2018年北京市高考数学理 13专题十三 极坐标与参数方程
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2018年高考数学坐标系与参数方程分类汇编一、填空题1. 【2018北京卷10】在极坐标系中,直线cos sin (0)a a ρθρθ+=>与圆=2cos ρθ相切,则a =__________.2.【2018天津卷12】)已知圆2220x y x +-=的圆心为C,直线1,232⎧=-+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩x t y (t 为参数)与该圆相交于A ,B 两点,则ABC △的面积为 .二、解答题1.【2018全国一卷22】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 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为22cos 30ρρθ+-=.(1)求2C 的直角坐标方程;(2)若1C 与2C 有且仅有三个公共点,求1C 的方程.2.【2018全国二卷22】在直角坐标系中,曲线的参数方程为(为参数),直线的参数方程为(为参数).(1)求和的直角坐标方程;(2)若曲线截直线所得线段的中点坐标为,求的斜率.xOy C 2cos 4sin x θy θ=⎧⎨=⎩,θl 1cos 2sin x t αy t α=+⎧⎨=+⎩,t C l C l (1,2)l3.【2018全国三卷22】在平面直角坐标系中,的参数方程为(为参数),过点且倾斜角为的直线与交于两点. (1)求的取值范围;(2)求中点的轨迹的参数方程.4.【2018江苏卷21C 】在极坐标系中,直线l 的方程为πsin()26ρθ-=,曲线C 的方程为4cos ρθ=,求直线l 被曲线C 截得的弦长.参考答案 一、填空题 1.21+ 2.21 二、解答题1.解: (1)由cos x ρθ=,sin y ρθ=得2C 的直角坐标方程为22(1)4x y ++=.(2)由(1)知2C 是圆心为(1,0)A -,半径为2的圆.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 有两个公共点,或2l 与2C 只有一个公共点且1l 与2C 有两xOy O ⊙cos sin x y θθ=⎧⎨=⎩,θ(0,αl O ⊙A B ,αAB P个公共点.当1l 与2C 只有一个公共点时,A 到1l 所在直线的距离为22=,故43k =-或0k =.经检验,当0k =时,1l 与2C 没有公共点;当43k =-时,1l 与2C 只有一个公共点,2l 与2C 有两个公共点.当2l 与2C 只有一个公共点时,A 到2l 所在直线的距离为2,2=,故0k =或43k =. 经检验,当0k =时,1l 与2C 没有公共点;当43k =时,2l 与2C 没有公共点. 综上,所求1C 的方程为4||23y x =-+. 2.解:(1)曲线C 的直角坐标方程为116422=+y x . 当时,的直角坐标方程为, 当时,的直角坐标方程为.(2)将的参数方程代入的直角坐标方程,整理得关于的方程.①因为曲线截直线所得线段的中点在内,所以①有两个解,设为,,则.又由①得ααα221cos 31)sin cos 2(4++-=+t t ,故, cos 0α≠l tan 2tan y x αα=⋅+-cos 0α=l 1x =l C t 22(13cos )4(2cos sin )80t t ααα+++-=C l (1,2)C 1t 2t 120t t +=2cos sin 0αα+=于是直线的斜率.3.解:(1)的直角坐标方程为.当时,与交于两点. 当时,记,则的方程为.与交于两点当且仅当,解得或,即或.综上,的取值范围是. (2)的参数方程为为参数,. 设,,对应的参数分别为,,,则,且,满足.于是,.又点的坐标满足所以点的轨迹的参数方程是为参数,. 4.解:因为曲线C 的极坐标方程为=4cos ρθ,所以曲线C 的圆心为(2,0),直径为4的圆.l tan 2k α==-O 221x y +=2απ=l O 2απ≠tan k α=l y kx =-l O 1<1k <-1k >(,)42αππ∈(,)24απ3π∈α(,)44π3πl cos ,(sin x t t y t αα=⎧⎪⎨=⎪⎩44απ3π<<)A B P A t B t P t 2A BP t t t +=A tB t 2sin 10t α-+=A B t t α+=P t αP (,)x y cos ,sin .P Px t y t αα=⎧⎪⎨=⎪⎩P sin 2,2cos 222x y αα⎧=⎪⎪⎨⎪=--⎪⎩(α44απ3π<<)因为直线l 的极坐标方程为πsin()26ρθ-=,则直线l 过A (4,0),倾斜角为π6, 所以A 为直线l 与圆C 的一个交点. 设另一个交点为B ,则∠OAB =π6. 连结OB ,因为OA 为直径,从而∠OBA =π2,所以π4cos6AB ==因此,直线l 被曲线C 截得的弦长为。
专题选讲部分一、解答题1.【2018衡水金卷高三大联考】选修4-4:坐标系与参数方程在平面直角坐标系中,已知曲线的参数方程为(,为参数).以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴,取相同的长度单位建立极坐标系,直线的极坐标方程为.(Ⅰ)当时,求曲线上的点到直线的距离的最大值;(Ⅱ)若曲线上的所有点都在直线的下方,求实数的取值范围.【答案】(1);(2).(2)曲线上的所有点均在直线的下方,即为对,有恒成立,即(其中)恒成立,进而得.试题解析:(1)直线的直角坐标方程为.曲线上的点到直线的距离,,当时,,即曲线上的点到直线的距离的最大值为.(2)∵曲线上的所有点均在直线的下方,∴对,有恒成立,即(其中)恒成立,∴.又,∴解得,∴实数的取值范围为.2.【2018河南洛阳高三尖子生】选修4-4:坐标系与参数方程在平面直角坐标系中,直线的参数方程为(为参数),以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为,且直线经过曲线的左焦点.(1)求直线的普通方程;(2)设曲线的内接矩形的周长为,求的最大值.【答案】(1)(2)椭圆的内接矩形的周长取得最大值.试题解析:(1)因为曲线的极坐标方程为,即,将,代入上式并化简得,所以曲线的直角坐标方程为,于是,,直线的普通方程为,将代入直线方程得,所以直线的普通方程为.(2)设椭圆的内接矩形在第一象限的顶点为(),所以椭圆的内接矩形的周长为(其中),此时椭圆的内接矩形的周长取得最大值.3.【2018辽宁省大连市八中模拟】(本小题满分10分)选修4—4:坐标系与参数方程 平面直角坐标系中,已知直线轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,且坐标轴的长度单位一致,曲线的极坐标方程为.(Ⅰ)求直线的极坐标方程; (Ⅱ)若直线与曲线相交于、两点,求.【答案】(Ⅱ)试题解析:(Ⅰ)把直线l 的参数方程(t 为参数)化为4.【2018湖南省两市九月调研】选修4-4:坐标系与参数方程在平面直角坐标系中,曲线C 的参数方程为: 2{x cos y sin αα==(α为参数).以直角坐标系的原点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,直线l 与曲线C 交于A B 、两点. (1)求直线l 的直角坐标方程; (2)设点()1,0P ,求. 【答案】(1(2【解析】试题分析:(1)利用cos x ρθ=, sin y ρθ=代入化简即可;(2)由2{x cos y sin αα==得曲线C 的直角坐标方程为: 2244x y +=,将直线的参数方程代入得:. 试题解析: (1∴直线l 的直角坐标方程为:(2)由2{x cos y sin αα==得曲线C 的直角坐标方程为: 2244x y +=,()1,0P 在直线l 上,设直线l 的参数方程为:5.【2018广西柳州市一模】选修4-4:坐标系与参数方程已知极坐标系的极点与直角坐标系的原点重合,极轴与x 轴的正半轴重合,圆C 的极坐标方程为sin a ρθ=,直线l 的参数方程为(t 为参数). (Ⅰ)若2a =, M 是直线l 与x 轴的交点, N 是圆C(Ⅱ)若直线l 被圆C 截得的弦长等于圆C 的半径倍,求a 的值. 【答案】(Ⅱ)32a =或试题解析:(Ⅰ)当2a =时,圆C 的极坐标方程为2sin ρθ=,可化为22sin ρρθ=, 化为直角坐标方程为2220x y y +-=,即()2211x y +-=.直线l 的普通方程为4380x y +-=,与x 轴的交点M 的坐标为()2,0, ∵圆心()0,1与点()2,0M 的距离为(Ⅱ)由sin a ρθ=,可化为2sin a ρρθ=,∴圆C 的普通方程为∵直线l 被圆C 截得的弦长等于圆C 的半径的∴由垂径定理及勾股定理得:圆心到直线l 的距离为圆C 半径的一半,,解得32a =或 6.【2018海南省八校联考】以直角坐标系的原点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{2x tcos y tsin ϕϕ==+ (t 为参数, 0ϕπ≤<),曲线C 的极坐标方程为2cos 8sin ρθθ=.(1)求直线l 的普通方程和曲线C 的直角坐标方程;(2)设直线l 与曲线C 相交于,A B 两点,当ϕ变化时,求. 【答案】(1)sin cos 2cos 0x y ϕϕϕ-+=, 28x y =;(2)8.试题解析: (1)由{2x tcos y tsin ϕϕ==+消去t 得sin cos 2cos 0x y ϕϕϕ-+=,所以直线l 的普通方程为sin cos 2cos 0x y ϕϕϕ-+=. 由2cos 8sin ,ρθθ=得()2cos 8sin ρθρθ=,把cos x ρϕ=, sin y ρϕ=代入上式,得28x y =, 所以曲线C 的直角坐标方程为28x y =.(2)将直线l 的参数方程代入28x y =,得22cos 8sin 160t t ϕϕ--=,设,A B 两点对应的参数分别是12,t t ,当0ϕ=时,8.7.【2018广东珠海六校联考】在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程{(2x acost t y sint==为参数, 0a >),以坐标原点为极点, x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知直线l 的极坐(1)设P 是曲线C 上的一个动点,当2a =时,求点P 到直线l 的距离的最小值;(2)若曲线C 上的所有点均在直线l 的右下方,求a 的取值范围. 【答案】(Ⅱ),即直线l 的方程为40x y -+=. 依题意,设()2cos ,2sin P t t ,则P到直线l 的距离,故点P 到直线l (Ⅱ)曲线C 上的所有点均在直线l 的右下方,∴对t R ∀∈,有cos 2sin 40a t t -+>恒成立,,又0a >,解得故a 的取值范围为8.【2018广东珠海市九月摸底】选修4-4:极坐标与参数方程 在平面直角坐标系xoy 中,曲线()5:{3x cos C y sin θθθ==为参数,直线l 过点()21P -,与曲线C 交于A B 、二点, P 为AB 中点.以坐标原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴,以平面直角坐标系xoy 的单位1为基本单位建立极坐标系. (1)求直线l 的极坐标方程;(2) ()00Q x y ,为曲线C 上的动点,求【答案】(1) l 的极坐标方程为18cos 25sin 610ρθρθ-+=;于k 的不等式,解之即可. 试题解析:(1)设直线l 的参数方程为()2:{ 1x tcos l t l y tsin ααα=-+=+为参数,为的倾斜角, A B 、二点对应的参数分别为12t t ,C 的普通方程为l 与C 的方程联立得()()2216sin 9225sin 18cos 1640?*?t t ααα++--=则12tt ,为“*?的二根 得l 的斜率故l 的普通方程为1825610x y -+=l 的极坐标方程为18cos 25sin 610ρθρθ-+=;(2) Q 为曲线C 上的动点,故设()5cos 3sin Q ββ,∴∴9.【2018陕西西工大附中一模】在直角坐标系xoy 中,直线l 的参数方程为(t 为参数),若以坐标原点O 为极点,以x 轴正半轴为极轴,建立极坐标系,已知圆C 的极坐标方程为4cos ρθ=. (1) 求圆C 的直角坐标方程;(2) 若直线l 与圆C 交于,A B 两点,点P 的直角坐标为(0,2). 【答案】(1) ()2224x y -+=;试题解析: (1)圆的极坐标方程为4cos ρθ=,化为24cos ρρθ=,可得直角坐标方程:,配方为.(2)(t 为参数)代入设,A B 对应参数分别为12,t t ,则 1240t t =>.10.【2018陕西西工大附中一模】选修4-4:坐标系与参数方程 在直角坐标系xOy 中,曲线1C : 3,{2x cos y sin θθ==,在以坐标原点为极点, x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,曲线2C : 1ρ=. (Ⅰ)写出1C , 2C 的直角坐标方程;(Ⅱ)点P , Q 分别是曲线1C , 2C 上的动点,且点P 在x 轴的上侧,点Q 在y 轴的左侧, PQ 与曲线2C 相切,求当最小时,直线PQ 的极坐标方程.【答案】 221x y +=;(2)试题解析:(Ⅰ)曲线1C 的直角坐标方程为 曲线2C 的直角坐标方程为221x y +=. (Ⅱ)连结PO , OQ .因为PQ 与单位圆2C 相切于点Q ,所以PQ OQ ⊥.又因为点P 在x 轴的上侧,所以当且仅当P 点位于短轴上端点时 此时()0,2P ,在POQ ∆中,又因为点Q 在y 轴的左侧,所以直线PQ的斜率为所以直线PQ的直角坐标方程为所以直线PQ的极坐标方程为11.【2018衡水金卷高三大联考】选修4-5:不等式选讲已知函数.(Ⅰ)解不等式;(Ⅱ)记函数的值域为,若,证明:. 【答案】(1);(2)见解析.试题解析:(1)依题意,得于是得或或解得.即不等式的解集为.(2),当且仅当时,取等号,∴.原不等式等价于,.∵,∴,.∴.∴.12.【2018河南洛阳市尖子生联考】选修4-5:不等式选讲已知函数,,.(1)若,求实数的取值范围;(2)若存在实数,,使,求实数的取值范围.【答案】(1)(2)试题解析:(1)∵,∴,∴,∴且.①若,则,∴;②若,则,∴,此时无解;③若且,则,∴,综上所述,的取值范围为或,即.(2)∵,显然可取等号,∴,于是,若存在实数,,使,只需,又,∴,∴,∴,即.13.【2018辽宁省大连八中模拟】(本小题满分10分)选修4—5:不等式选讲设函数f(x)=|2x﹣7|+1.(Ⅰ)求不等式f(x)≤x的解集;(Ⅱ)若存在x使不等式f(x)﹣2|x﹣1|≤a成立,求实数a的取值范围.a≥-【答案】(Ⅱ)4试题解析:(Ⅰ)由f(x)≤x得|2x﹣7|+1≤x,∴,∴不等式f(x)≤x的解集为;(Ⅱ)令g(x)=f(x)﹣2|x﹣1|=|2x﹣7|﹣2|x﹣1|+1,则,∴g (x )min =﹣4,∵存在x 使不等式f (x )﹣2|x ﹣1|≤a 成立, ∴g (x )min ≤a ,∴a ≥﹣4.14.【2018湖南省两市九月调研】选修4-5:不等式选讲(1)解不等式()0f x >;(2对一切实数x 均成立,求m 的取值范围. 【答案】(1或5}x <-;(2)711m -<<. 【解析】试题分析:(1)分类讨论去绝对值解不等式即可;(2对一切实数x 均成立,只需可,. 试题解析:(1)当4x ≥时, ()2145f x x x x =+-+=+,原不等式即为50x +>, 解得54,4x x x >-≥∴≥;,原不等式即为330x ->, ,原不等式即为50x -->,解得5,5x x <-∴<-;或5}x <-.(2.的最小值为9,要使解得m 的取值范围是: 711m -<<.15.【2018辽宁省辽宁协作校一模】设不等式-2<|x-1|-|x+2|<0的解集为M ,a,b ∈M . (Ⅰ)证明:(Ⅱ)比较|1-4ab|与2|a-b|的大小,并说明理由. 【答案】(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ)答案见解析.试题解析:(Ⅰ)证明:记f (x ) =|x -1|-|x +2|,则f (x )= 3{-2 1 ,3,x --, 2211.x x x ≤--<<≥,所以解得xM所以,a|(Ⅱ)由(Ⅰ)得0≤a 2b 2|1-4ab |2-4|a -b |2=(1-8ab +16a 2b 2)-4(a 2-2ab +b 2)=4(a 2-1)(b 2-1)>0. 所以,|1-4ab |>2|a -b |16.【2018广西柳州市一模】选修4一5:不等式选讲,不等式()3f x ≤的解集是(1)求a 的值;(2存在实数解,求实数k 的取值范围.【答案】(1) 2a =,(2)当0a >时,,解得2a =;当0a <时,.所以2a =. (2),所以实数k 的取值范围是点睛:本题考查了解绝对值不等式问题,考查分类讨论思想以及转化思想,以及函数恒成立求参的方法.17.【2018 a R ∈. (1)当1a =-时,解不等式()1f x ≤;(2)若[]0,3x ∈时, ()4f x ≤,求a 的取值范围. 【答案】(1(2)[]7,7-.试题解析:(1)当1a =-时,不等式为当3x ≤-时,不等式转化为()()131x x -+++≤,不等式解集为空集;当31x -<<-时,不等式转化为()()131x x -+-+≤,解之得 当1x ≥-时,不等式转化为()()131x x +-+≤,恒成立;(2)若[]0,3x ∈时, ()4f x ≤,亦即727a x -≤≤+恒成立,又因为[]0,3x ∈,所以77a -≤≤,所以a 的取值范围为[]7,7-.点睛:含绝对值不等式的解法有两个基本方法,一是运用零点分区间讨论,二是利用绝对值的几何意义求解.法一是运用分类讨论思想,法二是运用数形结合思想,将绝对值不等式与函数以及不等式恒成立交汇、渗透,解题时强化函数、数形结合与转化化归思想方法的灵活应用,这是命题的新动向.18.【2018湖南省永州市一模】选修4-5:不等式选讲(1)求不等式()3f x ≥的解集;(2)若存在实数x 满足()27f x a a ≤-++,求实数a 的最大值.【答案】(1){|0 x x ≤或}3x≥;(2)3.试题解析:(1当1x ≤时,由233x -+≥,得0x ≤ 当12x <<时,由13≥,得x ∈∅ 当2x ≥时,由233x -≥,得3x ≥所以不等式()3f x ≥的解集为{|0 x x ≤或}3x ≥. (2)1+x x -依题意有271a a -++≥,即260a a --≤ 解得23x -≤≤ 故a 的最大值为3.19.【2018(1)将()f x 的解析式写成分段函数的形式,并作出其图象. (2)若1a b +=,对a ∀, ()0,b ∈+∞,恒成立,求x 的取值范围. 【答案】(1)见解析;(2)x 的取值范围是[]1,5-. 【解析】试题分析:(1)对自变量的取值范围分类讨论,去掉绝对值符号,可求得解集. (2)利用基本不等式,均值不等式,和1的妙用,注意等号成立的条件.(1函数()f x 的图象如图所示.(2)因为a , ()0,b ∈+∞,且1a b +=,.,结合图象知15x -≤≤, 所以x 的取值范围是[]1,5-.点睛:(1)零点分区间去绝对值,画图像的方法.(2) 1的妙用,当a+b 是定值时,都可以,等号成立的条件. 20.【2018广东珠海市九月摸底】选修4-5:不等式选讲(1)求关于x 的不等式()2f x ≥的解集; (2) x R ∀∈, 00x ∃>,使得 (0)a >成立,求实数a 的取值范围。
《2018年高考数学分类汇编》第十三篇:极坐标与参数方程一、填空题1. 【2018北京卷10】在极坐标系中,直线cos sin (0)a a ρθρθ+=>与圆=2cos ρθ相切,则a =__________.2.【2018天津卷12】)已知圆2220x y x +-=的圆心为C ,直线21,232⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩x y (t 为参数)与该圆相交于A ,B 两点,则ABC △的面积为 . 二、解答题1.【2018全国一卷22】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 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为22cos 30ρρθ+-=.(1)求2C 的直角坐标方程;(2)若1C 与2C 有且仅有三个公共点,求1C 的方程.2.【2018全国二卷22】在直角坐标系中,曲线的参数方程为(为参数),直线的参数方程为(为参数). (1)求和的直角坐标方程;(2)若曲线截直线所得线段的中点坐标为,求的斜率.3.【2018全国三卷22】在平面直角坐标系中,的参数方程为(为参数),xOy C 2cos 4sin x θy θ=⎧⎨=⎩,θl 1cos 2sin x t αy t α=+⎧⎨=+⎩,t C l C l (1,2)l xOy O ⊙cos sin x y θθ=⎧⎨=⎩,θ过点且倾斜角为的直线与交于两点. (1)求的取值范围;(2)求中点的轨迹的参数方程.4.【2018江苏卷21C 】在极坐标系中,直线l 的方程为πsin()26ρθ-=,曲线C 的方程为4cos ρθ=,求直线l 被曲线C 截得的弦长. 参考答案 一、填空题1.21+2.21 二、解答题1.解: (1)由cos x ρθ=,sin y ρθ=得2C 的直角坐标方程为22(1)4x y ++=.(2)由(1)知2C 是圆心为(1,0)A -,半径为2的圆.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 有两个公共点,或2l 与2C 只有一个公共点且1l 与2C 有两个公共点.当1l 与2C 只有一个公共点时,A 到1l 所在直线的距离为2221k =+,故43k =-或0k =.经检验,当0k =时,1l 与2C 没有公共点;当43k =-时,1l 与2C 只有一个公共点,2l 与2C 有两个公共点. (02,αl O ⊙A B ,αAB P当2l 与2C 只有一个公共点时,A 到2l 所在直线的距离为2,221k =+,故0k =或43k =. 经检验,当0k =时,1l 与2C 没有公共点;当43k =时,2l 与2C 没有公共点. 综上,所求1C 的方程为4||23y x =-+. 2.解:(1)曲线C 的直角坐标方程为116422=+y x . 当时,的直角坐标方程为, 当时,的直角坐标方程为.(2)将的参数方程代入的直角坐标方程,整理得关于的方程.①因为曲线截直线所得线段的中点在内,所以①有两个解,设为,,则.又由①得ααα221cos 31)sin cos 2(4++-=+t t ,故, 于是直线的斜率.3.解:(1)的直角坐标方程为.当时,与交于两点. cos 0α≠l tan 2tan y x αα=⋅+-cos 0α=l 1x =l C t 22(13cos )4(2cos sin )80t t ααα+++-=C l (1,2)C 1t 2t 120t t +=2cos sin 0αα+=l tan 2k α==-O 221x y +=2απ=l O当时,记,则的方程为.与交于两点当且仅当,解得或,即或.综上,的取值范围是. (2)的参数方程为为参数,. 设,,对应的参数分别为,,,则,且,满足.于是,.又点的坐标满足所以点的轨迹的参数方程是为参数,. 4.解:因为曲线C 的极坐标方程为=4cos ρθ,所以曲线C 的圆心为(2,0),直径为4的圆.因为直线l 的极坐标方程为πsin()26ρθ-=,则直线l 过A (4,0),倾斜角为π6, 2απ≠tan k α=l 2y kx =-l O 22||11k <+1k <-1k >(,)42αππ∈(,)24απ3π∈α(,)44π3πl cos ,(2sin x t t y t αα=⎧⎪⎨=-+⎪⎩44απ3π<<)A B P A t B t P t 2A BP t t t +=A tB t 222sin 10t t α-+=22sin A B t t α+=2sin P t α=P (,)x y cos ,2sin .P P x t y t αα=⎧⎪⎨=-+⎪⎩P 2sin 2,22cos 2x y αα⎧=⎪⎪⎨⎪=--⎪⎩(α44απ3π<<)所以A为直线l与圆C的一个交点.设另一个交点为B,则∠OAB=π6.连结OB,因为OA为直径,从而∠OBA=π2,所以π4cos236AB==因此,直线l被曲线C截得的弦长为23。
第1课时 坐标系1.平面直角坐标系设点P (x ,y )是平面直角坐标系中的任意一点,在变换φ:⎩⎪⎨⎪⎧x ′=λ²x λ>0 ,y ′=μ²y μ>0的作用下,点P (x ,y )对应到点P ′(x ′,y ′),称φ为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换,简称伸缩变换. 2.极坐标系(1)极坐标与极坐标系的概念在平面内取一个定点O ,叫作极点,从O 点引一条射线Ox ,叫作极轴,选定一个单位长度和角的正方向(通常取逆时针方向).这样就确定了一个平面极坐标系,简称为极坐标系. 对于平面内任意一点M ,用ρ表示线段OM 的长,θ表示以Ox 为始边、OM 为终边的角度,ρ叫作点M 的极径,θ叫作点M 的极角,有序实数对(ρ,θ)叫做点Μ的极坐标,记作M (ρ,θ).当点M 在极点时,它的极径ρ=0,极角θ可以取任意值.(2)极坐标与直角坐标的互化设M 为平面内的一点,它的直角坐标为(x ,y ),极坐标为(ρ,θ).由图可知下面关系式成立:⎩⎪⎨⎪⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ或⎩⎪⎨⎪⎧ρ2=x 2+y 2,tan θ=y x x ≠0 .这就是极坐标与直角坐标的互化公式.3.常见曲线的极坐标方程1.(2016²北京西城区模拟)求在极坐标系中,过点(2,π2)且与极轴平行的直线方程.解 点(2,π2)在直角坐标系下的坐标为(2cos π2,2sin π2),即(0,2).∴过点(0,2)且与x 轴平行的直线方程为y =2. 即为ρsin θ=2.2.在极坐标系中,已知两点A 、B 的极坐标分别为(3,π3)、(4,π6),求△AOB (其中O 为极点)的面积.解 由题意知A 、B 的极坐标分别为(3,π3)、(4,π6),则△AOB 的面积S △AOB =12OA ²OB ²sin∠AOB=12³3³4³sin π6=3. 3.在以O 为极点的极坐标系中,圆ρ=4sin θ和直线ρsin θ=a 相交于A ,B 两点.当△AOB 是等边三角形时,求a 的值.解 由ρ=4sin θ可得x 2+y 2=4y ,即x 2+(y -2)2=4. 由ρsin θ=a 可得y =a .设圆的圆心为O ′,y =a 与x 2+(y -2)2=4的两交点A ,B 与O 构成等边三角形,如图所示. 由对称性知∠O ′OB =30°,OD =a . 在Rt△DOB 中,易求DB =33a ,∴B 点的坐标为(33a ,a ). 又∵B 在x 2+y 2-4y =0上,∴(33a )2+a 2-4a =0, 即43a 2-4a =0,解得a =0(舍去)或a =3.题型一 极坐标与直角坐标的互化例1 (1)以直角坐标系的原点为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,求线段y =1-x (0≤x ≤1)的极坐标方程.(2)在极坐标系中,曲线C 1和C 2的方程分别为ρsin 2θ=cos θ和ρsin θ=1.以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x 轴的正半轴,建立平面直角坐标系,求曲线C 1和C 2交点的直角坐标.解 (1)∵⎩⎪⎨⎪⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ,∴y =1-x 化成极坐标方程为ρcos θ+ρsin θ=1, 即ρ=1cos θ+sin θ.∵0≤x ≤1,∴线段在第一象限内(含端点),∴0≤θ≤π2.(2)因为x =ρcos θ,y =ρsin θ,由ρsin 2θ=cos θ,得ρ2sin 2θ=ρcos θ,所以曲线C 1的直角坐标方程为y 2=x .由ρsin θ=1,得曲线C 2的直角坐标方程为y =1.由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=x ,y =1得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1,故曲线C 1与曲线C 2交点的直角坐标为(1,1).思维升华 (1)极坐标与直角坐标互化的前提条件:①极点与原点重合;②极轴与x 轴的正半轴重合;③取相同的单位长度.(2)直角坐标方程化为极坐标方程比较容易,只要运用公式x =ρcos θ及y =ρsin θ直接代入并化简即可;而极坐标方程化为直角坐标方程则相对困难一些,解此类问题常通过变形,构造形如ρcos θ,ρsin θ,ρ2的形式,进行整体代换.(1)曲线C 的直角坐标方程为x 2+y 2-2x =0,以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,求曲线C 的极坐标方程.(2)求在极坐标系中,圆ρ=2cos θ垂直于极轴的两条切线方程.解 (1)将x 2+y 2=ρ2,x =ρcos θ代入x 2+y 2-2x =0,得ρ2-2ρcos θ=0,整理得ρ=2cos θ.(2)由ρ=2cos θ,得ρ2=2ρcos θ,化为直角坐标方程为x 2+y 2-2x =0,即(x -1)2+y 2=1,其垂直于x 轴的两条切线方程为x =0和x =2,相应的极坐标方程为θ=π2(ρ∈R )和ρcos θ=2.题型二 求曲线的极坐标方程例2 将圆x 2+y 2=1上每一点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的2倍,得曲线C . (1)写出曲线C 的方程;(2)设直线l :2x +y -2=0与C 的交点为P 1,P 2,以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求过线段P 1P 2的中点且与l 垂直的直线的极坐标方程.解 (1)设(x 1,y 1)为圆上的点,在已知变换下变为曲线C 上的点(x ,y ),依题意,得⎩⎪⎨⎪⎧x =x 1,y =2y 1.由x 21+y 21=1,得x 2+(y2)2=1,即曲线C 的方程为x 2+y 24=1.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 24=1,2x +y -2=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =0,或⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =2.不妨设P 1(1,0),P 2(0,2),则线段P 1P 2的中点坐标为(12,1),所求直线斜率为k =12,于是所求直线方程为y -1=12(x -12),化为极坐标方程,并整理得2ρcos θ-4ρsin θ=-3, 即ρ=34sin θ-2cos θ.思维升华 求曲线的极坐标方程的步骤:(1)建立适当的极坐标系,设P (ρ,θ)是曲线上任意一点;(2)由曲线上的点所适合的条件,列出曲线上任意一点的极径ρ和极角θ之间的关系式; (3)将列出的关系式进行整理、化简,得出曲线的极坐标方程.在极坐标系中,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). 如图所示,因为圆C 经过点 P ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π4,所以圆C 的半径 |PC |=2 2+12-2³1³2cos π4=1,于是圆C 过极点,所以圆C 的极坐标方程为ρ=2cos θ. 题型三 极坐标方程的应用例3 (2015²课标全国Ⅰ)在直角坐标系xOy 中,直线C 1:x =-2,圆C 2:(x -1)2+(y -2)2=1,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C 1,C 2的极坐标方程;(2)若直线C 3的极坐标方程为θ=π4(ρ∈R ),设C 2与C 3的交点为M ,N ,求△C 2MN 的面积.解 (1)因为x =ρcos θ,y =ρsin θ, 所以C 1的极坐标方程为ρcos θ=-2,C 2的极坐标方程为ρ2-2ρcos θ-4ρsin θ+4=0.(2)将θ=π4代入ρ2-2ρcos θ-4ρsin θ+4=0,得ρ2-32ρ+4=0,解得ρ1=22,ρ2= 2. 故ρ1-ρ2=2,即MN = 2.由于C 2的半径为1,所以△C 2MN 为等腰直角三角形, 所以△C 2MN 的面积为12.思维升华 (1)已知极坐标系方程讨论位置关系时,可以先化为直角坐标方程; (2)在曲线的方程进行互化时,一定要注意变量的范围,注意转化的等价性.(2016²广州调研)在极坐标系中,求直线ρsin(θ+π4)=2被圆ρ=4截得的弦长.解 由ρsin(θ+π4)=2,得22(ρsin θ+ρcos θ)=2可化为x +y -22=0.圆ρ=4可化为x 2+y 2=16,由圆中的弦长公式得:2r 2-d 2=242- 2222=4 3.故所求弦长为4 3.1.(2015²广东)已知直线l 的极坐标方程为2ρsin ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π4=2,点A 的极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫22,7π4,求点A 到直线l 的距离.解 依题可知直线l :2ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=2和点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫22,7π4可化为l :x -y +1=0和A (2,-2),所以点A 到直线l 的距离为d =|2- -2 +1|12+ -12=522. 2.在极坐标系(ρ,θ)(0≤θ<2π)中,求曲线ρ(cos θ+sin θ)=1与ρ(sin θ-cos θ)=1的交点的极坐标.解 曲线ρ(cos θ+sin θ)=1化为直角坐标方程为x +y =1,ρ(sin θ-cos θ)=1化为直角坐标方程为y -x =1.联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y =1,y -x =1,得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =1,则交点为(0,1),对应的极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫1,π2.3.在极坐标系中,已知圆ρ=3cos θ与直线2ρcos θ+4ρsin θ+a =0相切,求实数a 的值.解 圆ρ=3cos θ的直角坐标方程为x 2+y 2=3x ,即⎝ ⎛⎭⎪⎫x -322+y 2=94,直线2ρcos θ+4ρsin θ+a =0的直角坐标方程为2x +4y +a =0. 因为圆与直线相切,所以|2³32+4³0+a |22+42=32, 解得a =-3±3 5.4.在极坐标系中,求曲线ρ=2cos θ关于直线θ=π4对称的曲线的极坐标方程.解 以极点为坐标原点,极轴为x 轴建立直角坐标系, 则曲线ρ=2cos θ的直角坐标方程为(x -1)2+y 2=1, 且圆心为(1,0).直线θ=π4的直角坐标方程为y =x ,因为圆心(1,0)关于y =x 的对称点为(0,1),所以圆(x -1)2+y 2=1关于y =x 的对称曲线为x 2+(y -1)2=1.所以曲线ρ=2cos θ关于直线θ=π4对称的曲线的极坐标方程为ρ=2sin θ.5.在极坐标系中,P 是曲线C 1:ρ=12sin θ上的动点,Q 是曲线C 2:ρ=12cos(θ-π6)上的动点,求|PQ |的最大值.解 对曲线C 1的极坐标方程进行转化:∵ρ=12sin θ,∴ρ2=12ρsin θ,∴x 2+y 2-12y =0, 即x 2+(y -6)2=36.对曲线C 2的极坐标方程进行转化: ∵ρ=12cos(θ-π6),∴ρ2=12ρ(cos θcos π6+sin θsin π6),∴x 2+y 2-63x -6y =0,∴(x -33)2+(y -3)2=36, ∴|PQ |max =6+6+ 33 2+32=18.6.在极坐标系中,O 是极点,设A (4,π3),B (5,-5π6),求△AOB 的面积.解 如图所示,∠AOB =2π-π3-5π6=5π6,OA =4,OB =5,故S △AOB =12³4³5³sin 5π6=5.7.已知P (5,2π3),O 为极点,求使△POP ′为正三角形的点P ′的坐标.解 设P ′点的极坐标为(ρ,θ). ∵△POP ′为正三角形,如图所示, ∴∠POP ′=π3.∴θ=2π3-π3=π3或θ=2π3+π3=π.又ρ=5,∴P ′点的极坐标为(5,π3)或(5,π).8.在极坐标系中,判断直线ρcos θ-ρsin θ+1=0与圆ρ=2sin θ的位置关系. 解 直线ρcos θ-ρsin θ+1=0可化成x -y +1=0,圆ρ=2sin θ可化为x 2+y 2=2y ,即x 2+(y -1)2=1.圆心(0,1)到直线x -y +1=0的距离d =|0-1+1|2=0<1.故直线与圆相交.9.在极坐标系中,已知三点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,-π3、N (2,0)、P ⎝ ⎛⎭⎪⎫23,π6. (1)将M 、N 、P 三点的极坐标化为直角坐标;(2)判断M 、N 、P 三点是否在一条直线上.解 (1)由公式⎩⎪⎨⎪⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ得M 的直角坐标为(1,-3);N 的直角坐标为(2,0);P 的直角坐标为(3,3).(2)∵k MN =32-1=3,k NP =3-03-2= 3.∴k MN =k NP ,∴M 、N 、P 三点在一条直线上.10.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ρcos(θ-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. 解 (1)由ρcos(θ-π3)=1得ρ(12cos θ+32sin θ)=1.从而C 的直角坐标方程为12x +32y =1,即x +3y =2.当θ=0时,ρ=2,所以M (2,0). 当θ=π2时,ρ=233,所以N (233,π2).(2)M 点的直角坐标为(2,0).N 点的直角坐标为(0,233). 所以P 点的直角坐标为(1,33). 则P 点的极坐标为(233,π6),所以直线OP 的极坐标方程为θ=π6(ρ∈R ).。
极坐标和参数方程知识点+典型例题及其详解极坐标和参数方程知识点+典型例题及其详解知识点回顾(一)曲线的参数方程的定义:在取定的坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标x 、y 都是某个变数t 的函数,即⎩⎨⎧==)()(t f y t f x并且对于t 每一个允许值,由方程组所确定的点M (x ,y )都在这条曲线上,那么方程组就叫做这条曲线的参数方程,联系x 、y 之间关系的变数叫做参变数,简称参数. (二)常见曲线的参数方程如下:1.过定点(x 0,y 0),倾角为α的直线:ααsin cos 00t y y t x x +=+= (t 为参数)其中参数t 是以定点P (x 0,y 0)为起点,对应于t 点M (x ,y )为终点的有向线段PM 的数量,又称为点P 与点M 间的有向距离.根据t 的几何意义,有以下结论. ○1.设A 、B 是直线上任意两点,它们对应的参数分别为t A 和t B ,则AB=AB t t -=BA AB t t t t ⋅--4)(2.○2.线段AB 的中点所对应的参数值等于2BA t t +.2.中心在(x 0,y 0),半径等于r 的圆:θθsin cos 00r y y r x x +=+= (θ为参数) 3.中心在原点,焦点在x 轴(或y 轴)上的椭圆:θθsin cos b y a x == (θ为参数) (或θθsin cos a y b x ==)中心在点(x0,y0)焦点在平行于x 轴的直线上的椭圆的参数方程为参数)ααα(.sin ,cos 0⎩⎨⎧+=+=b y y a x x 4.中心在原点,焦点在x 轴(或y 轴)上的双曲线:θθtg sec b y a x == (θ为参数) (或θθec a y b x s tg ==)5.顶点在原点,焦点在x 轴正半轴上的抛物线:pty pt x 222== (t 为参数,p >0)直线的参数方程和参数的几何意义过定点P (x 0,y 0),倾斜角为α的直线的参数方程是⎩⎨⎧+=+=ααsin cos 00t y y t x x (t 为参数).(三)极坐标系1、定义:在平面内取一个定点O ,叫做极点,引一条射线Ox ,叫做极轴,再选一个长度单位和角度的正方向(通常取逆时针方向)。
十四、圆锥曲线(一)试题细目表(二)试题解析1.(2018·海淀区期末·9)点到双曲线的渐近线的距离是.【答案】2.(2018·海淀区期末·11)设抛物线的顶点为,经过抛物线的焦点且垂直于轴的直线和抛物线交于两点,则.【答案】23.(2018·丰台区期末·13)能够说明“方程的曲线是椭圆”为假命题的一个的值是.【答案】中任取一值即为正确答案4.(2018·海淀期末·5)已知直线与圆相交于两点,且为正三角形,则实数的值为 A.B.C.或D.或【答案】D5.(2018·海淀期末·8)已知点为抛物线的焦点,点为点关(2,0)2:4C y x =O C x C ,A B ()()()()221313m x m y m m -+-=--m (]{}[),123,m ∈-∞+∞U U 0x y m -+=22:1O x y +=,A B AOB ∆m F 2:2(0)C y px p = K F于原点的对称点,点在抛物线上,则下列说法错误..的是 A.使得为等腰三角形的点有且仅有4个 B.使得为直角三角形的点有且仅有4个 C. 使得的点有且仅有4个D. 使得的点有且仅有4个【答案】C6.(2018·丰台区期末·7)过双曲线的一个焦点作一条与其渐近线垂直的直线,垂足为为坐标原点,若,则此双曲线的离心率为( )A.2 D【答案】C7.(2018·通州区期末·2)已知点为抛物线上一点,那么点到抛物线准线的距离是A .B .C .D . 【答案】C7.(2018·昌平区期末·11)已知直线,点是圆上的点,那么点到直线的距离的最小值是. 【答案】28.(2018·朝阳区期末·6)已知圆的圆心为.直线过点且与轴不重合,交圆于两点,点在点,之间.过作直线的平行线交直线于点,则点的轨迹是 A.椭圆的一部分B.双曲线的一部分 C.抛物线的一部分D.圆的一部分 【答案】B9.(2018·朝阳区期末·9)已知中心在原点,焦点在坐标轴上的双曲线,M C MFK ∆M MFK ∆M M M F ,A O 22y px =P 234:4350l x y ++=P 22(1)(2)1x y -+-=P l 22(2)9x y -+=C l (2,0)M -x l C ,A B A M B M AC BC P P C则双曲线的渐近线方程为.【答案】10.(2018·东城区期末·13)双曲线的一个焦点到它的一条渐近线的距离为1,则;若双曲线与不同,且与有相同的渐近线,则的方程可以是. 【答案】;十五、极坐标与参数方程(一)试题细目表(二)试题解析1.(2018•西城期末·4)已知为曲线:(为参数)上的动点.设为原点,则的最大值是(A)(B)(C)(D)【答案】D2.(2018·海淀期末·2)在极坐标系中,方程表示的圆为【答案】DCy x=±b=1C C C1C1b=22(0)x yλλ-=≠M CθO OM1234Ox2sinρθ=3.(2018·丰台期末·3)在极坐标系中,方程表示的曲线是( ) A .直线 B .圆 C .椭圆 D .双曲线 【答案】B4.(2018·通州区期末·11)在极坐标系中,已知点是以为圆心,为半径的圆上的点,那么点到极点的最大距离是_______.【答案】35.(2018·通州区期末·12)已知点的坐标是,将绕坐标原点顺时针旋转至,那么点的横坐标是_______.【答案】6.(2018·昌平区期末·10)已知曲线的极坐标方程为,以极点为原点,极轴为轴的正半轴,建立平面直角坐标系,那么曲线的直角坐标方程为.【答案】7.(2018·东城区期末·12)在极坐标系中,若点在圆外,则的取值范围为. 【答案】>1十六、解析几何综合题(一)试题细目表Ox sin ρθ=A 1A P OP O OQ Q C θρsin 2=x C 22(1)1x y +-==2cos ρθmm(二)试题解析1.(2018·西城区期末·19)(本小题满分14分)已知椭圆过点,且离心率为.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设直线交于两点.若直线上存在点,使得四边形是平行四边形,求的值.【答案】解:(Ⅰ)由题意得,,所以.[ 2分]因为,[ 3分] 所以,[ 4分] 所以椭圆的方程为.[ 5分](Ⅱ)若四边形是平行四边形,则 ,且 .[ 6分] 所以 直线的方程为,所以 ,.[ 7分]设,.由得, [ 8分]由,得 .且,.[ 9分]所以..[10分](2,0)A C y kx =+C ,M N 3x =P PAMN k 2a =3c =222a b c =+1b =C PAMN //PA MN ||||PA MN =PA (2)y k x =-(3,)P k ||PA 11(,)M x y 22(,)N x y 22(41)8380k x kx +++=0∆>因为 , 所以.整理得 , [12分]解得 ,或 .[13分]经检验均符合,但时不满足是平行四边形,舍去.所以 ,或 .[14分]2. (2018·海淀区期末·18)已知椭圆,点 (Ⅰ)求椭圆的短轴长和离心率;(Ⅱ)过的直线与椭圆相交于两点,设的中点为,判断与的大小,并证明你的结论. 【答案】解:(Ⅰ):,故,,,有,. ……………..3分椭圆的短轴长为,离心率为.……………..5分(Ⅱ)结论是:. ……………..6分设直线:,,,整理得:……………..8分故,……………..10分||||PA MN =421656330k k -+=0∆>PAMN 22:29C x y +=(2,0)P C (1,0)l C ,M N MN T C 29a =3a =C 232b =||||TP TM <l 1x my =+11(,)M x y 22(,)N x y 22(2)280m y my ++-=222(2)32(2)36640m m m ∆=++=+>……………..11分……………..12分故,即点在以为直径的圆内,故 ………..13分3.(2018·丰台区期末·19)在平面直角坐标系中,动点到点的距离和它到直线的距离相等,记点的轨迹为. (Ⅰ)求得方程;(Ⅱ)设点在曲线上,轴上一点(在点右侧)满足.平行于的直线与曲线相切于点,试判断直线是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.【答案】解:(Ⅰ)因为动点到点的距离和它到直线的距离相等, 所以动点的轨迹是以点为焦点,直线为准线的抛物线. 设的方程为,则,即.所以的轨迹方程为.(Ⅱ)设,则,所以直线的斜率为.PM PN ⋅uuu r uuu r 1212(2)(2)x x y y =--+1212(1)(1)my my y y =--+21212(1)()1m y y m y y =+-++0<90MPN ∠>︒P MN ||||TP TM <xOy P ()1,0F 1x =-P C C A C x B F AF FB =AB C D AD P ()1,0F 1x =-P ()1,0F 1x =-C 22y px =2p =C 24y x =AB设与平行,且与抛物线相切的直线为,由得,由得,所以,所以点.当,即时,直线的方程为,整理得,所以直线过点.当,即时,直线的方程为,过点,综上所述,直线过定点.4.(2018·石景山期末·19)已知椭圆离心率等于,、是椭圆上的两点.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)是椭圆上位于直线两侧的动点.当运动时,满足,试问直线的斜率是否为定值?如果为定值,请求出此定值;如果不是定值,请说AB C 2880my y b +-=64480m b ∆=-⋅⋅=2m ≠±AD AD ()1,02m =±AD 1x =()1,0AD ()1,0(2,3)P (2,3)Q -C ,A B PQ ,A B APQ BPQ ∠=∠AB明理由.【答案】解:(Ⅰ)因为,又,所以………2分 设椭圆方程为,代入,得……4分椭圆方程为…………5分(Ⅱ)当时,斜率之和为…………6分 设斜率为,则斜率为…………7分 设方程为,与椭圆联立得代入化简得:,同理,,即直线的斜率为定值. …………14分5.(2018·通州区期末·18)已知椭圆过点,离心率.(Ⅰ)求椭圆的方程; (Ⅱ)已知点,过点作斜率为直线,与椭圆交于,两点,若轴平分,求的值.【答案】解:(Ⅰ)因为椭圆的焦点在轴上,过点,离心率,222a b c =+22224,3a c b c ==(2,3)2224,16,12c a b ===APQ BPQ ∠=∠,PA PB 0PA k PB k -PA 3(2)y k x -=-2222(34)8(32)4(4912)480k x k k x k k ++-++--=(2,3)P AB ()0,1-()1,0l M N x MPN ∠m x ()0,1-所以,……………………2分所以由,得……………………3分所以椭圆的标准方程是……………………4分(Ⅱ)因为过椭圆的右焦点作斜率为直线,所以直线的方程是.联立方程组消去,得显然 设点,,所以,……………………7分因为轴平分,所以. 所以……………………9分 所以所以所以所以所以所以……………………12分所以 因为,所以……………………13分6.(2018·房山区期末·18)已知直线过点,圆:,直线与1b =222a b c =+22.a =C F k l l (1)y k x =-y 0.∆>()22,N x y x MPN ∠MPO NPO ∠=∠0.MP NP k k +=420.k km -+=0k ≠2.m =l )1,0(P C 08622=+-+x y x l圆交于两点.()求直线的方程;()求直线的斜率的取值范围;(Ⅲ)是否存在过点且垂直平分弦的直线?若存在,求直线斜率的值,若不存在,请说明理由.【答案】()设圆,圆心为, 故直线的方程为,即…………………5分()法1:直线的方程为,则由得 由得 故…………………10分法2:直线的方程为,即,圆心为,圆的半径为1则圆心到直线的距离因为直线与有交于两点,故,故(Ⅲ)假设存在直线垂直平分于弦,此时直线过,,则 ,故的斜率,由()可知,不满足条件所以,不存在存在直线垂直于弦。
极坐标与参数方程的互化关系是什么在数学中,极坐标和参数方程是表示平面上点的两种不同的方法。
极坐标系统将点的位置表示为径向距离和角度,而参数方程则使用参数的函数表示来描述点的位置。
这两种表示方法之间存在一种互化关系,可以通过互相转换来得到相同的点的位置。
极坐标转换为参数方程首先,让我们来看看如何将极坐标转换为参数方程。
给定一个以原点为中心的平面上的点,其在极坐标系统中的位置由它的径向距离r和与正x轴之间的角度$\\theta$确定。
假设我们要将这个点的位置表示为参数方程。
我们可以使用以下公式来进行转换:$x = r\\cos(\\theta)$$y = r\\sin(\\theta)$这里,x和y是点的笛卡尔坐标(直角坐标),r是点到原点的距离,$\\theta$是点与正x轴之间的角度。
通过这个公式,我们可以将极坐标$(r,\\theta)$转换为参数方程(x(t),y(t))。
其中,x(t)和y(t)是关于参数t的函数。
参数方程转换为极坐标接下来,我们来看看如何将参数方程转换为极坐标。
给定一个点在参数方程(x(t),y(t))中的表示,我们希望找到它在极坐标系统中的位置。
要将参数方程转换为极坐标,我们需要找到参数t与r和$\\theta$之间的关系。
具体而言,我们需要找到r和$\\theta$作为t的函数。
让我们用x(t)和y(t)来表示点的笛卡尔坐标。
然后,我们可以使用以下公式来进行转换:$r = \\sqrt{x(t)^2 + y(t)^2}$$\\theta = \\arctan\\left(\\frac{y(t)}{x(t)}\\right)$这里,r是点到原点的距离,$\\theta$是点与正x轴之间的角度,x(t)和y(t)是关于参数t的函数。
通过这个公式,我们可以将参数方程(x(t),y(t))转换为极坐标$(r,\\theta)$。
互化关系的应用极坐标和参数方程的互化关系具有广泛的应用。
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第2课时参数方程1.参数方程和普通方程的互化(1)曲线的参数方程和普通方程是曲线方程的不同形式.一般地,可以通过消去参数从参数方程得到普通方程.(2)如果知道变数x,y中的一个与参数t的关系,例如x=f(t),把它代入普通方程,求出另一个变数与参数的关系y=g(t),那么错误!就是曲线的参数方程.2.常见曲线的参数方程和普通方程点的轨迹普通方程参数方程直线y-y=tan α(x-x0)错误!(t为参数)圆x2+y2=r2错误!(θ为参数)椭圆x2a2+错误!=1(a〉b〉0)错误!(φ为参数)抛物线y2=2px (p>0)错误!(t为参数)1.直线l的参数方程为错误!(t为参数),求直线l的斜率.解将直线l的参数方程化为普通方程为y-2=-3(x-1),因此直线l的斜率为-3.2.已知直线l1:错误!(t为参数)与直线l2:错误!(s为参数)垂直,求k的值.解直线l1的方程为y=-k2x+错误!,斜率为-错误!;直线l2的方程为y=-2x+1,斜率为-2。
∵l1与l2垂直,∴(-错误!)×(-2)=-1⇒k=-1.3.已知点P(3,m)在以点F为焦点的抛物线错误!(t为参数)上,求|PF|的值.解将抛物线的参数方程化为普通方程为y2=4x,则焦点F(1,0),准线方程为x=-1,又P (3,m)在抛物线上,由抛物线的定义知|PF|=3-(-1)=4.4.(2016·北京东城区模拟)已知曲线C的极坐标方程是ρ=1,以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x轴的正半轴,建立平面直角坐标系,直线l的参数方程是错误!(t为参数),求直线l与曲线C相交所截的弦长.解曲线C的直角坐标方程为x2+y2=1,直线l的普通方程为3x-4y+3=0。
第十三篇:极坐标与参数方程
一、填空题
1. 【2018北京卷10】在极坐标系中,直线cos sin (0)a a ρθρθ+=>与圆=2cos ρθ相切,
则a =__________.
2.【2018天津卷12】)已知圆22
20x y x +-=的圆心为C
,直线1,
23⎧
=-+⎪⎪⎨
⎪=-⎪⎩
x y (t 为参数)
与该圆相交于A ,B 两点,则ABC △的面积为 .
二、解答题
1.【2018全国一卷22】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 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为2
2cos 30ρρθ+-=.
(1)求2C 的直角坐标方程;
(2)若1C 与2C 有且仅有三个公共点,求1C 的方程.
2.【2018全国二卷22】在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为2cos 4sin x θy θ=⎧⎨=⎩
,
(θ为参数),
直线l 的参数方程为
1cos 2sin x t αy t α
=+⎧⎨
=+⎩,
(t 为参数). (1)求C 和l 的直角坐标方程;
(2)若曲线C 截直线l 所得线段的中点坐标为(1,2),求l 的斜率.
3.【2018全国三卷22】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.
(1)求α的取值范围;
(2)求AB 中点P 的轨迹的参数方程.
4.【2018江苏卷21C 】在极坐标系中,直线l 的方程为π
sin()26
ρθ-=,曲线C 的方程为
4cos ρθ=,求直线l 被曲线C 截得的弦长. 参考答案 一、填空题 1.21+ 2.2
1
二、解答题
1.解: (1)由cos x ρθ=,sin y ρθ=得2C 的直角坐标方程为22(1)4x y ++=.
(2)由(1)知2C 是圆心为(1,0)A -,半径为2的圆.
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 有两个公共点,或2l 与2C 只有一个公共点且1l 与2C 有两
个公共点.
当
1l 与2C 只有一个公共点时,A 到1l 所在直线的距离为22=,故
4
3
k =-或0k =.
经检验,当0k =时,1l 与2C 没有公共点;当4
3
k =-时,1l 与2C 只有一个公共点,2l 与2C 有两个公共点.
当
2l 与2C 只有一个公共点时,A 到2l 所在直线的距离为2,2=,故0
k =或4
3
k =
. 经检验,当0k =时,1l 与2C 没有公共点;当4
3
k =
时,2l 与2C 没有公共点.
综上,所求1C 的方程为4
||23
y x =-
+. 2.解:(1)曲线C 的直角坐标方程为
116
42
2=+y x . 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 =.
(2)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α
αα2
21cos 31)
sin cos 2(4++-
=+t t ,故2cos sin 0αα+=, 于是直线l 的斜率tan 2k α==-.
3.解:(1)O 的直角坐标方程为221x y +=.
当2απ
=
时,l 与O 交于两点. 当2
απ
≠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(,
)44
π3π
. (2)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2
A B
P t t t +=,且A t ,B t
满足2sin 10t α-+=. 于
是s i n
A B t t α+=
,P t α.又点P 的坐标(,)x y 满足
cos ,
sin .P P
x t y t αα=⎧⎪⎨
=⎪⎩ 所以点P
的轨迹的参数方程是2,2x y αα
⎧=⎪⎪⎨
⎪=⎪⎩(α为参数,44απ3π<<). 4.解:因为曲线C 的极坐标方程为=4cos ρθ,
所以曲线C 的圆心为(2,0),直径为4的圆.
因为直线l 的极坐标方程为π
sin()26ρθ-=,
则直线l 过A (4,0),倾斜角为
π6
, 所以A 为直线l 与圆C 的一个交点. 设另一个交点为B ,则∠OAB =
π6
. 连结OB ,因为OA 为直径,从而∠OBA =π2
,
所以π
4cos
6
AB == 因此,直线l 被曲线C
截得的弦长为.。