2016新课标三维人教B版数学选修4-4 模块综合检测
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模块综合检测[对应阶段质量检测(三)P49](时间90分钟,满分120分)一、选择题(本大题共10个小题,每小题5分,共50分)1.若直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =1+3t ,y =2-4t (t 为参数),则直线l 的倾斜角的余弦值为( )A .-45 B .-35 C.35D.45解析:选B 由l 的参数方程可得l 的普通方程为4x +3y -10=0,设l 的倾斜角为θ,则tan θ=-43.由1cos 2θ=sin 2θ+cos 2θcos 2θ=tan 2θ+1,得cos 2θ=925.又π2<θ<π,∴cos θ=-35.2.柱坐标⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π3,1对应的点的直角坐标是( )A .(3,-1,1)B .(3,1,1)C .(1,3,1)D .(-1,3,1)解析:选C由直角坐标与柱坐标之间的变换公式⎩⎨⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ,z =z ,可得⎩⎨⎧x =1,y =3,z =1.3.在极坐标系中,点A 的极坐标是(1,π),点P 是曲线C :ρ=2sin θ上的动点,则|P A |的最小值是( )A .0 B. 2 C.2+1D.2-1解析:选D A 的直角坐标为(-1,0),曲线C 的直角坐标方程为x 2+y 2=2y ,即x 2+(y -1)2=1,|AC |=2,则|P A |min =2-1.4.直线⎩⎨⎧x =sin θ+t sin 15°,y =cos θ-t sin 75°(t 为参数,θ是常数)的倾斜角是( ) A .105° B .75° C .15°D .165°解析:选A 参数方程⎩⎨⎧x =sin θ+t sin 15°,y =cos θ-t sin 75° ⇒⎩⎨⎧x =sin θ+t cos 75°,y =cos θ-t sin 75°.消去参数t ,得y -cos θ=-tan 75°(x -sin θ), ∴k =-tan 75°=tan(180°-75°)=tan 105°. 故直线的倾斜角是105°.5.(安徽高考)在极坐标系中,圆ρ=2cos θ的垂直于极轴的两条切线方程分别为( )A .θ=0(ρ∈R )和ρcos θ=2B .θ=π2(ρ∈R )和ρcos θ=2 C .θ=π2(ρ∈R )和ρcos θ=1 D .θ=0(ρ∈R ) 和ρcos θ=1解析:选B 由ρ=2cos θ,可得圆的直角坐标方程为(x -1)2+y 2=1,所以垂直于x 轴的两条切线方程分别为x =0和x =2,即所求垂直于极轴的两条切线方程分别为θ=π2(ρ∈R )和ρcos θ=2,故选B.6.(安徽高考)以平面直角坐标系的原点为极点,x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,两种坐标系中取相同的长度单位.已知直线l 的参数方程是⎩⎨⎧x =t +1,y =t -3(t 为参数),圆C 的极坐标方程是ρ=4cos θ,则直线l 被圆C 截得的弦长为( )A.14 B .214 C. 2D .2 2解析:选D 由题意得,直线l 的普通方程为y =x -4,圆C 的直角坐标方程为(x -2)2+y 2=4,圆心到直线l 的距离d =|2-0-4|2=2,直线l 被圆C 截得的弦长为222-(2)2=2 2.7.已知点P 的极坐标为(π,π),过点P 且垂直于极轴的直线的极坐标方程为( )A .ρ=πB .ρ=cos θC .ρ=πcos θD .ρ=-πcos θ解析:选D 设M (ρ,θ)为所求直线上任意一点,由图形知OM cos ∠POM =π, ∴ρcos (π-θ)=π. ∴ρ=-πcos θ.8.已知直线l :⎩⎨⎧ x =2+t ,y =-2-t (t 为参数)与圆C :⎩⎨⎧x =2cos θ+1,y =2sin θ(0≤θ≤2π),则直线l 的倾斜角及圆心C 的直角坐标分别是( )A.π4,(-1,0) B.π4,(-1,0) C.3π4,(1,0)D.3π4,(-1,0)解析:选C 因为直线l 的普通方程为y =-x ,所以其斜率是-1,倾斜角是3π4.将圆的参数方程化为普通方程得(x -1)2+y 2=4,所以圆心C 的直角坐标是(1,0),故选C.9.在极坐标系中,若过点A (3,0)且与极轴垂直的直线交曲线ρ=4cos θ于A ,B 两点,则|AB |=( )A .2 3 B. 3 C .2D .1解析:选A 曲线ρ=4cos θ可转化为(x -2)2+y 2=4,则圆心(2,0)到直线x =3的距离是1,所以|AB |=24-1=2 3.10.在极坐标系中,由三条直线θ=0,θ=π3,ρcos θ+ρsin θ=1围成的图形的面积为( )A.14B.3-34C.2-34D.13解析:选B 三条直线的直角坐标方程依次为y =0,y =3x ,x +y =1,如图.围成的图形为△OPQ ,可得S △OPQ =12|OQ |·|y P |=12×1×33+1=3-34.二、填空题(本大题有4小题,每小题5分,共20分)11.(北京高考)在极坐标系中,点⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π6到直线ρsin θ=2的距离等于________.解析:由题意知,点⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π6的直角坐标是(3,1),直线ρsin θ=2的直角坐标方程是y =2,所以所求的点到直线的距离为1.答案:112.(湖北高考)已知曲线C 1的参数方程是⎩⎨⎧x =t ,y =3t 3(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 2的极坐标方程是ρ=2.则C 1与C 2交点的直角坐标为________.解析:由题意,得⎩⎨⎧x =t y =3t 3⇒x 2=3y 2(x ≥0,y ≥0),曲线C 2的普通方程为x 2+y 2=4,联立⎩⎨⎧ x 2+y 2=4x 2=3y 2,得⎩⎨⎧x =3,y =1,即C 1与C 2的交点坐标为(3,1). 答案:(3,1)13.(重庆高考)已知直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =2+t ,y =3+t(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 的极坐标方程为ρsin 2θ-4cos θ=0(ρ≥0,0≤θ<2π),则直线l 与曲线C 的公共点的极径ρ=________.解析:依题意,直线l 与曲线C 的直角坐标方程分别是x -y +1=0,y 2=4x .由⎩⎨⎧x -y +1=0,y 2=4x 得x 2-2x +1=0,解得x =1,则y =2,因此直线l 与曲线C 的公共点的直角坐标是(1,2),该点与原点的距离为12+22=5,即直线l 与曲线C 的公共点的极径ρ= 5.答案: 514.(广东高考)在极坐标系中,曲线C 1 与C 2 的方程分别为 2ρcos 2θ=sin θ与 ρcos 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,则曲线C 1 与C 2交点的直角坐标为________.解析:由2ρcos 2θ=sin θ⇒2ρ2cos 2θ=ρsin θ⇒2x 2=y ,又由ρcos θ=1⇒x =1,由⎩⎨⎧ 2x 2=y ,x =1⇒⎩⎨⎧x =1,y =2,故曲线C 1与C 2交点的直角坐标为(1,2).答案:(1,2)三、解答题(本大题共有4小题,共50分)15.(本小题满分12分)在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎨⎧x =2cos α,y =2+2sin α,0≤α≤2π,M 是C 1上的动点,P 点满足OP ―→=2OM ―→,P 点的轨迹为曲线C 2.(1)求C 2的方程;(2)在以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线θ=π3与C 1的异于极点的交点为A ,与C 2的异于极点的交点为B ,求|AB |.解:(1)设P (x ,y ),则由条件知M ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2,y 2.因为M 点在C 1上,所以⎩⎪⎨⎪⎧x2=2cos α,y 2=2+2sin α,即⎩⎨⎧x =4cos α,y =4+4sin α.从而C 2的参数方程为 ⎩⎨⎧x =4cos α,y =4+4sin α.(α为参数) (2)曲线C 1的极坐标方程为ρ=4sin θ,曲线C 2的极坐标方程为ρ1=8sin θ. 射线θ=π3与C 1的交点A 的极径为ρ1=4sin π3, 射线θ=π3与C 2的交点B 的极径为ρ2=8sin π3. 所以|AB |=|ρ2-ρ1|=2 3.16.(本小题满分12分)(新课标卷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,半圆C 的极坐标方程为ρ=2cos θ,θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2.(1)求C 的参数方程;(2)设点D 在C 上,C 在D 处的切线与直线l :y =3x +2垂直,根据(1)中你得到的参数方程,确定D 的坐标.解:(1)C 的普通方程为(x -1)2+y 2=1(0≤y ≤1).可得C 的参数方程为⎩⎨⎧x =1+cos t ,y =sin t (t 为参数,0≤t ≤π).(2)设D (1+cos t ,sin t ).由(1)知C 是以G (1,0)为圆心,1为半径的上半圆.因为C 在点D 处的切线与l 垂直,所以直线GD 与l 的斜率相同,tan t =3,t =π3.故D 的直角坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1+cos π3,sin π3,即⎝ ⎛⎭⎪⎫32,32. 17.(本小题满分12分)(新课标卷Ⅰ)已知曲线C :x 24+y 29=1,直线l :⎩⎨⎧x =2+t ,y =2-2t (t 为参数). (1)写出曲线C 的参数方程,直线l 的普通方程;(2)过曲线C 上任意一点P 作与l 夹角为30°的直线,交l 于点A ,求|P A |的最大值与最小值.解:(1)曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =2cos θ,y =3sin θ(θ为参数).直线l 的普通方程为2x +y -6=0.(2)曲线C 上任意一点P (2cos θ,3sin θ)到l 的距离为d =55|4cos θ+3sin θ-6|.则|P A |=d sin 30°=255|5sin(θ+α)-6|, 其中α为锐角,且tan α=43.当sin(θ+α)=-1时,|P A |取得最大值,最大值为2255. 当sin(θ+α)=1时,|P A |取得最小值,最小值为255.18.(本小题满分14分)(辽宁高考)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C 的参数方程;(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C 上点(x ,y ),依题意,得⎩⎨⎧x =x 1,y =2y 1.由x 21+y 21=1得x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y 22=1,即曲线C 的方程为x 2+y 24=1.故C 的参数方程为⎩⎨⎧x =cos t ,y =2sin t (t 为参数).(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.。