高考极坐标与参数方程题型总结

  • 格式:docx
  • 大小:214.37 KB
  • 文档页数:4

(一)极坐标中的运算

1.在直角坐标系xOy中,直线1C:x=2,圆2C:22121xy,以坐标原点为极点, x轴的正半轴为极轴成立极坐标系.

(Ⅰ)求1C,2C的极坐标方程;

(Ⅱ)假设直线3C的极坐标方程为4R,设2C与3C的交点为M,N ,求2CMN的面积.

2.【2021高考新课标2,理23】选修4-4:坐标系与参数方程

在直角坐标系xoy中,曲线1cos,:sin,xtCyt(t为参数,0t),其中0,在以O为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线2:2sinC,曲线3:23cosC.

(Ⅰ).求2C与1C交点的直角坐标;

(Ⅱ).若2C与1C相交于点A,3C与1C相交于点B,求AB的最大值.

【答案】(Ⅰ)(0,0)和33(,)22;(Ⅱ)4.

(Ⅱ)曲线1C的极坐标方程为(,0)R,其中0.因此A取得极坐标为(2sin,),B的极坐标为(23cos,).因此2sin23cosAB4in()3s,当56时,AB取得最大值,最大值为4.

3.(2016年全国I高考)在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(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C2:ρ=4cos θ.

(I)说明C1是哪一种曲线,并将C1的方程化为极坐标方程;

(II)直线C3的极坐标方程为θ=α0,其中α0知足tan α0=2,假设曲线C1与C2的公共点都在C3上,求a.

解:⑴ cos1sinxatyat (t均为参数)

∴2221xya ①

∴1C为以01,为圆心,a为半径的圆.方程为222210xyya

∵222sinxyy,

∴222sin10a 即为1C的极坐标方程

⑵ 24cosC:

两边同乘得22224coscosxyx,

224xyx

即2224xy ②

3C:化为一般方程为2yx

由题意:1C和2C的公共方程所在直线即为3C

①—②得:24210xya,即为3C

∴210a

∴1a

4:已知圆C的圆心C的极坐标为(2,π),半径为√3,过极点O的直线L与圆C交于A,B两点,𝑂𝑂⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 与𝑂𝑂⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 同向,直线的向上的方向与极轴所成的角为α

(1) 求圆C的极坐标方程;

(2) 当α=135°时,求A,B两点的极坐标和弦|𝑂𝑂|的长 5:在直角坐标系xoy中,曲线𝑂1的参数方程为{𝑂=4−√22𝑂𝑂=√22𝑂(为参数)以O为极点,x轴的非负半轴为极轴成立极坐标系.曲线𝑂2的极坐标方程为ρ=2cos𝑂

(1) 求曲线𝑂1的极坐标方程和𝑂2的参数方程;

(2) 假设射线θ=𝑂°(𝑂>0)与曲线𝑂1,𝑂2别离交于M,N且|ON|=μ|𝑂𝑂|,求实数μ的最大值.

(二).参数方程中任意点(或动点)

例:曲线𝑂1:{𝑂=−4+𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂=3+𝑂𝑂𝑂𝑂(t为参数),𝑂2:{𝑂=8𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂=3𝑂𝑂𝑂𝑂(θ为参数)

(1).化𝑂1,𝑂2为直角坐标系方程,并说明表示什么曲线。

(2).若𝑂1上的点P对应的参数为t=π2,Q为𝑂2上的动点,求PQ中点M到直线𝑂3{𝑂=3+2𝑂𝑂=−2+𝑂(t为参数)距离最小值。

例:在极坐标中,射线L:θ=𝑂6与圆c:ρ=2交于A点,椭圆D的方程为𝑂2=31+2𝑂𝑂𝑂2𝑂,以极点为原点,极轴为x正半轴成立平面直角坐标系xoy

(1) 求点A的直角坐标和椭圆D的参数方程;

(2) 若E为椭圆D的下极点,F为椭圆D上任意一点,求𝑂𝑂⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ .𝑂𝑂⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 的取值范围。

例:在直角坐标系中,圆𝑂1𝑂2+𝑂2=1通过伸缩变换{𝑂′=3𝑂𝑂′=2𝑂后取得曲线𝑂2以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴成立极坐标系,直线L的极坐标方程为cos𝑂+2sin𝑂=10𝑂 .

(1) 求曲线𝑂2的直角坐标方程及直线L的直角坐标方程;

(2) 设点M是𝑂2上一动点,求点M到直线L的距离的最小值.

例(2016年全国III高考)在直角坐标系中,曲线的参数方程为,以坐标原点为极点,以轴的正半轴为极轴,,成立极坐标系,曲线的极坐标方程为 .

(I)写出的一般方程和的直角坐标方程;

(II)设点P在上,点Q在上,求|PQ|的最小值及现在P的直角坐标.

三.直线与曲线相交问题

例(2016年全国II高考)在直角坐标系中,圆的方程为.

(Ⅰ)以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴成立极坐标系,求的极坐标方程;

(Ⅱ)直线的参数方程是(为参数), 与交于两点,,求的斜率.

解:⑴整理圆的方程得2212110xy,

由222cossinxyxy可知圆C的极坐标方程为212cos110.

⑵记直线的斜率为k,那么直线的方程为0kxy,

由垂径定理及点到直线距离公式知:226102521kk,

即22369014kk,整理得253k,那么153k.

例(2021)湖南已知直线352:132xtlyt(t为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴成立极坐标系,曲线C的极坐标方程为2cos. xOy1C3cos()sinxy为参数x2Csin()2241C2C1C2CxOyC22(6)25xyxClcossinxtyttlC,AB||10ABl(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||||MAMB的值.

例:在平面直角坐标系xoy中,曲线𝑂1的参数方程为{𝑂=cos𝑂𝑂=sin𝑂,(α为参数,且α𝑂⟦0,π))以O为极点,x轴的正半轴为极轴,成立极坐标系,.曲线𝑂2的极坐标方程

四.求点坐标,图形面积,轨迹方程等的计算。

例:(全国新课标理23)选修4-4:坐标系与参数方程

在直角坐标系xOy中,曲线𝑂1的参数方程为 {𝑂=2𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂=2+2𝑂𝑂𝑂𝑂 (α 为参数 ) M为𝑂1上的动点,P点知足,点P的轨迹为曲线𝑂2.

(I)求𝑂2的方程;

(II)在以O为极点,x轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线θ=𝑂3与𝑂1的异于极点的交点为A,与𝑂2的异于极点的交点为B,求|AB|.

解:

(I)设P(x,y),那么由条件知M(𝑂2,𝑂2)由于M点在𝑂1上,因此{𝑂2=2𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂2=2+2𝑂𝑂𝑂𝑂

从而的参数方程为

(为参数)

(Ⅱ)曲线的极坐标方程为,曲线的极坐标方程为.

射线与的交点的极径为,

射线与的交点的极径为.

因此.

例:在平面直角坐标系xoy中,曲线C的参数为{𝑂=𝑂+𝑂cos𝑂𝑂=𝑂sin𝑂(a>0),以O为极点x,轴的正半轴为极轴,成立极坐标系,直线L的极坐标方程ρcos𝑂−𝑂3)=32 .

(1) 假设曲线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=𝑂3,求△OAB的面积最大值. 习题训练:

1.在直角坐标系中,以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴成立极坐标系,曲线的极坐标方程为𝑂2−2√2𝑂sin⁡(𝑂−𝑂4)-2=0曲线的极坐标方程为θ=𝑂4⁡(𝑂∈𝑂),⁡𝑂1与𝑂2相交于A,B两点.

(1)求和的直角坐标方程;

(2)假设点P为𝑂1上的动点,求|𝑂𝑂|2+|𝑂𝑂|2的取值范围.

2. 在直角坐标系中,以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴成立极坐标系,曲线的参数方程{𝑂=4−√22𝑂𝑂=√22𝑂 (t为参数)曲线的极坐标方程为ρ=2cosθ

(1) 求的极坐标方程和𝑂2的参数方程;

(2)假设射线θ=𝑂0⁡⁡(ρ>0)与曲线𝑂1,𝑂2别离交于M,N且|𝑂𝑂|=𝑂|𝑂𝑂|,求实数λ的最大值.

3. 在直角坐标系中,以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴成立极坐标系,曲线C和直线L的极坐标方程别离为ρ=4√2cos(θ−𝑂4),ρ(√3𝑂𝑂𝑂𝑂−𝑂𝑂𝑂𝑂)=2⁡.

(1) 将曲线C极坐标方程化为直角坐标方程;

(2)直线L与曲线C交于A,B两点,点P(√3,1)求1|𝑂𝑂|2+1|𝑂𝑂|2的值.

4. 在极坐标系中,已知曲线C:ρcos(θ+𝑂4)=1,过极点O作射线与曲线C交于Q,在射线OQ上取一点P,使|𝑂𝑂|∙|𝑂𝑂|=√2

(1)求点P的轨迹𝑂1的极坐标方程;

(2)以极点为坐标原点,极轴为轴正半轴成立直角坐标系,假设直线L:y=−√3𝑂与(1)的曲线𝑂1相交于E(异于点O),与曲线𝑂2:{𝑂=12−√22𝑂𝑂=√22𝑂(t为参数)相交于点F,求|𝑂𝑂|的值.

5. 在直角坐标系中,曲线的参数方程{𝑂=1+√2𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂=2+√2𝑂𝑂𝑂𝑂 (θ为参数)假设M是曲线𝑂1上的一点,点P是曲线𝑂2上任意一点,且知足𝑂𝑂→ =3𝑂𝑂→ .

(1)求曲线𝑂2的直角坐标方程;

(2) 以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴成立极坐标系,已知直线L:ρsinθ−ρcosθ−7=0,在直线L上两动点E,F知足|𝑂𝑂|=4√2,试求△MEF面积的最大值. 2OPOM2C4cos44sinxy1C4sin2C8sin31CA14sin332CB28sin321||||23ABxOyx1C2C1C2CxOyx1C2C1CxOyxxxOyxOy1Cx6.在直角坐标系中,曲线L的参数方程{𝑂=−√32𝑂𝑂=1+12𝑂 (t为参数)以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴成立极坐标系,曲线的极坐标方程ρ=364√3𝑂𝑂𝑂𝑂−12𝑂𝑂𝑂𝑂−𝑂定点M(6,0),点N是曲线𝑂1上的动点,Q为MN的中点;

(1)求点Q的轨迹𝑂2的直角坐标方程;

(2)已知直线L与x轴的交点为P,与曲线𝑂2的交点为A,B假设AB的中点为D,求|𝑂𝑂|的长.

7. 在直角坐标系中,以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴成立极坐标系,曲线𝑂1的极坐标方程为𝑂2-2√2ρsin⁡(θ−𝑂4)-2=0, 曲线𝑂2的极坐标方程为θ=𝑂4(ρ∈R),𝑂1与𝑂2的交点为A,B.

(1) 将曲线𝑂1,𝑂2极坐标方程化为直角坐标方程,并求点A,B的直角坐标;

(2)假设P为𝑂1上的动点,求|𝑂𝑂|2+|𝑂𝑂|2的取值范围. xOyx1CxOyx