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- 2021-05-13 发布
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第15讲 坐标系与参数方程
学习目标
【目标分解一】长度距离问题
【目标分解二】范围最值问题
重点
体会极坐标方程与参数方程带来的优势
【课前自主复习区】
近三年高考分析:
2017
2016
2015
全国一
(1)直线与椭圆交点坐标;
(2)椭圆上一点到直线的最大距离;
(1)圆的参数方程化极坐标方程(方程互化)
(2)曲线交点(圆+圆+直线)
(1)直线与圆的普通方程化极坐标方程(方程互化)
(2)面积(弦过极点)
全国二
(1)求圆的轨迹方程;
(2)三角形面积最大值
(1)圆的普通方程化极坐标方程(方程互化)
(2)直线与圆的弦长
(1) 两圆极坐标方程求交点普通坐标
(2)弦长最大值(弦过极点)
全国三
(1) 两直线交点轨迹
(2)直线与双曲线交点
(1)椭圆参数方程化普通方程+直线极坐标方程化参数方程(方程互化)
(2)弦长最小值
核心知识储备一:
1. 直角坐标与极坐标的互化
请写出互化公式 , ; , ,限制条件 .
2.特殊位置的极坐标方程
①直线过极点: ; ②当圆心位于极点,半径为r: .
3.距离公式
过极点的直线与圆锥曲线相交,交点为M1,M2,所对应的极径分别为ρ1,ρ2.则|M1M2|= .
【注】极点O与点M的距离|OM|叫做点M的极径,记为ρ.
核心知识储备二:
1.普通方程与参数方程的互化
普通方程
参数方程
9
圆
(x-x0)2+(y-y0)2=R2
椭圆
+=1(a>b>0)
直线
y-y0=k(x-x0)
2.直线的参数方程的标准形式的应用
过定点M0的直线与圆锥曲线相交,交点为M1,M2,所对应的参数分别为t1,t2.则
①弦长|M1M2|= ; ②|M0M1||M0M2|= ; ③弦M1M2的中点为 .
课前练习:
1.(2013全国二文理23)已知动点P,Q都在曲线C:(t为参数)上,对应参数分别为t=α与t=2α(0<α<2π),M为PQ的中点.(1)求M的轨迹的参数方程;
2.(2010全国文理23)已知直线: (t为参数),圆: (为参数),
(1)当=时,求与的交点坐标;
3.(2009全国文理23)已知曲线C: (t为参数), C:(为参数).
(1)化C,C的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线;
4.(2007全国理22B文科22题)和的极坐标方程分别为.
(1)把和的极坐标方程化为直角坐标方程;
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★5.(2013全国一文理23) 已知曲线C1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,曲线C2的极坐标方程为ρ=2sinθ.
(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).
【课堂互动探究区】
【目标分解一】长度距离问题
【例1】(2015新课标全国一理)在直角坐标系中,直线:=2, 圆:,
以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求,的极坐标方程;
(2)若直线的极坐标方程为,设与的交点为,,求的面积.
【跃跃欲试】:你能想到哪些方法来问题(2)?
【小结】:解决长度距离问题的思路:
9
①直线过极点
②直线为参数方程标准形式
③普通方程
【对点训练1】(2016新课标全国二文理)在直线坐标系中,圆C的方程为.
(1)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求C的极坐标方程;
(2)直线l的参数方程是:(t为参数),l与C交于A、B两点,∣AB∣=,求l的斜率.
【目标分解二】范围最值问题
【例2】 (2016新课标全国三文理)在直角坐标系中,曲线的参数方程为(为参数),以坐标原点为极点,以轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.
(1)写出的普通方程和的直角坐标方程;
(2)设点在上,点在上,求的最小值及此时的直角坐标.
【跃跃欲试】:尝试改编问题(2)的题干,使其可以通过换元利用二次函数求最值
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【小结】:解决范围最值问题的思路--参数法
做题步骤:
【对点训练2】(2014全国一文理)已知曲线:,直线:(为参数).
(1) 写出曲线的参数方程,直线的普通方程;
(2) 过曲线上任一点作与夹角为的直线,交于点,求的最大值与最小值.
【我要挑战】★(2017全国一文理)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.
(1)若a=-1,求C与l的交点坐标;(2)若C上的点到l的距离最大值为,求a.
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【思维拓展】★★(2017全国一理10)已知F为抛物线C:y2=4x的焦点,过F作两条互相垂直的直线l1,l2,直线l1与C交于A、B两点,直线l2与C交于D、E两点,则|AB|+|DE|的最小值为
A.16 B.14 C.12 D.10
【课后巩固区】:
1. (2017全国二文理22)在直角坐标系xoy中,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.
(1) M为曲线上的动点,点P在线段OM上,且满足,求点P的轨迹的直角坐标方程;
(2)设点A的极坐标为,点B在曲线上,求面积的最大值.
2.(2017全国三文理22)在直角坐标系xOy中,直线l1的参数方程为(t为参数),直线l2的参数方程为.设l1与l2的交点为P,当k变化时,P的轨迹为曲线C.
(1)写出C的普通方程;
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(2)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,设l3:ρ(cosθ+sinθ)-=0,M为l3与C的交点,求M的极径.
3.(2016新课标全国一文理23)在直线坐标系xoy中,曲线C1的参数方程为(t为参数,a>0)。在以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C2:ρ=4cosθ.
(1)说明C1是哪一种曲线,并将C1的方程化为极坐标方程;
(2)直线C3的极坐标方程为θ=α0,其中α0满足tanα0=2,若曲线C1与C2的公共点都在C3上,求a。
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4.(2015新课标全国二文理23)(本小题满分10分)选修4-4:坐标系与参数方程
在直角坐标系xoy中,曲线,其中. 在以O为极点,轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线.
(1) 求交点的直角坐标;
(2) 若相交于点A,相交于点B,求的最大值.
★5.(2014全国二文理23)在直角坐标系xoy中,以坐标原点为极点,x轴为极轴建立极坐标系,半圆C的极坐标方程为,.
(1)求C的参数方程;
(2)设点D在C上,C在D处的切线与直线垂直,根据(1)中你得到的参数方程,确定D的坐标.
6.(湖南省2017一模22)已知曲线C的极坐标方程为ρ=6sinθ,以极点O为原点,极轴为x轴的非负半轴建立直角坐标系,直线l的参数方程为 (t为参数).
(1)求曲线C的直角坐标方程及直线l的普通方程;
(2)直线l与曲线C交于B,D两点,当|BD|取到最小值时,求a的值.
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7.将圆x2+y2﹣2x=0向左平移一个单位长度,再把所得曲线上每一点的纵坐标保持不变,横坐标变为原来的倍得到曲线C.
(1)写出曲线C的参数方程;
(2)以坐标原点O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,已知直线l的极坐标方程为
ρsin(θ+)=,若A,B分别为曲线C及直线l上的动点,求|AB|的最小值.
★8.(湖北省2017适应性考试)以平面直角坐标系的原点为极点,x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,两种坐标系中取相同的长度单位,已知曲线的参数方程为,(为参数,且),曲线的极坐标方程为
(1)求的极坐标方程与的直角坐标方程;
(2)若P是上任意一点,过点P的直线交于点M,N,求的取值范围.
【跃跃欲试】:问题(2)中,还可以求解哪些问题
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