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第2讲 参数方程
1.(2015·高考湖北卷改编)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(t为参数),l与C相交于A,B两点,求|AB|.
解:由ρ(sin θ-3cos θ)=0,得ρsin θ=3ρcos θ,则y=3x.
由得y2-x2=4.
由可得或
不妨设A,则B,
故|AB|=
=2.
2.(2016·唐山模拟)已知椭圆C:+=1,直线l:(t为参数).
(1)写出椭圆C的参数方程及直线l的普通方程;
(2)设A(1,0),若椭圆C上的点P满足到点A的距离与其到直线l的距离相等,求点P的坐标.
解:(1)椭圆C:(θ为参数),直线l:x-y+9=0.
(2)设P(2cos θ,sin θ),
则|AP|= =2-cos θ,
点P到直线l的距离
d==.
由|AP|=d得3sin θ-4cos θ=5,
又sin2θ+cos2θ=1,得sin θ=,cos θ=-.
故P.
3.(2016·沈阳质量监测)在平面直角坐标系xOy中,圆C的参数方程为(θ为参数),直线l经过点P(1,2),倾斜角α=.
(1)写出圆C的标准方程和直线l的参数方程;
(2)设直线l与圆C相交于A、B两点,求|PA|·|PB|的值.
解:(1)圆C的标准方程为x2+y2=16.
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直线l的参数方程为(t为参数),即(t为参数).
(2)把直线l的参数方程代入x2+y2=16,
得+=16,t2+(+2)t-11=0,
所以t1t2=-11,
即|PA|·|PB|=11.
4.(2015·高考陕西卷)在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(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=2sin 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=2sin θ,得ρ2=2ρsin θ,
从而有x2+y2=2y,
所以x2+(y-)2=3.
(2)设P,又C (0,),
则|PC|= =,
故当t=0时,|PC|取得最小值,
此时,点P的直角坐标为(3,0).
1.(2016·唐山统考)极坐标系的极点为直角坐标系xOy的原点,极轴为x轴的正半轴,两种坐标系中的长度单位相同.已知曲线C的极坐标方程为ρ=2(cos θ+sin θ),斜率为的直线l交y轴于点E(0,1).
(1)求C的直角坐标方程,l的参数方程;
(2)直线l与曲线C交于A、B两点,求|EA|+|EB|.
解:(1)由ρ=2(cos θ+sin θ),得ρ2=2(ρcos θ+ρsin θ),
即x2+y2=2x+2y,
即(x-1)2+(y-1)2=2.
l的参数方程为(t为参数,t∈R).
(2)将代入(x-1)2+(y-1)2=2得t2-t-1=0.
解得t1=,t2=,
则|EA|+|EB|=|t1|+|t2|=|t1-t2|=.
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2.(2016·长春调研)已知直线l的参数方程为(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,圆C的极坐标方程为ρ=4sin.
(1)求圆C的直角坐标方程;
(2)点P(x,y)是直线l与圆面ρ≤4sin的公共点,求x+y的取值范围.
解:(1)因为圆C的极坐标方程为ρ=4sin,
所以ρ2=4ρsin
=4ρ.
又ρ2=x2+y2,x=ρcos θ,y=ρsin θ,
所以x2+y2=2y-2x,
所以圆C的直角坐标方程为x2+y2+2x-2y=0.
(2)设z=x+y,
由圆C的方程x2+y2+2x-2y=0,得(x+1)2+(y-)2=4,
所以圆C的圆心是(-1,),半径是2.
将代入z=x+y,得z=-t,
又直线l过C(-1,),圆C的半径是2,所以-2≤t≤2,
所以-2≤-t≤2,即x+y的取值范围是[-2,2].
3.(2016·太原联考)已知平面直角坐标系xOy,以O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,点P的极坐标为,曲线C的极坐标方程为ρ2+2ρsin θ=1.
(1)写出点P的直角坐标及曲线C的直角坐标方程;
(2)若Q为曲线C上的动点,求PQ中点M到直线l:(t为参数)距离的最小值.
解:(1)点P的直角坐标为(3,).
由ρ2+2ρsin θ=1,得x2+y2+2y=1,
即x2+(y+)2=4,
所以曲线C的直角坐标方程为x2+(y+)2=4.
(2)曲线C的参数方程为
(θ为参数),直线l的普通方程为x-2y-7=0.
设Q(2cos θ,-+2sin θ),
则M,那么点M到直线l的距离为
d=
=
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=≥=-1,
所以点M到直线l的最小距离为-1.
4.在平面直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为 (t为参数),曲线C2的参数方程为(a>b>0,φ为参数),在以O为极点,x轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线l:θ=α与曲线C1、C2各有一个交点.当α=0时,这两个交点间的距离为2,当α=时,这两个交点重合.
(1)分别说明C1、C2是什么曲线,并求出a与b的值;
(2)设当α=时,l与C1、C2的交点分别为A1、B1,当α=-时,l与C1、C2的交点分别为A2、B2,求四边形A1A2B2B1的面积.
解:(1)由题意可知,曲线C1为圆,曲线C2为椭圆,
当α=0时,射线l与曲线C1、C2交点的直角坐标分别是(1,0)、(a,0),
因为这两个交点间的距离为2,所以a=3,
当α=时,射线l与曲线C1、C2交点的直角坐标分别是(0,1)、(0,b),
因为这两个交点重合,所以b=1.
(2)由(1)可得,曲线C1、C2的普通方程分别为x2+y2=1,+y2=1,当α=时,射线l与曲线C1的交点A1,与曲线C2的交点B1;
当α=-时,射线l与曲线C1、C2的两个交点A2、B2分别与A1、B1关于x轴对称,
则四边形A1A2B2B1为梯形,
所以四边形A1A2B2B1的面积为
=.
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