《大高考》高考数学文(全国通用)二轮复习专题训练:五年高考专题坐标系与参数方程含答案
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考点一 极坐标与极坐标方程 1.(2015·广东,14)(坐标系与参数方程选做题)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C1的极坐标方程为ρ(cos
θ+sin θ)=-2,曲线C2的参数方程为x=t2,y=22t(t为参数),则C1与C2交点的
直角坐标为________. 解析 ∵曲线C1的极坐标方程为ρ(cos θ+sin θ)=-2,∴曲线C1的直角坐
标方程为x+y=-2.曲线C2的参数方程为x=t2,y=22t(t为参数),则其直角坐标方
程为y2=8x,联立x+y=-2,y2=8x,解得x=2,y=-4,即C1,C2的交点坐标为(2,-4). 答案 (2,-4) 2.(2014·广东,14)在极坐标系中,曲线C1与C2的方程分别为2ρcos2θ=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C1与C2交点的直角坐标为________. 解析 由2ρcos2θ=sin θ⇒2ρ2cos2 θ=ρsin θ⇒2x2=y,
又由ρcos θ=1⇒x=1,由2x2=y,x=1⇒x=1y=2.故曲线C1与C2交点的直角坐标为(1,2). 答案 (1,2)
3.(2014·陕西,15C)在极坐标系中,点2,π6到直线ρsinθ-π6=1的距离是________. 解析 点2,π6化成直角坐标为(3,1),直线ρsinθ-π6=1⇒ ρ
32sin θ-1
2cos θ=1化成直角坐标方程为12x-32y+1=0,故点到直线的距
离为d=|12×3-32×1+1|-322+122=1. 答案 1 4.(2011·陕西,15C)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C1:x=3+cos θ,y=sin θ(θ为参数)和曲线C2:ρ=1上,则|AB|的最小值为________. 解析 由题意知曲线C1为(x-3)2+y2=1,C2为x2+y2=1,两圆相离,两圆圆心距|C1C2|=3,半径均为1,则|AB|的最小值为|C1C2|-r1-r2=1. 答案 1 5.(2015·新课标全国Ⅰ,23)在直角坐标系xOy中,直线C1:x=-2,圆C2:(x-1)2+(y-2)2=1,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系. (1)求C1,C2的极坐标方程.
(2)若直线C3的极坐标方程为θ=π4(ρ∈R),设C2与C3的交点为M,N,求△C2MN的面积. 解 (1)因为x=ρcos θ,y=ρsin θ,所以C1的极坐标方程为ρcos θ=-2, C2的极坐标方程为ρ2-2ρcos θ-4ρsin θ+4=0.
(2)将θ=π4代入ρ2-2ρcos θ-4ρsin θ+4=0,得 ρ2-32ρ+4=0,解得ρ1=22,ρ2=2.
故ρ1-ρ2=2,即|MN|=2. 由于C2的半径为1,所以△C2MN为等腰直角三角形,
所以△C2MN的面积为12.
6.(2015·江苏。21(C))已知圆C的极坐标方程为ρ2+22ρsinθ-π4-4=0,求圆C的半径. 解 以极坐标系的极点为平面直角坐标系的原点O,以极轴为x轴的正半轴,建立直角坐标系xOy. 圆C的极坐标方程为
ρ2+22ρ
22sin θ-2
2cos θ-4=0,
化简,得ρ2+2ρsin θ-2ρcos θ-4=0. 则圆C的直角坐标方程为x2+y2-2x+2y-4=0, 即(x-1)2+(y+1)2=6,所以圆C的半径为6.
7.(2013·新课标全国Ⅰ,23)已知曲线C1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C2的极坐标方程为ρ=2sin θ. (1)把C1的参数方程化为极坐标方程; (2)求C1与C2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C1:x2+y2-8x-10y+16=0.
将x=ρcos θ,y=ρsin θ代入x2+y2-8x-10y+16=0得ρ2-8ρcos θ-10ρsin θ+16=0. 所以C1的极坐标方程为 ρ2-8ρcos θ-10ρsin θ+16=0.
(2)C2的普通方程为x2+y2-2y=0.
由x2+y2-8x-10y+16=0,x2+y2-2y=0,解得x=1,y=1或x=0,y=2. 所以C1与C2交点的极坐标分别为2,π4,2,π2. 考点二 参数方程 1.(2014·湖南,12)在平面直角坐标系中,曲线C:x=2+22t,y=1+22t(t为参数)的普通方程为________. 解析 直接化简,两式相减消去参数t得,x-y=1,整理得普通方程为x-y-1=0. 答案 x-y-1=0
2.(2013·陕西,15C)圆锥曲线x=t2,y=2t(t为参数)的焦点坐标是________.
解析 由x=t2,y=2t消去t得,y2=4x,故曲线表示为焦点(1,0)的抛物线. 答案 (1,0) 3.(2013·广东,14)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 由曲线C的极坐标方程ρ=2cos θ知以极点为原点,极轴为x轴的正半轴建立直角坐标系知曲线C是以(1,0)为圆心,半径为1的圆,其方程为(x-1)2
+y2=1,故参数方程为x=1+cos φ,y=sin φ(φ为参数).
答案 x=1+cos φ,y=sin φ(φ为参数) 4.(2012·广东,14)在平面直角坐标系xOy中,曲线C1和C2的参数方程分别为
x=5cos θ,
y=5sin θθ为参数,0≤θ≤π2和x=1-22t,y=-22t
(t为参数),则曲线C1与
C2的交点坐标为________. 解析 由C1得x2+y2=5①,
且0≤x≤5,0≤y≤5,由C2得x=1+y②,
∴由①②联立x2+y2=5,x=1+y,得x=2,y=1. 答案 (2,1) 5.(2015·新课标全国Ⅱ,23)在直角坐标系xOy中,曲线C1:x=tcos α,y=tsin 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C2:ρ=2sin θ,C3:ρ=23cos θ. (1)求C2与C3交点的直角坐标; (2)若C1与C2相交于点A,C1与C3相交于点B,求|AB|的最大值. 解 (1)曲线C2的直角坐标方程为x2+y2-2y=0,曲线C3的直角坐标方程为x2+y2-23x=0.
联立x2+y2-2y=0,x2+y2-23x=0,解得x=0,y=0,或x=32,y=32. 所以C2与C3交点的直角坐标为(0,0)和32,32. (2)曲线C1的极坐标方程为θ=α(ρ∈R,ρ≠0),其中0≤α<π.因此A的极坐标为(2sin α,α),B的极坐标为(23cos α,α).
所以|AB|=|2sin α-23cos α|=4sinα-π3.
当α=5π6时,|AB|取得最大值,最大值为4.
6.(2015·陕西,23)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=23sin θ. (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x2+y2=23y,所以x2+(y-3)2=3.
(2)设P3+12t,32t,又C(0,3), 则|PC|=3+12t2+32t-32=t2+12, 故当t=0时,|PC|取得最小值, 此时,P点的直角坐标为(3,0). 7.(2014·辽宁,23)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.
解 (1)设(x1,y1)为圆上的点,在已知变换下变为C上点(x,y),依题意,得x=x1y=2y1,
由x21+y21=1得x2+y22=1, 即曲线C的方程为x2+y24=1. 故C的参数方程为x=cos ty=2sin t(t为参数).
(2)由x2+y24=12x+y-2=0解得:x=1y=0,或x=0y=2. 不妨设P1(1,0),P2(0,2),则线段P1P2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=12x-12, 化为极坐标方程,并整理得 2ρcos θ-4ρsin θ=-3,即ρ=34sin θ-2cos θ.
8.(2014·新课标全国Ⅰ,23)已知曲线C:x24+y29=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.