选修4-4 第二节 参数方程剖析
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第二讲 参数方程一、曲线的参数方程第2课时 圆的参数方程A 级 基础巩固一、选择题1.已知圆P :⎩⎪⎨⎪⎧x =1+10cos θ,y =-3+10sin θ(θ为参数),则圆心P 及半径r 分别是( ) A .P(1,3),r =10B .P(1,3),r =10C .P(1,-3),r =10D .P(1,-3),r =10解析:由圆P 的参数方程可知圆心(1,-3),半径r =10.答案:C2.圆x 2+y 2+4x -6y -3=0的参数方程为( )A.⎩⎨⎧x =2+4cos θ,y =-3+4sin θ(θ为参数) B.⎩⎨⎧x =-2+4cos θ,y =3+4sin θ(θ为参数) C.⎩⎨⎧x =2-4cos θ,y =3-4sin θ(θ为参数) D.⎩⎨⎧x =-2-4cos θ,y =3-4sin θ(θ为参数) 解析:圆的方程配方为:(x +2)2+(y -3)2=16,所以圆的圆心为(-2,3),半径为4,故参数方程为B 选项.答案:B3.已知圆O 的参数方程是⎩⎨⎧x =2+4cos θ,y =-3+4sin θ(0≤θ<2π),圆上点A 的坐标是(4,-33),则参数θ=( )A.7π6B.4π3C.11π6D.5π3解析:由题意⎩⎨⎧4=2+4cos θ,-33=-3+4sin θ(0≤θ<2π), 所以⎩⎪⎨⎪⎧cos θ=12,sin θ=-32(0≤θ<2π),解得θ=5π3. 答案:D4.若P(x ,y)是圆⎩⎨⎧x =2+cos α,y =sin α(α为参数)上任意一点,则(x -5)2+(y +4)2的最大值为( )A .36B .6C .26D .25解析:依题意P(2+cos α,sin α),所以(x -5)2+(y +4)2=(cos α-3)2+(sin α+4)2=26-6cos α+8sin α=26+10sin(α-φ)⎝⎛⎭⎪⎫其中cos φ=45,sin φ=35, 所以当sin(α-φ)=1,即α=2k π+π2+φ(k ∈Z)时,有最大值为36. 答案:A5.直线:3x -4y -9=0与圆:⎩⎨⎧x =2cos θ,y =2sin θ(θ为参数)的位置关系是( ) A .相切B .相离C .直线过圆心D .相交但直线不过圆心 解析:圆心坐标为(0,0),半径为2,显然直线不过圆心,又圆心到直线距离d =95<2. 所以直线与圆相交,但不过圆心.答案:D二、填空题6.已知圆的方程为x 2+y 2=2x ,则它的一个参数方程是______.解析:将x 2+y 2=2x 化为(x -1)2+y 2=1知圆心坐标为(1,0),半径r =1,所以它的一个参数方程为⎩⎨⎧x =1+cos θ,y =sin θ(θ为参数). 答案:⎩⎨⎧x =1+cos θ,y =sin θ(θ为参数) 7.已知曲线方程⎩⎨⎧x =1+cos θ,y =sin θ(θ为参数),则该曲线上的点与定点(-1,-2)的距离的最小值为________. 解析:设曲线上动点为P(x ,y),定点为A ,则|PA|=(1+cos θ+1)2+(sin θ+2)2= 9+42sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4, 故|PA|min =9-42=22-1.答案:22-18.曲线C :⎩⎨⎧x =cos θ,y =-1+sin θ(θ为参数)的普通方程为__________.如果曲线C 与直线x +y +a =0有公共点,那么a 的取值范围是________.解析:⎩⎨⎧x =cos θ,y =-1+sin θ(θ为参数)消参可得 x 2+(y +1)2=1,利用圆心到直线的距离d ≤r 得|-1+a|2≤1, 解得1-2≤a ≤1+ 2. 答案:x 2+(y +1)2=1 [1-2,1+2]三、解答题9.已知曲线C 的极坐标方程是ρ=2cos θ,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⎩⎪⎨⎪⎧x =32t +m ,y =12t(t 为参数). (1)求曲线C 的直角坐标方程和直线l 普通方程;。
第二节参数方程基础联通 抓主干知识的“源”与“流” 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:⎩⎪⎨⎪⎧ x =f (t ),y =g (t ),并且对于t 的每一个允许值,由方程组⎩⎪⎨⎪⎧x =f (t ),y =g (t )所确定的点M (x ,y )都在这条曲线上,那么方程⎩⎪⎨⎪⎧x =f (t ),y =g (t )就叫做这条曲线的参数方程,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.直线、圆、椭圆的参数方程(1)过点M (x 0,y 0),倾斜角为α的直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos α,y =y 0+t sin α(t 为参数).(2)圆心在点M 0(x 0,y 0),半径为r 的圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+r cos θ,y =y 0+r sin θ(θ为参数).(3)椭圆x 22+y 22=1(a >b >0)的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos φ,y =b sin φ(φ为参数).考点贯通 抓高考命题的“形”与“神”参数方程与普通方程的互化1.基本思路是消去参数,常用的消参方法有:①代入消元法;②加减消元法;③恒等式(三角的或代数的)消元法;④平方后再加减消元法等.其中代入消元法、加减消元法一般是利用解方程的技巧,三角恒等式消元法常利用公式sin 2θ+cos 2θ=1等.2.普通方程化为参数方程 (1)选择参数的一般原则曲线上任意一点的坐标与参数的关系比较明显且关系相对简单;当参数取某一值时,可以唯一确定x ,y 的值;(2)具体步骤第一步,引入参数,但要选定合适的参数t ;第二步,确定参数t 与变量x 或y 的一个关系式x =f (t )(或y =φ(t ));第三步,把确定的参数与一个变量的关系式代入普通方程F (x ,y )=0,求得另一关系y =g (t )(或x =ψ(t )),问题得解.[例1] 将下列参数方程化为普通方程.(1)⎩⎨⎧x =1t ,y =1tt 2-1(t 为参数);(2)⎩⎪⎨⎪⎧x =2+sin 2θ,y =-1+cos 2θ(θ为参数).[易错提醒](1)将曲线的参数方程化为普通方程时务必要注意x ,y 的取值范围,保证消参前后的方程的一致性.(2)将参数方程化为普通方程时,要注意参数的取值范围对普通方程中x ,y 的取值范围本节主要包括2个知识点: 1.参数方程;参数方程与极坐标方程的综合问题.的影响.直线与圆锥曲线的参数方程及应用1第一步,把直线和圆锥曲线的参数方程都化为普通方程; 第二步,根据直线与圆锥曲线的位置关系解决问题.2.当直线经过点P (x 0,y 0),且直线的倾斜角为α,求直线与圆锥曲线的交点、弦长问题时,可以把直线的参数方程设成⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos α,y =y 0+t sin α(t 为参数),交点A ,B 对应的参数分别为t 1,t 2,计算时把直线的参数方程代入圆锥曲线的直角坐标方程,求出t 1+t 2,t 1·t 2,得到|AB |=|t 1-t 2|=(t 1+t 2)2-4t 1·t 2.[例2] (2017·豫南九校联考)在直角坐标系xOy 中,设倾斜角为α的直线l :⎩⎨⎧ x =2+t cos α,y =3+t sin α(t 为参数)与曲线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =sin θ(θ为参数)相交于不同的两点A ,B . (1)若α=π3,求线段AB 的中点M 的坐标;(2)若|P A |·|PB |=|OP |2,其中P (2,3),求直线l 的斜率.[方法技巧]1.解决直线与圆的参数方程的应用问题时一般是先化为普通方程再根据直线与圆的位置关系来解决问题.2.对于形如⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+at ,y =y 0+bt (t 为参数)的直线的参数方程,当a 2+b 2≠1时,应先化为标准形式后才能利用t 的几何意义解题.能力练通 抓应用体验的“得”与“失” 1.[考点一]将下列参数方程化为普通方程.(1)⎩⎨⎧x =3k 1+k 2,y =6k 21+k 2(k 为参数);(2)⎩⎪⎨⎪⎧x =1-sin 2θ,y =sin θ+cos θ(θ为参数).2.[考点二](2017·唐山模拟)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.3.[考点二](2017·郑州模拟)将曲线C 1:x 2+y 2=1上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变)得到曲线C 2,A 为C 1与x 轴正半轴的交点,直线l 经过点A 且倾斜角为30°,记l 与曲线C 1的另一个交点为B ,与曲线C 2在第一、三象限的交点分别为C ,D .(1)写出曲线C 2的普通方程及直线l 的参数方程; (2)求|AC |-|BD |.4.[考点二]设直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3+t cos α,y =4+t sin α(t 为参数,α为倾斜角),圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+2cos θ,y =-1+2sin θ(θ为参数).(1)若直线l 经过圆C 的圆心,求直线l 的斜率;(2)若直线l 与圆C 交于两个不同的点,求直线l 的斜率的取值范围.突破点(二) 参数方程与极坐标方程的综合问题将极坐标方程与参数方程、普通方程交织在一起,考查极坐标方程与参数方程的综合应用.将各类方程相互转化是求解该类问题的前提.,解决问题时要注意:(1)解题时,易将直线与圆的极坐标方程混淆.要熟练掌握特殊直线、圆的极坐标方程的形式.(2)应用解析法解决实际问题时,要注意选取直角坐标系还是极坐标系,建立极坐标系要注意极点、极轴位置的选择,注意点和极坐标之间的“一对多”关系.(3)求曲线方程,常设曲线上任意一点P (ρ,θ),利用解三角形的知识,列出等量关系式,特别是正弦、余弦定理的应用.圆的参数方程常和三角恒等变换结合在一起,解决取值范围或最值问题.(4)参数方程和普通方程表示同一个曲线时,要注意其中x ,y 的取值范围,即注意两者的等价性.考点贯通 抓高考命题的“形”与“神”参数方程与极坐标方程的综合问题[典例] (2017·长沙模拟)在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-1+cos α,y =sin α(α为参数),以原点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ρ(cosθ+k sin θ)=-2(k 为实数).(1)判断曲线C 1与直线l 的位置关系,并说明理由;(2)若曲线C 1和直线l 相交于A ,B 两点,且|AB |=2,求直线l 的斜率.[方法技巧]处理极坐标、参数方程综合问题的方法(1)涉及参数方程和极坐标方程的综合题,求解的一般方法是分别化为普通方程和直角坐标方程后求解.当然,还要结合题目本身特点,确定选择何种方程.(2)数形结合的应用,即充分利用参数方程中参数的几何意义,或者利用ρ和θ的几何意义,直接求解,能达到化繁为简的解题目的.能力练通 抓应用体验的“得”与“失” 1.已知曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =3+10cos α,y =1+10sin α(α为参数),以直角坐标系原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系.(1)求曲线C 的极坐标方程,并说明其表示什么轨迹;(2)若直线的极坐标方程为sin θ-cos θ=1ρ,求直线被曲线C 截得的弦长.2.在极坐标系中,圆C 的方程为ρ=2a cos θ(a ≠0),以极点为坐标原点,极轴为x 轴正半轴建立平面直角坐标系,设直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3t +1,y =4t +3(t 为参数).(1)求圆C 的标准方程和直线l 的普通方程;(2)若直线l 与圆C 恒有公共点,求实数a 的取值范围.[全国卷5年真题集中演练——明规律] 1.(2016·全国甲卷)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.2.(2016·全国丙卷)在直角坐标系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 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C 2的极坐标方程为ρsin ⎝⎛⎭⎫θ+π4=2 2. (1)写出C 1的普通方程和C 2的直角坐标方程;(2)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.3.(2015·新课标全国卷Ⅱ)在直角坐标系xOy 中,曲线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =t cos α,y =t sin α(t 为参数,t ≠0),其中0≤α<π.在以O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 2:ρ=2sin θ,C 3:ρ=23cos θ.(1)求C 2与C 3交点的直角坐标;(2)若C 1与C 2相交于点A ,C 1与C 3相交于点B ,求|AB |的最大值.4.(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|P A |的最大值与最小值.5.(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.6.(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).[课时达标检测] 基础送分题——高考就考那几点,练通就能把分捡1.(2017·郑州模拟)已知曲线C 1的参数方程为⎩⎨⎧x =-2-32t ,y =12t ,曲线C 2的极坐标方程为ρ=22cos θ-π4,以极点为坐标原点,极轴为x 轴正半轴建立平面直角坐标系.(1)求曲线C 2的直角坐标方程;(2)求曲线C 2上的动点M 到曲线C 1的距离的最大值.2.在极坐标系中,已知三点O (0,0),A ⎝⎛⎭⎫2,π2,B ⎝⎛⎭⎫22,π4. (1)求经过点O ,A ,B 的圆C 1的极坐标方程;(2)以极点为坐标原点,极轴为x 轴的正半轴建立平面直角坐标系,圆C 2的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-1+a cos θ,y =-1+a sin θ(θ是参数),若圆C 1与圆C 2外切,求实数a 的值.3.(2017·太原模拟)在平面直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立的极坐标系中,直线l 的极坐标方程为θ=π4(ρ∈R),曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =2cos θ,y =sin θ.(1)写出直线l 的直角坐标方程及曲线C 的普通方程;(2)过点M 且平行于直线l 的直线与曲线C 交于A ,B 两点,若|MA |·|MB |=83,求点M 轨迹的直角坐标方程.4.(2017·江西百校联盟模拟)在平面直角坐标系xOy 中,C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =t ,y =k (t -1)(t 为参数).以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线C 2:ρ2+10ρcos θ-6ρsin θ+33=0.(1)求C 1的普通方程及C 2的直角坐标方程,并说明它们分别表示什么曲线; (2)若P ,Q 分别为C 1,C 2上的动点,且|PQ |的最小值为2,求k 的值.5.在平面直角坐标系xOy 中,以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知点P 的直角坐标为⎝⎛⎭⎫-3,-32,曲线C 的极坐标方程为ρ=5,直线l 过点P 且与曲线C 相交于A ,B 两点.(1)求曲线C 的直角坐标方程;(2)若|AB |=8,求直线l 的直角坐标方程.6.已知动点P ,Q 都在曲线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos t ,y =2sin t (t 为参数)上,对应参数分别为t =α与t=2α(0<α<2π),M 为PQ 的中点.(1)求M 的轨迹的参数方程;(2)将M 到坐标原点的距离d 表示为α的函数,并判断M 的轨迹是否过坐标原点.7.(2017·河南六市第一次联考)在平面直角坐标系中,直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t ,y =t -3(t 为参数),在以直角坐标系的原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C的极坐标方程为ρ=2cos θsin 2θ相交于A ,B 两点.(1)求曲线C 的直角坐标方程和直线l 的普通方程;(2)若直线l 与曲线C 相交于A ,B 两点,求△AOB 的面积.8.极坐标系与直角坐标系xOy 取相同的长度单位,以原点O 为极点,以x 轴正半轴为极轴.已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2+t cos α,y =t sin α(t 为参数).曲线C 的极坐标方程为ρsin 2θ=8cos θ.(1)求曲线C 的直角坐标方程;(2)设直线l 与曲线C 交于A ,B 两点,与x 轴的交点为F ,求1|AF |+1|BF |的值.。
参数方程____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.了解直线参数方程,曲线参数方程的条件及参数的意义2.会选择适当的参数写出曲线的参数方程3.掌握参数方程化为普通方程几种基本方法4.了解圆锥曲线的参数方程及参数的意义5.利用圆锥曲线的参数方程来确定最值,解决有关点的轨迹问题一.参数方程的定义1.一般地,在平面直角坐标系中,如果曲线C上任一点P的坐标x和y都可以表示为某个变量t的函数:()()x f ty g t=⎧⎨=⎩;反过来,对于t的每个允许值,由函数式()()x f ty g t=⎧⎨=⎩所确定的点P(x,y)都在曲线C上,那么方程()()x f ty g t=⎧⎨=⎩叫作曲线C的参数方程,变量t是参变数,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,参数方程可以转化为普通方程.2.关于参数的说明.参数方程中参数可以有物理意义、几何意义,也可以没有明显意义.3.曲线的参数方程可通过消去参数而得到普通方程;若知道变数x、y中的一个与参数t的关系,可把它代入普通方程,求另一变数与参数t的关系,则所得的()()x f ty g t=⎧⎨=⎩,就是参数方程.二.圆的参数方程点P 的横坐标x 、纵坐标y 都是t 的函数:cos sin x r ty r t=⎧⎨=⎩(t 为参数).我们把这个方程叫作以圆心为原点,半径为r 的圆的参数方程. 圆的圆心为O 1(a ,b),半径为r 的圆的参数方程为:cos sin x a r ty b r t =+⎧⎨=+⎩(t 为参数).三.椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的参数方程为cos sin x a y b θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数).规定θ的范围为θ∈[0,2π).这是中心在原点O 、焦点在x 轴上的椭圆参数方程.四.双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的参数方程为tan x asec y b ϕϕ=⎧⎨=⎩(φ为参数).规定φ的范围为φ∈[0,2π),且φ≠π2,φ≠3π2.这是中心在原点,焦点在x 轴上的双曲线参数方程.五.曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2pt 2,y =2pt (t 为参数,t ∈R)其中p 为正的常数.这是焦点在x 轴正半轴上的抛物线参数方程.六.直线的参数方程1.过定点M 0(x 0,y 0)、倾斜角为α的直线l 的参数方程为00cos sin x x t y y t αα=+⎧⎨=+⎩(t 为参数),这一形式称为直线参数方程的标准形式,直线上的动点M 到定点M 0的距离等于参数t 的绝对值.当t >0时,M 0M →的方向向上;当t <0时,M 0M →的方向向下;当点M 与点M 0重合时,t =0.2.若直线的参数方程为一般形式为:⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+at ,y =y 0+bt (t 为参数), 可把它化为标准形式:00cos sin t x t x y y αα=+⎧⎨='+'⎩(t′为参数).其中α是直线的倾斜角,tan α=ba ,此时参数t′才有如前所说的几何意义.类型一.参数方程与普通方程的互化例1:指出参数方程3cos 3sin x y θθ=⎧⎨=⎩⎝ ⎛⎭⎪⎫θ为参数,0<θ<π2表示什么曲线练习1:指出参数方程315cos 215sin x y θθ=+⎧⎨=+⎩(θ为参数,0≤θ<2π).表示什么曲线例2:设直线l 1的参数方程为1,13x t y t=+⎧⎨=+⎩(t 为参数),直线l 2的方程为y =3x +4,则l 1与l 2间的距离为______.练习2:若直线112,:2x t y l kt =-⎧⎨=+⎩(t 为参数)与直线l 2:,12x s y s =⎧⎨=-⎩(s 为参数)垂直,则k =______.类型二.曲线参数方程例3:已知点P (x , y )在曲线2cos ,sin x y θθ=-+⎧⎨=⎩(θ为参数)上,则yx 的取值范围为______.练习1:已知点A (1,0),P 是曲线2cos ,1cos 2x y θθ=⎧⎨=+⎩(θ∈R )上任一点,设P 到直线l :y =12-的距离为d ,则|PA|+d 的最小值是______.例4:已知θ为参数,则点(3,2)到方程cos sin x y θθ=⎧⎨=⎩,的距离的最小值是______.练习1:已知圆C 的参数方程为cos 1,sin x y θθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数),则点P (4,4)与圆C 上的点的最远距离是______.例5:已知双曲线方程为x 2-y 2=1,M 为双曲线上任意一点,点M 到两条渐近线的距离分别为d 1和d 2,求证:d 1与d 2的乘积是常数.练习1:将参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =a 2⎝ ⎛⎭⎪⎫t +1t ,y =b 2⎝ ⎛⎭⎪⎫t -1t (t 为参数,a >0,b >0)化为普通方程.类型三.直线参数方程例6:曲线C 1:1cos ,sin ,x y θθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数)上的点到曲线C 2:1,2112x t y t⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩(t 为参数)上的点的最短距离为______.练习1:直线⎩⎪⎨⎪⎧x =2+3t ,y =-1+t (t 为参数)上对应t =0,t =1两点间的距离是( )A .1 B.10 C .10 D .2 2类型四.曲线参数方程的应用例7:在直角坐标系xOy 中,直线l 的方程为x -y +4=0,曲线C的参数方程为sin x y αα⎧=⎪⎨=⎪⎩(α为参数).(1)已知在极坐标(与直角坐标系xOy 取相同的长度单位,且以原点O 为极点,以x 轴正半轴为极轴)中,点P 的极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫4,π2,判断点P 与直线l 的位置关系;(2)设点Q 是曲线C 上的一个动点,求它到直线l 的距离的最小值.练习1:已知曲线C 的方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =12(e t +e -t)cos θ,y =12(e t-e-t)sin θ.当t 是非零常数,θ为参数时,C 是什么曲线?当θ为不等于k π2(k ∈Z)的常数,t 为参数时,C 是什么曲线?两曲线有何共同特征?类型五.极坐标与参数方程的综合应用例8:(2015·广东卷Ⅱ,数学文14)在平面直角坐标系xOy 中,以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.曲线C 1的极坐标方程为ρ(cos θ+sin θ)=-2,曲线C 2的参数方程为⎩⎨⎧x =t2y =22t(t 为参数),则C 1与C 2交点的直角坐标为________. 练习1:求圆3cos ρθ=被直线22,14x t y t =+⎧⎨=+⎩(t 是参数)截得的弦长.1.将参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =2+sin 2θ,y =sin 2θ(θ为参数)化为普通方程是( ) A .y =x -2 B .y =x +2C .y =x -2(2≤x≤3)D .y =x +2(0≤y≤1)2.椭圆42cos 15sin x y θθ=+⎧⎨=+⎩(θ为参数)的焦距为( )A.21B .221C.29D .2293.参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =e t-e -t,y =e t +e -t(t 为参数)表示的曲线是( ) A .双曲线 B .双曲线的下支 C .双曲线的上支D .圆4.双曲线23tan sec x y θθ=+⎧⎨=⎩,(θφ为参数)的渐近线方程为5.(2015·惠州市高三第二次调研考试)在直角坐标系xOy 中,直线l的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =t ,y =4+t (t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,曲线C 的极坐标方程为ρ=42sin ⎝⎛⎭⎪⎫θ+π4,则直线l 和曲线C 的公共点有________个.6.若直线3x +4y +m =0与圆1cos ,2sin x y θθ=+⎧⎨=-+⎩(θ为参数),没有公共点,则实数m 的取值范围是______.7.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.若极坐标方程为ρcos θ=4的直线与曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =t 2,y =t 3(t 为参数)相交于A ,B 两点,则|AB|=________. 8.已知直线l :34120x y +-=与圆C :12cos ,22sin x y θθ=-+⎧⎨=+⎩(θ为参数),试判断它们的公共点的个数.9.求直线2,,x t y =+⎧⎪⎨=⎪⎩(t 为参数)被双曲线x 2-y 2=1截得的弦长_________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________基础巩固1.当参数θ变化时,动点P (2cos θ,3sin θ)所确定的曲线必过( ) A .点(2,3)B .点(2,0)C .点(1,3)D .点⎝⎛⎭⎪⎫0,π22.双曲线6sec x y αα⎧=⎪⎨=⎪⎩(α为参数)的两焦点坐标是( )A .(0,-43),(0,43)B .(-43,0),(43,0)C .(0,-3),(0,3)D .(-3,0),(3,0)3.参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =sin α2+cos α2,y =2+sin α(α为参数)的普通方程为( )A .y 2-x 2=1B .x 2-y 2=1C .y 2-x 2=1(|x |≤2)D .x 2-y 2=1(|x |≤2)4.参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =cos 2θ,y =sin 2θ(θ为参数)表示的曲线是( )A .直线B .圆C .线段D .射线5.设O 是椭圆3cos 2sin x y αα=⎧⎨=⎩(α为参数)的中心,P 是椭圆上对应于α=π6的点,那么直线OP的斜率为( )A.33B. 3C.332D.2396.将参数方程12cos 2sin x y θθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数)化为普通方程是____________.7.点P(x ,y)在椭圆4x 2+y 2=4上,则x +y 的最大值为______,最小值为________.8.在平面直角坐标系中,已知直线l 与曲线C 的参数方程分别为l :⎩⎪⎨⎪⎧x =1+s ,y =1-s (s 为参数)和C :⎩⎪⎨⎪⎧x =t +2,y =t 2(t 为参数),若l 与C 相交于A 、B 两点,则|AB|=________. 能力提升9.点(2,33)对应曲线4cos 6sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数)中参数θ的值为( )A .k π+π6(k∈Z)B .k π+π3(k∈Z)C .2k π+π6(k∈Z)D .2k π+π3(k∈Z)10.椭圆x 29+y24=1的点到直线x +2y -4=0的距离的最小值为( )A.55B. 5C.655D .011.(2015·湛江市高三(上)调考)直线⎩⎪⎨⎪⎧x =2-12t ,y =-1+12t(t 为参数)被圆x 2+y 2=4截得的弦长为________.12.在平面直角坐标系xOy中,若l :⎩⎪⎨⎪⎧x =t ,y =t -a (t 为参数)过椭圆C :3cos 2sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数)的右顶点,则常数a 的值为________.13.(2015·惠州市高三第一次调研考试)已知在平面直角坐标系xOy 中圆C 的参数方程为:3cos 13sin x y θθ⎧=⎪⎨=+⎪⎩(θ为参数),以Ox 为极轴建立极坐标系,直线极坐标方程为:ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π6=0,则圆C 截直线所得弦长为________.14.(2014·辽宁卷)将圆x2+y2=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P1,P2,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P1P2的中点且与l垂直的直线的极坐标方程.课程顾问签字: 教学主管签字:。
一、学习目标1. 通过分析抛射体运动中时间与物体位置的关系,了解参数方程的概念,体会其意义。
2. 理解直线、圆、椭圆的参数方程及其参数的意义,掌握它们的参数方程与普通方程的互化,并能利用参数方程解决一些相关的应用问题(如求最值等)。
3. 了解抛物线、双曲线的参数方程,能将它们的参数方程化为普通方程。
4. 知道摆线、圆的渐开线的参数方程,体会参数在建立曲线方程中的作用。
二、重点、难点重点:直线、圆、椭圆的参数方程的建立,以及参数方程与普通方程的互化与应用。
难点:对上述三类重点参数方程中参数的意义的理解,以及熟练应用参数方程解决相关问题。
三、考点分析高考中对本讲的考查以直线、圆、椭圆的参数方程为主,有时会与极坐标方程相结合,多以选做题的形式出现在填空题或解答题中,难度不大,分值为5-10分,不同的省份在题型和分值的设定上略有差异,与普通方程的互化仍然是解决此类问题的常用策略,此外,参数方程也为解决解析几何中的最值、轨迹等问题提供了一条思路。
一、知识网络(1)圆的参数方程其中θ的几何意义为圆心角(参看图甲)(2)椭圆的参数方程其中θ为椭圆的离心角(参看图乙)乙(3)双曲线的参数方程(4)抛物线的参数方程知识点一:参数方程的建立例1 (1)经过点M (1,5)且倾斜角为3π的直线,以定点M 到动点P 的位移t 为参数的参数方程是( )A. ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=t y t x 235211 B.⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=-=t y t x 235211 C. ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+=t y t x 235211 D. ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=t x t y 215231 (2)已知椭圆1422=+yx ,点P 为椭圆上一动点,O 为坐标原点,设由x 轴逆时针旋转到OP 的角为α,则该椭圆的以α为参数的参数方程为 。
知识点一小结:参数方程的建立主要是指利用教材中的直线、圆、椭圆的参数方程的基本形式结合题中参数的意义直接写出参数方程,同时也是利用参数方程解决一些解析几何问题的知识基础。
第2讲 参数方程[最新考纲]1.了解参数方程,了解参数的意义.2.能选择适当的参数写出直线、圆和椭圆的参数方程.3.掌握直线的参数方程及参数的几何意义,能用直线的参数方程解决简单的相关问题.知 识 梳 理1.曲线的参数方程在平面直角坐标系xOy 中,如果曲线上任意一点的坐标x ,y 都是某个变量t 的函数⎩⎨⎧x =f (t ),y =g (t ).并且对于t 的每一个允许值上式所确定的点M (x ,y )都在这条曲线上,则称上式为该曲线的参数方程,其中变量t 称为参数. 2.一些常见曲线的参数方程(1)过点P 0(x 0,y 0),且倾斜角为α的直线的参数方程为⎩⎨⎧x =x 0+t cos αy =y 0+t sin α(t 为参数).(2)圆的方程(x -a )2+(y -b )2=r 2的参数方程为⎩⎨⎧x =a +r cos θy =b +r sin θ(θ为参数).(3)椭圆方程x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的参数方程为⎩⎨⎧x =a cos θy =b sin θ(θ为参数).(4)抛物线方程y 2=2px (p >0)的参数方程为⎩⎨⎧x =2pt 2y =2pt (t 为参数).诊 断 自 测1.极坐标方程ρ=cos θ和参数方程⎩⎨⎧x =-1-t ,y =2+t (t 为参数)所表示的图形分别是________.①直线、直线;②直线、圆;③圆、圆;④圆、直线.解析 ∵ρcos θ=x ,∴cos θ=x ρ代入到ρ=cos θ,得ρ=xρ,∴ρ2=x ,∴x 2+y 2=x 表示圆.又∵⎩⎪⎨⎪⎧x =-1-t ,y =2+t ,相加得x +y =1,表示直线.答案 ④2.若直线⎩⎨⎧x =1-2t ,y =2+3t (t 为实数)与直线4x +ky =1垂直,则常数k =________.解析 参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =1-2t ,y =2+3t ,所表示的直线方程为3x +2y =7,由此直线与直线4x +ky =1垂直可得-32×⎝ ⎛⎭⎪⎫-4k =-1,解得k =-6.答案 -63.(2012·北京卷)直线⎩⎨⎧ x =2+t ,y =-1-t (t 为参数)与曲线⎩⎨⎧x =3cos α,y =3sin α(α为参数)的交点个数为________.解析 直线方程可化为x +y -1=0,曲线方程可化为x 2+y 2=9,圆心(0,0)到直线x +y -1=0的距离d =12=22<3.∴直线与圆相交有两个交点. 答案 24.已知直线l :⎩⎨⎧x =1-2t ,y =2+2t (t 为参数)上到点A (1,2)的距离为42的点的坐标为________.解析 设点Q (x ,y )为直线上的点, 则|QA |=(1-1+2t )2+(2-2-2t )2=(2t )2+(-2t )2=42,解之得,t =±22,所以Q (-3,6)或Q (5,-2). 答案 (-3,6)和(5,-2)5.(2013·广东卷)已知曲线C 的极坐标方程为ρ=2cos θ,以极点为原点,极轴为x 轴的正半轴建立直角坐标系,则曲线C 的参数方程为________.解析 由ρ=2cos θ知,ρ2=2ρcos θ 所以x 2+y 2=2x ,即(x -1)2+y 2=1, 故其参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos θ,y =sin θ(θ为参数).答案 ⎩⎨⎧x =1+cos θ,y =sin θ(θ为参数)考点一 参数方程与普通方程的互化【例1】 把下列参数方程化为普通方程,并说明它们各表示什么曲线;(1)⎩⎪⎨⎪⎧x =1+12t ,y =2+32t(t 为参数);(2)⎩⎨⎧x =1+t 2,y =2+t(t 为参数); (3)⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1t ,y =1t -t(t 为参数).解 (1)由x =1+12t 得t =2x -2. ∴y =2+32(2x -2).∴3x -y +2-3=0,此方程表示直线. (2)由y =2+t 得t =y -2,∴x =1+(y -2)2. 即(y -2)2=x -1,此方程表示抛物线. (3)⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1t y =1t -t①②∴①2-②2得x 2-y 2=4,此方程表示双曲线.规律方法 参数方程化为普通方程:化参数方程为普通方程的基本思路是消去参数,常用的消参方法有代入消去法、加减消去法、恒等式(三角的或代数的)消去法,不要忘了参数的范围.【训练1】 将下列参数方程化为普通方程. (1)⎩⎨⎧x =1-sin 2θ,y =sin θ+cos θ(θ为参数); (2)⎩⎪⎨⎪⎧x =12(e t +e -t),y =12(e t-e-t)(t 为参数).解 (1)由(sin θ+cos θ)2=1+sin 2θ=2-(1-sin 2θ), 得y 2=2-x .又x =1-sin 2θ∈[0,2], 得所求的普通方程为y 2=2-x ,x ∈[0,2]. (2)由参数方程得e t =x +y ,e -t =x -y , ∴(x +y )(x -y )=1,即x 2-y 2=1.考点二 直线与圆参数方程的应用【例2】 在直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3-22t ,y =5+22t(t 为参数).在极坐标系(与直角坐标系xOy 取相同的长度单位,且以原点O 为极点,以x 轴正半轴为极轴)中,圆C 的方程为ρ=25sin θ. (1)求圆C 的直角坐标方程;(2)设圆C 与直线l 交于点A ,B ,若点P 的坐标为(3,5),求|P A |+|PB |. 解 (1)由ρ=25sin θ,得ρ2=25ρsin θ. ∴x 2+y 2=25y ,即x 2+(y -5)2=5. (2)将l 的参数方程代入圆C 的直角坐标方程. 得⎝⎛⎭⎪⎫3-22t 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫22t 2=5,即t 2-32t +4=0.由于Δ=(32)2-4×4=2>0,故可设t 1,t 2是上述方程的两实根,所以⎩⎨⎧t 1+t 2=32,t 1·t 2=4.又直线l 过点P (3,5),故由上式及t 的几何意义得|P A |+|PB |=|t 1|+|t 2|=t 1+t 2=3 2.规律方法 (1)过定点P 0(x 0,y 0),倾斜角为α的直线参数方程的标准形式为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos α,y =y 0+t sin α(t 为参数),t 的几何意义是直线上的点P 到点P 0(x 0,y 0)的数量,即t =|PP 0|时为距离.使用该式时直线上任意两点P 1、P 2对应的参数分别为t 1、t 2,则|P 1P 2|=|t 1-t 2|,P 1P 2的中点对应的参数为12(t 1+t 2).(2)对于形如⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+at ,y =y 0+bt (t 为参数),当a 2+b 2≠1时,应先化为标准形式后才能利用t 的几何意义解题.【训练2】 已知直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =1+t ,y =4-2t (参数t ∈R ),圆C 的参数方程为⎩⎨⎧x =2cos θ+2,y =2sin θ(参数θ∈[0,2π]),求直线l 被圆C 所截得的弦长.解 由⎩⎨⎧ x =1+t ,y =4-2t消参数后得普通方程为2x +y -6=0,由⎩⎨⎧x =2cos θ+2,y =2sin θ消参数后得普通方程为(x -2)2+y 2=4,显然圆心坐标为(2,0),半径为2.由于圆心到直线2x +y -6=0的距离为d =|2×2+0-6|22+1=255,所以所求弦长为222-⎝⎛⎭⎪⎫2552=855. 考点三 极坐标、参数方程的综合应用【例3】 已知P 为半圆C :⎩⎨⎧x =cos θ,y =sin θ(θ为参数,0≤θ≤π)上的点,点A 的坐标为(1,0),O 为坐标原点,点M 在射线OP 上,线段OM 与C 的弧AP 的长度均为π3.(1)以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,求点M 的极坐标; (2)求直线AM 的参数方程.解 (1)由已知,点M 的极角为π3,且点M 的极径等于π3,故点M 的极坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,π3.(2)点M 的直角坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,3π6,A (1,0). 故直线AM 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-1t ,y =3π6t(t 为参数).规律方法 涉及参数方程和极坐标方程的综合题,求解的一般方法是分别化为普通方程和直角坐标方程后求解.当然,还要结合题目本身特点,确定选择何种方程.【训练3】 (2013·福建卷)在平面直角坐标系中,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ρcos θ+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.转化思想在解题中的应用【典例】 已知圆锥曲线⎩⎨⎧x =2cos θy =3sin θ(θ是参数)和定点A (0, 3),F 1、F 2是圆锥曲线的左、右焦点.(1)求经过点F 1且垂直于直线AF 2的直线l 的参数方程;(2)以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,求直线AF 2的极坐标方程.[审题视点] (1)先将圆锥曲线参数方程化为普通方程,求出F 1的坐标,然后求出直线的倾斜角度数,再利用公式就能写出直线l 的参数方程.(2)直线AF 2是已知确定的直线,利用求极坐标方程的一般方法求解.解 (1)圆锥曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θy =3sin θ化为普通方程x 24+y 23=1,所以F 1(-1,0),F 2(1,0),则直线AF 2的斜率k =-3,于是经过点F 1且垂直于直线AF 2的直线l 的斜率k ′=33,直线l 的倾斜角是30°,所以直线l 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =-1+t cos 30°y =t sin 30°(t 为参数),即⎩⎪⎨⎪⎧x =32t -1,y =12t(t 为参数).(2)直线AF 2的斜率k =-3,倾斜角是120°,设P (ρ,θ)是直线AF 2上任一点,则ρsin 60°=1sin (120°-θ),ρsin(120°-θ)=sin 60°,则ρsin θ+3ρcos θ= 3.[反思感悟] (1)本题考查了极坐标方程和参数方程的求法及应用.重点考查了转化与化归能力.(2)当用极坐标或参数方程研究问题不很熟练时,可以转化成我们比较熟悉的普通方程求解.(3)本题易错点是计算不准确,极坐标方程求解错误.【自主体验】已知直线l 的参数方程为⎩⎨⎧ x =4-2t y =t -2(t 为参数),P 是椭圆x 24+y 2=1上任意一点,求点P 到直线l 的距离的最大值.解 将直线l 的参数方程⎩⎨⎧x =4-2ty =t -2(t 为参数)转化为普通方程为x +2y =0,因为P 为椭圆x 24+y 2=1上任意一点, 故可设P (2cos θ,sin θ),其中θ∈R . 因此点P 到直线l 的距离d =|2cos θ+2sin θ|12+22=22⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π45. 所以当θ=k π+π4,k ∈Z 时, d 取得最大值2105.一、填空题1.(2014·芜湖模拟)直线⎩⎨⎧x =-2-2t ,y =3+2t(t 为参数)上与点A (-2,3)的距离等于2的点的坐标是________.解析 由题意知(-2t )2+(2t )2=(2)2,所以t 2=12,t =±22,代入⎩⎪⎨⎪⎧x =-2-2t ,y =3+2t(t 为参数),得所求点的坐标为(-3,4)或(-1,2). 答案 (-3,4)或(-1,2)2.(2014·海淀模拟)若直线l :y =kx 与曲线C :⎩⎨⎧x =2+cos θ,y =sin θ(参数θ∈R )有唯一的公共点,则实数k =________.解析 曲线C 化为普通方程为(x -2)2+y 2=1,圆心坐标为(2,0),半径r =1.由已知l 与圆相切,则r =|2k |1+k 2=1⇒k =±33.答案 ±333.已知椭圆的参数方程⎩⎨⎧x =2cos t y =4sin t (t 为参数),点M 在椭圆上,对应参数t =π3,点O 为原点,则直线OM 的斜率为________.解析 当t =π3时,x =1,y =23,则M (1,23),∴直线OM 的斜率k =2 3. 答案 2 34.(2013·湖南卷)在平面直角坐标系xOy 中,若l :⎩⎨⎧x =t ,y =t -a (t 为参数)过椭圆C :⎩⎨⎧x =3cos φ,y =2sin φ(φ为参数)的右顶点,则常数a 的值为________. 解析 ∵x =t ,且y =t -a , 消去t ,得直线l 的方程y =x -a , 又x =3cos φ且y =2sin φ,消去φ, 得椭圆方程x 29+y 24=1,右顶点为(3,0),依题意0=3-a , ∴a =3. 答案 35.直线3x +4y -7=0截曲线⎩⎨⎧x =cos α,y =1+sin α(α为参数)的弦长为________.解析 曲线可化为x 2+(y -1)2=1,圆心(0,1)到直线的距离d =|0+4-7|9+16=35,则弦长l =2r 2-d 2=85.答案 856.已知直线l 1:⎩⎨⎧ x =1-2t ,y =2+kt (t 为参数),l 2:⎩⎨⎧x =s ,y =1-2s (s 为参数),若l 1∥l 2,则k =________;若l 1⊥l 2,则k =________.解析 将l 1、l 2的方程化为直角坐标方程得l 1:kx +2y -4-k =0,l 2:2x +y -1=0,由l 1∥l 2,得k 2=21≠4+k1⇒k =4,由l 1⊥l 2,得2k +2=0⇒k =-1. 答案 4 -17.(2012·广东卷)在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 1和C 2的参数方程分别为⎩⎨⎧ x =t ,y =t (t 为参数)和⎩⎨⎧x =2cos θ,y =2sin θ(θ为参数),则曲线C 1与C 2的交点坐标为________.解析 曲线C 1的普通方程为y 2=x (y ≥0), 曲线C 2的普通方程为x 2+y 2=2.由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=x (y ≥0),x 2+y 2=2,解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =1,y =1,即交点坐标为(1,1). 答案 (1,1)8.直角坐标系xOy 中,以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,设点A ,B 分别在曲线C 1:⎩⎨⎧ x =3+cos θ,y =sin θ(θ为参数)和曲线C 2:ρ=1上,则|AB |的最小值为________.解析 消掉参数θ,得到关于x 、y 的一般方程C 1:(x -3)2+y 2=1,表示以(3,0)为圆心,以1为半径的圆;C 2:x 2+y 2=1,表示的是以原点为圆心的单位圆,|AB |的最小值为3-1-1=1.答案 19.(2012·湖南卷)在极坐标系中,曲线C 1:ρ(2cos θ+sin θ)=1与曲线C 2:ρ=a (a >0)的一个交点在极轴上,则a =______.解析 ρ(2cos θ+sin θ)=1,即2ρcos θ+ρsin θ=1对应的普通方程为2x +y -1=0,ρ=a (a >0)对应的普通方程为x 2+y 2=a 2.在2x +y -1=0中,令y =0,得x =22.将⎝ ⎛⎭⎪⎫22,0代入x 2+y 2=a 2得a =22. 答案 22二、解答题10.(2013·新课标全国Ⅰ卷)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ρ2-8ρcos θ-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. 11.(2013·新课标全国Ⅱ卷)已知动点P 、Q 都在曲线C :⎩⎨⎧ x =2cos t ,y =2sin t(t 为参数)上,对应参数分别为t =α与t =2α(0<α<2π),M 为PQ 的中点.(1)求M 的轨迹的参数方程;(2)将M 到坐标原点的距离d 表示为α的函数,并判断M 的轨迹是否过坐标原点. 解 (1)依题意有P (2cos α,2sin α),Q (2cos 2α,2sin 2α),因此M (cos α+cos 2α,sin α+sin 2α).M 的轨迹的参数方程为⎩⎨⎧ x =cos α+cos 2α,y =sin α+sin 2α,(α为参数,0<α<2π). (2)M 点到坐标原点的距离d =x 2+y 2=2+2cos α(0<α<2π).当α=π时,d =0,故M 的轨迹通过坐标原点.12.(2012·新课标全国卷)已知曲线C 1的参数方程是⎩⎨⎧x =2cos φ,y =3sin φ(φ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,正方形ABCD 的顶点都在C 2上,且A ,B ,C ,D 依逆时针次序排列,点A 的极坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π3. (1)求点A ,B ,C ,D 的直角坐标;(2)设P 为C 1上任意一点,求|P A |2+|PB |2+|PC |2+|PD |2的取值范围.解 (1)由已知可得A ⎝ ⎛⎭⎪⎫2cos π3,2sin π3, B ⎝ ⎛⎭⎪⎫2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+π2,2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+π2, C ⎝ ⎛⎭⎪⎫2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+π,2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+π, D ⎝ ⎛⎭⎪⎫2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+3π2,2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+3π2, 即A (1,3),B (-3,1),C (-1,-3),D (3,-1).(2)设P (2cos φ,3sin φ),令S =|P A |2+|PB |2+|PC |2+|PD |2,则S =16cos 2φ+36sin 2φ+16=32+20sin 2φ.因为0≤sin 2φ≤1,所以S 的取值范围是[32,52].。