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- 2021-06-16 发布
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A组 基础关
1.(2019·四川达州模拟)在平面直角坐标系中,直线l的参数方程为(t为参数,t∈R),以原点O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=asinθ(a≠0).
(1)求圆C的直角坐标方程与直线l的普通方程;
(2)设直线l截圆C的弦长为半径长的倍,求a的值.
解 (1)圆C的直角坐标方程为x2+2=.
直线l的普通方程为4x+3y-8=0.
(2)圆C:x2+2=a2,直线l:4x+3y-8=0,
∵直线l截圆C的弦长等于圆C的半径长的倍,
∴圆心C到直线l的距离d==×,
解得a=32或a=.
2.(2018·芜湖模拟)在平面直角坐标系xOy中,曲线C1过点P(a,1),其参数方程为(t为参数,a∈R),以坐标原点为极点,以x轴正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρcos2θ+2cosθ-ρ=0.
(1)写出曲线C1的普通方程和曲线C2的直角坐标方程;
(2)已知曲线C1和曲线C2交于A,B两点(P在A,B之间),且|PA|=2|PB|,求实数a的值.
解 (1)将C1的参数方程消参得普通方程为x+y-a-1=0,
C2的极坐标方程为ρcos2θ+2cosθ-ρ=0两边同乘ρ得ρ2cos2θ+2ρcosθ-ρ2=0即y2=2x.
(2)将曲线C1的参数方程代入曲线C2:y2=2x得t2+2t+1-2a=0,
设A,B对应的参数为t1,t2,由题意得|t1|=2|t2|,
且P在A,B之间,则t1=-2t2,由
解得a=.
3.(2018·石家庄一模)在平面直角坐标系中,将曲线C1
上的每一个点的横坐标保持不变,纵坐标缩短为原来的,得到曲线C2.以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,已知曲线C1的极坐标方程为ρ=2.
(1)求曲线C2的参数方程;
(2)过坐标原点O且关于y轴对称的两条直线l1与l2分别交曲线C2于A,C和B,D,且点A在第一象限,当四边形ABCD的周长最大时,求直线l1的普通方程.
解 (1)由ρ=2,得ρ2=4,
所以曲线C1的直角坐标方程为x2+y2=4.
故由题意可得曲线C2的直角坐标方程为+y2=1.
所以曲线C2的参数方程为(θ为参数).
(2)设四边形ABCD的周长为l,点A(2cosθ,sinθ),
则l=8cosθ+4sinθ=4sin(θ+φ),所以当θ+φ=2kπ+(k∈Z)时,l取得最大值,最大值为4,此时θ=2kπ+-φ(k∈Z),
所以2cosθ=2sinφ=,sinθ=cosφ=,
此时A.
所以直线l1的普通方程为x-4y=0.
4.已知直线l的参数方程是(t是参数),圆C的极坐标方程为ρ=4cos.
(1)求圆心C的直角坐标;
(2)由直线l上的点向圆C引切线,求切线长的最小值.
解 (1)∵ρ=4cos=2cosθ-2sinθ,
∴ρ2=2ρcosθ-2ρsinθ,
∴圆C的直角坐标方程为x2+y2-2x+2y=0,
即(x-)2+(y+)2=4.
∴圆心C的直角坐标为(,-).
(2)由直线l上的点向圆C引切线,则切线长为
=
=,又≥4,
∴由直线l上的点向圆C引切线,切线长的最小值为4.
B组 能力关
1.在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为
(t是参数),以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C:ρsin2θ=cosθ,将曲线C上所有点的纵坐标不变,横坐标缩短到原来的一半,然后再向右平移一个单位得到曲线C2,又已知曲线C1与曲线C2交于A,B两点.
(1)求曲线C2的直角坐标方程;
(2)设定点P(2,0),求+的值.
解 (1)曲线C的直角坐标方程为y2=x,将曲线C上所有点的纵坐标不变,横坐标缩短到原来的一半,得到曲线y2=2x,然后再向右平移一个单位得到曲线C2:y2=2(x-1).
(2)将曲线C1的参数方程(t是参数)代入曲线C2的方程得t2+2t-4=0.
设A,B两点对应的参数分别为t1,t2,
则t1+t2=-2,t1t2=-4,
+==
===.
2.(2017·全国卷Ⅰ)在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(θ为参数),直线l的参数方程为(t为参数).
(1)若a=-1,求C与l的交点坐标;
(2)若C上的点到l距离的最大值为,求a.
解 (1)曲线C的普通方程为+y2=1.
当a=-1时,直线l的普通方程为x+4y-3=0.
由解得或
从而C与l的交点坐标为(3,0),.
(2)直线l的普通方程为x+4y-a-4=0,故C上的点(3cosθ,sinθ)到l的距离为d=.
当a≥-4时,d的最大值为 .
由题设得=,所以a=8;
当a<-4时,d的最大值为.
由题设得=,所以a=-16.
综上,a=8或a=-16.
3.在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程是
(t是参数).在以O为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C:ρ=4cosθ.
(1)当m=-1,α=30°时,判断直线l与曲线C的位置关系;
(2)当m=1时,若直线l与曲线C相交于A,B两点,设P(1,0),且||PA|-|PB||=1,求直线l的倾斜角.
解 (1)由ρ=4cosθ,得ρ2=4ρcosθ,
又x=ρcosθ,y=ρsinθ,
所以曲线C的直角坐标方程为(x-2)2+y2=4,
所以曲线C是以点M(2,0)为圆心,2为半径的圆.
由直线l的参数方程为(t为参数),
得直线l的直角坐标方程为x-y+1=0.
由圆心M到直线l的距离d==<2,
可知直线l与曲线C相交.
(2)由题意可得直线l是经过点P(1,0),倾斜角为α的直线,
将代入(x-2)2+y2=4,
整理得t2-2tcosα-3=0,Δ=(-2cosα)2+12>0.
设A,B对应的参数分别为t1,t2,
则t1+t2=2cosα,t1t2=-3<0,所以t1,t2异号,
则||PA|-|PB||=|t1+t2|=|2cosα|=1,
所以cosα=±.
又α∈[0,π),所以直线l的倾斜角为或.
4.(2018·全国卷Ⅲ)在平面直角坐标系xOy中,⊙O的参数方程为(θ
为参数),过点(0,-)且倾斜角为α的直线l与⊙O交于A,B两点.
(1)求α的取值范围;
(2)求AB中点P的轨迹的参数方程.
解 (1)⊙O的直角坐标方程为x2+y2=1.
当α=时,l与⊙O交于两点.
当α≠时,记tanα=k,则l的方程为y=kx-.
l与⊙O交于两点当且仅当<1,
解得k<-1或k>1,
即α∈或α∈.
综上,α的取值范围是.
(2)l的参数方程为.
设A,B,P对应的参数分别为tA,tB,tP,则tP=,且tA,tB满足t2-2tsinα+1=0.
于是tA+tB=2sinα,tP=sinα.
又点P的坐标(x,y)满足
所以点P的轨迹的参数方程是
.