2020届二轮复习坐标系与参数方程学案(全国通用)
坐标系与参数方程
参数方程
· 曲线的参数方程定义
设平面上取定了一个直角坐标系 xOy,把坐标 x,y 表示为第三个变量 t 的函数
x=fty=gta⩽t⩽b. ②
如果对于 t 的每一个值(a⩽t⩽b ),② 式所确定的点 Mx,y 都在一条曲线上;而这条曲线上的任一点 Mx,y,都可由 t 的某个值通过 ② 式得到,则称 ② 式为该曲线的参数方程,其中变量 t 称为参数.
· 直线的参数方程
直线的参数方程的一般形式是 x=x0+lty=y0+mt,t∈R.
· 圆的参数方程
若圆心在点 M0x0,y0,半径为 R,则圆的参数方程为 x=x0+Rcosθy=y0+Rsinθ,0⩽θ⩽2π.
· 椭圆的参数方程
设椭圆的普通方程为 x2a+y2b=1,则椭圆的参数方程为
x=acosty=bsint 0⩽t⩽2π.
若椭圆的中心不在原点,而在点 M0x0,y0,相应的椭圆的参数方程为
x=x0+acosty=y0+bsint,0⩽
0),半圆外一条直线 l 与 AB 所在直线垂直相交于点 T,并且 AT=2a2a<r2.若半圆上相异两点 M,N 到 l 的距离 ∣MP∣,NQ 满足 MP:MA=NQ:NA=1,则 MA+NA=AB.
【解】 以 A 为极点,射线 AB 为极轴建立极坐标系,则半圆的极坐标方程为 ρ=2rcosθ.
设 Mρ1,θ1,Nρ2,θ2,则 ρ1=2rcosθ1,ρ2=2rcosθ2,
又 MP=2a+ρ1cosθ1=2a+2rcos2θ1,NQ=2a+ρ2cosθ2=2a+2rcos2θ2,
所以 MP=2a+2rcos2θ1=2rcosθ1,
所以 NQ=2a+2rcos2θ2=2rcosθ2,
所以 cosθ1,cosθ2 是方程 rcos2θ-rcosθ+a=0 的两个根,由韦达定理得 cosθ1+cosθ2=1,
所以 MA+NA=2rcosθ+2rcosθ2=2r=AB.
13. 已知椭圆 x24+y23=1,过左焦点 F 的直线 l 交此椭圆于 A,B 两点,yA>yB,且 ∣FA∣=2∣FB∣,求直线 l 的方程及 ∣AB∣ 的长.
【解】 解法一:由椭圆 x24+y23=1 可得椭圆的左焦点 F 的坐标为 -1,0,则
设直线 AB 的参数方程为 x=-1+tcosα,y=tsinα,
α 为直线 AB 的倾斜角.
又点 A,B 在椭圆上,故 tA,tB 满足
3-1+tcosα2+4tsinα2=12,
即 3cos2α+4sin2αt2-6tcosα-9=0.
则 tA+tB=6cosα3cos2α+4sin2α,tAtB=-93cos2α+4sin2α.
因为 ∣FA∣=2∣FB∣,
所以 tA=-2tB,
所以 -tB=6cosα3cos2α+4sin2α,-2tB2=-93cos2α+4sin2α,
26cosα3cos2α+4sin2α2=93cos2α+4sin2α,
即 8cos2α=3cos2α+4sin2α,
则 tan2α=54.
因为 yA>yB 且 ∣FA∣=2∣FB∣,
故直线 l 的方程为 y=52x+1.
线段 AB 长度的计算见解法二.
解法二:以椭圆的左焦点 F 为极点,以 x 轴的正方向为极轴建立极坐标系,则
椭圆 x24+y23=1 对应的极坐标方程为 ρ=32-cosθ.
依题意,设 A,B 两点的极坐标分别为 ρA,θ,ρB,π+θ,则 0<θ<π2,ρA=2ρB.
32-cosθ=62+cosθ.
则 cosθ=23.
所以 tanθ=52,ρA=32-23=94,ρB=32+23=98.
故 ∣AB∣=ρA+ρB=278,直线 l 的方程为 y=52x+1.
14. 设抛物线 y2=2px 过顶点的两弦 OP1,OP2 互相垂直,求以 OP1,OP2 为直径的两圆的另一个交点 Q 的轨迹方程.
【解】 设抛物线 y2=2px 的参数方程为 x=2pt2,y=2pt.
则 P1,P2 两点的坐标分别设 2pm2,2pm,2pn2,2pn.
因为 OP1,OP2 互相垂直,故 mn=-1.
以 OP1 为直径的圆的方程为 xx-2pm2+yy-2pm=0,即 x2-2pxm2+y2-2pym=0.
以 OP2 为直径的圆的方程为 xx-2pn2+yy-2pn=0,即 x2-2pxn2+y2-2pyn=0.
设以 OP1,OP2 为直径的两圆的另一个交点 Q 的坐标为 x0,y0,则其满足
x02-2px0m2+y02-2py0m=0,
x02-2px0n2+y02-2py0n=0,
故 m,n 是方程 x02-2px0x2+y02-2py0x=0 的两个根.
由根与系数的关系,得 mn=x02+y02-2px0=-1.
故所求动点 Q 的轨迹方程为 x2+y2-2px=0x≠0.
15. 在极坐标中,已知圆 C 经过点 P(2,π4) ,圆心为直线 ρsin(θ-π3)=-32 与极轴的交点,求圆 C 的极坐标方程.
【解】 在 ρsin(θ-π3)=-32 中,令 θ=0 ,得 ρ=1 ,所以圆 C 的圆心坐标为 (1,0) .
因为圆 C 经过点 P(2,π4) ,所以圆 C 的半径
PC=(2)2+12-2×1×2cosπ4=1,
于是圆 C 过极点,所以圆 C 的极坐标方程为 ρ=2cosθ .
16. 已知直线 C1:x=1+tcosα,y=tsinαt 为参数,圆 C2:x=cosθ,y=sinθθ 为参数.
(1)当 α=π3 时,求 C1 与 C2 的交点坐标;
【解】 当 α=π3 时,C1 的普通方程为
y=3x-1,
C2 的普通方程为
x2+y2=1.
联立方程组
x2+y2=1,y=3x-1,
解得 C1 与 C2 的交点为
1,0 和 12,-32.
(2)过坐标原点 O 作 C1 的垂线,垂足为 A,P 为 OA 的中点,当 α 变化时,求点 P 轨迹的参数方程,并指出它是什么曲线.
【解】 当 α≠kπ2,k∈Z 时,C1 的普通方程为
y=x-1tanα,
设 Px,y,则 A2x,2y,根据 A 在 C1 上及 OA 垂直于 C1 得
2y=2x-1tanα,2y2x=-1tanα,
消去 tanα 并整理,得 P 点轨迹的普通方程为
x-142+y2=116.
当 α=kπ2,k∈Z 时,仍适合上述方程.
故 P 点是圆心为 14,0,半径为 14 的圆.
17. 在直角坐标系 xOy 中,圆 C1:x2+y2=4,圆 C2:x-22+y2=4.
(1)在以 O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,分别写出圆 C1 、 C2 的极坐标方程,并求出圆 C1,C2 的交点坐标(用极坐标表示);
【解】 圆 C1 的极坐标方程为
ρ=2,
圆 C2 的极坐标方程为
ρ=4cosθ.
解方程组
ρ=2,ρ=4cosθ,
得
ρ=2,θ=±π3,
故圆 C1 与圆 C2 交点的坐标为 2,π3,2,-π3.
注:极坐标系下点的表示不唯一.
(2)求圆 C1 与 C2 的公共弦的参数方程.
【解】 解法一:由
x=ρcosθ,y=ρsinθ,
得圆 C1 与 C2 交点的直角坐标分别为
1,3,1,-3.
故圆 C1 与 C2 的公共弦的参数方程为
x=1,y=t.
其中 -3⩽t⩽3.
解法二:将 x=1 代入 x=ρcosθ,y=ρsinθ, 得
ρcosθ=1,
从而
ρ=1cosθ.
于是圆 C1 与 C2 的公共弦的参数方程为
x=1,y=tanθ,
其中 -π3⩽θ⩽π3.
18. 在平面直角坐标系 xOy 中,求过椭圆 x=5cosφy=3sinφφ为参数 的右焦点,且与直线 x=4-2ty=3-tt为参数 平行的直线的普通方程.
【解】 椭圆的普通方程为 x225+y29=1, 右焦点为 4,0 ;
直线的普通方程为 2y-x=2, 斜率为 12 ;
故所求直线方程为
y=12x-4,
即
x-2y-4=0.
19. 已知在直角 xOy 坐标系中,圆 C 的参数方程为 x=3+2cosθy=-4+2sinθ(θ 为参数).
(1)以原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求圆 C 的极坐标方程;
【解】 圆 C 的参数方程为 x=3+2cosθy=-4+2sinθ(θ 为参数),
所以普通方程为 x-32+y+42=4,
圆 C 化为极坐标方程:ρ2-6ρcosθ+8ρsinθ+21=0.
(2)已知 A-2,0,B0,2,圆 C 上任意一点 Mx,y,求 △ABC 面积的最大值.
【解】 点 Mx,y 到直线 AB:x-y+2=0 的距离为
d=∣2cosθ-2sinθ+9∣2
△ABM 的面积
S=12×∣AB∣×d=∣2cosθ-2sinθ+9∣=∣22sinπ4-θ+9∣
所以 △ABM 面积的最大值为 9+22.
20. 一个圆形体育馆,自正东方向起,按逆时针方向等分为十六个扇形区域,顺次记为一区,二区 ⋯ 十六区,我们设圆形体育场第一排与体育中心的距离为 200 m,每相邻两排的间距为 1 m,每层看台的高度为 0.7 m,现在需要确定第九区第四排正中的位置 A,请建立适当的坐标系,把点 A 的坐标求出来.
【解】 以圆形体育场中心 O 为极点,选取以 O 为端点且过正东入口的射线 Ox 为极轴,
在地面上建立极坐标系,则点 A 与体育场中轴线 Oz 的距离为 203 m,
极轴 Ox 按逆时针方向旋转 17π16,就是 OA 在地平面上的射影,
A 距地面的高度为 2.8 m,因此我们可以用柱坐标来表示点 A 的准确位置.
所以点 A 的柱坐标为 203,17π16,145.
参数方程
1. 已知两曲线参数方程分别为 x=5cosθ,y=sinθ0⩽θ<π 和 x=54t2,y=tt∈R,它们的交点坐标为 .
【答案】 1,255
【分析】 x=5cosθy=sinθ 表示椭圆 x25+y2=1(-50,
故设 t1,t2 是上述方程的两个实数根,所以 t1+t2=4,t1t2=1,
A,B 两点对应的参数分别为 t1,t2,
所以 |PA|+|PB|=|t1|+|t2|=t1+t2=4.
14. 边长为 a 的等边三角形 ABC 的两个端点 A 、 B 分别在 x 轴、 y 轴两正半轴上移动,顶点 C 和原点 O 分别在 AB 两侧,记 ∠CAx=α,求顶点 C 的轨迹的参数方程.
【解】 过点 C 作 CD⊥x 轴于点 D,设点 C 的坐标为 x,y.
则由 x=OA+AD,y=DC,
得 x=acos2π3-α+acosα,y=asinα(α 为参数),
即为顶点 C 的轨迹方程.
15. 已知定直线 l 和线外一点 O,Q 为直线 l 上一动点,△OQP 为正三角形(按逆时针方向转,如图所示),求点 P 的轨迹方程.
【解】 以 O 点为原点,过点 O 作 l 的垂线为 x 轴建立直角坐标系.
设点 O 到直线 l 的距离为 d(为定值,且 d>0),取 ∠NOQ=θ(θ 为参数),θ∈-π2,π2.
设动点 Px,y,在 Rt△OQN 中,
∵OQ=dcosθ,OP=OQ,∠NOP=θ+π3,
∴x=OPcosπ3+θ=dcosθ⋅cosπ3+θ=12-32tanθ⋅d,y=OP⋅sinπ3+θ=dcosθ⋅sinπ3+θ=32+12tanθ⋅d.
∴ 点 P 的参数方程为 x=12-32tanθd,y=32+12tanθd-π2<θ<π2.
消去参数 θ,得普通方程为 x+3y-2d=0.
16. 已知曲线 C1:x=2cosθ,y=2sinθ(θ 为参数),曲线 C2:x=1+tcosα,y=-1+tsinα(t 为参数)
(1)若 α=π4,求曲线 C2 的普通方程,并说明它表示什么曲线;
【解】 因为 α=π4,
所以 x=1+22t,y=-1+22t(t 为参数),
所以 x-1=y+1,
所以曲线 C2 的普通方程是 y=x-2,它表示过点 1,-1,倾斜角为 π4 的直线.
(2)曲线 C1 和曲线 C2 的交点分别记为 M,N,求 MN 的最小值.
【解】 曲线 C1 的普通方程为 x2+y2=4.
将 x=1+tcosα,y=-1+tsinα(t 为参数)代入 x2+y2=4 中得 1+tcosα2+-1+tsinα2=4,则 t2+2cosα-sinαt-2=0,
设 t1,t2 为方程的两个根,则有 MN=t1-t2=t1+t22-4t1t2=4cosα-sinα2+8=12-4sin2α,
所以当 sin2α=1 时,MN 的最小值为 22.
17. 在平面直角坐标系 xOy 中,曲线 C 的参数方程为 x=12t2y=14t(t 为参数),若曲线 C 与直线 l:y=12x 相交于 A,B 两点,求线段 AB 的长.
【解】 将曲线 C 的参数方程 x=12t2y=14t 化为普通方程得 x=8y2,
由方程组 x=8y2x=2y,解得 x=0y=0 或 x=12y=14.
所以 A0,0,B12,14 或 A12,14,B0,0,
所以 AB=122+142=54.
18. 设圆的半径为 4,沿 x 轴正向滚动,开始时圆与 x 轴相切于原点 O,记圆上动点为 M,它随圆的滚动而改变位置,写出圆滚动一周时 M 点的轨迹方程,画出相应曲线,求此曲线上纵坐标 y 的最大值.
【解】 依题意可知,轨迹是摆线,其参数方程为 x=4φ-sinφ,y=41-cosφφ为参数且0⩽φ⩽2π.
其曲线是摆线的第一拱 0⩽φ⩽2π,如下图所示:
易知,当 x=4π 时,y 有最大值 8.
19. 已知 acosα+bsinα=c,acosβ+bsinβ=c,ab≠0,α-β≠kπ,k∈Z,求证:cos2α-β2=c2a2+b2.
【解】 设直线 l:ax+by=c,圆 C:x=cosθy=sinθ,则
Acosα,sinα,Bcosβ,sinβ 是直线 l 与圆 C 的两个交点,设 OM⊥AB 于 M.
从而
∣AB∣2=cosα-cosβ2+sinα-sinβ2=2-2cosα-β;
又 OM=∣c∣a2+b2;OM2+12AB2=OA2,
所以 c2a2+b2+2-2cosα-β4=1,
整理得 1+cosα-β2=c2a2+b2,
即 cos2α-β2=c2a2+b2.
20. 平面直角坐标系中,若圆的摆线过点 1,0,求这条摆线的参数方程.
【解】 令 r1-cosφ=0,可得 cosφ=1,
所以 φ=2kπk∈Z 代入可得 x=r2kπ-sin2kπ=1.
所以 r=12kπ.
又根据实际情况可知 r 是圆的半径,故 r>0.
所以应有 k>0 且 k∈Z,即 k∈N*.
所以所求摆线的参数方程是 x=12kπφ-sinφ,y=12kπ1-cosφ(φ 为参数)(其中 k∈N*).
极坐标与极坐标方程
1. 在极坐标系中,点 2,π4 到圆 ρ=2cosθ 的圆心的距离为 .
【答案】 1
2. 已知两点的极坐标 A3,π2,B3,π6,则 AB= ,BA 与极轴正方向所夹角的大小为 .
【答案】 3;5π6
3. 在极坐标系中,曲线 C1:ρ2cosθ+sinθ=1 与曲线 C2:ρ=aa>0 的一个交点在极轴上,则 a= .
【答案】 22
4. 圆 ρ=2cosθ 的半径是 .
【答案】 1
5. 若曲线的极坐标方程为 ρ=2sinθ+4cosθ ,以极点为原点,极轴为 x 轴正半轴建立直角坐标系,则该曲线的直角坐标方程为 .
【答案】 x2+y2-4x-2y=0
6. 在极坐标系中,直线 l 过点 A3,π3,B3,π6,则直线 l 向上的方向与极轴正方向的夹角等于 .
【答案】 3π4
7. 在极坐标系 ρ,θ 0⩽θ<2π 中,曲线 ρ=2sinθ 与 ρcosθ=-1 的交点的极坐标为 .
【答案】 2,34π
【分析】 两条曲线 ρ=2sinθ 与 ρcosθ=-1 的普通方程分别为 x2+y2=2y 与 x=-1,交点坐标为 -1,1 ,对应的极坐标为 2,34π .
8. 已知曲线 C 的参数方程为 x=2+cosθ,y=sinθ(θ 为参数),则曲线上 C 的点到直线 3x-4y+4=0 的距离的最大值为 .
【答案】 3
【分析】 曲线上 C 的点到直线 d=32+cosθ-4sinθ+432+42=10+3cosθ-4sinθ5⩽3,距离的最大值为3.
9. 极坐标方程 ρ=cosπ4-θ 所表示的曲线是 .
【答案】 圆
10. 如图所示的极坐标系中,以 M4,π6 为圆心,半径 r=1 的圆 M 的极坐标方程是 .
【答案】 ρ2-8ρcosθ-π6+15=0
【分析】 依题意,题中的圆 M 的圆心的直角坐标是 23,2,因此圆 M 的直角坐标方程是 x-232+y-22=1,即 x2+y2-43x-4y+15=0,相应的极坐标方程是 ρ2-43ρcosθ-4ρsinθ+15=0,即 ρ2-8ρcosθ-π6+15=0.
(1)求过 A2,π4 平行于极轴的直线的极坐标方程;
【解】
如图所示,在直线 l 上任意取点 Mρ,θ.
因为 A2,π4,
所以 ∣MH∣=2⋅sinπ4=2.
在 Rt△OMH 中,MH=OMsinθ,即 ρsinθ=2,
所以过 A2,π4 平行于极轴的直线方程为 ρsinθ=2.
(2)直线 l 过点 A3,π3,且向上的方向与极轴正方向成 3π4,求直线 l 的极坐标方程.
【解】
如图所示,A3,π3,OA=3,∠AOB=π3,由已知 ∠MBx=3π4,
所以 ∠OAB=3π4-π3=5π12.
所以 ∠OAM=π-5π12=7π12.
又 ∠OMA=∠MBx-θ=3π4-θ,
在三角形 MOA 中,根据正弦定理,得 3sin3π4-θ=ρsin7π12.
因为 sin7π12=sinπ4+π3=2+64,将 sin3π4-θ 展开,化简上面的方程,可得 ρsinθ+cosθ=332+32.
所以,过 A3,π3 且和极轴成 3π4 的直线方程为 ρsinθ+cosθ=332+32.
12. 在直角坐标系 xOy 中,曲线 C1 的参数方程为 x=t2,y=t(t 为参数),以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 C2 的极坐标方程为 ρ2+2ρcosθ-4=0.
(1)把 C1 的参数方程化为极坐标方程;
【解】 曲线 C1 的参数方程为 x=t2,y=t(t 为参数)普通方程为 y2=x,
将 x=ρcosθ,y=ρsinθ 代入上式化简得 ρsin2θ=cosθ,
即 C1 的极坐标方程为 ρsin2θ-cosθ=0.
(2)求 C1 与 C2 交点的极坐标(ρ⩾0,0⩽θ<2π).
【解】 曲线 C2 的极坐标方程 ρ2+2ρcosθ-4=0 化为平面直角坐标方程为 x2+y2+2x-4=0,
将 y2=x 代入上式得 x2+3x-4=0,解得 x=1,x=-4(舍去).
当 x=1 时,y=±1,所以 C1 与 C2 交点的平面直角坐标为 A1,1,B1,-1.
因为 ρA=1+1=2,ρB=1+1=2,tanθA=1,tanθB=-1,ρ⩾0,0⩽θ<2π,
所以 θA=π4,θB=7π4,
故 C1 与 C2 交点的极坐标 A2,π4,B2,7π4.
13. 在直角坐标系 xOy 中,以 O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立直角坐标系,曲线 C1 的参数方程为 x=2cosα+3,y=2sinα+1.(α 为参数),曲线 C2 的极坐标方程为 ρ=2cosθ.
(1)求曲线 C1 的极坐标方程;
【解】 由 x=2cosα+3,y=2sinα+1. 得 x-3=2cosα,y-1=2sinα.
C2 的直角坐标方程是 x-32+y-12=4,即 x2+y2-23x-2y=0,
由 ρ2=x2+y2,x=ρcosθ,y=ρsinθ 得
曲线 C2 的极坐标方程 ρ2=2ρ3cosθ+sinθ,
ρ=4cosθ-π6.
(2)若射线 θ=π6ρ⩾0 交曲线 C1 和 C2 于 A,B(A,B 异于原点),求 ∣AB∣.
【解】 设 Aρ1,θ1,Bρ2,θ2,
将 θ=π6 代入曲线 C1 的极坐标方程 ρ=4cosθ-π6 得 ρ1=4,
同理将 θ=π6 代入曲线 C2 的极坐标方程 ρ=2cosθ 得 ρ2=3,
所以 ∣AB∣=∣ρ1-ρ2∣=4-3.
14. 某大学校园的部分平面示意图如图所示.用点 O,A,B,C,D,E,F 分别表示校门、器材室、公寓、教学楼、图书馆、车库、花园,建立适当的极坐标系,写出各点的极坐标(限定 ρ⩾0,0⩽θ<2π 且极点为 0,0)
【解】 以点 O 为极点,OA 所在的射线为极轴 Ox(单位长度为 1 m),建立极坐标系,如图所示.
由 OB=600 m,∠AOB=30∘,∠OAB=90∘,得 AB=300 m,OA=3003 m,
同样求得 OD=2OF=3002 m,
所以各点的极坐标分别为 O0,0,A3003,0,B600,π6,C300,π2,D3002,3π4,E300,π,F1502,3π4.
15. 在极坐标系中,已知圆 C 的圆心为 C3,π6,半径为 1,Q 点在圆周上运动,O 为极点.
(1)求圆 C 的极坐标方程;
【解】 如图所示,
设 Mρ,θ 为圆 C 上任意一点,在 △COM 中,CM=1,∠COM=θ-π6,根据余弦定理得
1=ρ2+9-2⋅ρ⋅3⋅cosθ-π6,
化简整理得 ρ2-6⋅ρ⋅cosθ-π6+8=0,即为圆 C 的极坐标方程.
(2)若 P 在直线 OQ 上运动,且满足 OQQP=23,求动点 P 的轨迹方程.
【解】 设 Qρ1,θ1,则有
ρ12-6⋅ρ1cosθ1-π6+8=0. ⋯⋯①
设 Pρ,θ,则
OQ:QP=ρ1:ρ-ρ1=2:3 或 OQ:QP=ρ1:ρ1+ρ=2:3,
当 ρ1=25ρ 时,又 θ1=θ,即 ρ1=25ρ,θ1=θ, 代入 ① 得
425ρ2-6⋅25ρ⋅cosθ-π6+8=0,
整理得 ρ2-15ρcosθ-π6+50=0 即为 P 点的轨迹方程.
当 ρ1=2ρ 时,又 θ1=θ-π,同理可得
ρ2+3ρ⋅cosθ-π6+2=0.
所以点 P 的轨迹方程为 ρ2-15ρ⋅cosθ-π6+50=0 或 ρ2+3ρcosθ-π6+2=0.
16. 在直角坐标系 xOy 中,直线经过点 P-1,0,其倾斜角为 α,以原点 O 为极点,以 x 轴非负半轴为极轴,与直角坐标系 xOy 取相同的长度单位,建立极坐标系,设曲线 C 的极坐标方程为 ρ2-6ρcosθ+5=0.
(1)若直线与曲线 C 有公共点,求 α 的取值范围;
【解】 将 C 的极坐标方程 ρ2-6ρcosθ+5=0 化为直角坐标为 x2+y2-6x+5=0,
直线的参数方程为 x=-1+tcosα,y=tsinα(t 为参数),
将直线的参数方程代入曲线 C 的方程整理得 t2-8tcosα+12=0,
直线与曲线有公共点,
所以 Δ=64cos2α-48⩾0,得 cosα⩾32 或 cosα⩽-32.
因为 α∈0,π,
所以 α 的取值范围为 0,π6∪5π6,π.
(2)设 Mx,y 为曲线 C 上任意一点,求 x+y 的取值范围.
【解】 曲线 C 的方程 x2+y2-6x+5=0 化为 x-32+y2=4,
其参数方程为 x=3+2cosθ,y=2sinθ(θ 为参数),
Mx,y 为曲线 C 上任意一点,
所以 x+y=3+2cosθ+2sinθ=3+22sinθ+π4.
x+y 的取值范围是 3-22,3+22.
17. 已知圆 C 的极坐标方程为 ρ2+22ρsinθ-π4-4=0,求圆心的极坐标.
【解】 以极坐标系的极点为直角坐标系的原点 O,极轴为 x 轴的正半轴建立直角坐标系 xOy,
圆 C 的极坐标方程为 ρ2+2ρsinθ-2ρcosθ-4=0,
则圆 C 的直角坐标系方程为 x2+y2-2x+2y-4=0,即 x-12+y+12=6,
于是圆心的直角坐标为 1,-1,则其极坐标为 2,7π4.
18. 极坐标与参数方程在直角坐标系 xOy 中,圆 C 的参数方程为 x=2+2cosθy=2sinθ(θ 为参数).在极坐标系(直角坐标系 xOy 取相同的单位长度,以原点 O 为极点,以 x 轴正半轴为极轴)中,直线 l 的方程为 ρsinθ+π4=22.
(1)求圆 C 的极坐标方程;
【解】 由 x=2+2cosθ,y=2sinθ, 得圆 C 的直角坐标方程为 x-22+y2=4,
即 x2+y2-4x=0.
化为极坐标方程为:ρ2-4ρcosθ=0,即 ρ=4cosθ.
(2)设圆 C 与直线 l 交于点 A,B,求 ∣AB∣.
【解】 展开 ρsinθ+π4=22 得:
ρsinθ⋅22+ρcosθ⋅22=22,
所以直线 l 的普通方程为 x+y-4=0.
由(1)知圆 C 的圆心坐标为 2,0,半径 r=2,
所以圆心 2,0 到直线 l 的距离 d=∣2+0-4∣2=2.
所以 r2=d2+∣AB∣22.
所以 ∣AB∣=22.
19. 在极坐标系中,求圆 ρ=2cosθ 的圆心到直线 2ρsinθ+π3=1 的距离.
【解】 将圆 ρ=2cosθ 化为普通方程为 x2+y2-2x=0,圆心为 1,0,又 2ρsinθ+π3=1,即 2ρ12sinθ+32cosθ=1,
所以直线的普通方程为 3x+y-1=0,
故所求的圆心到直线的距离 d=3-12.
20. 在直角坐标系 xOy 中,以 O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 C 的极坐标方程为 ρcosθ-π3=1,M,N 分别为 C 与 x 轴,y 轴的交点.写出 C 的直角坐标方程,并求 M,N 的极坐标.
【解】 由 ρcosθ-π3=1 得 ρ12cosθ+32sinθ=1.
从而 C 的直角坐标方程为 12x+32y=1,即
x+3y=2.
θ=0 时,ρ=2,所以 M2,0.
θ=π2 时,ρ=233,所以 N233,π2.
课后练习
1. 将函数 y=x-2 的图象上所有点的横坐标伸长为原来的 3 倍(纵坐标不变)得到函数 的图象.
2. 如图,过点 A 作边长为 3 的等边 △ABC,BC 边上的高为 AD.设 △ABC 的外接圆为圆 M,现以顶点 A 为极点,以射线 AD 为极轴建立极坐标系,规定在极坐标系中,点 P 的极坐标 ρ,θ 满足:ρ⩾0,0⩽θ⩽2π,则图中,
(1)点 C 的极坐标为 ;
(2)圆 M 的极坐标方程为 ;
(3)直线 BC 的极坐标方程为 .
3. 在同一坐标系中,将曲线 y=3sin2x 变为曲线 yʹ=sinxʹ 的伸缩变换是 .
4. 已知直线 l 的参数方程为 x=4ty=1+3t(t 为参数),圆 C 的参数方程为 x=2+cosθy=sinθ(θ 为参数),则圆 C 上的点到直线 l 的距离的最大值为 .
5. 在极坐标系中,曲线 ρ=2 与 cosθ+sinθ=00⩽θ⩽π 的交点的极坐标为 .
6. 已知直线 l1 的参数方程为 x=1+2t,y=3-2t, 则
(1)直线 l1 的倾斜角 α= ;
(2)直线 l1 与直线 l2:x=2-t,y=1-t 的交点坐标为 ;
(3)点 P-2,-1 到直线 l1 的距离为 .
7. 在极坐标系中,曲线 C 的极坐标方程为 ρsinθ-π6=3,点 A2,π3 到曲线 C 上点的距离的最小值 .
8. 在极坐标系 ρ,θ(0⩽θ⩽2π)中,曲线 ρcosθ+sinθ=1 与 ρsinθ-cosθ=1 的交点的极坐标为 .
9. 若直线 3x+4y+m=0 与圆 x=1+cosθy=-2+sinθ(θ 为参数)没有公共点,则实数 m 的取值范围是 .
10. 将极坐标方程 ρ=cosπ4-θ 化为直角坐标方程是 .
11. 在平面直角坐标系中,直线 l 的参数方程为 x=t+3y=3-t(参数 t∈R),圆的参数方程为 x=2cosθy=2sinθ+1(参数 θ∈0,2π),则圆心到直线 l 的距离为 .
12. 在平面直角坐标系中,已知直线 l 的参数方程为 x=1+s,y=1-s,s为参数,曲线 C 的参数方程为 x=t+2,y=t2,t为参数,若直线 l 与曲线 C 交于 A 、 B 两点,则 ∣AB∣=
13. 若点 Px,y 在曲线 x=-2+cosθ,y=sinθ(θ 为参数)上,则 yx 的取值范围是 .
14. 若圆 C 的参数方程为 x=3cosθ+1,y=3sinθ.(θ 为参数),则圆 C 的圆心坐标为 ,圆 C 与直线 x+y-3=0 的交点个数为 .
15. 曲线 x=4cosθ,y=23sinθ(θ 为参数)上一点 P 到点 A-2,0,B2,0 的距离之和为 .
16. 已知动直线 l 平分圆 C:x-22+y-12=1 ,则直线 l 与圆 O:x=3cosθy=3sinθ ( θ 为参数)的位置关系是 .
17. 在直角坐标系 xOy 中,已知曲线 C1: x=t+1,y=1-2t(t 为参数)与曲线 C2: x=asinθ,y=3cosθ(θ 为参数,a>0)有一个公共点在 x 轴上,则 a= .
18. 在平面直角坐标系 xOy 中,直线 l 的参数方程为 x=ty=t+1 参数t∈R ,圆 C 的参数方程为x=cosθ+1y=sinθ 参数θ∈0,2π ,则圆心到直线 l 的距离是 .
19. 直线 x=3+tsin40∘,y=-1+tcos40∘(t 为参数)的倾斜角为 .
20. 直线 x=2-12t,y=-1+12t,(t 为参数)被圆 x2+y2=4 截得的弦长为 .
21. 已知椭圆 C 在直角坐标系下的方程为 x225+y216=1,以原点为极点,以 x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,过椭圆 C 的右焦点,且垂直于 x 轴的直线的极坐标方程为 .
22. 在极坐标系中,直线 ρ2cosθ+sinθ=2 与直线 ρcosθ=1 的夹角大小为 .(结果用反三角函数值表示)
23. 已知曲线 C 的极坐标方程为 ρ3cosθ-4sinθ=1 ,则 C 与极轴的交点到极点的距离是 .
24. 在极坐标系中,点 m,π6m>1 到直线 ρcosθ-π6=3 的距离为 2,则 m 的值为 .
25. 在平面直角坐标系中,当 Px,y 不是原点时,定义 P 的“伴随点”为 Pʹyx2+y2,-xx2+y2;
当 P 是原点时,定义 P 的“伴随点“为它自身,平面曲线 C 上所有点的“伴随点”所构成的曲线 Cʹ 定义为曲线 C 的“伴随曲线”.现有下列命题:
①若点 A 的“伴随点”是点 Aʹ,则点 Aʹ 的“伴随点”是点 A;
②单位圆的“伴随曲线”是它自身;
③若曲线 C 关于 x 轴对称,则其“伴随曲线” Cʹ 关于 y 轴对称;
④一条直线的“伴随曲线”是一条直线.
其中的真命题是 (写出所有真命题的序号).
26. 在平面直角坐标系中,当 Px,y 不是原点时,定义 P 的“伴随点”为 Pʹyx2+y2,-xx2+y2;
当 P 是原点时,定义 P 的“伴随点“为它自身,现有下列命题:
①若点 A 的“伴随点”是点 Aʹ,则点 Aʹ 的“伴随点”是点 A;
②单位圆上的点的“伴随点”仍在单位圆上;
③若两点关于 x 轴对称,则他们的“伴随点”关于 y 轴对称;
④若三点在同一条直线上,则它们的“伴随点”一定共线.
其中的真命题是 (写出所有真命题的序号).
27. 在极坐标系中,曲线 C1:ρ=2cosθ,曲线 C2:θ=π4,若曲线 C1 与 C2 交于 A、B 两点,则线段 AB= .
28. 在极坐标系中, O 是极点,设点 A(4,π3) , B(5,-5π6) ,则 △OAB 的面积是 .
29. 极坐标系内,点 1,π2 到直线 ρcosθ=2 的距离是 .
30. 过点 P2,π3 且平行于极轴的直线的极坐标方程是 .
31. 在直角坐标系 xOy 中,直线 l 的方程为 x-y+4=0 ,曲线 C 的参数方程为 x=3cosαy=sinαα为参数 .
(1)已知在极坐标(与直角坐标系 xOy 取相同的长度单位,且以原点 O 为极点,以 x 轴正半轴为极轴)中,点 P 的极坐标为 4,π2 ,判断点 P 与直线 l 的位置关系;
(2)设点 Q 是曲线 C 上的一个动点,求它到直线 l 的距离的最小值.
32. 在极坐标系中,已知圆 C 的方程是 ρ=4,直线 l 的方程是 ρsinθ+π6=3,求圆 C 上一点到直线 l 的距离的最大值.
33. 在直角坐标系 xOy 中,直线 l 的参数方程为 x=3-22t,y=5-22tt为参数. 在极坐标系(与直角坐标系 xOy 取相同的长度单位,且以原点 O 为极点,以 x 轴正半轴为极轴)中,圆 C 的方程为 ρ=25sinθ.
(1)求圆 C 的直角坐标方程;
(2)设圆 C 与直线 l 交于点 A 、 B ,若点 P 的坐标为 3,5 ,求 ∣PA∣+∣PB∣ .
34. 在平面直角坐标系 xOy 中,曲线 C1 的参数方程为 x=cosφ,y=sinφ(φ 为参数),曲线 C2 的参数方程为 x=acosφ,y=bsinφ(a>b>0,φ 为参数).在以 O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线 l:θ=α 与 C1,C2 各有一个交点,当 α=0 时,这两个交点间的距离为 2,当 α=π2 时,这两个交点重合.
(1)分别说明 C1,C2 是什么曲线,并求出 a 与 b 的值;
(2)设当 α=π4 时,l 与 C1,C2 的交点分别为 A1,B1,当 α=-π4 时,l 与 C1,C2 的交点分别为 A2,B2,求四边形 A1A2B2B1 的面积.
35. 由抛物线 y2=2x 上各点作 y 轴的垂线段,求线段中点的轨迹方程(参数形式).
36. 化圆锥曲线的极坐标方程 ρ=ep1-ecosθ 为直角坐标方程.
37. 已知曲线 C 的参数方程为 x=t-1t,y=3t+1t(t 为参数,t>0).求曲线 C 的普通方程.
38. 已知直线 l:3x+4y-12=0 与圆 C:x=-1+2cosθ,y=2+2sinθ,θ为参数 ,试判断它们的公共点个数.
39. 在直角坐标系 xOy 中,直线 l 的参数方程为 x=3+12ty=32t(t 为参数),以原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立坐标第,曲线 C 的极坐标方程为 ρ2-4ρcosθ+1=0.
(1)写出直线 l 和曲线 C 的直角坐标方程;
(2)P 是曲线 C 上任间一点,求 P 到直线 l 的距离的最大值.
40. 过点 P102,0 作倾斜角为 α 的直线与曲线 x2+2y2=1 交于点 M 、 N,求 ∣PM∣⋅∣PN∣ 的最小值及相应的 α 值.
41. 已知椭圆 x29+y2=1,直线 l 过点 A1,0.
(1)当 l 的斜率为 34 时,求 l 被椭圆截得的弦长;
(2)当 l 交椭圆于 B,C 两点,且 AB=32AC 时,求 l 的倾斜角的正切值.
42. 已知曲线 C1:x=-4+costy=3+sint(t 为参数),C2:x=8cosθy=3sinθ(θ 为参数).
化 C1,C2 的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线.
43. 已知直线 l 的方程为 y=x+4,圆 C 的参数方程为 x=2cosθy=2+2sinθ(θ 为参数),以原点为极点,x 轴正半轴为极轴,建立极坐标系.
(1)求直线 l 与圆 C 的交点的极坐标;
(2)若 P 为圆 C 上的动点,求 P 到直线 l 的距离 d 的最大值.
44. 已知曲线 C1:x=cosθy=sinθ(θ 为参数),曲线 C2:x=22t-2y=22t(t 为参数).
(1)指出 C1,C2 各是什么曲线,并说明 C1 与 C2 公共点的个数;
(2)若把 C1,C2 上各点的纵坐标都压缩为原来的一半,分别得到曲线 C1',C2'.写出 C1',C2' 的参数方程.C1' 与 C2' 公共点的个数和 C1 与 C2 公共点的个数是否相同?说明你的理由.
45. 求直线 x=2+ty=3t(t 为参数)被双曲线 x2-y2=1 上截得的弦长.
46. 已知圆的直径为 2,其渐开线的参数方程对应的曲线上两点 A,B 对应的参数分别为 π3 和 π2,求点 A 、 B 的直角坐标.
47. 已知双曲线方程为 x2-y2=1,M 为双曲线上任意一点,点 M 到两条渐近线的距离分别为 d1 和 d2,求证:d1 与 d2 的乘积是常数.
48. 设 A 为椭圆 x225+y29=1 上任意一点,B 为圆 x-1+y2=1 上任意一点,求 AB 的最大值和最小值.
49. 已知直线的参数方程为 x=-1+3t,y=2-4t(t 为参数),它与曲线 y-22-x2=1 交于 A,B 两点.
(1)求线段 AB 的长;
(2)求点 P-1,2 到线段 AB 中点 C 的距离.
50. 已知点 Px,y 是圆 x2+y2=25 上任意一点,求 x+3y 的最大值,并求出取得最大值时 x 的值.
51. 在极坐标系中,求圆 ρ=8sinθ 上的点到直线 θ=π3 ρ∈R 的距离的最大值.
52. 已知直线 l 经过点 4,0,且倾斜角为 34π,圆 M 以 2,π4 为圆心,过极点.
(1)求 l 与 M 的极坐标方程;
(2)判断 l 与 M 的位置关系;
53. 曲线 C 的极坐标方程为 ρcosθ-π3=12,以极点 O 为原点,极轴 Ox 为 x 的非负半轴,保持单位长度不变建立直角坐标系 xOy.
(1)求曲线 C 的直角坐标方程;
(2)直线 l 的参数方程为 x=-2+tcos60∘,y=tsin60∘(t 为参数).若 C 与 l 的交点为 P,求点 P 与点 A-2,0 的距离 PA.
54. 在极坐标系中,已知 △ABC 的三个顶点的极坐标分别为 A2,π3,B2,π,C2,5π3.
(1)判断 △ABC 的形状;
(2)求 △ABC 的面积.
55. 已知半圆直径 ∣AB∣=2rr>0,半圆外一条直线 l 与 AB 所在直线垂直相交与点 T,并且 ∣AT∣=2a2a<r2.若半圆上相异两点 M 、 N 到 l 的距离 ∣MP∣,∣NQ∣ 满足 ∣MP∣∶∣MA∣=∣NQ∣∶∣NA∣=1,通过建立极坐标系,求证 ∣MA∣+∣NA∣=∣AB∣.
56. 求:
(1)过 A2,π4 且平行于极轴的直线;
(2)过 A3,π3 且和极轴成 3π4 的直线.
57. 判断点 -12,5π3 是否在曲线 ρ=cosθ2 上 ?
58. 在直角坐标系中,以原点 O 为极点,x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系.已知曲线 C1:x=-4+cost,y=3+sint(t 为参数),曲线 C2:x=8cosθ,y=3sinθ(θ 为参数).
(1)化 C1,C2 的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线;
(2)若 C1 上的点 P 对应的参数为 t=π2,Q 为 C2 上的动点,求 PQ 中点 M 到直线 C3:ρcosθ-2sinθ=7 距离的最小值.
59. 将下列各题进行直角坐标方程与极坐标方程的互化.
(1) y2+x2-2x-1=0;
(2) ρ=12-cosθ.
60. 1.在直角坐标系 xOy 中,圆 C1 的圆心是 C11,2,且与 y 轴相切.以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求圆 C1 的极坐标方程;
(2)若直线 C2 的极坐标方程为 θ=π4ρ∈R.设 C1 与 C2 的交点是 A,B,求 △ABC1 的面积.
坐标系与参数方程-出门考
姓名 成绩
1. 在极坐标系中,已知曲线 C 的方程是 ρ=4sinθ,过点 4,π6 作曲线 C 的切线,则切线长等于 .
2. 在平面直角坐标系 xOy 中,曲线 C1 和 C2 的参数方程分别为 x=t,y=tt为参数 和 x=2cosθ,y=2sinθθ为参数,则曲线 C1 和 C2 的交点坐标为 .
3. 在平面直角坐标系 xOy 中,曲线 C1 和 C2 的参数方程分别为 x=5cosθ,y=5sinθ(θ 是参数,0⩽θ⩽π2)和 x=1-22t,y=-22t(t 是参数),则曲线 C1 与 C2 的交点坐标为 .
4. 已知直线 l:x=1+t,y=3-2t.(t 为参数且 t∈R)与曲线 C:x=cosα,y=2+cos2α(α 是参数且 α∈0,2π),则直线 l 与曲线 C 的交点坐标为 .
5. 在极坐标系中,O 为极点,直线 l 过圆 C:ρ=22cosθ-π4 的圆心 C,且与直线 OC 垂直,则直线l的极坐标方程为 .
6. 如图,在极坐标系中,过点 M2,0 的直线 l 与极轴的夹角 α=π6.若将 l 的极坐标方程写成 ρ=fθ 的形式,则 fθ= .
7. 已知抛物线 C 的参数方程为 x=8t2y=8t(t 为参数),若斜率为 1 的直线经过抛物线 C 的焦点,且与圆 x-42+y2=r2r>0 相切,则 r= .
8. 在平面直角坐标系 xOy 中,点 P 的直角坐标为 1,-3.若以原点 O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,则点 P 的极坐标可以是 .
9. 对任意实数 k,直线:y=kx+b 与椭圆:x=3+2cosθy=1+4sinθ0⩽θ⩽2π 恒有公共点,则 b 的取值范围是 .
10. 在极坐标系中,直线 ρsinθ+π4=2 被圆 ρ=4 截得的弦长为 .
11. 已知参数方程为 x=2cosα,y=2sinαα为参数,则该圆的渐开线参数方程为 ,摆线参数方程为 .
12. 将参数方程 x=1-t21+t2y=4t1+t2(t 为参数)化为普通方程为 .
13. 已知椭圆的参数方程为 x=4cosθ,y=5sinθ(θ 为参数,θ∈R),则该椭圆的焦距为 .
14. 已知直线 l1:x=1-2t,y=2+kt(t 为参数),l2:x=s,y=1-2s(s 为参数),若 l1∥l2,则 k= ;若 l1⊥l2,则 k= .
15. 若直线 l:y=kx 与曲线 C:x=2+cosθy=sinθ(参数 θ∈R)有唯一的公共点,则实数 k= .
16. 已知圆 C 的参数方程为 x=cosθ,y=sinθ+2,(θ 为参数),以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程为 ρsinθ+ρcosθ=1,则直线截圆 C 所得的弦长是 .
17. 圆 C 的参数方程为 x=2+5cosθy=5sinθ(θ 为参数),则圆 C 的圆心坐标为 ,若点 P3,-1 为圆 C 的弦 AB 的中点,则直线 AB 的斜率是 .
18. 在平面直角坐标系 xOy 中,已知圆 C:x=5cosθ-1y=5sinθ+2θ为参数 和直线 l:x=4t+6y=-3t-2t为参数,则直线 l 与圆 C 相交所得的弦长等于 .
19. 在直角坐标系 xOy 中,以原点 O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线 M 的极坐标方程为 2pcosθ+ π4=1,曲线 N 的参数方程为 x=4t2y=4t(t 为参数).若曲线 M 与 N 相交于 A,B 两点,则线段 AB 的长等于 .
20. 直线 x=-2-2t,y=3+2t(t 为参数)上与点 P-2,3 的距离等于 2 的点的坐标是 .
21. 直线 2ρcosθ=1 与圆 ρ=2cosθ 相交的弦长为 .
22. 在极坐标系中,点 A 在曲线 C:ρ=2sinθ+π4 上,点 B 在直线 l:ρcosθ=-1 上,则 AB 的最小值是 .
23. 在极坐标系中,圆 ρ=2 的圆心到直线 ρcosθ+ρsinθ=2 的距离为 .
24. 在极坐标系中,圆 ρ=2cosθ 的圆心到直线 ρcosθ=2 的距离是 .
25. 若直线的极坐标方程为 ρsinθ+π4=22,则极点到该直线的距离是 .
26. 在极坐标系中,已知 M12,74π,M22,π4,则 ∣M1M2∣= .
27. 在极坐标系中,设 ρ>0,0⩽θ<2π,曲线 ρ=2 与曲线 ρsinθ=2 交点的极坐标为 .
28. 圆心为 C3,π6 ,半径为 3 的圆的极坐标方程为 .
29. 在极坐标系中,点 M4,π3 到曲线 ρcosθ-π3=2 上的点的距离的最小值为 .
30. 极坐标方程 ρ=2 化为直角坐标方程是 .
31. 在极坐标系中,圆 ρ=2cosθ 与直线 3ρcosθ+4ρsinθ+a=0 相切,求实数 a 的值.
32. 设直线 l 过点 P-3,3,且倾斜角为 5π6.
(1)写出直线 l 的参数方程;
(2)设此直线与曲线 C:x=2cosθ,y=4sinθ(θ 为参数)交于 A,B 两点,求 PA⋅PB;
(3)设 A,B 中点为 M,求 PM.
33. 在极坐标系中,圆 C 的极坐标方程为 ρ2-8ρsinθ-π3+13=0,已知 A1,3π2,B3,3π2,P 为圆 C 上一点,求 △PAB 面积的最小值.
34. 在极坐标系中,作出下列各点:A2,π6,B6,-2π3,C1,π3,D4,-π4,E4,0,F2.5,π
35. 已知圆 C 的圆心为 6,π2,半径为 5,直线 θ=α0⩽α<π,ρ∈R 被圆截得的弦长为 8,求 α 的值.
36. 将下列参数方程化为普通方程,并说明方程表示的曲线.
(1) x=1-3t,y=4t(t 为参数);
(2) x=1+4cost,y=-2+4sint(t 为参数,0⩽t⩽π);
(3) x=2+sin2θ,y=-1+cos2θ(θ 为参数);
(4) x=a2t+1t,y=b2t-1t(a,b 为大于零的参数,t 为参数);
37. 把下列参数方程化为普通方程,并说明是什么曲线.
(1) x=t2-3t+1,y=t-1.(t 为参数);
(2) x=a2t+1t,y=b2t-1t.(t 为参数).
38. 在直角坐标系 xOy 中,以 O 为极点,x 正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 C 的极坐标方程为 ρcosθ-π3=1,M,N 分别为 C 与 x 轴,y 轴的交点.
(1)写出 C 的直角坐标方程,并求 M,N 的极坐标;
(2)设 MN 的中点为 P,求直线 OP 的极坐标方程.
39. 在直角坐标系 xOy 中,曲线 C 的参数方程为 x=3cosθy=sinθ(θ 为参数).以点 O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线 l 的极坐标方程为 ρsinθ+π4=2.
(1)将曲线 C 和直线 l 化为直角坐标方程;
(2)设点 Q 是曲线 C 上的一个动点,求它到直线 l 的距离的最大值.
40. 求摆线 x=2φ-sinφ,y=21-cosφφ为参数且0⩽φ⩽2π 与直线 y=2 的交点的直角坐标.
41. 连接原点 O 和抛物线 x2=2y 上的动点 M,延长 OM 到点 P,使 ∣OM∣=∣MP∣,求点 P 的轨迹方程,并说明它是何种曲线.
42. 如图所示,OA 是定圆的直径,长为 2a,直线 OB 与圆交于 M1,和过 A 点的切线交于 B,MM1⊥OA,MB∥OA,MM1 与 MB 交于 M,与 OA 交于 C,以 O 为原点,OA 所在的直线为 x 轴建立直角坐标系,求动点 M 的轨迹方程.
43. 如下图所示,有一抛物线,A 为抛物线的顶点,PP' 为抛物线的任意一弦,设 PP' 交抛物线的对称轴于 Q,过 P 、 P' 分别作对称轴的垂线交对称轴于 M 、 M'.求证:∣AM∣⋅∣AM'∣=∣AQ∣2.
44. 过点 B0,-a 作双曲线 x2-y2=a2 右支的割线 BCD,又过右焦点 F 作平行于 BD 的直线,交双曲线于 G,H 两点.
(1)求证:BCGF⋅BDFH=2;
(2)设 M 为弦 CD 的中点,S△MBF=322a2,求割线 BD 的倾斜角.
45. 根据下列要求,分别写出圆心在原点,半径为 r 的圆的参数方程:
(1)在 y 轴左侧的半圆(不包括 y 轴上的点);
(2)在第四象限的圆弧.
46. 已知直线 l 的参数方程为 x=ty=2t+1(t 为参数),圆 C 的参数方程为 x=acosθy=asinθ,(a>0,θ 为参数),点 P 是圆 C 上的任意一点,若点 P 到直线 l 的距离的最大值为 55+1,求 a 的值.
47. 已知直线 l 经过点 P1,1,倾斜角 α=π6.
(1)写出直线 l 的标准参数方程;
(2)设 l 与圆 x2+y2=4 相交于 A,B 两点,求点 P 到 A,B 两点的距离之积.
48. 已知曲线 C1:x=-4+cost,y=3+sint,t为参数 , C2:x=8cosθ,y=3sinθ,θ为参数 .
(1)化 C1 , C2 的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线;
(2)若 C1 上的点 P 对应的参数为 t=π2 , Q 为 C2 上的动点,求 PQ 中点 M 到直线C3:x=3+2t,y=-2+t, ( t 为参数)距离的最小值.
49. 设方程 x=t+2secθ,y=2t+tanθ.
(1)当 t=1 时,θ 为参数,此时方程表示什么曲线?把参数方程化为普通方程;
(2)当 θ=π4 时,t 为参数,此时方程表示什么曲线?把参数方程化为普通方程.
50. 已知直线 l 经过点 P1,0,倾斜角为 α=π6.
(1)写出直线 l 的参数方程;
(2)设直线 l 与椭圆 x2+4y2=4 相交于两点 A 、 B,求点 P 到 A 、 B 两点的距离之积.
51. 在极坐标系中,已知圆 C 的圆心 C3,π6,半径 r=1,Q 点在圆 C 上运动.
(1)求圆 C 的极坐标方程;
(2)若 P 在直线 OQ 上,且 OQ=23QP,求动点 P 的轨迹方程.
52. 已知圆 C 的极坐标方程 ρ=2asinθ,求:
(1)圆 C 关于极轴对称的圆的极坐标方程.
(2)圆 C 关于直线 θ=3π4 对称的圆的极坐标方程.
53. 把下列极坐标化为直角坐标:
(1) M5,56π;
(2) N2,32π;
(3) P2,54π;
(4) Q2,-π6.
54. 在直角坐标系 xOy 中,曲线 C1 的参数方程为 x=3cosα,y=sinα,(α 为参数),以坐标原点为极点,以 x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线 C2 的极坐标方程为 ρsinθ+π4=22.
(1)写出 C1 的普通方程和 C2 的直角坐标方程;
(2)设点 P 在 C1 上,点 Q 在 C2 上,求 ∣PQ∣ 的最小值及此时 P 的直角坐标.
55. 在极坐标系中,设圆 C:ρ=4cosθ 与直线 l:θ=π4ρ∈R 交于 A,B 两点,求以 AB 为直径的圆的极坐标方程.
56. 在平面直角坐标系中,已知点 A3,0,P 是圆 x2+y2=1 上的一个动点,且 ∠AOP 的平分线交 PA 于点 Q,求点 Q 的轨迹的极坐标方程.
57. 在极坐标系 Ox 中,直线 C1 的极坐标方程为 ρsinθ=2,M 是 C1 上任意一点,点 P 在射线 OM 上,且满足 ∣OP∣⋅∣OM∣=4,记点 P 的轨迹为 C2.
(1)求曲线 C2 的极坐标方程;
(2)求曲线 C2 上的点到直线 ρcosθ+π4=2 距离的最大值.
58. △ABC 的顶点的极坐标为 A4,4π3,B6,5π6,C8,7π6.
(1)判断 △ABC 的形状;
(2)求 △ABC 的面积.
59. 直角坐标系 xOy 中,曲线 C 的参数方程为 x=sinα+cosαy=1+sin2α(α 为参数,a∈0,2π),以原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线 l 的极坐标方程为 ρsinθ-ρcosθ=2.
(1)写出直线 l 和曲线 C 的直角坐标方程;
(2)求直线 l 与曲线 C 交点的直角坐标.
60. 在极坐标系中,圆 C 的方程为 ρ=2acosθ(a≠0),以极点为坐标原点,极轴为 x 轴正半轴建立平面直角坐标系,设直线 l 的参数方程为 x=3t+1,y=4t+3(t 为参数).
(1)求圆 C 的直角坐标方程和直线 l 的普通方程;
(2)若直线 l 与圆 C 恒有公共点,求实数 a 的取值范围.