极坐标和参数方程高考题(3)老师专用

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极坐标和参数方程高考题(3)一、填空题(12道题,每道题6分,共计72分)1.曲线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+2cos αy =2sin α(α为参数),若以点O (0,0)为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,则该曲线的极坐标方程是________.答案 ρ=-4cos θ解析 曲线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+2cos αy =2sin α(α为参数)的普通方程为(x +2)2+y 2=4,∴x 2+y 2=-4x ,若以点O (0,0)为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系, 则方程为ρ=-4cos θ.2.已知两曲线参数方程分别为⎩⎨⎧x =5cos θ,y =sin θ(0≤θ<π)和⎩⎪⎨⎪⎧x =54t 2,y =t(t ∈R ),它们的交点坐标为________.答案 ⎝⎛⎭⎫1,255解析 消去参数θ得曲线方程为x 25+y 2=1(0≤y ≤1),表示椭圆的一部分.消去参数t得曲线方程为y 2=45x ,表示抛物线,可得两曲线有一个交点,联立两方程,解得交点坐标为⎝⎛⎭⎫1,255.3.已知曲线C 的参数方程是⎩⎨⎧x =a cos φy =3sin φ(φ为参数,a >0),直线l 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =3+t y =-1-t(t 为参数),曲线C 与直线l 有一个公共点在x 轴上,则曲线C 的普通方程为________. 答案 x 24+y 23=1解析 直线l 的普通方程是x +y =2,与x 轴的交点为(2,0),又曲线的普通方程为x 2a 2+y 23=1,代入交点(2,0)可得a =2,∴则曲线C 的普通方程为x 24+y 23=1.4.(2013·重庆)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 =____.答案 16解析 将极坐标方程ρcos θ=4化为直角坐标方程得x =4,将x =4代入⎩⎪⎨⎪⎧x =t 2,y =t 3得t =±2,从而y =±8.所以A (4,8),B (4,-8).所以AB =|8-(-8)|=16.5.已知圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos α,y =1+sin α(α为参数),以原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为ρsin θ=1,则直线l 与圆C 的交点的直角坐标为______.答案 (-1,1),(1,1)解析 圆C 的直角坐标方程为x 2+(y -1)2=1, 直线l 的直角坐标方程为y =1.⎩⎪⎨⎪⎧ x 2+(y -1)2=1,y =1⇒⎩⎪⎨⎪⎧ x =-1,y =1或⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1.∴l 与⊙C 的交点的直角坐标为(-1,1),(1,1).6.在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos α,y =1+sin α(α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,曲线C 2的方程为ρ(cos θ-sin θ)+1=0,则C 1与C 2的交点个数为________. 答案 2解析 依题意,曲线C 1的普通方程为x 2+(y -1)2=1;曲线C 2的直角坐标系下的方程为x -y +1=0.易判断圆心(0,1)在直线x -y +1=0上.故C 1与C 2的交点个数为2.7.点P (x ,y )在曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+cos θy =sin θ(θ为参数,θ∈R )上,则yx 的取值范围是________.答案 [-33,33] 解析 消去参数θ得曲线的标准方程为(x +2)2+y 2=1,圆心为(-2,0),半径为1,设yx =k ,则直线y =kx ,即kx -y =0,当直线与圆相切时,圆心到直线的距离d =|-2k |k 2+1=1,解得k =±33,由图象知k 的取值范围是-33≤k ≤33,即y x 的取值范围是[-33,33].8.若直线l 1:⎩⎪⎨⎪⎧ x =1-2t ,y =2+kt (t 为参数)与直线l 2:⎩⎪⎨⎪⎧x =s ,y =1-2s (s 为参数)垂直,则k =______.答案 -1解析 直线l 1:kx +2y -4-k =0. 直线l 2:2x +y -1=0.∵l 1与l 2垂直,∴2k +2=0,∴k =-1.9.以直角坐标系的原点为极点,x 轴的正半轴为极轴,并在两种坐标系中取相同的长度单位.已知直线的极坐标方程为θ=π4 (ρ∈R ),它与曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =1+2cos α,y =2+2sin α(α为参数)相交于两点A 和B ,则AB =________. 答案14解析 极坐标方程θ=π4(ρ∈R )对应的平面直角坐标系中方程为y =x ,⎩⎪⎨⎪⎧x =1+2cos α,y =2+2sin α(α为参数)⇒(x -1)2+(y -2)2=4. 圆心(1,2),r =2.圆心到直线y =x 的距离d =|1-2|2=22,AB =2r 2-d 2=24-12=14. 10.(2012·广东)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________.答案 (1,1)解析 化参数方程为普通方程然后解方程组求解. C 1的普通方程为y 2=x (x ≥0,y ≥0), C 2的普通方程为x 2+y 2=2.由⎩⎪⎨⎪⎧ y 2=x ,x ≥0,y ≥0,x 2+y 2=2得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1.∴C 1与C 2的交点坐标为(1,1).11.设直线l 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t ,y =1+3t (t 为参数),直线l 2的方程为y =3x +4,求l 1与l 2间的距离___________.解 将参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t ,y =1+3t (t 为参数)化为普通方程3x -y -2=0,因此l 1与l 2间的距离为d =|4+2|32+(-1)2=3105.12.在平面直角坐标系xOy 中,求过椭圆⎩⎪⎨⎪⎧x =5cos φ,y =3sin φ(φ为参数)的右焦点,且与直线⎩⎪⎨⎪⎧x =4-2t ,y =3-t (t 为参数)平行的直线的普通方程______________. 解 由题设知,椭圆的长半轴长a =5,短半轴长b =3, 从而c =a 2-b 2=4,所以右焦点为(4,0).将已知直线的参数方程化为普通方程:x -2y +2=0. 故所求直线的斜率为12,因此其方程为y =12(x -4),即x -2y -4=0.二、解答题(6道题,每道题13分,共计78分,第一问5分,第二问8分)13.(2012·江苏)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). 因为圆C 经过点P ⎝⎛⎭⎫2,π4, 所以圆C 的半径PC =(2)2+12-2×1×2cos π4=1,于是圆C 过极点,所以圆C 的极坐标方程为ρ=2cos θ.14.已知直线的极坐标方程为ρsin ⎝⎛⎭⎫θ+π4=22,圆M 的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =-2+2sin θ(其中θ为参数),极点在直角坐标原点,极轴与x 轴正半轴重合. (1)将直线的极坐标方程化为直角坐标方程; (2)求圆M 上的点到直线的距离的最小值. 解 (1)极点为直角坐标原点O ,∵ρsin ⎝⎛⎭⎫θ+π4=22,∴ρ⎝⎛⎭⎫22sin θ+22cos θ=22, ∴ρsin θ+ρcos θ=1,可化为直角坐标方程:x +y -1=0.(2)将圆的参数方程化为普通方程:x 2+(y +2)2=4,圆心为M (0,-2),半径r =2. ∴点M 到直线的距离为d =|0-2-1|2=32=322,∴圆上的点到直线距离的最小值为32-42.15.在直角坐标系中,以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立坐标系,已知曲线C :ρsin 2θ=2a cos θ(a >0),已知过点P (-2,-4)的直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =-2+22t ,y =-4+22t ,直线l 与曲线C 分别交于M ,N 两点. (1)写出曲线C 和直线l 的普通方程; (2)若PM ,MN ,PN 成等比数列,求a 的值. 解 (1)y 2=2ax ,y =x -2.(2)直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =-2+22ty =-4+22t (t 为参数),代入y 2=2ax ,得到t 2-22(4+a )t +8(4+a )=0, 则有t 1+t 2=22(4+a ),t 1t 2=8(4+a ). 因为MN 2=PM ·PN ,所以(t 1-t 2)2=(t 1+t 2)2-4t 1t 2=t 1t 2,解得a =1(a =-4,舍去). 经验证,符合题意,故a =1.16.(2013·福建)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.17.(10分)在直角坐标平面内,以坐标原点O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,已知点M 的极坐标为⎝⎛⎭⎫42,π4,曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =1+2cos α,y =2sin α(α为参数). (1)求直线OM 的直角坐标方程;(2)求点M 到曲线C 上的点的距离的最小值. 规范解答解 (1)由点M 的极坐标为⎝⎛⎭⎫42,π4, 得点M 的直角坐标为(4,4),所以直线OM 的直角坐标方程为y =x .[4分](2)由曲线C 的参数方程⎩⎨⎧x =1+2cos α,y =2sin α(α为参数),化成普通方程为(x -1)2+y 2=2, 圆心为A (1,0),半径为r =2,由于点M 在曲线C 外,故点M 到曲线C 上的点的距离的最小值为MA -r =5- 2.[10分]评分细则 (1)得出M 的直角坐标给2分;(2)得出曲线C 的参数方程给2分;最小值直接写出没有中间过程扣2分.阅卷老师提醒 参数方程和极坐标方程的综合是高考命题的一贯方式,解决的基本思想是化为普通方程(直角坐标方程),要求计算准确,注意参数的范围.18.在平面直角坐标系中,以坐标原点为几点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系。