《高考數(shù)學(xué) 考前3個(gè)月知識方法專題訓(xùn)練 第一部分 知識方法篇 專題9 平面直角坐標(biāo)與不等式 第35練 坐標(biāo)系與參數(shù)方程 文-人教版高三數(shù)學(xué)試題》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考數(shù)學(xué) 考前3個(gè)月知識方法專題訓(xùn)練 第一部分 知識方法篇 專題9 平面直角坐標(biāo)與不等式 第35練 坐標(biāo)系與參數(shù)方程 文-人教版高三數(shù)學(xué)試題(7頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第35練 坐標(biāo)系與參數(shù)方程
[題型分析·高考展望] 高考主要考查平面直角坐標(biāo)系中的伸縮變換、直線和圓的極坐標(biāo)方程;參數(shù)方程與普通方程的互化,常見曲線的參數(shù)方程及參數(shù)方程的簡單應(yīng)用.以極坐標(biāo)、參數(shù)方程與普通方程的互化為主要考查形式,同時(shí)考查直線與曲線位置關(guān)系等解析幾何知識.
體驗(yàn)高考
1.(2016·課標(biāo)全國甲)在直角坐標(biāo)系xOy中,圓C的方程為(x+6)2+y2=25.
(1)以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,求C的極坐標(biāo)方程;
(2)直線l的參數(shù)方程是(t為參數(shù)),l與C交于A、B兩點(diǎn),|AB|=,求l的斜率.
解 (1)由x=ρcosθ,y=ρsinθ可得圓C的極
2、坐標(biāo)方程ρ2+12ρcos θ+11=0.
(2)在(1)中建立的極坐標(biāo)系中,直線l的極坐標(biāo)方程為θ=α(ρ∈R).
設(shè)A,B所對應(yīng)的極徑分別為ρ1,ρ2,將l的極坐標(biāo)方程代入C的極坐標(biāo)方程得ρ2+12ρcos α+11=0.
于是ρ1+ρ2=-12cos α,ρ1ρ2=11.
|AB|=|ρ1-ρ2|==.
由|AB|=得cos2α=,tan α=±.
所以l的斜率為或-.
2.(2015·江蘇)已知圓C的極坐標(biāo)方程為ρ2+2ρ·sin-4=0,求圓C的半徑.
解 以極坐標(biāo)系的極點(diǎn)為平面直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)O,以極軸為x軸的正半軸,建立直角坐標(biāo)系xOy.
圓C的極坐標(biāo)方程為ρ2
3、+2ρ-4=0,
化簡,得ρ2+2ρsin θ-2ρcos θ-4=0.
則圓C的直角坐標(biāo)方程為x2+y2-2x+2y-4=0,
即(x-1)2+(y+1)2=6,
所以圓C的半徑為.
高考必會(huì)題型
題型一 極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)的互化
直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)的互化
把直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)作為極點(diǎn),x軸正半軸作為極軸,且在兩坐標(biāo)系中取相同的長度單位.如圖,設(shè)M是平面內(nèi)的任意一點(diǎn),它的直角坐標(biāo)、極坐標(biāo)分別為(x,y)和(ρ,θ),則
例1 在極坐標(biāo)系中,曲線C1:ρ(cosθ+sin θ)=1與曲線C2:ρ=a(a>0)的一個(gè)交點(diǎn)在極軸上,求a的值.
解 ρ(cosθ+sin θ)=1,
4、即ρcosθ+ρsinθ=1對應(yīng)的普通方程為
x+y-1=0,
ρ=a(a>0)對應(yīng)的普通方程為
x2+y2=a2.
在x+y-1=0中,令y=0,得x=.
將代入x2+y2=a2得a=.
點(diǎn)評 (1)在由點(diǎn)的直角坐標(biāo)化為極坐標(biāo)時(shí),一定要注意點(diǎn)所在的象限和極角的范圍,否則點(diǎn)的極坐標(biāo)將不唯一.
(2)在與曲線的方程進(jìn)行互化時(shí),一定要注意變量的范圍,要注意轉(zhuǎn)化的等價(jià)性.
變式訓(xùn)練1 在以O(shè)為極點(diǎn)的極坐標(biāo)系中,直線l與曲線C的極坐標(biāo)方程分別是ρcos(θ+)=3和ρsin2θ=8cos θ,直線l與曲線C交于點(diǎn)A、B,求線段AB的長.
解 ∵ρcos(θ+)=ρcosθcos-ρs
5、inθsin
=ρcosθ-ρsinθ=3,
∴直線l對應(yīng)的直角坐標(biāo)方程為x-y=6.
又∵ρsin2θ=8cos θ,∴ρ2sin2θ=8ρcos θ.
∴曲線C對應(yīng)的直角坐標(biāo)方程是y2=8x.
解方程組
得或
所以A(2,-4),B(18,12),
所以AB==16.
即線段AB的長為16.
題型二 參數(shù)方程與普通方程的互化
1.直線的參數(shù)方程
過定點(diǎn)M(x0,y0),傾斜角為α的直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).
2.圓的參數(shù)方程
圓心在點(diǎn)M(x0,y0),半徑為r的圓的參數(shù)方程為(θ為參數(shù),0≤θ≤2π).
3.圓錐曲線的參數(shù)方程
(1)橢圓+=1的參數(shù)方
6、程為(θ為參數(shù)).
(2)拋物線y2=2px(p>0)的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).
例2 (2015·福建)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,圓C的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).在極坐標(biāo)系(與平面直角坐標(biāo)系xOy取相同的長度單位,且以原點(diǎn)O為極點(diǎn),以x軸非負(fù)半軸為極軸)中,直線l的方程為ρsin=m(m∈R).
(1)求圓C的普通方程及直線l的直角坐標(biāo)方程;
(2)設(shè)圓心C到直線l的距離等于2,求m的值.
解 (1)消去參數(shù)t,得到圓C的普通方程為
(x-1)2+(y+2)2=9.
由ρsin=m,得ρsinθ-ρcosθ-m=0.
所以直線l的直角坐標(biāo)方程為x-y+m=0.
(2)依題意,
7、圓心C到直線l的距離等于2,即=2,解得m=-3±2.
點(diǎn)評 (1)將參數(shù)方程化為普通方程,需要根據(jù)參數(shù)方程的結(jié)構(gòu)特征,選取適當(dāng)?shù)南麉⒎椒ǎR姷南麉⒎椒ㄓ写胂麉⒎?,加減消參法,平方消參法等.
(2)將參數(shù)方程化為普通方程時(shí),要注意兩種方程的等價(jià)性,不要增解、漏解,若x、y有范圍限制,要標(biāo)出x、y的取值范圍.
變式訓(xùn)練2 已知直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),P是橢圓+y2=1上的任意一點(diǎn),求點(diǎn)P到直線l的距離的最大值.
解 由于直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),
故直線l的普通方程為x+2y=0.
因?yàn)镻為橢圓+y2=1上的任意一點(diǎn),
故可設(shè)P(2cos θ,sin θ),其中θ
8、∈R.
因此點(diǎn)P到直線l的距離是
d==.
所以當(dāng)θ=kπ+,k∈Z時(shí),d取得最大值.
題型三 極坐標(biāo)、參數(shù)方程的綜合應(yīng)用
解決與圓、圓錐曲線的參數(shù)方程有關(guān)的綜合問題時(shí),要注意普通方程與參數(shù)方程的互化公式,主要是通過互化解決與圓、圓錐曲線上動(dòng)點(diǎn)有關(guān)的問題,如最值、范圍等.
例3 (2015·課標(biāo)全國Ⅱ)在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C1:(t為參數(shù),t≠0),其中0≤α<π,在以O(shè)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸的極坐標(biāo)系中,曲線C2:ρ=2sin θ,曲線C3:ρ=2cos θ.
(1)求C2與C3交點(diǎn)的直角坐標(biāo);
(2)若C1與C2相交于點(diǎn)A,C1與C3相交于點(diǎn)B,求|AB|的最大值.
9、
解 (1)曲線C2的直角坐標(biāo)方程為x2+y2-2y=0,曲線C3的直角坐標(biāo)方程為x2+y2-2x=0.
聯(lián)立
解得或
所以C2與C3交點(diǎn)的直角坐標(biāo)為(0,0)和.
(2)曲線C1的極坐標(biāo)方程為θ=α(ρ∈R,ρ≠0),其中0≤α<π.
因此A的極坐標(biāo)為(2sin α,α),B的極坐標(biāo)為(2cos α,α).
所以|AB|=|2sin α-2cos α|=4.
當(dāng)α=時(shí),|AB|取得最大值,最大值為4.
點(diǎn)評 (1)利用參數(shù)方程解決問題,要理解參數(shù)的幾何意義.
(2)解決直線、圓和圓錐曲線的有關(guān)問題,將極坐標(biāo)方程化為直角坐標(biāo)方程或?qū)?shù)方程化為普通方程,有助于對方程所表示的
10、曲線的認(rèn)識,從而達(dá)到化陌生為熟悉的目的,這是轉(zhuǎn)化與化歸思想的應(yīng)用.
變式訓(xùn)練3 (2015·陜西)在直角坐標(biāo)系xOy中,直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).以原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,⊙C的極坐標(biāo)方程為ρ=2sin θ.
(1)寫出⊙C的直角坐標(biāo)方程;
(2)P為直線l上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)P到圓心C的距離最小時(shí),求P的直角坐標(biāo).
解 (1)由ρ=2sin θ,得ρ2=2ρsin θ,
從而有x2+y2=2y,所以x2+(y-)2=3.
(2)設(shè)P,又C(0,),
則|PC|==,
故當(dāng)t=0時(shí),|PC|取得最小值,
此時(shí),P點(diǎn)的直角坐標(biāo)為(3,0).
高考題型精練
1
11、.已知圓的極坐標(biāo)方程為ρ=4cos θ,圓心為C,點(diǎn)P的極坐標(biāo)為(4,),求CP的長.
解 由ρ=4cos θ得ρ2=4ρcos θ,
即x2+y2=4x,
即(x-2)2+y2=4,∴圓心C(2,0),又由點(diǎn)P的極坐標(biāo)為(4,)可得點(diǎn)P的直角坐標(biāo)為(2,2),
∴CP==2.
2.(2015·安徽改編)在極坐標(biāo)系中,求圓ρ=8sin θ上的點(diǎn)到直線θ=(ρ∈R)距離的最大值.
解 圓ρ=8sin θ化為直角坐標(biāo)方程為x2+y2-8y=0,即x2+(y-4)2=16,直線θ=(ρ∈R)化為直角坐標(biāo)方程為y=x,結(jié)合圖形知圓上的點(diǎn)到直線的最大距離可轉(zhuǎn)化為圓心到直線的距離再加上半徑.
12、
圓心(0,4)到直線y=x的距離為=2,又圓的半徑r=4,所以圓上的點(diǎn)到直線的最大距離為6.
3.在極坐標(biāo)系中,已知三點(diǎn)M(2,-)、N(2,0)、P(2,).
(1)將M、N、P三點(diǎn)的極坐標(biāo)化為直角坐標(biāo);
(2)判斷M、N、P三點(diǎn)是否在一條直線上.
解 (1)由公式得M的直角坐標(biāo)為(1,-);
N的直角坐標(biāo)為(2,0);P的直角坐標(biāo)為(3,).
(2)∵kMN==,kNP==.
∴kMN=kNP,∴M、N、P三點(diǎn)在一條直線上.
4.(2015·重慶改編)已知直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C的極坐標(biāo)方程為ρ2cos 2θ
13、=4,求直線l與曲線C的交點(diǎn)的極坐標(biāo).
解 直線l的直角坐標(biāo)方程為y=x+2,由ρ2cos 2θ=4得ρ2(cos2θ-sin2θ)=4,直角坐標(biāo)方程為x2-y2=4,把y=x+2代入雙曲線方程解得x=-2,因此交點(diǎn)為(-2,0),其極坐標(biāo)為(2,π).
5.以平面直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸,建立極坐標(biāo)系,兩種坐標(biāo)系中取相同的長度單位.已知直線l的參數(shù)方程是(t為參數(shù)),圓C的極坐標(biāo)方程是ρ=4cos θ,求直線l被圓C截得的弦長.
解 直線l的參數(shù)方程(t為參數(shù))化為直角坐標(biāo)方程是y=x-4,圓C的極坐標(biāo)方程ρ=4cos θ化為直角坐標(biāo)方程是x2+y2-4x=0.圓C的
14、圓心(2,0)到直線x-y-4=0的距離為d==.又圓C的半徑r=2,因此直線l被圓C截得的弦長為2=2.
6.(2016·江蘇)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),橢圓C的參數(shù)方程為(θ為參數(shù)).設(shè)直線l與橢圓C相交于A,B兩點(diǎn),求線段AB的長.
解 直線l的方程化為普通方程為x-y-=0,
橢圓C的方程化為普通方程為x2+=1,
聯(lián)立方程組得
解得或
∴A(1,0),B.
故AB==.
7.(2015·湖南)已知直線l:(t為參數(shù)),以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C的極坐標(biāo)方程為ρ=2cos θ.
(1)將曲線C的極坐標(biāo)方
15、程化為直角坐標(biāo)方程;
(2)設(shè)點(diǎn)M的直角坐標(biāo)為(5,),直線l與曲線C的交點(diǎn)為A,B,求|MA|·|MB|的值.
解 (1)ρ=2cos θ等價(jià)于ρ2=2ρcos θ.①
將ρ2=x2+y2,ρcosθ=x代入①即得曲線C的直角坐標(biāo)方程為x2+y2-2x=0.②
(2)將代入②式,得t2+5t+18=0.
設(shè)這個(gè)方程的兩個(gè)實(shí)根分別為t1,t2,則由參數(shù)t的幾何意義即知,|MA|·|MB|=|t1t2|=18.
8.已知直線l的參數(shù)方程是(t為參數(shù)),圓C的極坐標(biāo)方程為ρ=4cos.
(1)將圓C的極坐標(biāo)方程化為直角坐標(biāo)方程;
(2)若圓上有且僅有三個(gè)點(diǎn)到直線l的距離為,求實(shí)數(shù)a的值.
解 (1)由ρ=4cos,
得ρ=4cos θ-4sin θ.
即ρ2=4ρcos θ-4ρsin θ.
由得x2+y2-4x+4y=0,
得(x-2)2+(y+2)2=8.
所以圓C的直角坐標(biāo)方程為(x-2)2+(y+2)2=8.
(2)直線l的參數(shù)方程可化為y=2x+a,
則由圓的半徑為2知,圓心(2,-2)到直線y=2x+a的距離恰好為.
所以=,解得a=-6±.