2018届高考数学二轮复习专题八课时作业二十一坐标系与参数方程理
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第23讲 选修4-4 选修4-5(对应学生用书第118页)一、选择题1.(2017·全国Ⅰ卷)选修44:坐标系与参数方程在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θ,y =sin θ(θ为参数),直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a +4t ,y =1-t(t 为参数).(1)若a =-1,求C 与l 的交点坐标;(2)若C 上的点到l 距离的最大值为17,求a .【导学号:07804137】[解] (1)曲线C 的普通方程为x 29+y 2=1.当a =-1时,直线l 的普通方程为x +4y -3=0.由⎩⎪⎨⎪⎧x +4y -3=0,x 29+y 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =0或⎩⎪⎨⎪⎧x =-2125,y =2425.从而C 与l 的交点坐标为(3,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫-2125,2425.(2)直线l 的普通方程为x +4y -a -4=0,故C 上的点(3cos θ,sin θ)到l 的距离为d =|3cos θ+4sin θ-a -4|17.当a ≥-4时,d 的最大值为a +917.由题设得a +917=17,所以a =8;当a <-4时,d 的最大值为-a +117.由题设得-a +117=17,所以a =-16.综上,a =8或a =-16. 选修45:不等式选讲已知函数f (x )=-x 2+ax +4,g (x )=|x +1|+|x -1|.(1)当a =1时,求不等式f (x )≥g (x )的解集;(2)若不等式f (x )≥g (x )的解集包含[-1,1],求a 的取值范围. [解] (1)当a =1时,不等式f (x )≥g (x )等价于x 2-x +|x +1|+|x -1|-4≤0.①当x <-1时,①式化为x 2-3x -4≤0,无解; 当-1≤x ≤1时,①式化为x 2-x -2≤0, 从而-1≤x ≤1;当x >1时,①式化为x 2+x -4≤0, 从而1<x ≤-1+172.所以f (x )≥g (x )的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪-1≤x ≤-1+172. (2)当x ∈[-1,1]时,g (x )=2,所以f (x )≥g (x )的解集包含[-1,1]等价于当x ∈[-1,1]时,f (x )≥2. 又f (x )在[-1,1]的最小值必为f (-1)与f (1)之一, 所以f (-1)≥2且f (1)≥2,得-1≤a ≤1. 所以a 的取值范围为[-1,1].2.(2017·山西五月模拟)选修4-4:坐标系与参数方程在平面直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =2+t cos φ,y =3+t sin φ(t 为参数,φ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3),以坐标原点O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,已知圆C 的圆心C 的极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫2,π3,半径为2,直线l 与圆C交于M ,N 两点.(1)求圆C 的极坐标方程;(2)当φ变化时,求弦长|MN |的取值范围.[解] 由已知,得圆心C 的直角坐标为(1,3),半径为2, ∴圆C 的直角坐标方程为(x -1)2+(y -3)2=4, 即x 2+y 2-2x -23y =0, ∵x =ρcos θ,y =ρsin θ, ∴ρ2-2ρcos θ-23ρsin θ=0,故圆C 的极坐标方程为ρ=4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-θ.(2)由(1)知,圆C 的直角坐标方程为x 2+y 2-2x -23y =0, 将直线的参数方程代入圆的直角坐标方程中得,(2+t cos φ)2+(3+t sin φ)2-2(2+t cos φ)-23(3+t sin φ)=0, 整理得,t 2+2t cos φ-3=0, 设M ,N 两点对应的参数分别为t 1,t 2, 则t 1+t 2=-2cos φ,t 1·t 2=-3, ∴|MN |=|t 1-t 2|=t 1+t 22-4t 1·t 2=4cos 2φ+12,∵φ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3,∴cos φ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1,∴|MN |∈[13,4].(2017·郑州第一次质量预测)选修4-5:不等式选讲 已知a >0,b >0,函数f (x )=|x +a |+|x -b |的最小值为4. (1)求a +b 的值; (2)求14a 2+19b 2的最小值.[解] (1)因为|x +a |+|x -b |≥|a +b |,所以f (x )≥|a +b |,当且仅当(x +a )(x -b )<0时,等号成立, 又a >0,b >0,所以|a +b |=a +b ,所以f (x )的最小值为a +b , 所以a +b =4.(2)由(1)知a +b =4,b =4-a , 14a 2+19b 2=14a 2+19(4-a )2=1336a 2-89a +169 =1336⎝⎛⎭⎪⎫a -16132+1613,当且仅当a =1613,b =3613时,14a 2+19b 2取到最小值为1613.3.(2016·全国Ⅰ卷)选修44:坐标系与参数方程在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos t ,y =1+a sin t ,(t 为参数,a >0).在以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 2:ρ=4cos θ.(1)说明C 1是哪一种曲线,并将C 1的方程化为极坐标方程;(2)直线C 3的极坐标方程为θ=α0,其中α0满足tan α0=2,若曲线C 1与C 2的公共点都在C 3上,求a .【导学号:07804138】[解] (1)消去参数t 得到C 1的普通方程为x 2+(y -1)2=a 2,则C 1是以(0,1)为圆心,a 为半径的圆.将x =ρcos θ,y =ρsin θ代入C 1的普通方程中,得到C 1的极坐标方程为ρ2-2ρsinθ+1-a 2=0.(2)曲线C 1,C 2的公共点的极坐标满足方程组⎩⎪⎨⎪⎧ρ2-2ρsin θ+1-a 2=0,ρ=4cos θ.若ρ≠0,由方程组得16cos 2θ-8sin θcos θ+1-a 2=0, 由已知tan θ=2,可得16cos 2θ-8sin θcos θ=0, 从而1-a 2=0,解得a =-1(舍去)或a =1. 当a =1时,极点也为C 1,C 2的公共点,且在C 3上. 所以a =1.(2016·全国Ⅰ卷)选修45:不等式选讲 已知函数f (x )=|x +1|-|2x -3|. (1)画出y =f (x )的图象; (2)求不等式|f (x )|>1的解集.图231[解] (1)由题意得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -4,x ≤-1,3x -2,-1<x≤32,-x +4,x >32,故y =f (x )的图象如图所示.(2)由f (x )的函数表达式及图象可知, 当f (x )=1时,可得x =1或x =3; 当f (x )=-1时,可得x =13或x =5.故f (x )>1的解集为{x |1<x <3},f (x )<-1的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <13或x >5. 所以|f (x )|>1的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <13或1<x <3或x >5. 4.(2017·石家庄一模)选修4-4:坐标系与参数方程在平面直角坐标系中,将曲线C 1上的每一个点的横坐标保持不变,纵坐标缩短为原来的12,得到曲线C 2.以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,已知曲线C 1的极坐标方程为ρ=2. (1)求曲线C 2的参数方程;(2)过坐标原点O 且关于y 轴对称的两条直线l 1与l 2分别交曲线C 2于A ,C 和B ,D ,且点A 在第一象限,当四边形ABCD 的周长最大时,求直线l 1的普通方程.[解](1)由ρ=2,得ρ2=4,因为ρ2=x 2+y 2,x =ρcos θ,y =ρsin θ,所以曲线C 1的直角坐标方程为x 2+y 2=4.由题可得曲线C 2的方程为x 24+y 2=1.所以曲线C 2的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θy =sin θ(θ为参数).(2)设四边形ABCD 的周长为l ,点A (2cos θ,sin θ),则l =8cos θ+4sin θ=45⎝ ⎛⎭⎪⎫25cos θ+15sin θ=45sin (θ+φ), 其中cos φ=15,sin φ=25.所以当θ+φ=2k π+π2(k ∈Z )时,l 取得最大值,最大值为4 5.此时θ=2k π+π2-φ(k ∈Z ),所以2cos θ=2sin φ=45,sin θ=cos φ=15,此时A ⎝ ⎛⎭⎪⎫45,15.所以直线l 1的普通方程为y =14x .(2017·全国Ⅱ卷)选修45:不等式选讲 已知a >0,b >0,a 3+b 3=2.证明: (1)(a +b )(a 5+b 5)≥4, (2)a +b ≤2.[证明] (1)(a +b )(a 5+b 5)=a 6+ab 5+a 5b +b 6=(a 3+b 3)2-2a 3b 3+ab (a 4+b 4)=4+ab (a 2-b 2)2≥4. (2)因为(a +b )3=a 3+3a 2b +3ab 2+b 3=2+3ab (a +b ) ≤2+3a +b24(a +b )=2+3a +b34,所以(a +b )3≤8, 因此a +b ≤2.。
2018年高考试题分类汇编(坐标系与参数方程)1.(2018·北京卷理科)在极坐标系中,直线cos sin (0)a a ρθρθ+=>与圆2cos ρθ=相切,则a =__ _.解析:直线cos sin (0)a a ρθρθ+=>化为普通方程为:0x y a +-=.圆2cos ρθ= 化为标准方程为:22(1)1x y -+=.因为直线圆相切,所以,圆心C (1,0)到直线0x y a +-=的距离等于圆的半径11=,又0a >,解得1a =2.(2018·天津卷理科)已知圆2220x y x +-=的圆心为C,直线132x y t ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩ (t 为参数)与该圆相交于,A B 两点,则ABC ∆的面积为 .解析:直线123x ty ⎧=-+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩化为普通方程为:20x y +-=.圆2220x y x +-=化为标准方程为:22(1)1x y -+=.圆心(1,0)C到直线的距离为d =,圆的半径为1,利用勾股定理得弦AB =于是三角形ABC ∆的面积为:1122=. 3.(2018·全国卷Ⅰ)在直角坐标系xoy 中,曲线1C 的方程为2y k x =+,以坐 标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为22cos 30ρρθ+-=.(Ⅰ)求2C 的直角坐标方程;(Ⅱ)若1C 与2C 有且仅有三个的公共点时,求1C 的方程.解析:(Ⅰ)由22cos 30ρρθ+-=可得22230x y x ++-=即22(1)4x y ++=,曲线2C 是以(1,0)A -为圆心,2为半径的圆.(Ⅱ)由题设知,1C 是过点(0,2)B 且关于y 轴对称的两条射线.记y 轴右边的射线为1l ,y 轴左边的射线为2l .由于B 在圆2C 的外面,故1C 与2C 有且仅有三个公共点等价于1l 与2C 只有一个公共点且2l 与2C当1l 与2C 只有一个公共点时,A 到1l 为2,所以2=,故故43k =-.经检验,当43k =-时,1l 与2C 2l 与2C 有两个公共点.4. (2018·全国卷Ⅱ)在直角坐标系xoy 中,曲线C 的参数方程为2cos 4sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数),直线l 的参数方程为1cos 2sin x t y t αα=+⎧⎨=+⎩(α为参数).(Ⅰ)求C 和l 的直角坐标方程;(Ⅱ)若曲线C 截直线l 所得的线段的中点坐标为(1,2),求直线l 的斜率.解析:(Ⅰ)曲线C 的直角坐标方程为221416x y +=.当cos 0α≠时,l 的直角坐标方程为tan 2tan y x αα=⋅+-, 当cos 0α=时,l 的直角坐标方程为1x =.(Ⅱ)将l 的参数方程代入C 的直角坐标方程,整理得关于t 的方程22(13cos )4(2cos sin )80t t ααα+++-=.①因为曲线C 截直线l 所得线段的中点(1,2)在C 内,所以①有两个解,设为1t ,2t ,则120t t +=. 又由①得1224(2cos sin )013cos t t ααα++=-=+,故2cos sin 0αα+=,于是直线l 的斜率tan 2k α==-.A5. (2018·全国卷Ⅲ)在平面直角坐标系xoy 中,O 的参数方程为cos sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数),过点(0,且倾斜角为α的直线l 与O 交于,A B 两点. (Ⅰ)求α的取值范围;(Ⅱ)求AB 中点P 的轨迹的参数方程. 解析:(Ⅰ)O 的直角坐标方程为221x y +=. 当2απ=时,l 与O 交于两点.当2απ≠时,记tan k α=,则l的方程为y kx =l 与O交于两点当且仅当1<,解得1k <-或1k >,即(,)42αππ∈或(,)24απ3π∈.综上,α的取值范围是(,)44π3π. (Ⅱ)l的参数方程为cos ,(sin x t t y t αα=⎧⎪⎨=⎪⎩为参数,44απ3π<<). 设A ,B ,P 对应的参数分别为A t ,B t ,P t ,则2A BP t t t +=,且A t ,B t满足2sin 10t α-+=.于是A B t t α+=,P t α.又点P 的坐标(,)x y满足cos ,sin .P Px t y t αα=⎧⎪⎨=⎪⎩ 所以,点P的轨迹的参数方程是2,x y αα⎧⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(α为参数,44απ3π<<).。
专题限时集训(二十)坐标系与参数方程 不等式选讲[建议用时:45分钟] [A 组 高考题体验练]1.(2017·全国卷Ⅰ)选修44:坐标系与参数方程在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θ,y =sin θ(θ为参数),直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a +4t ,y =1-t (t 为参数).(1)若a =-1,求C 与l 的交点坐标; (2)若C 上的点到l 距离的最大值为17,求a . [解] (1)曲线C 的普通方程为x 29+y 2=1.1分 当a =-1时,直线l 的普通方程为x +4y -3=0.2分由⎩⎪⎨⎪⎧x +4y -3=0,x 29+y 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =0或⎩⎪⎨⎪⎧x =-2125,y =2425.从而C 与l 的交点坐标为(3,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫-2125,2425.4分(2)直线l 的普通方程为x +4y -a -4=0,故C 上的点(3cos θ,sin θ)到l 的距离为d =|3cos θ+4sin θ-a -4|17.5分当a ≥-4时,d 的最大值为a +917.由题设得a +917=17,所以a =8;7分当a <-4时,d 的最大值为-a +117.由题设得-a +117=17,所以a =-16.9分 综上,a =8或a =-16.10分(2017·全国卷Ⅰ)选修45:不等式选讲已知函数f (x )=-x 2+ax +4,g (x )=|x +1|+|x -1|.(1)当a =1时,求不等式f (x )≥g (x )的解集;(2)若不等式f (x )≥g (x )的解集包含[-1,1],求a 的取值范围.[解] (1)当a =1时,不等式f (x )≥g (x )等价于x 2-x +|x +1|+|x -1|-4≤0. ①1分当x <-1时,①式化为x 2-3x -4≤0,无解;2分 当-1≤x ≤1时,①式化为x 2-x -2≤0,从而-1≤x ≤1; 3分当x >1时,①式化为x 2+x -4≤0, 从而1<x ≤-1+172.4分所以f (x )≥g (x )的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪-1≤x ≤-1+172. 5分 (2)当x ∈[-1,1]时,g (x )=2,6分所以f (x )≥g (x )的解集包含[-1,1],等价于当x ∈[-1,1]时,f (x )≥2.7分 又f (x )在[-1,1]的最小值必为f (-1)与f (1)之一, 所以f (-1)≥2且f (1)≥2,得-1≤a ≤1. 所以a 的取值范围为[-1,1].10分2.(2017·全国卷Ⅱ)选修44:坐标系与参数方程在直角坐标系xOy 中,以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 1的极坐标方程为ρcos θ=4.(1)M 为曲线C 1上的动点,点P 在线段OM 上,且满足|OM |·|OP |=16,求点P 的轨迹C 2的直角坐标方程;(2)设点A 的极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫2,π3,点B 在曲线C 2上,求△OAB 面积的最大值.[解] (1)设P 的极坐标为(ρ,θ)(ρ>0),点M 的极坐标为(ρ1,θ)(ρ1>0). 由题设知|OP |=ρ,|OM |=ρ1=4cos θ.1分 由|OM |·|OP |=16得C 2的极坐标方程ρ=4cos θ(ρ>0). 3分 因此C 2的直角坐标方程为(x -2)2+y 2=4(x ≠0). 5分(2)设点B 的极坐标为(ρB ,α)(ρB >0). 由题设知|OA |=2,ρB =4cos α,6分于是△OAB 的面积S =12|OA |·ρB ·sin∠AOB =4cos α·⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π3 =2⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α-π3-32≤2+ 3. 9分当α=-π12时,S 取得最大值2+ 3.所以△OAB 面积的最大值为2+3.10分(2017·全国卷Ⅱ)选修4-5:不等式选讲已知a >0,b >0,a 3+b 3=2.证明:(1)(a +b )(a 5+b 5)≥4, (2)a +b ≤2.[证明] (1)(a +b )(a 5+b 5)=a 6+ab 5+a 5b +b 62分 =(a 3+b 3)2-2a 3b 3+ab (a 4+b 4)=4+ab (a 2-b 2)2≥4. 5分(2)因为(a +b )3=a 3+3a 2b +3ab 2+b 3=2+3ab (a +b )7分≤2+a +b24(a +b )=2+a +b34, 所以(a +b )3≤8,所以a +b ≤2.10分3.(2017·全国卷Ⅲ)选修44:坐标系与参数方程在直角坐标系xOy 中,直线l 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2+t ,y =kt ,(t 为参数),直线l 2的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+m ,y =mk(m 为参数).设l 1与l 2的交点为P ,当k 变化时,P 的轨迹为曲线C .(1)写出C 的普通方程;(2)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,设l 3:ρ(cos θ+sin θ)-2=0,M 为l 3与C 的交点,求M 的极径.[解] (1)消去参数t 得l 1的普通方程l 1:y =k (x -2); 1分 消去参数m 得l 2的普通方程l 2:y =1k(x +2).2分设P (x ,y ),由题设得⎩⎪⎨⎪⎧y =k x -,y =1kx +消去k 得x 2-y 2=4(y ≠0).4分所以C 的普通方程为x 2-y 2=4(y ≠0). 5分(2)C 的极坐标方程为ρ2(cos 2θ-sin 2θ)=4(0<θ<2π,θ≠π).6分联立⎩⎨⎧ρ22θ-sin 2θ=4,ρθ+sin θ-2=0得cos θ-sin θ=2(cos θ+sin θ). 8分故tan θ=-13,从而cos 2θ=910,sin 2θ=110.代入ρ2(cos 2θ-sin 2θ)=4得ρ2=5, 所以交点M 的极径为5.10分(2017·全国卷Ⅲ)选修45:不等式选讲已知函数f (x )=|x +1|-|x -2|. (1)求不等式f (x )≥1的解集;(2)若不等式f (x )≥x 2-x +m 的解集非空,求m 的取值范围. [解] (1)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-3,x <-1,2x -1,-1≤x ≤2,3,x >2. 1分当x <-1时,f (x )≥1无解;2分当-1≤x ≤2时,由f (x )≥1,得2x -1≥1, 解得1≤x ≤2;3分当x >2时,由f (x )≥1,解得x >2. 4分所以f (x )≥1的解集为{x |x ≥1}.5分(2)由f (x )≥x 2-x +m 得m ≤|x +1|-|x -2|-x 2+x .6分而|x +1|-|x -2|-x 2+x ≤|x |+1+|x |-2-x 2+|x | =-⎝⎛⎭⎪⎫|x |-322+54≤54,9分且当x =32时,|x +1|-|x -2|-x 2+x =54.故m 的取值范围为⎝⎛⎦⎥⎤-∞,54.10分[B 组 模拟题提速练]1.(2017·南昌一模)选修4-4:坐标系与参数方程在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 1过点P (a,1),其参数方程为⎩⎨⎧x =a +2t ,y =1+2t(t 为参数,a ∈R ).以O 为极点,x 轴非负半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C 2的极坐标方程为ρcos 2θ+4cos θ-ρ=0. (1)求曲线C 1的普通方程和曲线C 2的直角坐标方程;(2)已知曲线C 1与曲线C 2交于A ,B 两点,且|PA |=2|PB |,求实数a 的值. [解] (1)曲线C 1的参数方程为⎩⎨⎧x =a +2t ,y =1+2t ,∴其普通方程为x -y -a +1=0,2分由曲线C 2的极坐标方程为ρcos 2θ+4cos θ-ρ=0, ∴ρ2cos 2θ+4ρcos θ-ρ2=0, ∴x 2+4x -x 2-y 2=0,即曲线C 2的直角坐标方程为y 2=4x .5分(2)设A ,B 两点所对应参数分别为t 1,t 2,联立⎩⎨⎧y 2=4x ,x =a +2t ,y =1+2t得2t 2-22t +1-4a =0,∵两曲线有两个不同的交点,则Δ=(22)2-4×2(1-4a )>0,即a >0,由根与系数的关系可知⎩⎪⎨⎪⎧t 1+t 2=2,t 1·t 2=1-4a2,根据参数方程的几何意义可知|PA |=2|t 1|,|PB |=2|t 2|, 又由|PA |=2|PB |可得2|t 1|=2×2|t 2|, 即t 1=2t 2或t 1=-2t 2,7分∴当t 1=2t 2时,有⎩⎪⎨⎪⎧t 1+t 2=3t 2=2,t 1·t 2=2t 22=1-4a 2,解得a =136>0,符合题意;8分当t 1=-2t 2时,有⎩⎪⎨⎪⎧t 1+t 2=-t 2=2,t 1·t 2=-2t 22=1-4a 2,解得a =94>0,符合题意.9分 综上所述,实数a 的值为136或94.10分(2017·南昌一模)选修4-5:不等式选讲 已知函数f (x )=|2x -a |+|x -1|,a ∈R .(1)若不等式f (x )≤2-|x -1|有解,求实数a 的取值范围; (2)当a <2时,函数f (x )的最小值为3,求实数a 的值. [解] (1)由题f (x )≤2-|x -1|,即为⎪⎪⎪⎪⎪⎪x -a 2+|x -1|≤1.而由绝对值的几何意义知⎪⎪⎪⎪⎪⎪x -a2+|x -1|≥⎪⎪⎪⎪⎪⎪a2-1, 2分∵不等式f (x )≤2-|x -1|有解,∴⎪⎪⎪⎪⎪⎪a2-1≤1,即0≤a ≤4.∴实数a 的取值范围是[0,4].5分(2)函数f (x )=|2x -a |+|x -1|的零点为a 2和1,当a <2时,a2<1,∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-3x +a +1 ⎝ ⎛⎭⎪⎫x <a 2,x -a +1 ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2≤x ≤1,3x -a - 1 x >,7分由图可知f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,a 2上单调递减,在⎣⎢⎡⎭⎪⎫a2,+∞上单调递增,∴f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2=-a2+1=3, 解得a =-4<2(符合题意),即a =-4.10分2.选修4-4:坐标系与参数方程平面直角坐标系xOy 中,曲线C :(x -1)2+y 2=1.直线l 经过点P (m,0),且倾斜角为π6.以O 为极点,以x 轴正半轴为极轴,建立极坐标系. (1)写出曲线C 的极坐标方程与直线l 的参数方程;(2)若直线l 与曲线C 相交于A ,B 两点,且|PA |·|PB |=1,求实数m 的值. [解] (1)曲线C 的普通方程为(x -1)2+y 2=1,即x 2+y 2=2x ,即ρ2=2ρcos θ,即曲线C 的极坐标方程为ρ=2cos θ. 2分 直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =m +32t ,y =12t (t 为参数). 5分(2)设A ,B 两点对应的参数分别为t 1,t 2,将直线l 的参数方程代入x 2+y 2=2x 中,得t 2+(3m -3)t +m 2-2m =0,所以t 1t 2=m 2-2m . 8分 由题意得|m 2-2m |=1,得m =1,1+2或1-2. 10分选修4-5:不等式选讲已知函数f (x )=|x +6|-|m -x |(m ∈R ). (1)当m =3时,求不等式f (x )≥5的解集;(2)若不等式f (x )≤7对任意实数x 恒成立,求m 的取值范围.【导学号:04024171】[解] (1)当m =3时,f (x )≥5,即|x +6|-|x -3|≥5, ①当x <-6时,得-9≥5,所以x ∈∅;②当-6≤x ≤3时,得x +6+x -3≥5,即x ≥1,所以1≤x ≤3; ③当x >3时,得9≥5,成立,所以x >3. 4分 故不等式f (x )≥5的解集为{x |x ≥1}. 5分(2)因为|x +6|-|m -x |≤|x +6+m -x |=|m +6|. 由题意得|m +6|≤7,则-7≤m +6≤7, 8分 解得-13≤m ≤1,故m 的取值范围是[-13,1]. 10分3.选修4-4:坐标系与参数方程在直角坐标系xOy 中,以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+22t ,y =22t (t 为参数),P 点的极坐标为(2,π),曲线C的极坐标方程为ρcos 2θ=sin θ.(1)试将曲线C 的极坐标方程化为直角坐标方程,并求曲线C 的焦点坐标; (2)设直线l 与曲线C 相交于两点A ,B ,点M 为AB 的中点,求|PM |的值.[解] (1)把x =ρcos θ,y =ρsin θ代入ρcos 2θ=sin θ,可得曲线C 的直角坐标方程为x 2=y ,它是开口向上的抛物线,焦点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,14.5分(2)点P 的直角坐标为(-2,0),它在直线l 上,在直线l 的参数方程中, 设点A ,B ,M 对应的参数为t 1,t 2,t 0. 由题意可知t 0=t 1+t 22.7分把直线l 的参数方程代入抛物线的直角坐标方程,得t 2-52t +8=0.8分因为Δ=(52)2-4×8=18>0, 所以t 1+t 2=52,则|PM |=|t 0|=522.10分选修4-5:不等式选讲 设函数f (x )=|2x +1|-|x -4|. (1)解不等式f (x )>0;(2)若f (x )+3|x -4|≥m 对一切实数x 均成立,求m 的取值范围.[解] (1)当x ≥4时,f (x )=2x +1-(x -4)=x +5>0,得x >-5,所以x ≥4成立.2分当-12≤x <4时,f (x )=2x +1+x -4=3x -3>0,得x >1,所以1<x <4成立.4分当x <-12时,f (x )=-x -5>0,得x <-5,所以x <-5成立.综上,原不等式的解集为{x |x >1或x <-5}.6分 (2)f (x )+3|x -4|=|2x +1|+2|x -4|≥|2x +1-(2x -8)|=9. 8分 当-12≤x ≤4时等号成立,所以m ≤9.10分4.选修4-4:坐标系与参数方程在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎨⎧x =2+2t ,y =-2+t(t 为参数),在以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 2的方程为ρ=21+3sin 2θ.(1)求曲线C 1,C 2的直角坐标方程;(2)若A ,B 分别为曲线C 1,C 2上的任意点,求|AB |的最小值. [解] (1)C 1:x -2y -32=0,C 2:x 24+y 2=1.4分(2)设B (2cos θ,sin θ),则|AB |=|2cos θ-2sin θ-32|5=⎪⎪⎪⎪⎪⎪22cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4-325. 8分当且仅当θ=2k π-π4(k ∈Z )时,|AB |min =25=105.10分选修4-5:不等式选讲 设函数f (x )=|x -1|+|2x -1|. (1)求不等式f (x )≥2的解集;(2)若∀x ∈R ,不等式f (x )≥a |x |恒成立,求实数a 的取值范围. [解] (1)不等式f (x )≥2等价于 ⎩⎪⎨⎪⎧x <12,1-x +1-2x ≥2或⎩⎪⎨⎪⎧12≤x <1,1-x +2x -1≥2或⎩⎪⎨⎪⎧x >1,x -1+2x -1≥2,3分解得x ≤0或x ≥43,因此不等式f (x )≥2的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x ≤0或x ≥43. 5分 (2)当x =0时,f (x )=2,a |x |=0,原式恒成立;6分当x ≠0时,原式等价转换为⎪⎪⎪⎪⎪⎪1-1x +⎪⎪⎪⎪⎪⎪2-1x ≥a 恒成立,即a ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪1-1x +⎪⎪⎪⎪⎪⎪2-1x min .8分∵⎪⎪⎪⎪⎪⎪1-1x +⎪⎪⎪⎪⎪⎪2-1x ≥⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1x -⎝ ⎛⎭⎪⎫2-1x =1,当且仅当⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1x ⎝ ⎛⎭⎪⎫2-1x ≤0,即12≤x ≤1时取等号, ∴a ≤1.10分。
专题八 第一讲 坐标系与参数方程A 组1.在直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3-32t ,y =12t .(t 为参数),以O为极点,x 轴的正半轴为极轴(长度单位与直角坐标系xOy 中相同)的极坐标系中,曲线C 的方程为ρ=2a cos θ(a >0),l 与C 相切于点P .(1)求C 的直角坐标方程; (2)求切点P 的极坐标.[解析] (1)l 表示过点(3,0)倾斜角为120°的直线,曲线C 表示以C ′(a,0)为圆心,a 为半径的圆.∵l 与C 相切,∴a =12(3-a ),⇒a =1.于是曲线C 的方程为ρ=2cos θ,∴ρ2=2ρcos θ, 于是x 2+y 2=2x ,22-2x =0. OP =3. 22ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4-4=0,求圆C 的半径.O ,以极轴为x 轴的正半轴,建立⎛⎭⎪⎫22sin θ-22cos θ-4=0,化简,得ρ2+2ρsin θ-2ρcos θ-4=0. 则圆C 的直角坐标方程为x 2+y 2-2x +2y -4=0, 即(x -1)2+(y +1)2=6,所以圆C 的半径为6.3.(2017·玉溪一中月考)在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =5cos φ,y =3sin φ,(φ为参数).(1)求过椭圆的右焦点,且与直线m :⎩⎪⎨⎪⎧x =4-2t ,y =3-t ,(t 为参数)平行的直线l 的普通方程.(2)求椭圆C 的内接矩形ABCD 面积的最大值.[分析] (1)由直线l 与直线m 平行可得l 的斜率,将椭圆C 的方程消参可得普通方程求出焦点坐标(也可直接由参数方程求)可得l 方程.(2)用参数方程表示面积转化为三角函数最值求解.[解析] (1)由C 的参数方程可知,a =5,b =3,∴c =4,∴右焦点F 2(4,0),将直线m 的参数方程化为普通方程:x -2y +2=0,所以k =12,于是所求直线方程为x -2y -4=0.(2)由椭圆的对称性,取椭圆在第一象限部分(令0≤φ≤π2),则S =4|xy |=60sin φcos φ=30sin2φ,∴当2φ=π2时,S max =30,即矩形面积的最大值为30.4.在直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3+12t ,y =32t(t 为参数).以原C 的极坐标方程为ρ=23sin θ.C 的距离最小时,求P 的直角坐标. ρ2=23ρsin θ, -3)2=3. ,则|PC |=⎝ ⎛⎭⎪⎫3+12t 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫32t -32=t 2+12,点的直角坐标为(3,0).B 组1.(2017·德州模拟)在直线坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎨⎧x =3cos α,y =sin α(α为参数).以坐标原点为极点,以x 轴正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C 2的极坐标方程为ρsin(θ+π4)=2 2.(Ⅰ)写出C 1的普通方程和C 2的直角坐标方程;(Ⅱ)设点P 在C 1上,点Q 在C 2上,求|PQ |的最小值及此时P 的直角坐标.[解析] (Ⅰ)C 1的普通方程为x 23+y 2=1,C 2的直角坐标方程为x +y -4=0.(Ⅱ)由题意,可设点P 的直角坐标为(3cos α,sin α).因为C 2是直线,所以|PQ |的最小值即为P 到C 2的距离d (α)的最小值,d (α)=|3cos α+sin α-4|2=2|sin(α+π3)-2|.当且仅当α=2k π+π6(k ∈Z )时,d (α)取得最小值,最小值为2,此时P 的直角坐标为(32,12).2.(2017·广州模拟)在平面直角坐示系xOy 中,已知曲线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1y =1-2t(t 为参数)与曲线C 2:⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos θy =3sin θ(θ为参数,a >0).(1)若曲线C 1与曲线C 2有一个公共点在x 轴上,求a 的值;(2)当a =3时,曲线C 1与曲线C 2交于A ,B 两点,求A ,B 两点的距离.[解析] (1)曲线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1y =1-2t 的普通方程为y =3-2x .曲线C 1与x 轴的交点为(32,0).曲线C 2:⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos θy =3sin θ的普通方程为x 2a 2+y 29=1.曲线C 2与x 轴的交点为(-a,0),(a,0).由a >0,曲线C 1与曲线C 2有一个公共点在x 轴上,知a =32.(2)当a =3时,曲线C 2:⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θy =3sin θ为圆x 2+y 2=9.圆心到直线y =3-2x 的距离d =|3|22+12=355.所以A ,B 两点的距离|AB |=2r 2-d 2= 29-3552=1255.3.(文)(2016·江苏,21C)在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+12t ,y =32t(t 为参数),椭圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θy =2sin θ(θ为参数),设直线l与椭圆C 相交于A ,B 两点,求线段AB 的长.[解析] 椭圆C 的普通方程为x 2+y 24=1.将直线l 的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =1+12t ,y =32t代入x 2+y 24=1,得(1+1232t 21,即7t 2+16t =0,解得t 1=0,t 2=-167.所以AB =|t 1-t 2|=167.(理)已知在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+4cos θ,y =2+4sin θ(θ为参数),直线l 经过定点P (3,5),倾斜角为π3.C 的标准方程;两点,求|PA |·|PB |的值.的普通方程:(x -1)2+(y -2)2=16,直线l 的参数即⎩⎪⎨⎪⎧x =3+12t ,y =5+32t .t 为参数.(2)将直线的参数方程代入圆的方程可得t 2+(2+33)t -3=0,设t 1、t 2是方程的两个根,则t 1t 2=3,所以|PA ||PB |=|t 1||t 2|=|t 1t 2|=3. 4.(2016·全国卷Ⅰ,23)在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos t y =1+a sin t(t 为参数,a >0).在以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 2:ρ=4cos θ.(Ⅰ)说明C 1是哪一种曲线,并将C 1的方程化为极坐标方程;(Ⅱ)直线C 3的极坐标方程为θ=α0,其中α0满足tan α0=2,若曲线C 1与C 2的公共点都在C 3上,求a .[解析] (Ⅰ)消去参数t 得到C 1的普通方程x 2+(y -1)2=a 2.C 1是以(0,1)为圆心,a 为半径的圆.将x =ρcos θ,y =ρsin θ代入C 1的普通方程中,得到C 1的极坐标方程为ρ2-2ρsin θ+1-a 2=0.(Ⅱ)曲线C 1,C 2的公共点的极坐标满足方程组⎩⎪⎨⎪⎧ρ2-2ρsin θ+1-a 2=0,ρ=4cos θ.若ρ≠0,由方程组得16cos 2θ-8sin θcos θ+1-a 2=0,由已知tan θ=2,可得16cos 2θ-8sin θcos θ=0,从而1-a 2=0,解得a =-1(舍去)或a =1.a =1时,极点也为C 1,C 2的公共点,在C 3上.所以a =1.。
课时跟踪检测(二十一) 坐标系与参数方程1.(2017·宝鸡模拟)在平面直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 的极坐标方程为ρ=2(cos θ+sin θ).(1)求C 的直角坐标方程; (2)直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =12t ,y =1+32t (t 为参数)与曲线C 交于A ,B 两点,与y 轴交于点E ,求|EA |+|EB |.解:(1)由ρ=2(cos θ+sin θ)得ρ2=2ρ(cos θ+sin θ), 所以曲线C 的直角坐标方程为x 2+y 2=2x +2y , 即(x -1)2+(y -1)2=2.(2)将l 的参数方程代入曲线C 的直角坐标方程, 化简得t 2-t -1=0, 点E 对应的参数t =0,设点A ,B 对应的参数分别为t 1,t 2, 则t 1+t 2=1,t 1t 2=-1,所以|EA |+|EB |=|t 1|+|t 2|=|t 1-t 2| =t 1+t 22-4t 1t 2= 5.2.(2017·张掖模拟)在直角坐标系xOy 中,已知曲线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =cos α,y =sin 2α(α为参数),在以O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 2:ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=-22,曲线C 3:ρ=2sin θ.(1)求曲线C 1与C 2的交点M 的直角坐标;(2)设点A ,B 分别为曲线C 2,C 3上的动点,求|AB |的最小值.解:(1)曲线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =cos α,y =sin 2α消去参数α,得y +x 2=1,x ∈[-1,1].①曲线C 2:ρcos ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π4=-22⇒x +y +1=0,②联立①②,消去y 可得x 2-x -2=0⇒x =-1或x =2(舍去),所以M (-1,0). (2)曲线C 3:ρ=2sin θ的直角坐标方程为x 2+(y -1)2=1,是以(0,1)为圆心,半径r =1的圆.设圆心为C ,则点C 到直线x +y +1=0的距离d =|0+1+1|2=2,所以|AB |的最小值为2-1.3.(2018届高三·昆明一中调研)在平面直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系.已知点P 的极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫23,π6,曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =2cos α,y =-3+2sin α(α为参数).(1)写出点P 的直角坐标及曲线C 的直角坐标方程;(2)若Q 为曲线C 上的动点,求PQ 中点M 到直线l :ρcos θ+2ρsin θ+1=0距离的最小值.解:(1)由x =ρcos θ,y =ρsin θ可得点P 的直角坐标为(3,3),由⎩⎨⎧x =2cos α,y =-3+2sin α(α为参数)得x 2+(y +3)2=4,∴曲线C 的直角坐标方程为x 2+(y +3)2=4. (2)直线l 的普通方程为x +2y +1=0,曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =2cos α,y =-3+2sin α(α为参数),设Q (2cos α,-3+2sin α),则M ⎝ ⎛⎭⎪⎫32+cos α,sin α, 故点M 到直线l 的距离d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪32+cos α+2sin α+112+22=⎪⎪⎪⎪⎪⎪5α+φ+525≥-5+525=52-1⎝⎛⎭⎪⎫tan φ=12,∴点M 到直线l 的距离的最小值为52-1. 4.(2017·全国卷Ⅱ)在直角坐标系xOy 中,以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 1的极坐标方程为ρcos θ=4.(1)M 为曲线C 1上的动点,点P 在线段OM 上,且满足|OM |·|OP |=16,求点P 的轨迹C 2的直角坐标方程;(2)设点A 的极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫2,π3,点B 在曲线C 2上,求△OAB 面积的最大值.解:(1)设P 的极坐标为(ρ,θ)(ρ>0),M 的极坐标为(ρ1,θ)(ρ1>0). 由题设知|OP |=ρ,|OM |=ρ1=4cos θ.由|OM |·|OP |=16,得C 2的极坐标方程ρ=4cos θ(ρ>0). 因此C 2的直角坐标方程为(x -2)2+y 2=4(x ≠0). (2)设点B 的极坐标为(ρB ,α)(ρB >0),由题设知|OA |=2,ρB =4cos α,于是△OAB 的面积 S =12|OA |·ρB ·sin ∠AOB =4cos α·⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π3 =2⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α-π3-32≤2+ 3.当α=-π12时,S 取得最大值2+ 3.所以△OAB 面积的最大值为2+ 3.5.(2017·成都模拟)在平面直角坐标系xOy 中,倾斜角为α⎝⎛⎭⎪⎫α≠π2的直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t cos α,y =t sin α(t 为参数).以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程是ρcos 2θ-4sin θ=0.(1)写出直线l 的普通方程和曲线C 的直角坐标方程;(2)已知点P (1,0).若点M 的极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫1,π2,直线l 经过点M 且与曲线C 相交于A ,B 两点,设线段AB 的中点为Q ,求|PQ |的值.解:(1)∵直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t cos α,y =t sin α(t 为参数),∴直线l 的普通方程为y =tan α·(x -1).由ρcos 2θ-4sin θ=0得ρ2cos 2θ-4ρsin θ=0, 即x 2-4y =0.∴曲线C 的直角坐标方程为x 2=4y .(2)∵点M 的极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫1,π2, ∴点M 的直角坐标为(0,1).∴tan α=-1,直线l 的倾斜角α=3π4.∴直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1-22t ,y =22t (t 为参数).代入x 2=4y ,得t 2-62t +2=0.设A ,B 两点对应的参数分别为t 1,t 2. ∵Q 为线段AB 的中点, ∴点Q 对应的参数值为t 1+t 22=622=3 2.又点P (1,0),则|PQ |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪t 1+t 22=3 2.6.(2017·石家庄模拟)在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a +a cos β,y =a sin β(a >0,β为参数).以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为ρcos ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π3=32.(1)若曲线C 与l 只有一个公共点,求a 的值;(2)A ,B 为曲线C 上的两点,且∠AOB =π3,求△OAB 面积的最大值.解:(1)由题意知,曲线C 是以(a,0)为圆心,以a 为半径的圆,直线l 的直角坐标方程为x +3y -3=0.由直线l 与圆C 只有一个公共点,可得|a -3|2=a ,解得a =1或a =-3(舍去), 所以a =1.(2)曲线C 是以(a,0)为圆心,以a 为半径的圆,且∠AOB =π3,由正弦定理得|AB |sinπ3=2a ,所以|AB |=3a .又|AB |2=3a 2=|OA |2+|OB |2-2|OA |·|OB |·cos π3≥|OA |·|OB |,当且仅当|OA |=|OB |时取等号,所以S △OAB =12|OA |·|OB |sin π3≤12×3a 2×32=33a 24,所以△OAB 面积的最大值为33a24.。
2018届高考数学二轮复习第一部分专题八选修系列1.8.1 坐标系与参数方程限时规范训练理编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2018届高考数学二轮复习第一部分专题八选修系列 1.8.1 坐标系与参数方程限时规范训练理)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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限时规范训练坐标系与参数方程错误!解答题(本题共4小题,每小题10分,共40分)1.(2017·河南六市联考)在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为错误!(其中α为参数),曲线C2:(x-1)2+y2=1,以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.(1)求曲线C1的普通方程和曲线C2的极坐标方程.(2)若射线θ=错误!(ρ>0)与曲线C1,C2分别交于A,B两点,求|AB|。
解:(1)因为曲线C1的参数方程为错误!(其中α为参数),所以曲线C1的普通方程为x2+(y-2)2=7。
因为曲线C2:(x-1)2+y2=1,所以把x=ρcos θ,y=ρsin θ代入(x-1)2+y2=1,得到曲线C2的极坐标方程(ρcos θ-1)2+(ρsin θ)2=1,化简得ρ=2cos θ.(2)依题意设A错误!,B错误!,因为曲线C1的极坐标方程为ρ2-4ρsin θ-3=0,将θ=\f(π,6)(ρ>0)代入曲线C1的极坐标方程,得ρ2-2ρ-3=0,解得ρ1=3,同理,将θ=\f(π,6)(ρ>0)代入曲线C2的极坐标方程.得ρ2=错误!,所以|AB|=|ρ1-ρ2|=3-错误!。
课时作业(二十一) 坐标系与参数方程
1.(2017·郑州市第二次质量预测)在极坐标系下,已知圆O :ρ=cos θ+sin θ和直
线l :ρsin ⎝
⎛⎭⎪⎫θ-π4=22(ρ≥0,0≤θ<2π). (1)求圆O 和直线l 的直角坐标方程;
(2)当θ∈(0,π)时,求直线l 与圆O 的公共点的极坐标. 解析:(1)圆O :ρ=cos θ+sin θ, 即ρ2
=ρcos θ+ρsin θ,
故圆O 的直角坐标方程为:x 2
+y 2
=x +y ,即x 2
+y 2
-x -y =0,
直线l :ρsin ⎝
⎛⎭⎪⎫θ-π4=22,
即ρsin θ-ρcos θ=1,
则直线l 的直角坐标方程为:y -x =1,即x -y +1=0.
(2)由⎩
⎪⎨
⎪⎧
x 2
+y 2
-x -y =0
x -y +1=0得⎩
⎪⎨
⎪⎧
x =0
y =1,
故直线l 与圆O 公共点的一个极坐标为⎝
⎛
⎭⎪⎫
1,π2.
2.(2017·江苏卷)在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪
⎧
x =-8+t ,y =t 2
(t 为参数),曲线C 的参数方程为⎩⎨
⎧
x =2s 2
,
y =22s
(s 为参数).设P 为曲线
C 上的动点,求点P 到直线l 的距离的最小值.
解析:直线l 的普通方程为x -2y +8=0. 因为点P 在曲线C 上,设P(2s 2,
22s), 从而点P 到直线l 的距离d =|2s 2-42s +8|
12+-22
=2
s -2
2
+45
.
当s =2时,d min =45
5
.
因此当点P 的坐标为(4,4)时,曲线C 上的点P 到直线l 的距离取到最小值45
5.
3.在平面直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴非负半轴为极轴建立坐标系,已知曲
线C 的极坐标方程为ρsin 2
θ=4cos θ,直线l 的参数方程为⎩⎪⎨
⎪⎧
x =-2+2
2
t ,y =-4+2
2
t (t
为参数),两曲线相交于M ,N 两点.
(1)写出曲线C 的直角坐标方程和直线l 的普通方程; (2)若P(-2,-4),求|PM|+|PN|的值.
解析:(1)曲线C 的直角坐标方程为y 2
=4x ,直线l 的普通方程为x -y -2=0. (2)直线l 的参数方程为⎩⎪⎨
⎪⎧
x =-2+2
2
t ,y =-4+2
2
t (t 为参数),
代入y 2
=4x ,得到t 2
-122t +48=0,设M ,N 对应的参数分别为t 1,t 2, 则t 1+t 2=122,t 1t 2=48>0, 所以|PM|+|PN|=|t 1+t 2|=12 2.
4.(2016·全国卷甲)在直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为(x +6)2
+y 2
=25. (1)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求C 的极坐标方程;
(2)直线l 的参数方程是⎩⎪⎨
⎪⎧
x =t cos α,
y =t sin α
(t 为参数),l 与C 交于A ,B 两点,|AB|=10,
求l 的斜率.
解析:(1)由x =ρcos θ,y =ρsin θ可得圆C 的极坐标方程为ρ2
+12ρcos θ+11=0.
(2)在(1)中建立的极坐标系中,直线l 的极坐标方程为θ=α(ρ∈R ).
设A ,B 所对应的极径分别为ρ1,ρ2,将l 的极坐标方程代入C 的极坐标方程得ρ2
+12ρcos α+11=0,
于是ρ1+ρ2=-12cos α,ρ1ρ2=11. |AB |=|ρ1-ρ2|=ρ1+ρ2
2
-4ρ1ρ2
=144cos 2
α-44.
由|AB |=10得cos 2
α=38,tan α=±153.
所以l 的斜率为
153或-153
. 5.(2017·全国卷Ⅱ)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,直线l 的参数方程为⎩
⎪⎨
⎪⎧
x =t ,
y =at (t 为参数),曲线C 1的方程为ρ(ρ-4sin θ)=12,
定点A (6,0),点P 是曲线C 1上的动点,Q 为AP 的中点.
(1)求点Q 的轨迹C 2的直角坐标方程;
(2)直线l 与直线C 2交于A ,B 两点,若|AB |≥23,求实数a 的取值范围. 解析:(1)根据题意,得
曲线C 1的直角坐标方程为x 2
+y 2
-4y =12, 设点P (x ′,y ′),Q (x ,y ), 根据中点坐标公式,得
⎩⎪⎨⎪⎧
x ′=2x -6,
y ′=2y ,
代入x 2+y 2
-4y =12,
得点Q 的轨迹C 2的直角坐标方程为(x -3)2
+(y -1)2
=4,
(2)直线l 的直角坐标方程为y =ax ,根据题意,得圆心(3,1)到直线的距离
d ≤22-
3
2
=1,即|3a -1|a 2+1
≤1,解得0≤a ≤3
4.
∴实数a 的取值范围为⎣⎢⎡⎦
⎥⎤0,34.
6.(2017·全国卷Ⅲ)在直角坐标系xOy 中,直线l 1的参数方程为⎩⎪⎨
⎪
⎧
x =2+t ,y =kt ,
(t 为
参数),直线l 2的参数方程为⎩⎪⎨⎪
⎧
x =-2+m ,y =m
k
,(m 为参数).设l 1与l 2的交点为P ,当k 变
化时,P 的轨迹为曲线C .
(1)写出C 的普通方程;
(2)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,设l 3:ρ(cos θ+sin θ)-2=0,M 为l 3与C 的交点,求M 的极径.
解析:(1)消去参数t 得l 1的普通方程l 1:y =k (x -2); 消去参数m 得l 2的普通方程l 2:y =1
k
(x +2).
设P (x ,y ),由题设得⎩⎪⎨⎪
⎧
y =k x -2,y =1
k
x +2,
消去k 得x 2
-y 2
=4(y ≠0),
所以C 的普通方程为x 2-y 2
=4(y ≠0).
(2)C 的极坐标方程为ρ2
(cos 2
θ-sin 2
θ)=4(0<θ<2π,θ≠π),
联立⎩⎨
⎧
ρ2cos 2θ-sin 2
θ=4,ρcos θ+sin θ-2=0
得
cos θ-sin θ=2(cos θ+sin θ). 故tan θ=-13,从而cos 2θ=910,sin 2
θ=110.
代入ρ2
(cos 2
θ-sin 2
θ)=4得ρ2
=5, 所以交点M 的极径为 5.。