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- 2021-06-10 发布
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选修4-4 坐标系与参数方程
第1课时 坐 标 系(对应学生用书(理)200~202页)
理解极坐标的概念.会正确进行点的极坐标与直角坐标的互化.能运用极坐标解决相关问题.
① 了解极坐标系.② 会正确将极坐标方程化为直角坐标方程.③ 会根据所给条件建立直线、圆的极坐标方程,并能运用极坐标解题.
1. (选修44P11例5改编)在直角坐标系中,点P的坐标为(-,-),求点P的极坐标.
解:ρ==2,tan θ==,又点P在第三象限,得θ=π,即P(2,π).
2. (选修44P17习题9改编)在极坐标系中,已知两点A,B的极坐标分别为,,求△AOB(其中O为极点)的面积.
解:由题意A,B的极坐标分别为,,得△AOB的面积S△AOB=OA·OB·sin∠AOB=×3×4×sin=3.
3. (2016·扬州中学质检)在极坐标系中,求圆ρ=2cos θ的圆心到直线2ρsin=1的距离.
解:圆的普通方程为(x-1)2+y2=1,直线的普通方程为x+y-1=0,
∴ 圆心到直线的距离为d=.
4. (选修44P19例1改编)在极坐标系中,求过圆ρ=-2sin θ的圆心,且与极轴平行的直线的极坐标方程.
解:由题意圆ρ=-2sin θ,可化为ρ2=-2ρsin θ,化成直角坐标方程为x2+y2=-2y,即x2+(y+1)2=1,圆心是(0,-1),所求直角坐标方程为y=-1,所以其极坐标方程为ρsin θ=-1.
5. 在极坐标系中,求圆ρ=4上的点到直线ρ(cos θ+sin θ)=8的距离的最大值.
解:把ρ=4化为直角坐标方程为x2+y2=16,
把ρ(cos θ+sin θ)=8化为直角坐标方程为x+y-8=0,
∴ 圆心(0,0)到直线的距离为d==4,
∴ 直线和圆相切,
∴ 圆上的点到直线的最大距离是8.
1. 极坐标系是由距离(极径)与方向(极角)确定点的位置的一种方法,由于终边相同的角有无数个且极径可以为负数,故在极坐标系下,有序实数对(ρ,θ)与点不一一对应.这点应与直角坐标系区别开来.
2. 在极坐标系中,同一个点M的坐标形式不尽相同,M(ρ,θ)可表示为(ρ,θ+2nπ)(n∈Z).
3. 极坐标系中,极径ρ可以为负数,故M(ρ,θ)可表示为(-ρ,θ+(2n+1)π)(n∈Z).
4. 特别地,若ρ=0,则极角θ可为任意角.
5. 建立曲线的极坐标方程,其基本思路与在直角坐标系中大致相同,即设曲线上任一点M(ρ,θ),建立等式,化简即得.
6. 常见曲线的极坐标方程
(1) 过极点,倾斜角为α的直线的极坐标方程为θ=α(ρ∈R)或θ=π+α(ρ∈R);
(2) 过点(a,0)(a>0),与极轴垂直的直线的极坐标方程为ρcos θ=a;
(3) 过点,与极轴平行的直线的极坐标方程为ρsin θ=a;
(4) 圆心在极点,半径为r的圆的极坐标方程为ρ=r;
(5) 圆心为(a,0),半径为a的圆的极坐标方程为ρ=2acos θ;
(6) 圆心为,半径为a的圆的极坐标方程为ρ=2asin θ.
7. 以直角坐标系的原点O为极点,x轴的正半轴为极轴,且在两种坐标系中取相同的长度单位,平面内任一点P的直角坐标(x,y)与极坐标(ρ,θ)可以互换,公式是 和
, 1 求极坐标或极坐标方程)
, 1) 在极坐标系中,已知点A,圆C的方程为ρ=4sin θ(圆心为点C),求直线AC的极坐标方程.
解:(解法1)以极点为原点,极轴所在直线为x轴建立平面直角坐标系xOy.
圆C的平面直角坐标方程为x2+y2=4y,
即x2+(y-2)2=8,圆心C(0,2).
A的直角坐标为(,).
直线AC的斜率kAC==-1.
所以,直线AC的直角坐标方程为y=-x+2,
极坐标方程为ρ(cos θ+sin θ)=2,
即ρsin=2.
(解法2)在直线AC上任取一点M(ρ,θ),不防设点M在线段AC上.
由于圆心为C,S△OAC=S△OAM+S△OCM,
所以×2×2sin =×2×ρsin+×ρ×2sin,即ρ(cos θ+sin θ)=2,
化简,得直线AC的极坐标方程为ρsin=2.
在极坐标系中,求曲线ρ=2cos θ关于直线θ=(ρ∈R)对称的曲线的极坐标方程.
解:(解法1)以极点为坐标原点,极轴为x轴的正半轴建立直角坐标系,则曲线ρ=2cos θ的直角坐标方程为(x-1)2+y2=1,且圆心C为(1,0),
直线θ=的直角坐标方程为y=x.
因为圆C(1,0)关于y=x的对称点为(0,1),
所以圆C关于y=x的对称曲线为x2+(y-1)2=1,
所以曲线ρ=2cos θ关于直线θ=对称的曲线的极坐标方程为ρ=2sin θ.
(解法2)设曲线ρ=2cos θ上任意一点为(ρ′,θ′),其关于直线θ=对称点为(ρ,θ
),则
将(ρ′,θ′)代入ρ=2cos θ,得ρ=2cos,即ρ=2sin θ,
所以曲线ρ=2cos θ关于直线θ=(ρ∈R)对称的曲线的极坐标方程为ρ=2sin θ.
, 2 极坐标方程与直角坐标方程的互化)
, 2) (2017·南京期初调研)已知曲线C的极坐标方程为ρ=2cos θ,直线l的极坐标方程为ρsin=m.若直线l与曲线C有且只有一个公共点,求实数m的值.
解:曲线C的极坐标方程为ρ=2cos θ,
化为直角坐标方程为x2+y2=2x,
即(x-1)2+y2=1,表示以(1,0)为圆心,1为半径的圆.
直线l的极坐标方程是ρsin=m,
即ρcos θ+ρsin θ=m,
化为直角坐标方程为x+y-2m=0.
因为直线l与曲线C有且只有一个公共点,
所以=1,解得m=-或m=.
所以,所求实数m的值为- 或 .
变式训练
在极坐标系中,已知点A的极坐标为,圆E的极坐标方程为ρ=4cos θ+4sin θ,试判断点A和圆E的位置关系.
解:点A的直角坐标为(2,-2),
圆E的直角坐标方程为(x-2)2+(y-2)2=8,
则点A到圆心E的距离d==4>r=2,所以点A在圆E外.
, 3 曲线的极坐标方程的应用)
, 3) 在极坐标系中,曲线C:ρ=2acos θ(a>0),l:ρcos=,C与l有且仅有一个公共点.
(1) 求a;
(2) O为极点,A,B为C上的两点,且∠AOB=,求OA+OB的最大值.
解:(1) 曲线C是以(a,0)为圆心,以a为半径的圆;
l的直角坐标方程为x+y-3=0.
由直线l与圆C相切可得=a,解得a=1.
(2) 不妨设A的极角为θ,B的极角为θ+,
则OA+OB=2cos θ+2cos
=3cos θ-sin θ=2cos,
当θ=-时,OA+OB取得最大值2.
变式训练
在直角坐标系xOy中,直线C1:x=-2,圆C2:(x-1)2+(y-2)2=1,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(1) 求C1,C2的极坐标方程;
(2) 若直线C3的极坐标方程为θ=(ρ∈R),设C2与C3的交点为M,N,求△C2MN的面积.
解:(1) 因为x=ρcos θ,y=ρsin θ,所以C1的 极坐标方程为ρcos θ=-2,C2的极坐标方程为ρ2-2ρcos θ-4ρsin θ+4=0.
(2) 将θ=代入ρ2-2ρcos θ-4ρsin θ+4=0,
得ρ2-3ρ+4=0,解得ρ1=2,ρ2=.
故ρ1-ρ2=,即|MN|=.
由于C2的半径为1,所以△C2MN的面积为.
1. (2017·苏北四市期中)已知曲线C的极坐标方程为ρsin(θ+)=3,以极点为坐标原点,极轴为x轴的正半轴建立平面直角坐标系,求曲线C的直角坐标方程.
解:由ρsin=3,得ρsin θ+ρcos θ=3.
又ρcos θ=x,ρsin θ=y,
所以曲线C的直角坐标方程为x+y-6=0.
2. 如图,在极坐标系中,设极径为ρ(ρ>0),极角为θ(0≤θ<2π)的圆A的极坐标方程为ρ=2cos θ,点C在极轴的上方,∠AOC=.△OPQ是以OQ为斜边的等腰直角三角形,若C为OP的中点,求点Q的极坐标.
解:点C的极角为.将点C代入极坐标方程ρ=2cosθ,
得点C的极坐标为.
故点P的极坐标为,
则点Q的极角为-+2π=,
极径为ρ=×2=2,
故点Q的极坐标为.
3. (2016·苏北四市一模)在极坐标系中,圆C的极坐标方程为ρ2-8ρsin+13=0.已知A,B,P为 圆C上一点,求△PAB面积的最小值.
解:圆C的直角坐标方程为x2+y2+4x-4y+13=0,即(x+2)2+(y-2)2=3.
又A(0,-1),B(0,-3),所以AB=2.
P到直线AB距离的最小值为2-=,
所以△PAB面积的最小值为×2×=.
4. 自极点O任意作一条射线与直线ρcos θ=3相交于点M,在射线OM上取点P,使得OM·OP=12,求动点P的极坐标方程,并把它化为直角坐标方程.
解:设P(ρ,θ),M(ρ′,θ),
∵ OM·OP=12,∴ ρρ′=12.
∵ ρ′cos θ=3,∴ ·cos θ=3.
则动点P的极坐标方程为ρ=4cos θ.
∵ 极点在此曲线上,
∴ 方程两边可同时乘ρ,得ρ2=4ρcos θ.
化为直角坐标方程为x2+y2-4x=0.
1. (2016·南通密卷)在极坐标系中,过点P作曲线ρ=2cos θ的切线l,求直线l的极坐标方程.
解:曲线ρ=2cos θ的普通方程为(x-1)2+y2=1,
点P的直角坐标为(1,1),所以点P在圆上.
因为圆心(1,0).[来源:学科网]
故过点P的切线为y=1,
所以所求的切线的极坐标方程为ρsin θ=1.
2. 已知极坐标系中,圆C的方程为ρ=4,直线l的方程为θ=(ρ∈R).
(1) 将圆C、直线l的极坐标方程化为直角坐标方程;
(2) 求直线l截圆C所得的弦长.
解:(1) 由ρ=4,得=4,
即圆C的直角坐标方程为x2+y2=16;
由θ=(ρ∈R)得tan θ=tan =,
即直线l的直角坐标方程为y=x.
(2) ∵ 直线l:y=x过圆C:x2+y2=16的圆心,
∴ 直线l截圆C所得的弦长即为圆C的直径,故所求弦长为8.
3. (2016·江苏预测卷)已知极坐标系中的曲线ρcos2θ=sin θ与曲线ρsin=交于A,B两点,求线段AB的长.[来源:Zxxk.Com]
解:曲线ρcos2θ=sin θ化为x2=y;
ρsin=同样可化为x+y=2;
联立方程组,解得A (1,1), B (-2,4),
所以AB==3.
4. (2017·扬州中学期初摸底)已知在平面直角坐标系xOy中,圆M的参数方程为(θ为参数),以Ox轴为极轴,O为极点建立极坐标系,在该极坐标系下,圆N是以点为圆心,且过点的圆.
(1) 求圆M及圆N在平面直角坐标系xOy下的直角坐标方程;
(2) 求圆M上任一点P与圆N上任一点Q之间距离的最小值.
解:(1) 圆M:+=4,
N对应直角坐标系下的点为,
对应直角坐标系下的点为(0,2),
∴ 圆N:+=1.
(2) 由(1)知在直角坐标系下,M,N,
∴ PQmin=MN-3=4-3=1.
1. 极坐标方程与直角坐标方程的互化
(1) 将极坐标或极坐标方程转化为直角坐标或直角坐标方程,直接利用公式x=ρcosθ,y=ρsinθ即可.常用方法有代入法、平方法,还经常用到同乘(或除以)ρ等技巧.
(2) 将直角坐标或直角坐标方程转化为极坐标或极坐标方程,要灵活运用x=ρcosθ,y=ρsinθ以及ρ=,tanθ=(x≠0),同时要掌握必要的技巧,通常情况下,由tanθ确定角θ时,应根据点P所在象限取最小正角.在这里要注意:当x≠0时,θ角才能由tanθ=按上述方法确定.当x=0时,tanθ没有意义,这时又分三种情况:当x=0,y=0时,θ可取任何值;当x=0,y>0时,可取θ=;当x=0,y<0时,可取θ=.
2. 求简单曲线的极坐标方程的方法
(1) 设点M(ρ,θ)为曲线上任意一点,由已知条件,构造出三角形,利用正弦定理求解|OM|与θ的关系;
(2) 先求出曲线的直角坐标方程,再利用极坐标与直角坐标的变换公式,把直角坐标方程化为极坐标方程.
[备课札记]
第2课时 参 数 方 程(对应学生用书(理)203~206页)
理解参数方程的概念,了解某些常用参数方程中参数的几何意义或物理意义.
① 会正确将参数方程化为普通方程.② 会根据给出的参数,依据条件建立参数方程.
1. (选修44P45例1改编)已知直线l的参数方程为(t为参数),求此直线的倾斜角以及在y轴上的截距.
解:∵ ∴ y-2=(x-1).
故此直线的斜率为,所以它的倾斜角为60°.
令x=0,得它在y轴上的截距为2-.
2. (选修44P45例2改编)已知点P(3,m)在以点F为焦点的抛物线(t为参数)上,求PF的值.
解:将抛物线的参数方程化为普通方程为y2=4x,则焦点F(1,0),准线方程为x=-1,又P(3,m)在抛物线上,由抛物线的定义知PF=3-(-1)=4.
3. (选修44P57第3题改编)选择适当的参数,将普通方程4x2+y2-16x+12=0化为参数方程.
解:由4x2+y2-16x+12=0,得4(x-2)2+y2=4,选择参数θ,令y=2sin θ,则x=2+cos θ,故所求曲线的参数方程是(答案不唯一)
4. (2016·南通、扬州、泰州、淮安二模)在平面直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(α为参数).以原点O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程为θ=.若直线l与曲线C交于A,B两点,求线段AB的长.
解:曲线C的普通方程为(x-)2+y2=4,表示以(,0)为圆心,2为半径的圆.直线l的直角坐标方程为y=x.
所以圆心到直线的距离为,
所以线段AB的长为2=
eq
(13).
5. (2016·镇江期末)已知直线l的极坐标方程为ρsin(θ-)=3,曲线C的参数方程为(θ为参数),设P点是曲线C上的任意一点,求P到直线l的距离的最大值.
解:由ρsin=3,可得ρ(sin θ-cos θ)=3,
∴ y-x=6,即x-y+6=0.
由得x2+y2=4,圆的半径为r=2,
∴ 圆心到直线l的距离d==3.
∴ P到直线l的距离的最大值为d+r=5.
1. 参数方程是用第三个变量(即参数)分别表示曲线上任一点M的坐标x,y的另一种曲线方程的形式,它体现了x,y的一种间接关系.
2. 参数方程是根据其固有的意义(物理、几何)得到的,要注意参数的取值范围.
3. 一些常见曲线的参数方程
(1) 过点P0(x0,y0),且倾斜角是α的直线的参数方程为(l为参数). l是有向线段P0P的数量.
(2) 圆方程(x-a)2+(y-b)2=r2的参数方程是(θ为参数).
(3) 椭圆方程+=1(a>b>0)的参数方程是(θ为参数).
(4) 双曲线方程-=1(a>0,b>0)的参数方程是 (t为参数).
(5) 抛物线方程y2=2px(p>0)的参数方程是(t为参数).
4. 在参数方程与普通方程的互化中注意变量的取值范围.
, 1 参数方程与普通方程的互化)
, 1) (2016·宿迁期中)已知直线l的参数方程为(t为参数),以坐标原点为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρ=2sin θ-2cos θ.若直线l与曲线C相交于A,B两点,求线段AB的长.
解:由ρ=2sin θ-2cos θ,可得ρ2=2ρsin θ-2ρcos θ,所以曲线C的直角坐标方程为x2+y2=2y-2x,标准方程为(x+1)2+(y-1)2=2.
直线l的方程化成普通方程为x-y+1=0.
圆心到直线l的距离为d==,
所求弦长AB=2=.
变式训练
(2016·南通、扬州、泰州、淮安二模)在平面直角坐标系xOy中,已知直线(t为参数)与曲线(θ为参数)相交于A,B两点,求线段AB的长.
解:将直线的参数方程化为普通方程,得y=2x+1 ①.[来源:Zxxk.Com]
将曲线的参数方程化为普通方程,得
y=1-2x2(-1≤x≤1) ②.
由①②,得或
所以A(-1,-1),B(0,1),
从而AB==.
(2016·南通、扬州、泰州、淮安二模)在平面直角坐标系xOy中,已知直线(t为参数)与曲线(θ为参数)相交于A,B两点,求线段AB的长.
解:将直线的参数方程化为普通方程,得y=2x+1. ①
将曲线的参数方程化为普通方程,得
y=1-2x2(-1≤x≤1). ②
由①②,得或
所以A(-1,-1),B(0,1),
从而AB==.
, 2 求曲线参数方程)
, 2) 如图,以过原点的直线的倾斜角θ为参数,求圆x2+y2-x=0的参数方程.
解:设P(x,y),则随着θ取值变化,P可以表示圆上任意一点,由所给的曲线方程x2+y2-x=0,即+y2=,表示以为圆心,为半径的圆,可得弦OP=1×cos θ,
所以从而
eq lc{(avs4alco1(x=cos2θ,,y=cos θ·sin θ,))
故已知圆的参数方程为(θ为参数).
已知直线C1:(t为参数),曲线C2:(θ为参数).
(1) 当α=时,求C1与C2的交点坐标;
(2) 过坐标原点O作C1的垂线,垂足为A,P为OA的中点,当α变化时,求点P轨迹的参数方程,并指出它是什么曲线.
解:(1) 当α=时,C1的普通方程为y=(x-1),C2的普通方程为x2+y2=1,联立方程解得C1与C2的交点坐标分别为(1,0),.
(2) 依题意,C1的普通方程为xsin α-ycos α-sin α=0,则A点的坐标为(sin2α,-sin αcos α),
故当α变化时,P点轨迹的参数方程为
(α为参数),
所以点P轨迹的普通方程为+y2=.
故点P的轨迹是圆心为,半径为的圆.
, 3 参数方程的应用)
, 3) (2016·苏州期中)在直角坐标系xOy中,已知曲线C1:(t为参数)与曲线C2:(θ为参数,a>0)有一个公共点在x轴上,P(m,n)为曲线C2上任一点,求2m+n的取值范围.
解:曲线C1:的直角坐标方程为y=3-2x,与x轴交点为.
曲线C2:的直角坐标方程为+=1,
与x轴交点为(-a,0),(a,0),
由a>0,曲线C1与曲线C2有一个公共点在x轴上,
所以a=.
所以2m+n=3sin θ+3cos θ=3sin,
所以2m+n的取值范围为[-3,3].
(2016·南通密卷)已知直线l:(t为参数)恒经过椭圆C:(φ为参数)的右焦点F.
(1) 求m的值;
(2) 设直线l与椭圆C交于A,B两点,求FA·FB的最大值与最小值.
解:(1) 椭圆的参数方程化为普通方程,得+=1.
因为a=5,b=3,c=4,则点F的坐标为(4,0).
因为直线l经过点(m,0),所以m=4.
(2) 将直线l的参数方程代入椭圆C的普通方程,并整理得:
(9cos2α+25sin2α)t2+72tcos α-81=0.
设点A,B在直线参数方程中对应的参数分别为t1,t2,则
FA·FB=|t1t2|==
eq f(81,9+16sin2α).
当sin α=0时,FA·FB取最大值9;
当sin α=±1时,FA·FB取最小值.
, 4 极坐标、参数方程的综合应用)
, 4) 在平面直角坐标系xOy中,已知直线l:
(t为参数).现以坐标原点O为极点,以x轴非负半轴为极轴建立极坐标系.设圆C的极坐标方程为ρ=2cos θ,直线l与圆C交于A,B两点,求弦AB的长.
解:直线l:(t为参数)化为普通方程为4x-3y=0,圆C的极坐标方程ρ=2cos θ化为直角坐标方程为(x-1)2+y2=1,则圆C的圆心到直线l的距离为d==,所以AB=2=.
(2016·常州监测)在平面直角坐标系xOy中,曲线C:(α为参数).以原点O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程为ρ(cos θ+sin θ)+4=0.求曲线C上的点到直线l的最大距离.
解:将l转化为直角坐标方程为x+y+4=0.
在C上任取一点A(cos α,sin α),α∈[0,2π),则点A到直线l的距离为d===.
当α=时,d取得最大值,最大值为2+,此时A点为(,1).
1. (2016·徐州、连云港、宿迁三模)在极坐标系中,直线l的极坐标方程为θ=(ρ∈R),以极点为原点,极轴为x轴的非负半轴建立平面直角坐标系,曲线C的参数方程为(α为参数),求直线l与曲线C交点P的直角坐标.
解:直线l的普通方程为y=x ①,
曲线C的直角坐标方程为y=x2(x∈[-2,2]) ②,
联立①②解方程组得或
根据x的范围应舍去
故P点的直角坐标为(0,0).
2. (2016·南通密卷)已知点P(-1+cos α,sin α)(其中α∈[0,2π)),点P的轨迹记为曲线C1,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,点Q在曲线C2:ρ=上.
(1) 求曲线C1的极坐标方程和曲线C2的直角坐标方程;
(2) 当ρ≥0,0≤θ<2π时,求曲线C1与曲线C2的公共点的极坐标.
解:(1) 曲线C1:(x+1)2+y2=2,极坐标方程为ρ2+2ρcos θ-1=0,
曲线C2的直角坐标方程为y=x-1.
(2) 曲线C1与曲线C2的公共点的坐标为(0,-1),极坐标为.
3.
(2016·江苏卷)在平面直角坐标系xOy中,已知直线l的参数方程为(t为参数),椭圆C的参数方程为(θ为参数).设直线l与椭圆C相交于A,B两点,求线段AB的长.
解:椭圆C的普通方程为x2+=1,将直线l的参数方程代入x2+=1,得+=1,即7t2+16t=0,
解得t1=0,t2=-.
所以AB=|t1-t2|=.
4. 已知两个动点P,Q分别在两条直线l1:y=x和l2:y=-x 上运动,且它们的横坐标分别为角θ的正弦、余弦,θ∈[0,π].记=+,求动点M的轨迹的普通方程.
解:设M(x,y),则两式平方相加得x2+y2=2.
又x=sin,y=sin,θ∈[0,π],
所以x∈[-1,],y∈[-1,].
所以动点M轨迹的普通方程为x2+y2=2(x,y∈[-1,]).
1. 在极坐标系中,直线l的极坐标方程为θ=(ρ∈R),以极点为原点,极轴为x轴的正半轴建立平面直角坐标系,曲线C的参数方程为(α为参数),求直线l与曲线C的交点P的直角坐标.
解:因为直线l的极坐标方程为θ=(ρ∈R),所以直线l的普通方程为y=x.[来源:Zxxk.Com]
又曲线C的参数方程为(α为参数),
所以曲线C的直角坐标方程为y=x2(x∈[-2,2]),
联立解方程组得x=0,y=0,或x=2,y=6(舍去).
故P点的直角坐标为(0,0).
2. 已知在平面直角坐标系xOy中,圆O的参数方程为(α为参数).以原点O为极点,以x轴的非负半轴为极轴的极坐标系中,直线l的极坐标方程为ρ(sin θ-cos θ)=1,直线l与圆M相交于A,B两点,求弦AB的长.
解:圆O:x2+y2=4,直线l:x-y+1=0,
圆心O到直线l的距离d==,
弦长AB=2=.
3. (2016·南通密卷)在平面直角坐标系xOy中,已知曲线C:(s为参数),直线l:(t为参数).设曲线C与直线l交于A,B两点,求线段AB的长度.
解:由消去s得曲线C的普通方程为y=x2;
由消去t得直线l的普通方程为y=3x-2.
联立直线l的方程与曲线C的方程,即
解得交点的坐标分别为(1,1),(2,4).
所以线段AB的长度为=.
4. (2016·保定一模)已知直线l在直角坐标系xOy中的参数方程为(t为参数,α为倾斜角),曲线C的极坐标方程为ρ=4cos θ(其中坐标原点O为极点,x轴非负半轴为极轴,取相同单位长度).
(1) 写出曲线C的直角坐标方程;
(2) 若曲线C与直线l相交于不同的两点M、N,设P(4,2),求|PM|+|PN|的取值范围.
解:(1) ∵ ρ=4cos θ,∴ ρ2=4ρcos θ,
∴ 曲线C的直角坐标方程为x2+y2=4x.
(2) 直线l的参数方程为(t为参数),将其代入x2+y2=4x,得t2+4(sin α+cos α)t+4=0,
∴ ∴ sin α·cos α>0.
又0≤α<π,∴ α∈,且t1<0,t2<0.
∴ |PM|+|PN|=|t1|+|t2|=|t1+t2|=4(sin α+cos α)=4sin.
由α∈,得α+∈,
∴