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- 2021-06-12 发布
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限时规范训练(限时练·夯基练·提能练)
A级 基础夯实练
1.(2018·湖南五市十校高三联考)已知极坐标系的极点与直角坐标系的原点重合,极轴与x轴的正半轴重合,圆C的极坐标方程为ρ=4cos θ-6sin θ,直线l的参数方程为(t为参数).
(1)写出圆C的直角坐标方程,并求圆心的坐标与半径;
(2)若直线l与圆C交于不同的两点P,Q,且|PQ|=4,求直线l的斜率.
解:(1)由ρ=4cos θ-6sin θ,得ρ2=4ρcos θ-6ρsin θ,
将ρ2=x2+y2,ρcos θ=x,ρsin θ=y代入,可得x2+y2-4x+6y=0,即(x-2)2+(y+3)2=13,所以圆心的坐标为(2,-3),半径为.
(2)由直线l的参数方程知直线l过定点(4,0),且由题意知,直线l的斜率一定存在.
设直线l的方程为y=k(x-4).
因为|PQ|=4,所以=3,
解得k=0或k=-.
所以直线l的斜率为0或-.
2.在直角坐标系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=2cos θ,θ∈.
(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l:y=x
+2垂直,根据(1)中你得到的参数方程,确定D的坐标.
解:(1)C的普通方程为(x-1)2+y2=1(0≤y≤1).
可得C的参数方程为(t为参数,0≤t≤π).
(2)设D(1+cos t,sin t).
由(1)知C是以G(1,0)为圆心,1为半径的上半圆.
因为C在点D处的切线与l垂直,所以直线GD与l的斜率相同,tan t=,t=.
故D的坐标为,即.
3.在平面直角坐标系xOy中,曲线C1的普通方程为x2+y2+2x-4=0,曲线C2的参数方程为(t为参数),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,C2的极坐标方程;
(2)求曲线C1与C2交点的极坐标,其中ρ≥0,0≤θ<2π.
解:(1)依题意,将代入x2+y2+2x-4=0,可得ρ2+2ρcos θ-4=0.
由得y2=x,将代入上式化简得ρsin2 θ=cos θ,
故曲线C1的极坐标方程为ρ2+2ρcos θ-4=0,曲线C2的极坐标方程为ρsin2 θ=cos θ.
(2)将y2=x代入x2+y2+2x-4=0,得x2+3x-4=0,解得x=1或x=-4(舍去),
当x=1时,y=±1,即C1与C2交点的直角坐标为A(1,1),B(1,-1).
∵ρA=,ρB=,tan θA=1,tan θB=-1,ρ≥0,0≤θ<2π,
∴θA=,θB=,
故曲线C1与C2交点的极坐标为A,B.
4.(2018·四川成都七中期中)在平面直角坐标系xOy中,圆C的参数方程为(θ为参数),以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线l上两点M,N的极坐标分别为(2,0),.
(1)设P为线段MN的中点,求直线OP的直角坐标方程;
(2)判断直线l与圆C的位置关系.
解:(1)M,N的直角坐标分别为(2,0),,于是点P的坐标为,
所以直线OP的直角坐标方程为y=x,即x-y=0.
(2)直线l的方程为x+y-2=0,
圆C的方程为(x-2)2+(y+)2=4,
圆心C(2,-)到l的距离d=<2,
所以直线l与圆C相交.
B级 能力提升练
5.(2018·河北承德实验中学期中)在平面直角坐标系xOy中,圆C的参数方程为(t为参数),在以原点O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立的极坐标系中,直线l的极坐标方程为ρcos=-1.
(1)求圆C的普通方程和直线l的直角坐标方程;
(2)设直线l与x轴,y轴分别交于A,B两点,P是圆C上任一点,求A,B两点的极坐标和△PAB面积的最小值.
解:(1)由消去参数t,得
(x+5)2+(y-3)2=2,
所以圆C的普通方程为(x+5)2+(y-3)2=2.
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l与x轴,y轴的交点分别为A(-2,0),B(0,2),化为极坐标为A(2,π),B,
设P点的坐标为(-5+cos t,3+sin t),则P点到直线l的距离d=
=,
所以dmin==2,又|AB|=2,
所以△PAB面积的最小值为×2×2=4.
6.(2018·广西桂林综合模拟金卷)已知极坐标系的极点与直角坐标系的原点重合,极轴与x轴的正半轴重合,圆C的极坐标方程为ρ=asin θ,直线l的参数方程为(t为参数).
(1)若a=2,M是直线l与x轴的交点,N是圆C
上一动点,求|MN|的最小值;
(2)若直线l被圆C截得的弦长等于圆C的半径的倍,求a的值.
解:(1)当a=2时,圆C的极坐标方程为ρ=2sin θ,可化为ρ2=2ρsin θ,
化为直角坐标方程为x2+y2-2y=0,即x2+(y-1)2=1.
直线l的普通方程为4x+3y-8=0,与x轴的交点M的坐标为(2,0),
∵圆心(0,1)与点M(2,0)间的距离为,
∴|MN|的最小值为-1.
(2)ρ=asin θ可化为ρ2=aρsin θ,
∴圆C的直角坐标方程为x2+2=.
∵直线l被圆C截得的弦长等于圆C的半径的倍,
∴圆心到直线l的距离为圆C半径的一半,
∴=×,
解得a=32或a=.
7.在直角坐标系xOy中,曲线C1:(t为参数,t≠0,其中0≤α<π).在以O为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C2:ρ=2sin θ,C3:ρ=2cos θ.
(1)求C2与C3交点的直角坐标;
(2)若C1与C2相交于点A,C1与C3相交于点B,求|AB|的最大值.
解:(1)曲线C2的直角坐标方程为x2+y2-2y=0,曲线C3的直角坐标方程为x2+y2-2x=0.
联立解得或
所以C2与C3交点的直角坐标为(0,0)和.
(2)曲线C1的极坐标方程为θ=α(ρ∈R,ρ≠0),其中0≤α<π.因此A的极坐标为(2sin α,α),B的极坐标为(2cos α,α).
所以|AB|=|2sin α-2cos α|=4.
当α=时,|AB|取得最大值,最大值为4.
8.(2019·东北三省四市教研联合体模拟)在平面直角坐标系中,曲线C的参数方程为(θ为参数),直线l1的方程为kx-y+k=0,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l2的极坐标方程为cos θ-2sin θ=.
(1)写出曲线C的普通方程和直线l2的直角坐标方程;
(2)若l1与C交于不同的两点M,N,MN的中点为P,l1与l2的交点为Q,l1恒过点A,求|AP|·|AQ|.
解:(1)由曲线C的参数方程消去参数,得曲线C的普通方程为(x+3)2+(y-4)2=16,
由cos θ-2sin θ=,得ρcos θ-2ρsin θ=4,
将x=ρcos θ,y=ρsin θ代入,得直线l2的直角坐标方程为x-2y-4=0.
(2)设M,N,Q所对应的参数分别为t1,t2,t3,
由题意得直线l1恒过点A(-1,0),
故l1的参数方程为(t为参数),
代入曲线C的普通方程得t2+4t(cos α-2sin α)+4=0,
则t1+t2=4(2sin α-cos α),
将代入x-2y-4=0,
整理得t3=,
则|AP|·|AQ|=·|t3|=2|2sin α-cos α|·=10.