓心的坐標(biāo)為,化成極坐標(biāo)為. 答案:(答案不唯一) (5)在極坐標(biāo)系中,直線ρsin=2被圓ρ=4截得的弦長為________. 解析:直線ρsin=2可化為x+y-2=0,圓ρ=4可化為x2+y2=16,由圓中的弦
9、長公式得2=2=4. 答案:4 極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)的互化 1.極坐標(biāo)方程化為直角坐標(biāo)方程的步驟 第一步 判斷極坐標(biāo)的極點(diǎn)與直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)是否重合,且極軸與x軸正半軸是否重合,若上述兩個(gè)都重合,則極坐標(biāo)方程與直角坐標(biāo)方程可以互化 第二步 通過極坐標(biāo)方程的兩邊同乘ρ或同時(shí)平方構(gòu)造ρcos θ,ρsin θ,ρ2的形式,一定要注意變形過程中方程要保持同解,不要出現(xiàn)增解或漏解 第三步 根據(jù)極坐標(biāo)方程與直角坐標(biāo)方程的互化公式及ρ2=x2+y2將極坐標(biāo)方程轉(zhuǎn)化為直角坐標(biāo)方程 2.直角坐標(biāo)方程化為極坐標(biāo)方程或直角坐標(biāo)系中點(diǎn)的坐標(biāo)化為極坐標(biāo) (1)直角坐標(biāo)
10、方程化為極坐標(biāo)方程較為簡(jiǎn)單,只需將直角坐標(biāo)方程中的x,y分別用ρcos θ,ρsin θ代替即可得到相應(yīng)極坐標(biāo)方程. (2)求直角坐標(biāo)系中的點(diǎn)(x,y)對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo)的一般步驟: [例1] 在極坐標(biāo)系下,已知圓O:ρ=cos θ+sin θ和直線l:ρsin=. (1)求圓O和直線l的直角坐標(biāo)方程; (2)當(dāng)θ∈(0,π)時(shí),求直線l與圓O公共點(diǎn)的一個(gè)極坐標(biāo). [解] (1)圓O:ρ=cos θ+sin θ,即ρ2=ρcos θ+ρsin θ, 圓O的直角坐標(biāo)方程為:x2+y2=x+y,即x2+y2-x-y=0,直線l:ρsin=,即ρsin θ-ρcos θ=1, 則直線
11、l的直角坐標(biāo)方程為:y-x=1,即x-y+1=0. (2)由得 則直線l與圓O公共點(diǎn)的一個(gè)極坐標(biāo)為. [方法技巧] 1.應(yīng)用互化公式的三個(gè)前提條件 (1)取直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)為極點(diǎn). (2)以x軸的正半軸為極軸. (3)兩種坐標(biāo)系規(guī)定相同的長度單位. 2.直角坐標(biāo)化為極坐標(biāo)時(shí)的兩個(gè)注意點(diǎn) (1)根據(jù)終邊相同的角的意義,角θ的表示方法具有周期性,故點(diǎn)M的極坐標(biāo)(ρ,θ)的形式不唯一,即一個(gè)點(diǎn)的極坐標(biāo)有無窮多個(gè).當(dāng)限定ρ≥0,θ∈[0,2π)時(shí),除極點(diǎn)外,點(diǎn)M的極坐標(biāo)是唯一的. (2)當(dāng)把點(diǎn)的直角坐標(biāo)化為極坐標(biāo)時(shí),求極角θ應(yīng)注意判斷點(diǎn)M所在的象限(即角θ的終邊的位置),以便正確地
12、求出角θ(θ∈[0,2π))的值. 極坐標(biāo)方程的應(yīng)用 [例2] (2018·安徽合肥模擬)在直角坐標(biāo)系xOy中,以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸的非負(fù)半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,圓C的極坐標(biāo)方程為ρ=4cos θ. (1)求出圓C的直角坐標(biāo)方程; (2)已知圓C與x軸相交于A,B兩點(diǎn),直線l:y=2x關(guān)于點(diǎn)M(0,m)(m≠0)對(duì)稱的直線為l′.若直線l′上存在點(diǎn)P使得∠APB=90°,求實(shí)數(shù)m的最大值. [解] (1)由ρ=4cos θ得ρ2=4ρcos θ,即x2+y2-4x=0,故圓C的直角坐標(biāo)方程為x2+y2-4x=0. (2)l:y=2x關(guān)于點(diǎn)M(0,m)對(duì)稱的直線l′
13、的方程為y=2x+2m,而AB為圓C的直徑,故直線l′上存在點(diǎn)P使得∠APB=90°的充要條件是直線l′與圓C有公共點(diǎn),故≤2,解得-2-≤m≤-2,于是,實(shí)數(shù)m的最大值為-2. [易錯(cuò)提醒] 用極坐標(biāo)系解決問題時(shí)要注意題目中的幾何關(guān)系,如果幾何關(guān)系不容易通過極坐標(biāo)表示時(shí),可以先化為直角坐標(biāo)方程,將不熟悉的問題轉(zhuǎn)化為熟悉的問題加以解決. 1.已知直線l的極坐標(biāo)方程為2ρsin=,點(diǎn)A的極坐標(biāo)為A,求點(diǎn)A到直線l的距離. 解:由2ρsin=,得2ρ=,由坐標(biāo)變換公式,得直線l的直角坐標(biāo)方程為y+x=1,即x+y-1=0. 由點(diǎn)A的極坐標(biāo)為得點(diǎn)A的直角坐標(biāo)為(2,-2),
14、所以點(diǎn)A到直線l的距離d==. 2.在極坐標(biāo)系中,直線C1的極坐標(biāo)方程為ρsin θ=2,M是C1上任意一點(diǎn),點(diǎn)P在射線OM上,且滿足|OP|·|OM|=4,記點(diǎn)P的軌跡為C2. (1)求曲線C2的極坐標(biāo)方程; (2)求曲線C2上的點(diǎn)到直線C3:ρcos=的距離的最大值. 解:(1)設(shè)P(ρ,θ),M(ρ1,θ),依題意有ρ1sin θ=2,ρρ1=4. 消去ρ1,得曲線C2 的極坐標(biāo)方程為ρ=2sin θ(ρ≠0). (2)將C2,C3的極坐標(biāo)方程化為直角坐標(biāo)方程,得C2:x2+(y-1)2=1,C3:x-y=2.C2是以點(diǎn)(0,1)為圓心,以1為半徑的圓(坐標(biāo)原點(diǎn)除外). 圓
15、心到直線C3的距離d=,故曲線C2上的點(diǎn)到直線C3距離的最大值為1+. [全國卷5年真題集中演練——明規(guī)律] 1.(2017·全國卷Ⅱ)在直角坐標(biāo)系xOy中,以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C1的極坐標(biāo)方程為ρcos θ=4. (1)M為曲線C1上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)P在線段OM上,且滿足|OM|·|OP|=16,求點(diǎn)P的軌跡C2的直角坐標(biāo)方程; (2)設(shè)點(diǎn)A的極坐標(biāo)為,點(diǎn)B在曲線C2上,求△OAB面積的最大值. 解:(1)設(shè)P的極坐標(biāo)為(ρ,θ)(ρ>0),M的極坐標(biāo)為(ρ1,θ)(ρ1>0). 由題設(shè)知|OP|=ρ,|OM
16、|=ρ1=. 由|OM|·|OP|=16,得C2的極坐標(biāo)方程ρ=4cos θ(ρ>0). 因此C2的直角坐標(biāo)方程為(x-2)2+y2=4(x≠0). (2)設(shè)點(diǎn)B的極坐標(biāo)為(ρB,α)(ρB>0), 由題設(shè)知|OA|=2,ρB=4cos α,于是△OAB的面積 S=|OA|·ρB·sin∠AOB=4cos α· =2≤2+. 當(dāng)α=-時(shí),S取得最大值2+. 所以△OAB面積的最大值為2+. 2.(2016·全國卷Ⅰ)在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為(t為參數(shù),a>0).在以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸的極坐標(biāo)系中,曲線C2:ρ=4cos θ. (1)說明C1是
17、哪一種曲線,并將C1的方程化為極坐標(biāo)方程; (2)直線C3的極坐標(biāo)方程為θ=α0,其中α0滿足tan α0=2,若曲線C1與C2的公共點(diǎn)都在C3上,求a. 解:(1)消去參數(shù)t得到C1的普通方程為x2+(y-1)2=a2, 則C1是以(0,1)為圓心,a為半徑的圓. 將x=ρcos θ,y=ρsin θ代入C1的普通方程中,得到C1的極坐標(biāo)方程為ρ2-2ρsin θ+1-a2=0. (2)曲線C1,C2的公共點(diǎn)的極坐標(biāo)滿足方程組 若ρ≠0,由方程組得16cos2θ-8sin θcos θ+1-a2=0, 由已知tan θ=2,可得16cos2θ-8sin θcos θ=0,
18、 從而1-a2=0,解得a=-1(舍去)或a=1. 當(dāng)a=1時(shí),極點(diǎn)也為C1,C2的公共點(diǎn),且在C3上. 所以a=1. [課時(shí)達(dá)標(biāo)檢測(cè)] 1.在極坐標(biāo)系中,已知圓C經(jīng)過點(diǎn)P,圓心為直線ρsin=-與極軸的交點(diǎn),求圓C的極坐標(biāo)方程. 解:在ρsin=-中,令θ=0,得ρ=1,所以圓C的圓心坐標(biāo)為(1,0). 因?yàn)閳AC經(jīng)過點(diǎn)P, 所以圓C的半徑PC= =1,于是圓C過極點(diǎn),所以圓C的極坐標(biāo)方程為ρ=2cos θ. 2.設(shè)M,N分別是曲線ρ+2sin θ=0和ρsin=上的
19、動(dòng)點(diǎn),求M,N的最小距離. 解:因?yàn)镸,N分別是曲線ρ+2sin θ=0和ρsin=上的動(dòng)點(diǎn),即M,N分別是圓x2+y2+2y=0和直線x+y-1=0上的動(dòng)點(diǎn),要求M,N兩點(diǎn)間的最小距離,即在直線x+y-1=0上找一點(diǎn)到圓x2+y2+2y=0的距離最小,即圓心(0,-1)到直線x+y-1=0的距離減去半徑,故最小值為-1=-1. 3.(2018·揚(yáng)州質(zhì)檢)求經(jīng)過極點(diǎn)O(0,0),A,B三點(diǎn)的圓的極坐標(biāo)方程. 解:點(diǎn)O,A,B的直角坐標(biāo)分別為(0,0),(0,6),(6,6), 故△OAB是以O(shè)B為斜邊的等腰直角三角形,圓心為(3,3),半徑為3, 圓的直角坐標(biāo)方程為(x-3)2+(y
20、-3)2=18, 即x2+y2-6x-6y=0, 將x=ρcos θ,y=ρsin θ代入上述方程, 得ρ2-6ρ(cos θ+sin θ)=0, 即ρ=6cos. 4.(2018·山西質(zhì)檢)在極坐標(biāo)系中,曲線C的方程為ρ2=,點(diǎn)R. (1)以極點(diǎn)為原點(diǎn),極軸為x軸的正半軸,建立平面直角坐標(biāo)系,把曲線C的極坐標(biāo)方程化為直角坐標(biāo)方程,R點(diǎn)的極坐標(biāo)化為直角坐標(biāo); (2)設(shè)P為曲線C上一動(dòng)點(diǎn),以PR為對(duì)角線的矩形PQRS的一邊垂直于極軸,求矩形PQRS周長的最小值,及此時(shí)P點(diǎn)的直角坐標(biāo). 解:(1)曲線C:ρ2=,即ρ2+2ρ2sin2θ=3,從而+ρ2sin2θ=1. ∵x=ρc
21、os θ,y=ρsin θ, ∴曲線C的直角坐標(biāo)方程為+y2=1, 點(diǎn)R的直角坐標(biāo)為R(2,2). (2)設(shè)P(cos θ,sin θ), 根據(jù)題意可得|PQ|=2-cos θ,|QR|=2-sin θ, ∴|PQ|+|QR|=4-2sin, 當(dāng)θ=時(shí),|PQ|+|QR|取最小值2, ∴矩形PQRS周長的最小值為4, 此時(shí)點(diǎn)P的直角坐標(biāo)為. 5.(2018·南京模擬)已知直線l:ρsin=4和圓C:ρ=2kcos(k≠0),若直線l上的點(diǎn)到圓C上的點(diǎn)的最小距離等于2.求實(shí)數(shù)k的值并求圓心C的直角坐標(biāo). 解:圓C的極坐標(biāo)方程可化為ρ=kcos θ-ksin θ, 即ρ2=k
22、ρcos θ-kρsin θ, 所以圓C的直角坐標(biāo)方程為x2+y2-kx+ky=0, 即2+2=k2, 所以圓心C的直角坐標(biāo)為. 直線l的極坐標(biāo)方程可化為ρsin θ·-ρcos θ·=4, 所以直線l的直角坐標(biāo)方程為x-y+4=0, 所以-|k|=2. 即|k+4|=2+|k|, 兩邊平方,得|k|=2k+3, 所以或 解得k=-1,故圓心C的直角坐標(biāo)為. 6.已知曲線C的極坐標(biāo)方程是ρsin2θ-8cos θ=0,以極點(diǎn)為平面直角坐標(biāo)系的原點(diǎn),極軸為x軸的正半軸,建立平面直角坐標(biāo)系xOy.在直角坐標(biāo)系中,傾斜角為α的直線l過點(diǎn)(2,0). (1)寫出曲線C的直角坐標(biāo)
23、方程和直線l的參數(shù)方程; (2)設(shè)點(diǎn)Q和點(diǎn)G的極坐標(biāo)分別為,(2,π),若直線l經(jīng)過點(diǎn)Q,且與曲線C相交于A,B兩點(diǎn),求△GAB的面積. 解:(1)曲線C的極坐標(biāo)方程化為ρ2sin2θ-8ρcos θ=0,再化為直角坐標(biāo)方程為y2=8x. 直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)). (2)點(diǎn)Q的直角坐標(biāo)為(0,-2). 因?yàn)橹本€l過點(diǎn)P(2,0)和Q(0,-2), 所以直線l的傾斜角α=. 所以直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)). 將l的參數(shù)方程代入曲線C的直角坐標(biāo)方程,得2=8.整理,得t2-8t-32=0. Δ=(-8)2+4×32=256>0. 設(shè)t1,t2為方程t2-8t-32=
24、0的兩個(gè)根, 則t1+t2=8,t1·t2=-32, 所以|AB|=|t1-t2|===16. 由極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)互化公式得點(diǎn)G的直角坐標(biāo)為(-2,0). 點(diǎn)G到直線l的距離為d=|PG|sin 45°=4×=2, 所以S△GAB=×d×|AB|=×16×2=16. 7.(2018·貴州聯(lián)考)已知在一個(gè)極坐標(biāo)系中點(diǎn)C的極坐標(biāo)為. (1)求出以C為圓心,半徑長為2的圓的極坐標(biāo)方程(寫出解題過程); (2)在直角坐標(biāo)系中,以圓C所在極坐標(biāo)系的極點(diǎn)為原點(diǎn),極軸為x軸的正半軸建立直角坐標(biāo)系,點(diǎn)P是圓C上任意一點(diǎn),Q(5,-),M是線段PQ的中點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)P在圓C上運(yùn)動(dòng)時(shí),求點(diǎn)M的軌跡的普通
25、方程. 解:(1)如圖,設(shè)圓C上任意一點(diǎn)A(ρ,θ),則∠AOC=θ-或-θ. 由余弦定理得,4+ρ2-4ρcos=4,所以圓C的極坐標(biāo)方程為ρ=4cos. (2)在直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)C的坐標(biāo)為(1,),可設(shè)圓C上任意一點(diǎn)P(1+2cos α,+2sin α), 又令M(x,y),由Q(5,-),M是線段PQ的中點(diǎn), 得點(diǎn)M的軌跡的參數(shù)方程為(α為參數(shù)), 即(α為參數(shù)), ∴點(diǎn)M的軌跡的普通方程為(x-3)2+y2=1. 8.在平面直角坐標(biāo)系中,曲線C1的參數(shù)方程為(φ為參數(shù)),以原點(diǎn)O為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C2是圓心在極軸上且經(jīng)過極點(diǎn)的圓,射線θ=與曲線
26、C2交于點(diǎn)D. (1)求曲線C1的普通方程和曲線C2的直角坐標(biāo)方程; (2)已知極坐標(biāo)系中兩點(diǎn)A(ρ1,θ0),B,若A,B都在曲線C1上,求+的值. 解:(1)∵C1的參數(shù)方程為 ∴C1的普通方程為+y2=1. 由題意知曲線C2的極坐標(biāo)方程為ρ=2acos θ(a為半徑), 將D 代入,得2=2a×, ∴a=2,∴圓C2的圓心的直角坐標(biāo)為(2,0),半徑為2, ∴C2的直角坐標(biāo)方程為(x-2)2+y2=4. (2)曲線C1的極坐標(biāo)方程為+ρ2sin2θ=1, 即ρ2=. ∴ρ=, ρ==. ∴+=+=. 第二節(jié) 參數(shù)方程 本節(jié)主要包括2個(gè)知識(shí)點(diǎn): 1
27、.參數(shù)方程; 2.參數(shù)方程與極坐標(biāo)方程的綜合問題. 突破點(diǎn)(一) 參數(shù)方程 1.參數(shù)方程 一般地,在平面直角坐標(biāo)系中,如果曲線上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)x,y都是某個(gè)變數(shù)t的函數(shù):并且對(duì)于t的每一個(gè)允許值,由方程組所確定的點(diǎn)M(x,y)都在這條曲線上,那么方程就叫做這條曲線的參數(shù)方程,變數(shù)t叫做參變數(shù),簡(jiǎn)稱參數(shù).相對(duì)于參數(shù)方程而言,直接給出點(diǎn)的坐標(biāo)間關(guān)系的方程叫做普通方程. 2.直線、圓、橢圓的參數(shù)方程 (1)過點(diǎn)M(x0,y0),傾斜角為α的直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)). (2)圓心在點(diǎn)M0(x0,y0),半徑為r的圓的參數(shù)方程為(θ為參數(shù)). (3)橢圓+=1(a>b
28、>0)的參數(shù)方程為 (φ為參數(shù)). 1.判斷題 (1)參數(shù)方程(t為參數(shù))所表示的圖形是直線.( ) (2)直線y=x與曲線(α為參數(shù))的交點(diǎn)個(gè)數(shù)為1.( ) 答案:(1)√ (2)× 2.填空題 (1)若直線的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),則直線的斜率為________. 解析:∵==-,∴tan α=-. 答案:- (2)橢圓C的參數(shù)方程為(φ為參數(shù)),過左焦點(diǎn)F1的直線l與C相交于A,B兩點(diǎn),則|AB|min=________. 解析:由(φ為參數(shù))得,+=1,當(dāng)AB⊥x軸時(shí),|AB|有最小值.∴|AB|min=2×=. 答案: (3)曲線C的參數(shù)方程為(
29、θ為參數(shù)),則曲線C的普通方程為________. 解析:由(θ為參數(shù))消去參數(shù)θ得y=-2x2(-1≤x≤1). 答案:y=-2x2(-1≤x≤1) (4)橢圓(θ為參數(shù))的離心率為________. 解析:由橢圓的參數(shù)方程可知a=5,b=2.故c==,故橢圓的離心率e==. 答案: 參數(shù)方程與普通方程的互化 1.參數(shù)方程化為普通方程 基本思路是消去參數(shù),常用的消參方法有:①代入消元法;②加減消元法;③恒等式(三角的或代數(shù)的)消元法;④平方后再加減消元法等.其中代入消元法、加減消元法一般是利用解方程的技巧,三角恒等式消元法常利用公式sin2θ+co
30、s2θ=1等. 2.普通方程化為參數(shù)方程 (1)選擇參數(shù)的一般原則 曲線上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系比較明顯且關(guān)系相對(duì)簡(jiǎn)單;當(dāng)參數(shù)取某一值時(shí),可以唯一確定x,y的值; (2)解題的一般步驟 第一步,引入?yún)?shù),但要選定合適的參數(shù)t; 第二步,確定參數(shù)t與變量x或y的一個(gè)關(guān)系式x=f(t)(或y=φ(t)); 第三步,把確定的參數(shù)與一個(gè)變量的關(guān)系式代入普通方程F(x,y)=0,求得另一關(guān)系y=g(t)(或x=ψ(t)),問題得解. [例1] 將下列參數(shù)方程化為普通方程. (1)(t為參數(shù)); (2)(θ為參數(shù)). [解] (1)∵2+2=1, ∴x2+y2=1. ∵t2
31、-1≥0,∴t≥1或t≤-1.
又x=,∴x≠0.
當(dāng)t≥1時(shí),0 32、
直線與圓錐曲線的參數(shù)方程及應(yīng)用
1.解決直線與圓錐曲線的參數(shù)方程的應(yīng)用問題,其一般思路如下:
(1)把直線和圓錐曲線的參數(shù)方程都化為普通方程;
(2)根據(jù)直線與圓錐曲線的位置關(guān)系解決問題.
2.當(dāng)直線經(jīng)過點(diǎn)P(x0,y0),且直線的傾斜角為α,求直線與圓錐曲線的交點(diǎn)、弦長問題時(shí),可以把直線的參數(shù)方程設(shè)成(t為參數(shù)),交點(diǎn)A,B對(duì)應(yīng)的參數(shù)分別為t1,t2,計(jì)算時(shí)把直線的參數(shù)方程代入圓錐曲線的直角坐標(biāo)方程,求出t1+t2,t1·t2,得到|AB|=|t1-t2|=.
[例2] (2018·石家莊質(zhì)量檢測(cè))已知直線l:(t為參數(shù)),曲線C1:(θ為參數(shù)).
(1)設(shè)l與 33、C1相交于A,B兩點(diǎn),求|AB|;
(2)若把曲線C1上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)壓縮為原來的,縱坐標(biāo)壓縮為原來的,得到曲線C2,設(shè)點(diǎn)P是曲線C2上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求它到直線l距離的最小值.
[解] (1)l的普通方程為y=(x-1),C1的普通方程為x2+y2=1,聯(lián)立,得解得l與C1的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為(1,0),,所以|AB|==1.
(2)C2的參數(shù)方程為(θ為參數(shù)),故點(diǎn)P的坐標(biāo)是,
從而點(diǎn)P到直線l的距離d==,
由此當(dāng)sin=-1時(shí),d取得最小值,且最小值為.
[方法技巧]
求解直線與圓錐曲線參數(shù)方程問題的方法
(1)解決直線與圓錐曲線的參數(shù)方程的應(yīng)用問題時(shí)一般是先化為普通方程再根 34、據(jù)直線與圓錐曲線的位置關(guān)系來解決問題.
(2)對(duì)于形如(t為參數(shù))的直線的參數(shù)方程,當(dāng)a2+b2≠1時(shí),應(yīng)先化為標(biāo)準(zhǔn)形式后才能利用t的幾何意義解題.
1.(2018·唐山模擬)在直角坐標(biāo)系xOy中,直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).在極坐標(biāo)系(與直角坐標(biāo)系xOy取相同的長度單位,且以原點(diǎn)O為極點(diǎn),以x軸正半軸為極軸)中,圓C的方程為ρ=2sin θ.
(1)求圓C的直角坐標(biāo)方程;
(2)設(shè)圓C與直線l交于點(diǎn)A,B,若點(diǎn)P的坐標(biāo)為(3,),求|PA|+|PB|.
解:(1)由ρ=2sin θ,得ρ2=2ρsin θ.
∴x2+y2=2y,即x2+(y-)2=5.
(2)將 35、l的參數(shù)方程代入圓C的直角坐標(biāo)方程.
得2+2=5,即t2-3t+4=0.
由于Δ=(3)2-4×4=2>0,故可設(shè)t1,t2是上述方程的兩實(shí)根,所以
又直線l過點(diǎn)P(3,),
故由上式及t的幾何意義得|PA|+|PB|=|t1|+|t2|=t1+t2=3.
2.(2018·鄭州模擬)將曲線C1:x2+y2=1上所有點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長到原來的倍(縱坐標(biāo)不變)得到曲線C2,A為C1與x軸正半軸的交點(diǎn),直線l經(jīng)過點(diǎn)A且傾斜角為30°,記l與曲線C1的另一個(gè)交點(diǎn)為B,與曲線C2在第一、三象限的交點(diǎn)分別為C,D.
(1)寫出曲線C2的普通方程及直線l的參數(shù)方程;
(2)求|AC|-|BD|. 36、
解:(1)由題意可得C2:+y2=1,對(duì)曲線C1,令y=0,得x=1,所以l:(t為參數(shù)).
(2)將代入+y2=1,
整理得5t2+4t-4=0.
設(shè)點(diǎn)C,D對(duì)應(yīng)的參數(shù)分別為t1,t2,則t1+t2=-,
且|AC|=t1,|AD|=-t2.又|AB|=2|OA|cos 30°=,
故|AC|-|BD|=|AC|-(|AD|-|AB|)=|AC|-|AD|+|AB|=t1+t2+=.
突破點(diǎn)(二) 參數(shù)方程與極坐標(biāo)方程的綜合問題
將極坐標(biāo)方程與參數(shù)方程、普通方程交織在一起,考查極坐標(biāo)方程與參數(shù)方程的綜合應(yīng)用.將各類方程相互轉(zhuǎn)化是求解該類問題的前提.,解決問題時(shí)要 37、注意:,(1)解題時(shí),易將直線與圓的極坐標(biāo)方程混淆.要熟練掌握特殊直線、圓的極坐標(biāo)方程的形式.,(2)應(yīng)用解析法解決實(shí)際問題時(shí),要注意選取直角坐標(biāo)系還是極坐標(biāo)系,建立極坐標(biāo)系要注意極點(diǎn)、極軸位置的選擇,注意點(diǎn)和極坐標(biāo)之間的“一對(duì)多”關(guān)系.,(3)求曲線方程,常設(shè)曲線上任意一點(diǎn)P(ρ,θ),利用解三角形的知識(shí),列出等量關(guān)系式,特別是正弦、余弦定理的應(yīng)用.圓的參數(shù)方程常和三角恒等變換結(jié)合在一起,解決取值范圍或最值問題.,(4)參數(shù)方程和普通方程表示同一個(gè)曲線時(shí),要注意其中x,y的取值范圍,即注意兩者的等價(jià)性.
參數(shù)方程與極坐標(biāo)方程的綜合問題
[典例] (2018·廣東五校協(xié) 38、作體聯(lián)考)在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為(α為參數(shù)),以原點(diǎn)O為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸,建立極坐標(biāo)系,曲線C2的極坐標(biāo)方程為ρsin=4.
(1)求曲線C1的普通方程與曲線C2的直角坐標(biāo)方程;
(2)設(shè)P為曲線C1上的動(dòng)點(diǎn),求點(diǎn)P到曲線C2上點(diǎn)的距離的最小值.
[解] (1)由曲線C1:得
曲線C1的普通方程為+y2=1.
由曲線C2:ρsin=4得ρ(sin θ+cos θ)=4,
即曲線C2的直角坐標(biāo)方程為x+y-8=0.
(2)由(1)知橢圓C1與直線C2無公共點(diǎn),
橢圓上的點(diǎn)P(cos α,sin α)到直線x+y-8=0的距離為
d==,
所以當(dāng)sin 39、(α+φ)=1時(shí),d取得最小值.
[方法技巧]
處理極坐標(biāo)、參數(shù)方程綜合問題的方法
(1)涉及參數(shù)方程和極坐標(biāo)方程的綜合題,求解的一般方法是分別化為普通方程和直角坐標(biāo)方程后求解.當(dāng)然,還要結(jié)合題目本身特點(diǎn),確定選擇何種方程.
(2)數(shù)形結(jié)合的應(yīng)用,即充分利用參數(shù)方程中參數(shù)的幾何意義,或者利用ρ和θ的幾何意義,直接求解,能達(dá)到化繁為簡(jiǎn)的解題目的.
1.已知曲線C1的參數(shù)方程為 (t為參數(shù)),以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C2的極坐標(biāo)方程為ρ=2sin θ .
(1)把C1的參數(shù)方程化為極坐標(biāo)方程;
(2)求C1與C2交點(diǎn)的極坐標(biāo)(ρ≥0,0≤θ< 40、2π).
解:(1)將消去參數(shù)t,化為普通方程(x-4)2+(y-5)2=25,即C1:x2+y2-8x-10y+16=0.
將代入x2+y2-8x-10y+16=0
得ρ2-8ρcos θ-10ρsin θ+16=0.
所以C1的極坐標(biāo)方程為ρ2-8ρcos θ-10ρsin θ+16=0.
(2)C2的普通方程為x2+y2-2y=0.
由
解得或
所以C1與C2交點(diǎn)的極坐標(biāo)分別為,.
2.(2018·南昌十校模擬)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為(α為參數(shù),π≤α≤2π),以O(shè)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C2的極坐標(biāo)方程為ρcos=t.
(1 41、)求C2的直角坐標(biāo)方程;
(2)當(dāng)C1與C2有兩個(gè)公共點(diǎn)時(shí),求實(shí)數(shù)t的取值范圍.
解:(1)∵曲線C2的極坐標(biāo)方程為ρ=t,∴曲線C2的直角坐標(biāo)方程為x+y-t=0.
(2)曲線C1的普通方程為(x-1)2+(y-1)2=1(0≤x≤2,0≤y≤1),為半圓弧,
如圖所示,曲線C2為平行于直線x+y=0的直線,或?yàn)橹本€x+y=0,
當(dāng)直線C2與曲線C1相切時(shí),由=1,
解得t=2-或t=2+(舍去),
當(dāng)直線C2過A,B兩點(diǎn)時(shí),t=1,
由圖可知,當(dāng)2- 42、
1.(2017·全國卷Ⅰ)在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C的參數(shù)方程為(θ為參數(shù)),直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).
(1)若a=-1,求C與l的交點(diǎn)坐標(biāo);
(2)若C上的點(diǎn)到l距離的最大值為,求a.
解:(1)曲線C的普通方程為+y2=1.
當(dāng)a=-1時(shí),直線l的普通方程為x+4y-3=0,
由解得或
從而C與l的交點(diǎn)坐標(biāo)為(3,0),.
(2)直線l的普通方程為x+4y-a-4=0,
故C上的點(diǎn)(3cos θ,sin θ)到l的距離為
d=.
當(dāng)a≥-4時(shí),d的最大值為 .
由題設(shè)得=,解得a=8;
當(dāng)a<-4時(shí),d的最大值為.
由題設(shè)得=,解得a=-16.
43、
綜上,a=8或a=-16.
2.(2017·全國卷Ⅲ)在直角坐標(biāo)系xOy中,直線l1的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),直線l2的參數(shù)方程為(m為參數(shù)).設(shè)l1與l2的交點(diǎn)為P,當(dāng)k變化時(shí),P的軌跡為曲線C.
(1)寫出C的普通方程;
(2)以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,設(shè)l3:ρ(cos θ+sin θ)-=0,M為l3與C的交點(diǎn),求M的極徑.
解:(1)消去參數(shù)t得l1的普通方程l1:y=k(x-2);
消去參數(shù)m得l2的普通方程l2:y=(x+2).
設(shè)P(x,y),由題設(shè)得
消去k得x2-y2=4(y≠0).
所以C的普通方程為x2-y2=4(y≠0).
( 44、2)C的極坐標(biāo)方程為ρ2(cos2θ-sin2θ)=4(0<θ<2π,θ≠π).
聯(lián)立
得cos θ-sin θ=2(cos θ+sin θ).
故tan θ=-,從而cos2θ=,sin2θ=.
代入ρ2(cos2θ-sin2θ)=4得ρ2=5,
所以交點(diǎn)M的極徑為.
3.(2016·全國卷Ⅱ)在直角坐標(biāo)系xOy中,圓C的方程為(x+6)2+y2=25.
(1)以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,求C的極坐標(biāo)方程;
(2)直線l的參數(shù)方程是(t為參數(shù)),l與C交于A,B兩點(diǎn),|AB|=,求l的斜率.
解:(1)由x=ρcos θ,y=ρsin θ可得圓C的極坐標(biāo) 45、方程為ρ2+12ρcos θ+11=0.
(2)在(1)中建立的極坐標(biāo)系中,直線l的極坐標(biāo)方程為θ=α(ρ∈R).
設(shè)A,B所對(duì)應(yīng)的極徑分別為ρ1,ρ2,
將l的極坐標(biāo)方程代入C的極坐標(biāo)方程得ρ2+12ρcos α+11=0.
于是ρ1+ρ2=-12cos α,ρ1ρ2=11.
|AB|=|ρ1-ρ2|=
=.
由|AB|=得cos2α=,tan α=±.
所以直線l的斜率為或-.
4.(2016·全國卷Ⅲ)在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為(α為參數(shù)).以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),以x軸的正半軸為極軸,建立極坐標(biāo)系,曲線C2的極坐標(biāo)方程為ρsin=2.
(1)寫出C1的普通 46、方程和C2的直角坐標(biāo)方程;
(2)設(shè)點(diǎn)P在C1上,點(diǎn)Q在C2上,求|PQ|的最小值及此時(shí)P的直角坐標(biāo).
解:(1)C1的普通方程為+y2=1,C2的直角坐標(biāo)方程為x+y-4=0.
(2)由題意,可設(shè)點(diǎn)P的直角坐標(biāo)為(cos α,sin α).
因?yàn)镃2是直線,
所以|PQ|的最小值即為P到C2的距離d(α)的最小值,
d(α)==,
當(dāng)且僅當(dāng)α=2kπ+(k∈Z)時(shí),d(α)取得最小值,最小值為,此時(shí)P的直角坐標(biāo)為.
[課時(shí)達(dá)標(biāo)檢測(cè)]
1.(2018·河南息縣第一高級(jí)中學(xué)段測(cè))已知 47、曲線C的參數(shù)方程是(α為參數(shù)),直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).
(1)求曲線C與直線l的普通方程;
(2)若直線l與曲線C相交于P,Q兩點(diǎn),且|PQ|=,求實(shí)數(shù)m的值.
解:(1)由(α為參數(shù))得曲線C的普通方程為x2+(y-m)2=1.由x=1+t,得t=x-1,代入y=4+t,得y=4+2(x-1),所以直線l的普通方程為2x-y+2=0.
(2)圓心(0,m)到直線l的距離為d=,由勾股定理得2+2=1,解得m=3或m=1.
2.在極坐標(biāo)系中,已知三點(diǎn)O(0,0),A,B.
(1)求經(jīng)過點(diǎn)O,A,B的圓C1的極坐標(biāo)方程;
(2)以極點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),極軸為x軸的正半軸建立平面 48、直角坐標(biāo)系,圓C2的參數(shù)方程為(θ是參數(shù)),若圓C1與圓C2外切,求實(shí)數(shù)a的值.
解:(1)O(0,0),A,B對(duì)應(yīng)的直角坐標(biāo)分別為O(0,0),A(0,2),B(2,2),則過點(diǎn)O,A,B的圓的普通方程為x2+y2-2x-2y=0,將代入可求得經(jīng)過點(diǎn)O,A,B的圓C1的極坐標(biāo)方程為ρ=2cos.
(2)圓C2:(θ是參數(shù))對(duì)應(yīng)的普通方程為(x+1)2+(y+1)2=a2,圓心為(-1,-1),半徑為|a|,而圓C1的圓心為(1,1),半徑為,所以當(dāng)圓C1與圓C2外切時(shí),有+|a|=,解得a=±.
3.(2018·湖北宜昌模擬)在直角坐標(biāo)系xOy中,直線l:y=x,圓C:(φ為參數(shù)),以 49、坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系.
(1)求直線l與圓C的極坐標(biāo)方程;
(2)設(shè)直線l與圓C的交點(diǎn)為M,N,求△CMN的面積.
解:(1)將C的參數(shù)方程化為普通方程為(x+1)2+(y+2)2=1,極坐標(biāo)方程為ρ2+2ρcos θ+4ρsin θ+4=0.
直線l:y=x的極坐標(biāo)方程為θ=(ρ∈R).
(2)圓心到直線的距離d==,
∴|MN|=2=,
∴△CMN的面積S=××=.
4.(2018·豫南九校聯(lián)考)在直角坐標(biāo)系xOy中,設(shè)傾斜角為α的直線l:(t為參數(shù))與曲線C:(θ為參數(shù))相交于不同的兩點(diǎn)A,B.
(1)若α=,求線段AB的中點(diǎn)M的坐標(biāo);
(2 50、)若|PA|·|PB|=|OP|2,其中P(2,),求直線l的斜率.
解:(1)將曲線C的參數(shù)方程化為普通方程是+y2=1.
當(dāng)α= 時(shí),設(shè)點(diǎn)M對(duì)應(yīng)的參數(shù)為t0.
直線l的方程為(t為參數(shù)),
代入曲線C的普通方程+y2=1,得13t2+56t+48=0,
設(shè)直線l上的點(diǎn)A,B對(duì)應(yīng)參數(shù)分別為t1,t2.
則t0==-,
所以點(diǎn)M的坐標(biāo)為.
(2)將代入曲線C的普通方程+y2=1,
得(cos2α+4sin2α)t2+(8sin α+4cos α)t+12=0,
因?yàn)閨PA|·|PB|=|t1t2|=,|OP|2=7,
所以=7,得tan2α=.
由于Δ=32cos α 51、(2sin α-cos α)>0,
故tan α=.所以直線l的斜率為.
5.(2018·江西百校聯(lián)盟模擬)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,C1:(t為參數(shù)).以原點(diǎn)O為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,已知曲線C2:ρ2+10ρcos θ-6ρsin θ+33=0.
(1)求C1的普通方程及C2的直角坐標(biāo)方程,并說明它們分別表示什么曲線;
(2)若P,Q分別為C1,C2上的動(dòng)點(diǎn),且|PQ|的最小值為2,求k的值.
解:(1)由可得其普通方程為y=k(x-1),它表示過定點(diǎn)(1,0),斜率為k的直線.
由ρ2+10ρcos θ-6ρsin θ+33=0可得其直角坐標(biāo)方程為x2+y 52、2+10x-6y+33=0,整理得(x+5)2+(y-3)2=1,它表示圓心為(-5,3),半徑為1的圓.
(2)因?yàn)閳A心(-5,3)到直線y=k(x-1)的距離d==,故|PQ|的最小值為-1,故-1=2,得3k2+4k=0,解得k=0或k=-.
6.(2018·湖南岳陽模擬)已知曲線C的極坐標(biāo)方程為ρ=6sin θ,以極點(diǎn)O為原點(diǎn),極軸為x軸的非負(fù)半軸建立直角坐標(biāo)系,直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).
(1)求曲線C的直角坐標(biāo)方程及直線l的普通方程;
(2)直線l與曲線C交于B,D兩點(diǎn),當(dāng)|BD|取到最小值時(shí),求a的值.
解:(1)曲線C的極坐標(biāo)方程為ρ=6sin θ,
即ρ2= 53、6ρsin θ,化為直角坐標(biāo)方程:x2+y2=6y,
配方為:x2+(y-3)2=9,圓心C(0,3),半徑r=3.
直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),消去參數(shù)t可得:x-ay+a+1=0.
(2)由直線l經(jīng)過定點(diǎn)P(-1,1),此點(diǎn)在圓的內(nèi)部,
因此當(dāng)CP⊥l時(shí),|BD|取到最小值,
則kCP·kl=×kl=-1,
解得kl=-.
∴=-,解得a=-2.
7.(2018·河南六市聯(lián)考)在平面直角坐標(biāo)系中,曲線C1的參數(shù)方程為(φ為參數(shù)),以坐標(biāo)原點(diǎn)O為極點(diǎn),x軸的非負(fù)半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C2的極坐標(biāo)方程為ρ=2cos θ.
(1)求曲線C2的直角坐標(biāo)方程;
(2)已 54、知點(diǎn)M是曲線C1上任意一點(diǎn),點(diǎn)N是曲線C2上任意一點(diǎn),求|MN|的取值范圍.
解:(1)∵ρ=2cos θ,∴ρ2=2ρcos θ,
∴曲線C2的直角坐標(biāo)方程為x2+y2=2x.
(2)將曲線C2的方程化為標(biāo)準(zhǔn)形式為(x-1)2+y2=1,它表示圓心為C2(1,0),半徑r=1的圓.
由題意,|MN|max=|MC2|max+r,|MN|min=|MC2|min-r.設(shè)M(4cos φ,3sin φ).
則|MC2|2=(4cos φ-1)2+(3sin φ-0)2=7cos2φ-8cos φ+10.
當(dāng)cos φ=時(shí),|MC2|=;
當(dāng)cos φ=-1時(shí),|MC2|=25.
55、∴|MN|max=|MC2|max+r=6,|MN|min=|MC2|min-r=-1,
∴|MN|∈.
8.極坐標(biāo)系與直角坐標(biāo)系xOy取相同的長度單位,以原點(diǎn)O為極點(diǎn),以x軸正半軸為極軸.已知直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).曲線C的極坐標(biāo)方程為ρsin2θ=8cos θ.
(1)求曲線C的直角坐標(biāo)方程;
(2)設(shè)直線l與曲線C交于A,B兩點(diǎn),與x軸的交點(diǎn)為F,求+的值.
解:(1)由ρsin2θ=8cos θ,得ρ2sin2θ=8ρcos θ,
∴曲線C的直角坐標(biāo)方程為y2=8x.
(2)易得直線l與x軸的交點(diǎn)為F(2,0),將直線l的方程代入y2=8x,得(tsin α)2=8(2+tcos α),整理得sin2α·t2-8cos α·t-16=0.
由已知sin α≠0,Δ=(-8cos α)2-4×(-16)sin2α=64>0,
∴t1+t2=,t1t2=-<0,
故+=+
===
= =.
25
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