高三数学参数方程与极坐标复习
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坐标系与参数方程一、考试大纲解析:1•坐标系(1) 理解坐标系的作用;(2) 了解平面坐标系伸缩变换作用下图形的变化情况;(3) 能在坐标系中用极坐标表示点的位置,理解在极坐标和平面之间坐标系表示点的位 置的区别,能进行极坐标和直角坐标的互化;(4) 能在极坐标系中给出简单图形的方程,通过比较这些图形在极坐标和直角坐标系中 的方程,理解用方程表示平面图形时选择适当坐标系的意义; 2•参数方程(1) 了解参数方程和参数方程的意义;(2) 能选择适当的参数写出直线、圆、圆锥曲线的参数方程; (3) 能用参数方程解决一些数学问题和实际的运用;极坐标和参数方程是新课标考纲里的选考内容之一, 在每年的高考试卷中,极坐标和参数方程都是放在选作题的一题中来考查。
由于极坐标是新添的内容,考纲要求比较简单,所以在考试中一般不会有很难的题目。
三、知识点回顾坐标系的作用下,点P (x, y )对应到点P (X , y ),称「为平面直角坐标系中的坐标伸缩.变换,简称伸缩变换?2.极坐标系的概念: 在平面内取一个定点 0,叫做极点;自极点0引一条射线Ox 叫做极 轴;再选定一个长度单位、 一个角度单位(通常取弧度)及其正方向(通常取逆时针方向),这 样就建立了一个极坐标系。
3•点M 的极坐标:设M 是平面内一点,极点 0与点M 的距离|0M |叫做点M 的极径, 记为「;以极轴Ox 为始边,射线 0M 为终边的• xOM 叫做点M 的极角,记为二。
有序 数对(OR 叫做点M 的极坐标,记为M (几旳.极坐标(几力与(亍门,2k 二)(k ・Z )表示同一个点。
极点 0的坐标为(0门)(” R ).4.若?::: 0,则- ?0,规定点(-匚力与点(:「)关于极点对称,即(-6力与(匚二 二)表示同一点。
如果规定「7,0 V 2二,那么除极点外,平面内的点可用唯一的极坐标 (「门)表示;、题型分布:1 .伸缩变换:设点P (x, y )是平面直角坐标系中的任意一点, 在变换申:丿X 「X, ( ■0),同时,极坐标(入“表示的点也是唯一确定的。
第22题 极坐标与参数方程基础知识 1.平面直角坐标系中的坐标伸缩变换设点P (x ,y )是平面直角坐标系中的任意一点,在变换φ:⎩⎪⎨⎪⎧x ′=λ,y ′=μ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.极坐标系的概念(1)极坐标系:如图所示,在平面内取一个定点O ,叫做极点;自极点O 引一条射线Ox ,叫做极轴;再选定一个长度单位、一个角度单位(通常取弧度)及其正方向(通常取逆时针方向),这样就建立了一个极坐标系.(2)极坐标:设M 是平面内一点,极点O 与点M 的距离叫做点M 的极径,记为|OM |;以极轴Ox 为始边,射线OM 为终边的角ρ叫做点M 的极角,记为xOM .有序数对(ρ,θ)叫做点M 的极坐标,记为M (ρ,θ).一般地,不作特殊说明时,我们认为ρ≥0,θ可取任意实数.(3)点与极坐标的关系:一般地,极坐标(ρ,θ)与(ρ,θ+2k π)(k ∈Z )表示同一个点.特别地,极点O 的坐标为(0,θ)(θ∈R ).和直角坐标不同,平面内一个点的极坐标有无数种表示.如果规定ρ>0,0≤θ<2π,那么除极点外,平面内的点可用唯一的极坐标(ρ,θ)表示;同时,极坐标(ρ,θ)表示的点也是唯一确定的. 3.极坐标和直角坐标的互化(1)互化背景:把直角坐标系的原点作为极点,x 轴的正半轴作为极轴,并在两种坐标系中取相同的长度单位.(2)互化公式:如图所示,设M 是平面内任意一点,它的直角坐标是(x ,y ),极坐标是(ρ,θ)(ρ≥0),于是极坐标与直角坐标的互化公式如下表:5.参数方程的概念一般地,在平面直角坐标系中,如果曲线上任一点的坐标x ,y 都是某个变数t 的函数⎩⎪⎨⎪⎧x =f t ,y =g t ,并且对于t 的每一个允许值,由方程组所确定的点M (x ,y )都在这条曲线上,那么方程就叫做这条曲线的参数方程,联系变数x ,y 的变数t 叫做参变数,简称参数.相对于参数方程而言,直接给出点的坐标间关系的方程叫做普通方程. 2.几种常见曲线的参数方程(1)直线:经过点P 0(x 0,y 0),倾斜角为α的直线的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos α,y =y 0+t sin α(t 为参数).(2)圆:以O ′(a ,b )为圆心,r 为半径的圆的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =a +r cos α,y =b +r sin α,其中α是参数.当圆心在(0,0)时,方程⎩⎪⎨⎪⎧x =r cos α,y =r sin α.(3)椭圆:中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆的参数方程有以下两种情况: 椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos φ,y =b sin φ,其中φ是参数.椭圆x 2b 2+y 2a 2=1(a >b >0)的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =b cos φ,y =a sin φ,其中φ是参数.(4)抛物线:抛物线y 2=2px (p >0)的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =2pt 2,y =2pt .(t 为参数).考点题型精讲及方法引导 考点题型一 利用参数方程求距离问题例1.在直角坐标系xOy 中,以原点为极点,以x 轴正半轴为极轴,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 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θ,y =sin θ(θ为参数),直线l 的极坐标方程为ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=2 2. (1)写出曲线C 的普通方程和直线l 的直角坐标方程;(2)求曲线C 上的点到直线l 的最大距离,并求出这个点的坐标.解:(1)曲线C 的方程可化为⎩⎪⎨⎪⎧x 3=cos θ,y =sin θ(θ为参数),通过先平方再求和得,x 23+y 2=1.直线l 的极坐标方程展开得,ρcos θ+ρsin θ=4,∴直线l 的直角坐标方程为x +y -4=0. (2)设与直线l 平行的直线l ′的方程为x +y +m =0,联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x 2+3y 2-3=0,x +y +m =0,消元得4y 2+2my +m 2-3=0,令4m 2-4×4(m 2-3)=0,得m =2或m =-2, 当m =2时曲线C 上的点到直线l 的距离最大,此时,直线l ′与曲线C 的切点为⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,-12.而直线l 与直线l ′的距离为|2--4|2=3 2.∴曲线C 上的点到直线l 的最大距离为32,这个点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,-12.例2.(2015·陕西卷)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).以原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,⊙C 的极坐标方程为ρ=23sinθ. (1)写出⊙C 的直角坐标方程; (2)P 为直线l 上一动点,当P 到圆心C 的距离最小时,求P 的直角坐标.解:(1)由ρ=23sin θ,得ρ2=23ρsin θ,从而有x 2+y 2=23y ,所以x 2+(y -3)2=3. (2)设P ⎝⎛⎭⎪⎫3+12t ,32t ,又C (0,3),则|PC |=⎝ ⎛⎭⎪⎫3+12t 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫32t -32=t 2+12,故当t =0时,|PC |取得最小值.此时,点P 的直角坐标为(3,0). 针对训练1.(2014·新课标全国卷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|PA |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|PA |=dsin 30°=255|5sin(θ+α)-6|,其中α为锐角,且tan α=43.当sin(θ+α)=-1时,|PA |取得最大值,最大值为2255.当sin(θ+α)=1时,|PA |取得最小值,最小值为255.2.(2016·贵阳模拟)以直角坐标系的原点为极点,x 轴非负半轴为极轴建立极坐标系,在两种坐标系中取相同的单位长度,已知直线l 的方程为ρcos θ-ρsin θ-1=0(ρ>0),曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos α,y =2+2sin α(α为参数),点M 是曲线C 上的一动点.(1)求线段OM的中点P 的轨迹方程;(2)求曲线C 上的点到直线l 的距离的最小值. 解:(1)设中点P 的坐标为(x ,y ),依据中点公式有⎩⎪⎨⎪⎧x =cos α,y =1+sin α(α为参数).这是点P 轨迹的参数方程,消参得点P 的普通方程为x 2+(y -1)2=1. (2)直线l 的直角坐标方程为x -y -1=0,曲线C 的普通方程为x 2+(y -2)2=4,表示以(0,2)为圆心,以2为半径的圆,故所求最小值为圆心(0,2)到直线l 的距离减去半径,设所求最小距离为d ,则d =|-1×2-1|1+1-2=322-2.因此曲线C 上的点到直线l 的距离的最小值为322-2.3.(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).考点题型二 利用直线参数方程求与线段有关问题例1.在直角坐标系中,以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线C :ρsin 2θ=2a cos θ(a >0),过点P (-2,-4)的直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+22t ,y =-4+22t (t 为参数)与曲线C 相交于M ,N 两点.(1)求曲线C 的直角坐标方程和直线l 的普通方程;(2)若|PM |,|MN |,|PN |成等比数列,求实数a 的值.解:(1)把⎩⎪⎨⎪⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ代入ρsin 2θ=2a cos θ,得y 2=2ax (a >0).⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+22t ,y =-4+22t(t 为参数),消去t 得x -y -2=0,∴曲线C 的直角坐标方程和直线l 的普通方程分别为y 2=2ax (a >0),x -y -2=0.(2)将⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+22t ,y =-4+22t (t 为参数)代入y 2=2ax ,整理得t 2-22(4+a )t +8(4+a )=0.设t 1,t 2是该方程的两根,则t 1+t 2=22(4+a ),t 1·t 2=8(4+a ),∵|MN |2=|PM |·|PN |,∴(t 1-t 2)2=(t 1+t 2)2-4t 1·t 2=t 1·t 2, ∴8(4+a )2-4×8(4+a )=8(4+a ),∴a =1(负值舍去).例2.(2015·湖南卷)已知直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =5+32t ,y =3+12t(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ρ=2cos θ. (1)将曲线C 的极坐标方程化为直角坐标方程; (2)设点M 的直角坐标为(5,3),直线l 与曲线C 的交点为A ,B ,求|MA |·|MB |的值.解:(1)ρ=2cos θ等价于 ρ2=2ρcos θ.① 将ρ2=x 2+y 2,ρcos θ=x 代入①即得曲线C 的直角坐标方程为x 2+y 2-2x =0.②(2)将⎩⎪⎨⎪⎧x =5+32t ,y =3+12t代入②,得t 2+53t +18=0. 设这个方程的两个实根分别为t 1,t 2,则由参数t 的几何意义即知,|MA |·|MB |=|t 1t 2|=18.针对训练1.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+12t )2+32t 24=1,即7t 2+16t =0,解得t 1=0,t 2=-167.所以AB =|t 1-t 2|=167.2.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.(1)写出直线l 的参数方程和曲线C 的标准方程;(2)设直线l 与曲线C 相交于A ,B 两点,求|PA |·|PB |的值.解析:(1)消去参数θ得曲线C 的普通方程:(x -1)2+(y -2)2=16,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =3+t cos π3,y =5+t sin π3,t 为参数,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. 3.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=1255.4.倾斜角为α的直线l 过点P (8,2),直线l 和曲线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =42cos θ,y =2sin θ(θ为参数)交于不同的两点M 1,M 2.(1)将曲线C 的参数方程化为普通方程,并写出直线l 的参数方程;(2)求|PM 1|·|PM 2|的取值范围. 解:(1)曲线C 的普通方程为x 232+y 24=1,直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =8+t cos α,y =2+t sin α(t 为参数).(2)将l 的参数方程代入曲线C 的方程得:(8+t cos α)2+8(2+t sin α)2=32,整理得(8sin 2α+cos 2α)t 2+(16cos α+32sin α)t +64=0, 由Δ=(16cos α+32sin α)2-4×64(8sin 2α+cos 2α)>0,得cos α>sin α,故α∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π4,∴|PM 1||PM 2|=|t 1t 2|=641+7sin 2 α∈⎝ ⎛⎦⎥⎤1289,645.(2016·郑州模拟)已知曲线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+cos t ,y =1+sin t(t 为参数),C 2:⎩⎪⎨⎪⎧x =4cos θ,y =3sin θ(θ为参数).(1)化C 1,C 2的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线;(2)过曲线C 2的左顶点且倾斜角为π4的直线l 交曲线C 1于A ,B 两点,求|AB |.解:(1)C 1:(x +2)2+(y -1)2=1,C 2:x 216+y 29=1.曲线C 1为圆心是(-2,1),半径是1的圆.曲线C 2为中心是坐标原点,焦点在x 轴上,长轴长是8,短轴长是6的椭圆.(2)曲线C 2的左顶点为(-4,0),则直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-4+22s ,y =22s(s 为参数),将其代入曲线C 1整理可得:s 2-32s +4=0,设A ,B 对应参数分别为s 1,s 2,则s 1+s 2=32,s 1s 2=4.所以|AB |=|s 1-s 2|=s 1+s 22-4s 1s 2= 2.6.(2014·昆明模拟)在直角坐标系xOy 中,l 是过定点P (4,2)且倾斜角为α的直线,在极坐标系(以坐标原点O 为极点,以x 轴非负半轴为极轴,取相同单位长度)中,曲线C 的极坐标方程为ρ=4cos θ.(1)写出直线l 的参数方程,并将曲线C 的方程化为直角坐标方程;(2)若曲线C 与直线l 相交于不同的两点M 、N ,求|PM |+|PN |的取值范围. 解:(1)直线l 的参数方程:⎩⎪⎨⎪⎧x =4+t cos α,y =2+t sin α(t 为参数).∵ρ=4cos θ,∴ρ2=4ρcos θ,∴曲线C 的直角坐标方程为x 2+y 2=4x . (2)直线l 的参数方程:⎩⎪⎨⎪⎧x =4+t cos α,y =2+t sin α(t 为参数),代入x 2+y 2=4x ,得t 2+4(sin α+cos α)t +4=0,⎩⎪⎨⎪⎧Δ=16sin α+cos α2-16>0,t 1+t 2=-4sin α+cos α,t 1t 2=4,∴sin α·cos α>0,又0≤α<π,∴α∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,且t 1<0,t 2<0. ∴|PM |+|PN |=|t 1|+|t 2|=|t 1+t 2|=4(sin α+cos α)=42sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4,由α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,得α+π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,3π4,∴22<sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4≤1,故|PM |+|PN |的取值范围是(4,4 2 ].7.(2014·沈阳模拟)已知曲线C 1的极坐标方程为ρ2cos 2θ=8,曲线C 2的极坐标方程为θ=π6,曲线C 1、C 2相交于A 、B 两点.(1)求A 、B 两点的极坐标;(2)曲线C 1与直线⎩⎪⎨⎪⎧x =1+32t ,y =12t(t 为参数)分别相交于M 、N 两点,求线段MN 的长度.解:(1)由⎩⎨⎧ρ2cos 2θ=8,θ=π6得:ρ2cos π3=8,所以ρ2=16,即ρ=±4.所以A 、B 两点的极坐标为:A ⎝ ⎛⎭⎪⎫4,π6,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-4,π6或B ⎝⎛⎭⎪⎫4,7π6. (2)由曲线C 1的极坐标方程得其直角坐标方程为x 2-y 2=8,将直线⎩⎪⎨⎪⎧x =1+32t ,y =12t代入x 2-y 2=8,整理得t 2+23t -14=0,所以|MN |=232-4×-141=217.考点题型三 利用极坐标或参数方程求参数值例1.(2014·福建高考)已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a -2t ,y =-4t (t 为参数),圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =4cos θ,y =4sin θ(θ为参数).(1)求直线l 和圆C 的普通方程;(2)若直线l 与圆C 有公共点,求实数a 的取值范围.解析 (1)直线l 的普通方程为2x -y -2a =0,圆C 的普通方程为x 2+y 2=16.(2)因为直线l 与圆C 有公共点,故圆C 的圆心到直线l 的距离d =|-2a |5≤4,解得-25≤a ≤2 5.针对训练1.(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 ty =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.考点题型四 直线与曲线位置关系问题例1.(2013·福建高考)在平面直角坐标系中,以坐标原点为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系.已知点A 的极坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π4,直线l 的极坐标方程为ρcos⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=a ,且点A 在直线l 上.(1)求a 的值及直线l 的直角坐标方程;(2)圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos α,y =sin α(α为参数),试判断直线l 与圆C 的位置关系.解:(1)由点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π4在直线ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=a 上,可得a = 2.所以直线l 的方程可化为ρcosθ+ρsin θ=2,从而直线l 的直角坐标方程为x +y -2=0.(2)由已知得圆C 的直角坐标方程为(x -1)2+y 2=1,所以圆C 的圆心为(1,0),半径r =1, 因为圆心C 到直线l 的距离d =12=22<1,所以直线l 与圆C 相交.例 2.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:(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 =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:x -y +1=0. (2)由(1)知圆O 与直线l 的直角坐标方程,将两方程联立得⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-x -y =0,x -y +1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =1,即圆O 与直线l 在直角坐标系下的公共点为(0,1),将(0,1)转化为极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫1,π2,即为所求.针对训练考点题型五 转化为普通方程求解类型题目例1.(2015·重庆卷)已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-1+t ,y =1+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ρ2cos 2θ=4⎝⎛ ρ>0,3π4<θ<⎭⎪⎫5π4,则直线l 与曲线C 的交点的极坐标为________. 答案:(2,π) 解析:直线l 的普通方程为y =x +2,曲线C 的直角坐标方程为x 2-y 2=4(x ≤-2),故直线l 与曲线C 的交点为(-2,0),对应极坐标为(2,π).例2.(2015·湖北卷)在直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知直线l 的极坐标方程为ρ(sin θ-3cos θ)=0,曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =t -1t,y =t +1t(t 为参数),l 与C 相交于A ,B 两点,则|AB |=________.答案:25解析:直线l 的直角坐标方程为y -3x =0,曲线C 的普通方程为y 2-x 2=4. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =3x ,y 2-x 2=4,得x 2=12,即x =±22,则|AB |=1+k 2AB |x A -x B |=2 5. 针对训练1.(2014·新课标全国卷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,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⎝ ⎛⎭⎪⎫32,32.2.(2013·新课标全国卷Ⅰ)已知曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =4+5cos t ,y =5+5sin 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 2的极坐标方程为ρ=2sin θ.(1)把C 1的参数方程化为极坐标方程;(2)求C 1与C 2交点的极坐标(ρ≥0,0≤θ<2π). 解:(1)将⎩⎪⎨⎪⎧x =4+5cos t ,y =5+5sin t 消去参数t ,化为普通方程(x -4)2+(y -5)2=25,即C 1:x 2+y 2-8x -10y +16=0.将⎩⎪⎨⎪⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ代入x 2+y 2-8x -10y +16=0,得ρ2-8ρcosθ-10ρsin θ+16=0.所以C 1的极坐标方程为ρ2-8ρcos θ-10ρsin θ+16=0. (2)C 2的普通方程为x 2+y 2-2y =0.由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-8x -10y +16=0,x 2+y 2-2y =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1或⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =2.所以C 1与C 2交点的极坐标分别为⎝⎛⎭⎪⎫2,π4,⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π2. 3.(2014·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.解析:(1)设(x 1,y 1)为圆上的点,在已知变换下变为曲线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.4.(2017·湖北八校联考)已知曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =6cos θ,y =4sin θ(θ为参数),在同一平面直角坐标系中,将曲线C 上的点按坐标变换⎩⎨⎧x ′=13x ,y ′=14y得到曲线C ′.(1)求曲线C ′的普通方程;(2)若点A 在曲线C ′上,点D (1,3).当点A 在曲线C ′上运动时,求AD 中点P 的轨迹方程.解:(1)将⎩⎪⎨⎪⎧x =6cos θ,y =4sin θ,代入⎩⎨⎧x ′=13x ,y ′=14y ,得曲线C ′的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ′=2cos θ,y ′=sin θ,∴曲线C ′的普通方程为x 24+y 2=1.(2)设点P (x ,y ),A (x 0,y 0),又D (1,3),且AD 的中点为P ,∴⎩⎪⎨⎪⎧x 0=2x -1,y 0=2y -3又点A 在曲线C ′上,∴代入C ′的普通方程x 24+y 2=1,得(2x -1)2+4(2y -3)2=4,∴动点P 的轨迹方程为(2x -1)2+4(2y -3)2=4.考点题型七 其他类型题目例1.(2017·贵州适应性考试)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=4cos θ,θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2.(1)求C 的参数方程;(2)若半圆C 与圆D :(x -5)2+(y -3)2=m (m 是常数,m >0)相切,试求切点的直角坐标.解:(1)C 的普通方程为(x -2)2+y 2=4(0≤y ≤2),则C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2+2cos t ,y =2sin t(t为参数,0≤t ≤π).(2)C ,D 的圆心坐标分别为(2,0),(5,3),于是直线CD 的斜率k =3-05-2=33. 由于切点必在两个圆心的连线上,故切点对应的参数t 满足tan t =33,t =π6,所以,切点的直角坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2+2cos π6,2sin π6,即(2+3,1).针对训练。
极坐标与参数方程知识点总结大全一、极坐标系统极坐标系统是一种用来表示平面上点的坐标系统,它与直角坐标系统相互转化。
在极坐标系统中,一个点的位置由径向和角度两个量来确定。
常用的表示方式为(r, θ),其中r表示点到原点的距离,称为极径,而θ表示与参考轴(通常为正X 轴)的夹角,称为极角。
极坐标系统与直角坐标系统之间可以通过如下的转换关系相互转化:•直角坐标→ 极坐标:x = r * cos(θ),y = r * sin(θ)•极坐标→ 直角坐标:r = sqrt(x^2 + y^2),θ = arctan(y/x)极坐标系统适用于描述旋转对称性的图形,例如圆、花朵等。
二、参数方程参数方程是一种用参数表示函数的方式。
在参数方程中,自变量和因变量都可以是参数。
一般来说,参数方程是将自变量和因变量都用参数表示的方程组。
以平面上的曲线为例,如果将曲线上的点的坐标分别用参数t表示,则曲线上的点的坐标可以表示为(x(t), y(t))。
这种表示方式称为参数方程。
参数方程在描述含有符号导数的曲线段以及曲线段的方向时非常有用。
参数方程可以将复杂的图形分解成多个简单的函数,从而方便进行图形的分析和计算。
它在计算机图形学、物理学、工程学等领域有广泛的应用。
三、极坐标与参数方程的关系极坐标与参数方程之间存在着密切的关系。
可以通过参数方程来描述极坐标系中的曲线。
一个常见的例子是圆的极坐标方程和参数方程的表示。
以圆的极坐标方程为例,极坐标方程为r = a,其中a为圆的半径。
使用参数方程表示时,可以将极坐标方程转化为参数方程x = a * cos(θ),y = a * sin(θ)。
同样地,通过参数方程也可以得到一些特殊的极坐标曲线,例如r = a *cos(θ)可以表示一条心形曲线。
四、极坐标曲线的绘制在计算机图形学中,可以通过极坐标方程或参数方程来绘制各种各样的曲线。
对于一个极坐标曲线,可以选择一系列的角度值,然后根据极坐标方程或参数方程计算出相应的极径或坐标点,再将这些点连接起来就可以绘制出曲线。
极坐标与参数方程一、参数方程1.参数方程的概念一般地,在平面直角坐标系中,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(即曲线上的点在方程上,方程的解都在曲线上),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.相对于参数方程而言,直接给出点的坐标间关系的方程叫做普通方程.2.参数方程和普通方程的互化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而从参数方程得到普通方程.练习1.若直线的参数方程为,则直线的斜率为( )12()23x tt y t=+⎧⎨=-⎩为参数A .B .C .D .2323-3232-2.下列在曲线上的点是( )sin 2()cos sin x y θθθθ=⎧⎨=+⎩为参数A .B .C .D .1(,231(,)42-3.将参数方程化为普通方程为( )222sin ()sin x y θθθ⎧=+⎪⎨=⎪⎩为参数A .B .C .D .2y x =-2y x =+2(23)y x x =-≤≤2(01)y x y =+≤≤注:普通方程化为参数方程,参数方程的形式不一定唯一(由上面练习(1、3可知))。
应用参数方程解轨迹问题,关键在于适当地设参数,如果选用的参数不同,那么所求得的曲线的参数方程的形式也不同。
3.圆的参数方程如图所示,设圆的半径为,点从初始位置出发,按逆时针方向在圆上作匀速圆周运动,设,则。
这就是圆心在原点,半径为的圆的参数方程,其中的几何意义是转过的角度(称为旋转角)。
圆心为,半径为的圆的普通方程是,它的参数方程为:。
4.椭圆的参数方程以坐标原点为中心,焦点在轴上的椭圆的标准方程为其参数方程为,其中参数称为离心角;焦点在轴上的椭圆的标准方程是其参数方程为其中参数仍为离心角,通常规定参数的范围为∈[0,2)。
教学内容【知识结构】知识点一:极坐标1.极坐标系平面内的一条规定有单位长度的射线,为极点,为极轴,选定一个长度单位和角的正方向(通常取逆时针方向),这就构成了极坐标系。
2.极坐标系内一点的极坐标平面上一点到极点的距离称为极径,与轴的夹角称为极角,有序实数对就叫做点的极坐标。
3. 极坐标与直角坐标的互化当极坐标系与直角坐标系在特定条件下(①极点与原点重合;②极轴与轴正半轴重合;③长度单位相同),平面上一个点的极坐标和直角坐标有如下关系:直角坐标化极坐标:;极坐标化直角坐标:.此即在两个坐标系下,同一个点的两种坐标间的互化关系.知识点三:参数方程1. 概念:一般地,在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标都是某个变数的函数:,并且对于的每一个允许值,方程所确定的点都在这条曲线上,那么方程就叫做这条曲线的参数方程,联系间的关系的变数叫做参变数(简称参数).相对于参数方程来说,前面学过的直接给出曲线上点的坐标关系的方程,叫做曲线的普通方程。
知识点四:常见曲线的参数方程1.直线的参数方程(1)经过定点,倾斜角为的直线的参数方程为:(为参数);其中参数的几何意义:,有,即表示直线上任一点M到定点的距离。
(当在上方时,,在下方时,)。
(2)过定点,且其斜率为的直线的参数方程为:(为参数,为为常数,);其中的几何意义为:若是直线上一点,则。
2.圆的参数方程(1)已知圆心为,半径为的圆的参数方程为:(是参数,);特别地当圆心在原点时,其参数方程为(是参数)。
(2)参数的几何意义为:由轴的正方向到连接圆心和圆上任意一点的半径所成的角。
(3)圆的标准方程明确地指出圆心和半径,圆的一般方程突出方程形式上的特点,圆的参数方程则直接指出圆上点的横、纵坐标的特点。
3. 椭圆的参数方程(1)椭圆()的参数方程(为参数)。
(2)参数的几何意义是椭圆上某一点的离心角。
如图中,点对应的角为(过作轴,交大圆即以为直径的圆于),切不可认为是。
(完整版)极坐标与参数⽅程知识点、题型总结(最新整理)极坐标与参数⽅程知识点、题型总结⼀、伸缩变换:点是平⾯直⾓坐标系中的任意⼀点,在变换),(y x P 的作⽤下,点对应到点,称伸缩变换>?='>?=').0(,y y 0),(x,x :µµλλ?),(y x P ),(y x P '''⼀、1、极坐标定义:M 是平⾯上⼀点,表⽰OM 的长度,是,则有序实数实ρθMOx ∠数对,叫极径,叫极⾓;⼀般地,,。
,点P 的直⾓坐标、(,)ρθρθ[0,2)θπ∈0ρ≥极坐标分别为(x ,y )和(ρ,θ)2、直⾓坐标极坐标 2、极坐标直⾓坐标?cos sin x y ρθρθ=??=??222tan (0)x y y x xρθ?=+??=≠?3、求直线和圆的极坐标⽅程:⽅法⼀、先求出直⾓坐标⽅程,再把它化为极坐标⽅程⽅法⼆、(1)若直线过点M(ρ0,θ0),且极轴到此直线的⾓为α,则它的⽅程为:ρsin(θ-α)=ρ0sin(θ0-α)(2)若圆⼼为M (ρ0,θ0),半径为r 的圆⽅程为ρ2-2ρ0ρcos(θ-θ0)+ρ02-r 2=0⼆、参数⽅程:(⼀).参数⽅程的概念:在平⾯直⾓坐标系中,如果曲线上任意⼀点的坐标都是某个变数的函数并且对于的每⼀个允许值,由这个⽅程所确y x ,t ?==),(),(t g y t f x t 定的点都在这条曲线上,那么这个⽅程就叫做这条曲线的参数⽅程,联系变数),(y x M 的变数叫做参变数,简称参数。
相对于参数⽅程⽽⾔,直接给出点的坐标间关系的y x ,t ⽅程叫做普通⽅程。
(⼆).常见曲线的参数⽅程如下:直线的标准参数⽅程1、过定点(x 0,y 0),倾⾓为α的直线:(t 为参数)ααsin cos 00t y y t x x +=+=(1)其中参数t 的⼏何意义:点P (x 0,y 0),点M 对应的参数为t ,则PM =|t|(2)直线上对应的参数是。
1.曲线的极坐标方程.(1)极坐标系:一般地,在平面上取一个定点O,自点O引一条射线Ox,同时确定一个长度单位和计算角度的正方向(通常取逆时针方向为正方向),这样就建立了一个极坐标系.其中,点O 称为极点,射线Ox称为极轴.(2)极坐标(ρ,θ)的含义:设M是平面上任一点,ρ表示OM的长度,θ表示以射线Ox为始边,射线OM为终边所成的角.那么,有序数对(ρ,θ)称为点M的极坐标.明显,每一个有序实数对(ρ,θ),确定一个点的位置.其中ρ称为点M的极径,θ称为点M的极角.极坐标系和直角坐标系的最大区分在于:在直角坐标系中,平面上的点与有序数对之间的对应关系是一一对应的,而在极坐标系中,对于给定的有序数对(ρ,θ),可以确定平面上的一点,但是平面内的一点的极坐标却不是唯一的.(3)曲线的极坐标方程:一般地,在极坐标系中,假如平面曲线C上的随意一点的极坐标满意方程f(ρ,θ)=0,并且坐标适合方程f(ρ,θ)=0的点都在曲线C上,那么方程f(ρ,θ)=0叫做曲线C的极坐标方程.2.直线的极坐标方程.(1)过极点且与极轴成φ0角的直线方程是θ=φ0和θ=π-φ0,如下图所示.(2)与极轴垂直且与极轴交于点(a,0)的直线的极坐标方程是ρcos θ=a,如下图所示.(3)与极轴平行且在x轴的上方,与x轴的距离为a的直线的极坐标方程为ρsin θ=a,如下图所示.3.圆的极坐标方程.(1)以极点为圆心,半径为r的圆的方程为ρ=r,如图1所示.(2)圆心在极轴上且过极点,半径为r的圆的方程为ρ=2rcos_θ,如图2所示.(3)圆心在过极点且与极轴成π2的射线上,过极点且半径为r的圆的方程为ρ2rsin_θ,如图3所示.4.极坐标与直角坐标的互化.若极点在原点且极轴为x 轴的正半轴,则平面内随意一点M 的极坐标M(ρ,θ)化为平面直角坐标M(x ,y)的公式如下:⎩⎪⎨⎪⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ或者ρ=x 2+y 2,tan θ=y x ,其中要结合点所在的象限确定角θ的值.1.曲线的参数方程的定义.在平面直角坐标系中,假如曲线上随意一点的坐标x ,y 都是某个变数t 的函数,即⎩⎪⎨⎪⎧x =f (t ),y =g (t ),并且对于t 的每一个允许值,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t 叫做参变数,简称参数.2.常见曲线的参数方程.(1)过定点P(x 0,y 0),倾斜角为α的直线:⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+tcos α,y =y 0+tsin α(t 为参数), 其中参数t 是以定点P(x 0,y 0)为起点,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.依据t 的几何意义,有以下结论:①设A ,B 是直线上随意两点,它们对应的参数分别为t A 和t B ,则|AB|=|t B -t A |=(t B +t A )2-4t A ·t B ;②线段AB 的中点所对应的参数值等于t A +t B2.(2)中心在P(x 0,y 0),半径等于r 的圆:⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+rcos θ,y =y 0+rsin θ(θ为参数) (3)中心在原点,焦点在x 轴(或y 轴)上的椭圆:⎩⎪⎨⎪⎧x =acos θ,y =bsin θ(θ为参数)⎝ ⎛⎭⎪⎫或⎩⎪⎨⎪⎧x =bcos θ,y =asin θ. 中心在点P(x 0,y 0),焦点在平行于x 轴的直线上的椭圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+acos α,y =y 0+bsin α(α为参数).(4)中心在原点,焦点在x 轴(或y 轴)上的双曲线:⎩⎪⎨⎪⎧x =asec θ,y =btan θ(θ为参数)⎝ ⎛⎭⎪⎫或⎩⎪⎨⎪⎧x =btan θ,y =asec θ. (5)顶点在原点,焦点在x 轴的正半轴上的抛物线:⎩⎪⎨⎪⎧x =2p ,y =2p(t 为参数,p>0). 注:sec θ=1cos θ.3.参数方程化为一般方程.由参数方程化为一般方程就是要消去参数,消参数时经常采纳代入消元法、加减消元法、乘除消元法、三角代换法,消参数时要留意参数的取值范围对x ,y 的限制.1.已知点A 的极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫4,5π3,则点A 的直角坐标是(2,-23).2.把点P 的直角坐标(6,-2)化为极坐标,结果为⎝ ⎛⎭⎪⎫22,-π6.3.曲线的极坐标方程ρ=4sin θ化为直角坐标方程为x 2+(y -2)2=4.4.以极坐标系中的点⎝ ⎛⎭⎪⎫1,π6为圆心、1为半径的圆的极坐标方程是ρ=2cos ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π6.5.在平面直角坐标系xOy 中,若直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =t ,y =t -a (t 为参数)过椭圆C :⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θ,y =2sin θ(θ为参数)的右顶点,则常数a 的值为3.解析:由直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =t ,y =t -a ,得y =x -a.由椭圆C :⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θ,y =2sin θ,得x 29=y24=1.所以椭圆C 的右顶点为(3,0).因为直线l 过椭圆的右顶点,所以0=3-a ,即a =3.一、选择题1.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(C )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫1,-π3B.⎝ ⎛⎭⎪⎫2,4π3C.⎝ ⎛⎭⎪⎫2,-π3D.⎝⎛⎭⎪⎫2,-4π3 2.若圆的方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =2sin θ(θ为参数),直线的方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1,y =t -1(t 为参数),则直线与圆的位置关系是(B )A .相离B .相交C .相切D .不能确定3.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=4cosθ,则直线l 被圆C 截得的弦长为(D )A.14 B .214 C. 2 D .2 2解析:由题意可得直线和圆的方程分别为x -y -4=0,x 2+y 2=4x ,所以圆心C(2,0),半径r =2,圆心(2,0)到直线l 的距离d =2,由半径,圆心距,半弦长构成直角三角形,解得弦长为2 2.4.已知动直线l 平分圆C :(x -2)2+(y -1)2=1,则直线l 与圆O :⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θ,y =3sin θ(θ为参数)的位置关系是(A )A .相交B .相切C .相离D .过圆心解析:动直线l 平分圆C :(x -2)2+(y -1)2=1,即圆心(2,1)在直线l 上,又圆O :⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θ,y =3sin θ的一般方程为x 2+y 2=9且22+12<9,故点(2,1)在圆O 内,则直线l 与圆O 的位置关系是相交.二、填空题5.在平面直角坐标系xOy 中,已知曲线C 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧y =sin θ-2,x =cos θ(θ是参数),若以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴,则曲线C 的极坐标方程可写为ρ2+4ρsin_θ+3=0.解析:在平面直角坐标系xOy 中,⎩⎪⎨⎪⎧y =sin θ-2,x =cos θ(θ是参数),∴⎩⎪⎨⎪⎧y +2=sin θ,x =cos θ.依据sin 2θ+cos 2θ=1,可得x 2+(y +2)2=1,即x 2+y 2+4y +3=0.∴曲线C 的极坐标方程为ρ2+4ρsin θ+3=0.6.在平面直角坐标系中圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =2+2sin θ(θ为参数),以原点O 为极点,以x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,则圆C 的圆心的极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫2,π2.三、解答题7.求极点到直线2ρ=1sin ⎝⎛⎭⎪⎫θ+π4(ρ∈R)的距离.解析:由2ρ=1sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4⇒ρsin θ+ρcos θ=1⇒x +y =1,故d =|0+0-1|12+12=22. 8.极坐标系中,A 为曲线ρ2+2ρcos θ-3=0上的动点,B 为直线ρcos θ+ρsin θ-7=0上的动点,求|AB|的最小值.9.(2015·大连模拟)曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =sin θ(θ为参数),将曲线C 1上全部点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标伸长为原来的3倍,得到曲线C 2.以平面直角坐标系xOy 的原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴,取相同的单位长度建立极坐标系,已知直线l :ρ(cos θ-2sin θ)=6.(1)求曲线C 2和直线l 的一般方程;(2)P 为曲线C 2上随意一点,求点P 到直线l 的距离的最值.解析:(1)由题意可得C 2的参数方程为⎩⎨⎧x =2cos θ,y =3sin θ(θ为参数),即C 2:x 24+y23=1,直线l :ρ(cos θ-2sin θ)=6化为直角坐标方程为x -2y -6=0.(2)设点P(2cos θ,3sin θ),由点到直线的距离公式得点P 到直线l 的距离为 d =|2cos θ-23sin θ-6|5=⎪⎪⎪⎪⎪⎪6+4⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin θ-12cos θ5=⎪⎪⎪⎪⎪⎪6+4sin ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π65=55⎣⎢⎡⎦⎥⎤6+4sin ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π6. 所以255≤d ≤25,故点P 到直线l 的距离的最大值为25,最小值为255.10.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.(1)写出直线l 的参数方程和曲线C 的标准方程.(2)设直线l 与曲线C 相交于A ,B 两点,求|PA|·|PB|的值.解析:(1)由曲线C 的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =1+4cos θ,y =2+4sin θ(θ为参数),得一般方程为(x -1)2+(y -2)2=16,即x 2+y 2-2x -4y =11=0.直线l 经过定点P(3,5),倾斜角为π3,直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3+12t ,y =5+32t (t 是参数).(2)将直线的参数方程代入x 2+y 2-2x -4y -11=0,整理,得t 2+(2+33)t -3=0,设方程的两根分别为t 1,t 2,则t 1t 2=-3,因为直线l 与曲线C 相交于A ,B 两点,所以|PA|·|PB|=|t 1t 2|=3.。
1. 化下列极坐标方程为直角坐标方程,并说明它是什么曲线。
(1) (2) (3) .
(4) , 其中(5)
思路点拨:依据关系式,对已有方程进行变形、配凑。
解析:(1)方程变形为,
∴或,即或,
故原方程表示圆心在原点半径分别为1和4的两个圆。
(2) 变形得,即,
故原方程表示直线。
(3)变形为, ∴,即,
故原方程表示顶点在原点,开口向上的抛物线。
(4)∵, ∴,
∴,∴或,
∴或
故原方程表示圆和直线.
(5)由,得即,整理得
故原方程表示抛物线.
2.圆的直角坐标方程化为极坐标方程为_______________.
【答案】将代入方程得
.
5. 把参数方程化为普通方程
(1) (,为参数);(2) (,为参数);(3)(,为参数);(4) (为参数).
解析:(1)∵,把代入得
;又∵,, ∴,,
∴所求方程为:(,)
(2)∵,把代入得.
又∵,
∴,. ∴所求方程为(,).
(3)由得,代入,
∴(余略).
(4)由得, ∴,由得, 当时,;当时,,从而.
由得,代入得,即
∴再将代入得,化简得.
3.(1)圆的半径为_________ ;
(2)参数方程(表示的曲线为()。
【答案】:(1)
其中,,∴半径为5。
(2)抛物线的一部分,且过点
,且,
4.直线: (t为参数)的倾斜角为()。
A、 B、 C、 D、
【答案】:,相除得,∴倾斜角为,
5.已知圆锥曲线方程为。
(1)若为参数,为常数,求此曲线的焦点到准线距离。
(2)若为参数,为常数,求此曲线的离心率。
【答案】:(1)方程可化为消去,得:
∴曲线是抛物线,焦点到准线距离即为。
(2)方程化为,消去,得,∴曲线为椭圆,其中,,,从而。
6.椭圆内接矩形面积的最大值为_____________.
解析:设椭圆上第一象限的点,则
当且仅当时,取最大值,此时点.
7.圆上到直线的距离为的点共有_______个.
【答案】:已知圆方程为,设其参数方程为()则圆上的点到直线的距离为
,即
∴或又,∴,从而满足要求的点一共有三个.
8.实数、满足,求的取值范围.
【答案】:由已知,设圆的参数方程为(
为参数∴
∵,∴.。