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- 2021-06-16 发布
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1.在平面直角坐标系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=4cos θ,θ∈.
(1)求半圆C的参数方程;
(2)若半圆C与圆D:(x-5)2+(y-)2=m(m是常数,m>0)相切,试求切点的直角坐标.
解:(1)半圆C的普通方程为(x-2)2+y2=4(0≤y≤2),
则半圆C的参数方程为(t为参数,0≤t≤π).
(2)C,D的圆心坐标分别为(2,0),(5,),
于是直线CD的斜率k==.
由于切点必在两个圆心的连线上,
故切点对应的参数t满足tan t=,t=,
所以切点的直角坐标为,即(2+,1).
2.(2018·贵阳摸底考试)曲线C的参数方程为(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,直线l的极坐标方程为ρcos=.
(1)写出C的普通方程,并用(α为直线的倾斜角,t为参数)的形式写出直线l的一个参数方程;
(2)l与C是否相交?若相交,求出两交点的距离,若不相交,请说明理由.
解:(1)C的普通方程为+y2=1,
由ρcos=得x-y-2=0,
则直线l的倾斜角为,
又直线l过点(2,0),
得直线l的一个参数方程为(t为参数).
(2)将l的参数方程代入C的普通方程得
5t2+4t=0,解得t1=0,t2=-,
显然l与C有两个交点,
分别记为A,B,且|AB|=|t1-t2|=.
3.在平面直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(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C2的极坐标方程为ρcos=3.
(1)写出C1的普通方程和C2的直角坐标方程.
(2)设点P在C1上,点Q在C2上,求|PQ|的最小值及此时点P的直角坐标.
解:(1)曲线C1的参数方程为(α为参数),普通方程为x2+=1,
曲线C2的极坐标方程为ρcos=3,
即ρcos θ+ρsin θ-6=0,直角坐标方程为x+y-6=0.
(2)设P(cos α,sin α),则|PQ|的最小值为P到x+y-6=0距离,
即=,
当且仅当α=2kπ+(k∈Z)时,|PQ|取得最小值2,
此时P.
4.(2018·贵阳适应性考试)在平面直角坐标系xOy中,曲线C:(α为参数),在以原点O为极点,x轴的正半轴为极轴的极坐标系中,直线l的极坐标方程为 ρcos=-1.
(1)求曲线C的普通方程和直线l的直角坐标方程;
(2)过点M(-1,0)且与直线l平行的直线l1交曲线C于A,B两点,求点M到A,B两点的距离之和.
解:(1)曲线C的普通方程为+y2=1,
由ρcos=-1,得ρcos θ-ρsin θ=-2,
所以直线l的直角坐标方程为x-y+2=0.
(2)直线l1的参数方程为(t为参数),将其代入+y2=1中,化简得2t2-t-2=0,
设A,B两点对应的参数分别为t1,t2,
则t1+t2=,t1t2=-1,
所以|MA|+|MB|=|t1|+|t2|=|t1-t2|==
eq
(lc(
c)(avs4alco1(f(
(2),2)))2-4×(-1))=.
5.(2018·福州四校联考)在平面直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(α为参数),直线C2的方程为y=x.以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求曲线C1和直线C2的极坐标方程;
(2)若直线C2与曲线C1交于A,B两点,求+.
解:(1)由曲线C1的参数方程为(α为参数),得曲线C1的普通方程为(x-2)2+(y-2)2=1,
则C1的极坐标方程为ρ2-4ρcos θ-4ρsin θ+7=0,
由于直线C2过原点,且倾斜角为,故其极坐标方程为θ=(ρ∈R)(tan θ=).
(2)由得ρ2-(2+2)ρ+7=0,
设A,B对应的极径分别为ρ1,ρ2,则ρ1+ρ2=2+2,ρ1ρ2=7,
∴+===.
6.极坐标系与直角坐标系xOy有相同的长度单位,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C1的极坐标方程为ρ=4cos θ,曲线C2的参数方程为(t为参数,0≤α<π),射线θ=φ,θ=φ+,θ=φ-与曲线C1交于(不包括极点O)三点A,B,C.
(1)求证:|OB|+|OC|=|OA|;
(2)当φ=时,B,C两点在曲线C2上,求m与α的值.
解:(1)证明:设点A,B,C的极坐标分别为(ρ1,φ),,,
因为点A,B,C在曲线C1上,
所以ρ1=4cos φ,ρ2=4cos,ρ3=4cos,
所以|OB|+|OC|=ρ2+ρ3=4cos+4cos=4cos φ=ρ1,
故|OB|+|OC|=|OA|.
(2)由曲线C2的方程知曲线C2是经过定点(m,0)且倾斜角为α的直线.
当φ=时,B,C两点的极坐标分别为2,,2,-,
化为直角坐标为B(1,),C(3,-),
所以tan α==-,又0≤α<π,所以α=.
故曲线C2的方程为y=-(x-2),易知曲线C2恒过点(2,0),即m=2.
7.在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数),其中0≤α<π,在以O为极点,x轴的正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C1:ρ=4cos θ.直线l与曲线C1相切.
(1)将曲线C1的极坐标方程化为直角坐标方程,并求α的值.
(2)已知点Q(2,0),直线l与曲线C2:x2+=1交于A,B两点,求△ABQ的面积.
解:(1)曲线C1:ρ=4cos θ,即ρ2=4ρcos θ,化为直角坐标方程为x2+y2=4x,即C1:(x-2)2+y2=4,可得圆心(2,0),半径r=2,
直线l的参数方程为(t为参数),其中0≤α<π,由题意l与C1相切,可得普通方程为y-=k(x-1),k=tan α,0≤α<π且α≠,
因为直线l与曲线C1相切,所以=2,
所以k=,所以α=.
(2)直线l的方程为y=x+,
代入曲线C2:x2+=1,整理可得10x2+4x-5=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=-,x1·x2=-,
所以|AB|=·=,
Q到直线的距离d==2,
所以△ABQ的面积S=××2=.
8.已知直线L的参数方程为(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,曲线C的极坐标方程为ρ=.
(1)求直线L的极坐标方程和曲线C的直角坐标方程;
(2)过曲线C上任意一点P作与直线L夹角为的直线l,设直线l与直线L的交点为A,求|PA|的最大值.
解:(1)由(t为参数),得L的普通方程为2x+y-6=0,
令x=ρcos θ,y=ρsin θ,
得直线L的极坐标方程为2ρcos θ+ρsin θ-6=0,
由曲线C的极坐标方程,知ρ2+3ρ2cos2θ=4,
所以曲线C的直角坐标方程为x2+=1.
(2)由(1),知直线L的普通方程为2x+y-6=0,
设曲线C上任意一点P(cos α,2sin α),
则点P到直线L的距离d=.
由题意得|PA|==,
所以当sin=-1时,|PA|取得最大值,最大值为.