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- 2021-06-11 发布
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第1讲 坐标系与参数方程
限时45分钟 满分50分
解答题(本大题共5小题,每小题10分,共50分)
1.(2020·惠州模拟)已知曲线C的极坐标方程为ρ=2cos θ+2sin θ,直线l1:θ=(ρ∈R),直线l2:θ=(ρ∈R).以极点O为坐标原点,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)若直线l1与曲线C交于O,A两点,直线l2与曲线C交于O,B两点,求△AOB的面积.
解析:(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.
由ρ=2cos θ+2sin θ得ρ2=2ρcos θ+2ρsin θ,
因为ρ2=x2+y2,ρcos θ=x,ρsin θ=y,
所以(x-)2+(y-1)2=4,
所以曲线C的参数方程为(α为参数).
(2)联立得所以|OA|=4,
同理,|OB|=2.
又∠AOB=,
所以S△AOB=·|OA|·|OB|·sin∠AOB=×4×2×=2,
即△AOB的面积为2.
2.(2019·全国Ⅱ卷)在极坐标系中,O为极点,点M(ρ0,θ0)(ρ0>0)在曲线C:ρ=4sin θ上,直线l过点A(4,0)且与OM垂直,垂足为P.
(1)当θ0=时,求ρ0及l的极坐标方程;
(2)当M在C上运动且P在线段OM上时,求P点轨迹的极坐标方程.
解:(1)因为M(ρ0,θ0)在C上,当θ0=时,ρ0=4sin =2.由已知得|OP|=|OA|cos =2.
设Q(ρ,θ)为l上除P的任意一点,在Rt△OPQ中,ρcos =|OP|=2.
- 4 -
经检验,点P在曲线ρcos =2上.
所以,l的极坐标方程为ρcos =2.
(2)设P(ρ,θ),在Rt△OAP中,|OP|=|OA|cos θ=4cos θ,则ρ=4cos θ,
因为P在线段OM上,且AP⊥OM,故θ的取值范围是.
所以,P点轨迹的极坐标方程为ρ=4cos θ,
θ∈.
3.(2020·成都摸底)在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数).在以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C的极坐标方程为ρ2(1+2cos2θ)=3.
(1)写出直线l的普通方程与曲线C的直角坐标方程;
(2)设点M(1,1),若直线l与曲线C相交于不同的两点A,B,求|AM|+|BM|的值.
解析:(1)由直线l的参数方程消去参数t,得x-1=(y-1),
化简,得直线l的普通方程为x-y+1-=0.
曲线C的极坐标方程可化为ρ2+2ρ2cos2θ=3,
∴(x2+y2)+2x2=3,
∴曲线C的直角坐标方程为x2+=1.
(2)由题易知,点M在直线l上.
将直线l的参数方程代入x2+=1,得2+2=1,
化简,得t2+2t+=0,
此时Δ=+>0,
此方程的两根为直线l与曲线C的交点A,B对应的参数t1,t2.
由根与系数的关系,得t1+t2=-,t1t2=,
∴|AM|+|BM|=|t1|+|t2|=-t1-t2=2+.
4.(2020·南昌模拟)在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(其中α为参数),曲线C2:(x-1)2+y2=1,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的普通方程和曲线C2的极坐标方程.
- 4 -
(2)若射线θ=(ρ>0)与曲线C1,C2分别交于A,B两点,求|AB|.
解析:(1)因为曲线C1的参数方程为(其中α为参数),
所以曲线C1的普通方程为x2+(y-2)2=4.
因为曲线C2:(x-1)2+y2=1,
所以把x=ρcos θ,y=ρsin θ代入(x-1)2+y2=1,
得到曲线C2的极坐标方程(ρcos θ-1)2+(ρsin θ)2=1,化简得ρ=2cos θ.
(2)依题意设A,B,
因为曲线C1的极坐标方程为ρ2-4ρsin θ-3=0,
将θ=(ρ>0)代入曲线C1的极坐标方程,
得ρ2-2ρ-3=0,解得ρ1=3,
同理,将θ=(ρ>0)代入曲线C2的极坐标方程,
得ρ2=,所以|AB|=|ρ1-ρ2|=3-.
5.(2020·长春模拟)已知曲线C1的参数方程为(θ为参数),以直角坐标系的原点O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ρsin2θ=4cos θ.
(1)求C1的普通方程和C2的直角坐标方程;
(2)若过点F(1,0)的直线l与C1交于A,B两点,与C2交于M,N两点,求的取值范围.
解析:(1)曲线C1的普通方程为+y2=1,
曲线C2的直角坐标方程为y2=4x.
(2)设直线l的参数方程为(t为参数),
因为直线l与曲线C2:y2=4x有两个交点,因此sin α≠0.
联立直线l与曲线C1:+y2=1,
可得(1+sin2α)t2+2tcos α-1=0,
则|FA|·|FB|=|t1t2|=,
联立直线l与曲线C2:y2=4x,
可得t2sin2α-4tcos α-4=0,
则|FM|·|FN|=|t3t4|=,
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所以==·
=·∈.
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