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- 2021-06-16 发布
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大题考法——坐标系与参数方程
A组
1.(2018·石家庄一模)在平面直角坐标系中,直线l的参数方程是(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C的极坐标方程为ρ2+2ρsin θ-3=0.
(1)求直线l的极坐标方程;
(2)若直线l与曲线C相交于A,B两点,求|AB|.
解:(1)由消去t得,y=2x,
把代入y=2x,得ρsin θ=2ρcos θ,
所以直线l的极坐标方程为sin θ=2cos θ.
(2)因为ρ2=x2+y2,y=ρsin θ,
所以曲线C的直角坐标方程为x2+y2+2y-3=0,
即x2+(y+1)2=4.
圆C的圆心C(0,-1)到直线l的距离d=,
所以|AB|=2=.
2.(2018·石嘴山二模)在平面直角坐标系中,直线l的参数方程为(其中t为参数).现以坐标原点为极点, x轴的非负半轴为极轴建立极坐标标系,曲线C的极坐标方程为ρ=6cos θ.
(1)写出直线l的普通方程和曲线C的直角坐标方程;
(2)若点P坐标为(-1,0),直线l交曲线C于A,B两点,求|PA|+|PB|的值.
解:(1)由消去参数t,得直线l的普通方程为x-y+1=0,
又由ρ=6cos θ得ρ2=6ρcos θ,
由得曲线C的直角坐标方程为x2+y2-6x=0.
(2)将代入x2+y2-6x=0得t2-4t+7=0,
则t1+t2=4,t1t2=7>0,
所以|PA|+|PB|=|t1|+|t2|=|t1+t2|=4.
3.(2018·商丘二模)已知曲线C的极坐标方程为ρ=4cos θ+2sin θ,直线l1:θ=(ρ∈R),直线l2:θ=(ρ∈R).以极点O为原点,极轴为x轴的正半轴建立平面直角坐标系.
(1)求直线l1,l2的直角坐标方程以及曲线C的参数方程;
(2)已知直线l1与曲线C交于O,M两点,直线l2与曲线C交于O,N两点,求△OMN的面积.
解:(1)依题意,直线l1的直角坐标方程为y=x,直线l2的直角坐标方程为y=x.
因为ρ=4cos θ+2sin θ,故ρ2=4ρcos θ+2ρsin θ,
故x2+y2=4x+2y,故(x-2)2+(y-1)2=5,
故曲线C的参数方程为(α为参数).
(2)联立得到|OM|=2+1,
同理|ON|=2+.又∠MON=,
所以S△MON=|OM|·|ON|sin ∠MON=,
即△OMN的面积为.
4.(2018·东莞二模)在平面直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(α为参数),以坐标原点O为极点,以x轴正半轴为极轴,建立极坐标系,点A的极坐标为.
(1)求曲线C的极坐标方程;
(2)若点B在曲线C上,|OA||OB|=2,求∠AOB的大小.
解:(1)∵曲线C的普通方程为(x-1)2+(y-1)2=2,
即x2+y2-2x-2y=0,
∴曲线C的极坐标方程为ρ=2cos θ+2sin θ.
(2)∵|OA|=2,|OB|=ρ,
且|OA||OB|=2,
∴cos θ+sin θ=,∴sin=.
∴θ+=或θ+=,θ= 或θ=,
∴∠AOB=-=或∠AOB=-=.
B组
1.(2018·辽宁三模)在平面直角坐标系xOy中,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,点M的极坐标是.
(1)求直线l的普通方程;
(2)求直线l上的点到点M距离最小时的点的直角坐标.
解:(1)直线l的普通方程为3x-y-6=0.
(2)点M的直角坐标是(-1,-),
过点M作直线l的垂线,垂足为M′,则点M′即为所求的直线l上到点M距离最小的点.
直线MM′的方程是y+=-(x+1),
即y=-x--.
由解得
所以直线l上到点M距离最小的点的直角坐标是.
2.(2018·枣庄二模)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,求直线l被曲线C截得的线段的长度;
(2)若a=11,在曲线C上求一点M,使得点M到直线l的距离最小,并求出最小距离.
解:(1)曲线C的普通方程为+=1.
当a=1时,直线l的普通方程为y=2x.
由解得或
直线l被曲线C截得的线段的长度为=3.
(2)方法一 a=11时,直线l的普通方程为2x-y-10=0.
由点到直线的距离公式,椭圆上的点M(3cos θ,2sin θ)到直线l:2x-y-10=0的距离为
d=
=
=,
其中θ0满足cos θ0=,sin θ0=.
由三角函数性质知,当θ+θ0=0时,d取最小值2-2.
此时,3cos θ=3cos(-θ0)=,2sin θ=2sin(-θ0)=-.
因此,当点M位于时,点M到l的距离取最小值2-2.
方法二 当a=11时,直线l的普通方程为2x-y-10=0.
设与l平行,且与椭圆+=1相切的直线m的方程为2x-y+t=0.由消去y并整理得40x2+36tx+9t2-36=0.
由判别式Δ=(36t)2-4×40×(9t2-36)=0,解得t=±2.
所以,直线m的方程为2x-y+2=0,或2x-y-2=0.
要使两平行直线l与m间的距离最小,
则直线m的方程为2x-y-2=0.
这时,l与m间的距离d==2-2.
此时点M的坐标为方程组的解
因此,当点M位于时,点M到直线l的距离取最小值2-2.
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