高考第22题 坐标系与参数方程

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高考数学-坐标系与参数方程(含22年真题讲解)

高考数学-坐标系与参数方程(含22年真题讲解)

高考数学-坐标系与参数方程 (含22年真题讲解)1.【2022年全国甲卷】在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为{x =2+t 6y =√t(t 为参数),曲线C 2的参数方程为{x =−2+s 6y =−√s(s 为参数).(1)写出C 1的普通方程;(2)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 3的极坐标方程为2cosθ−sinθ=0,求C 3与C 1交点的直角坐标,及C 3与C 2交点的直角坐标. 【答案】(1)y 2=6x −2(y ≥0);(2)C 3,C 1的交点坐标为(12,1),(1,2),C 3,C 2的交点坐标为(−12,−1),(−1,−2).【解析】 【分析】(1)消去t ,即可得到C 1的普通方程;(2)将曲线C 2,C 3的方程化成普通方程,联立求解即解出. (1) 因为x =2+t 6,y =√t ,所以x =2+y 26,即C 1的普通方程为y 2=6x −2(y ≥0).(2) 因为x =−2+s 6,y =−√s ,所以6x =−2−y 2,即C 2的普通方程为y 2=−6x −2(y ≤0),由2cosθ−sinθ=0⇒2ρcosθ−ρsinθ=0,即C 3的普通方程为2x −y =0. 联立{y 2=6x −2(y ≥0)2x −y =0 ,解得:{x =12y =1 或{x =1y =2 ,即交点坐标为(12,1),(1,2);联立{y 2=−6x −2(y ≤0)2x −y =0 ,解得:{x =−12y =−1 或{x =−1y =−2 ,即交点坐标为(−12,−1),(−1,−2). 2.【2022年全国乙卷】在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为{x =√3cos2t y =2sint ,(t 为参数),以坐标原点为极点,x 轴正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+π3)+m =0. (1)写出l 的直角坐标方程;(2)若l 与C 有公共点,求m 的取值范围. 【答案】(1)√3x +y +2m =0 (2)−1912≤m ≤52 【解析】 【分析】(1)根据极坐标与直角坐标的互化公式处理即可;(2)联立l 与C 的方程,采用换元法处理,根据新设a 的取值范围求解m 的范围即可. (1)因为l :ρsin (θ+π3)+m =0,所以12ρ⋅sinθ+√32ρ⋅cosθ+m =0,又因为ρ⋅sinθ=y,ρ⋅cosθ=x ,所以化简为12y +√32x +m =0,整理得l 的直角坐标方程:√3x +y +2m =0 (2)联立l 与C 的方程,即将x =√3cos2t ,y =2sint 代入 √3x +y +2m =0中,可得3cos2t +2sint +2m =0, 所以3(1−2sin 2t)+2sint +2m =0, 化简为−6sin 2t +2sint +3+2m =0,要使l 与C 有公共点,则2m =6sin 2t −2sint −3有解,令sint =a ,则a ∈[−1,1],令f(a)=6a 2−2a −3,(−1≤a ≤1), 对称轴为a =16,开口向上,所以f(a)max =f(−1)=6+2−3=5, f(a)min =f(16)=16−26−3=−196,所以−196≤2m ≤5m 的取值范围为−1912≤m ≤52.1.(2022·宁夏·吴忠中学三模(文))在平面直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为244x t y t ⎧=-⎨=⎩(t 为参数),以坐标原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为2cos ρθ=.(1)求曲线1C 与2C 的直角坐标方程;(2)已知直线l 的极坐标方程为πR 02θαρα⎛⎫ ⎪=∈⎝<<⎭,,直线l 与曲线1C ,2C 分别交于M ,N (均异于点O )两点,若4OMON=,求α. 【答案】(1)曲线1C 的直角坐标方程为24y x =-,曲线2C 的直角坐标方程为2220x y x +-=, (2)π4α=【解析】 【分析】(1)1C 的参数方程消参可求出1C 的直角坐标方程;2C 的极坐标方程同乘ρ,把cos x ρθ=,222x y ρ=+代入2C 的极坐标方程可求出2C 的直角坐标方程.(2)设M 、N 两点的极坐标分别为()1,ρα、()2,ρα,用极径的几何意义表示出4OMON=,即124ρρ=,解方程即可求出α. (1)解:1C 的参数方程为244x t y t ⎧=-⎨=⎩(t 为参数),把2216y t =代入24x t =-中可得,24y x =-,所以曲线1C 的直角坐标方程为24y x =-,2C 的极坐标方程为2cos ρθ=,即22cos ρρθ=,所以曲线2C 的直角坐标方程为2220x y x +-=,综上所述:曲线1C 的直角坐标方程为24y x =-,曲线2C 的直角坐标方程为2220x y x +-=, (2)由(1)知,1C 的极坐标方程为2sin 4cos ρθθ=-, 设M 、N 两点的极坐标分别为()1,ρα、()2,ρα,则21sin 4cos ραα=-,22cos ρα=,由题意知02πα<<可得sin 0α≠,因为4OMON=,所以124ρρ=,所以24cos 42cos sin ααα-=⨯,故21sin 2α=,所以sin 2α=或sin 2α=(舍) 所以π4α=.2.(2022·四川·宜宾市叙州区第一中学校模拟预测(理))在平面直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为1cos sin x y θθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数),曲线2C 的参数方程为2221x t t y t ⎧=-⎨=-⎩(t 为参数).已知曲线2C 与x ,y 正半轴分别相交于,A B 两点.(1)写出曲线1C 的极坐标方程,并求出,A B 两点的直角坐标;(2)若过原点O 且与直线AB 垂直的直线l 与曲线1C 交于P 点,与直线AB 交于Q 点,求线段PQ 的长度.【答案】(1)2cos ρθ=,A 点为()3,0,B 点为()0,3(2)2【解析】 【分析】(1)普通方程()2211x y -+=,即可得2cos ρθ=(2)求出直线AB 的方程为3y x =-+,然后求出直线l 的方程,然后可求出PQ 的长度 (1)曲线1C 的普通方程()2211x y -+=,极坐标方程()()22cos 1sin 1ρθρθ-+=,∴2cos ρθ=.在曲线2C 上,当0x =时,0=t 或2t =,此时3y =或1y =-(舍),所以B 点为()0,3. 当0y =时,1t =-或1t =,此时3x =或1x =-(舍),所以A 点为()3,0. (2)直线AB 的方程为3y x =-+,极坐标方程为sin cos 3ρθρθ=-+, ∴()sin cos 3ρθθ+=,过原点O 且与直线AB 垂直的直线l 的极坐标方程为4πθ=.4πθ=与2cos ρθ=联立,得1ρ 4πθ=与()sin cos 3ρθθ+=联立,得2ρ=∴21PQ ρρ=-=. 3.(2022·江西·南昌市八一中学三模(理))在直角坐标系xOy 中,直线l的参数方程为11x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数).以坐标原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为4sin 6πρθ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭.(1)求C 和l 的直角坐标方程;(2)设点Q的直角坐标为(,P 为C 上的动点,求PQ 中点R 的轨迹的极坐标方程. 【答案】(1)直线l 的普通方程为2x y +=,曲线C 的普通方程为()(2214x y ++=;(2)21ρ= 【解析】 【分析】(1)消去参数t ,即可得到直线l 的普通方程,再由两角和的正弦公式及222cos sin x y x y ρθρθρ=⎧⎪=⎨⎪=+⎩,将曲线C 的极坐标方程化为直角坐标方程;(2)设(),R x y ,即可表示P 点坐标,再根据点P 在曲线C 上,代入C 的方程,即可得到点R 的轨迹方程,再将直角坐标方程化为极坐标方程即可;(1)解:因为直线l的参数方程为11x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数), 所以直线l 的普通方程为2x y +=,因为曲线C 的极坐标方程为4sin 6πρθ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,即4sin cos cos sin 66ππρθθ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,即2cos ρθθ=--,所以2sin 2cos ρθρθ=--,又222cos sin x y x y ρθρθρ=⎧⎪=⎨⎪=+⎩,所以222x y x +=--,即()(2214x y +++=,即曲线C 的普通方程为()(2214x y ++=;(2)解:设(),R x y,则(21,2P x y -,因为点P 在曲线C 上,所以()(2221124x y -++=,即221x y +=,所以PQ 中点R 的轨迹方程为221x y +=,即21ρ=4.(2022·黑龙江·哈尔滨三中模拟预测(理))在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为21x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数),以坐标原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为()2cos θsin θρ=+. (1)求直线l 的普通方程和曲线C 的直角坐标方程; (2)设点()2,1P ,直线l 与曲线C 的交点为A ,B ,求PA PBPB PA+的值. 【答案】(1)10x y --=,22220x y x y +--= (2)4 【解析】 【分析】(1)直接消去参数,将直线l 的方程化为普通方程,利用互化公式将曲线C 的极坐标方程转化为直角坐标方程(2)将直线的参数方程代入曲线C的普通方程,得到210t -=,得到12121t t t t +==- ,化简()222121212122112122PA PBt t t t t t t t PB PA t t t t t t +-++=+==,代入韦达定理,即可得到答案 (1)直线l的参数方程为21x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数), 消去参数t 可得l 的普通方程为10x y --=.曲线C 的极坐标方程为2(cos θsin θ)ρ=+,即22(cos θsin θ)ρρ=+,根据222cos θsin θx y x y ρρρ=⎧⎪=⎨⎪=+⎩,可得2222x y x y +=+.∴曲线C 的直角坐标方程为22220x y x y +--= (2)在直线l的参数方程21x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数)中,设点A ,B 对应的参数分别为1t ,2t , 将直线l的参数方程221x y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数),代入22220x y x y +--=,得210t +-=,∴12t t +=121t t =-.∴()2221212121221121224PA PBt t t t t t t t PB PA t t t t t t +-++=+=== 5.(2022·安徽淮南·二模(文))在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为2cos 22sin x y αα=⎧⎨=+⎩(其中α为参数,02πα≤<),以原点O 为极点,x 轴非负半轴为极轴,取相同的单位长度建立极坐标系,直线1l 的极坐标方程为(R)3πθρ=∈.(1)求曲线C 的极坐标方程与直线1l 的直角坐标方程;(2)设直线1l 与曲线C 交于点O ,A ,直线2l 与曲线C 交于点O ,B ,求AOB 面积的最大值. 【答案】(1)4sin ρθ=,y(2)【解析】【分析】(1)依据参数方程与普通方程的互化和极坐标方程与直角坐标方程的互化即可解决; (2)先求得AOB 面积的表达式,再对其求最大值即可. (1)曲线C 的直角坐标方程为22(2)4x y +-=,展开得2240x y y +-=, 则曲线C 的极坐标方程为4sin ρθ=. 直线1l的直角坐标方程为y (2)由(1)可知π||4sin3OA == 设直线2l 的极坐标方程为(R)θβρ=∈,根据条件知要使AOB 面积取最大值,则ππ3β<<,则||4sin OB β=,于是1ππsin sin 233OAB S OA OB βββ⎛⎫⎛⎫=⨯⨯⨯-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2π6sin cos cos 2)3sin 226ββββββ⎛⎫=-=--=+ ⎪⎝⎭,所以当π3π262β+=即2π3β=时,AOB的面积取最大值,最大值为6.(2022·内蒙古呼和浩特·二模(理))在直角坐标系xOy 中,曲线C的参数方程为))cos sin cos sin 2x y ϕϕϕϕ⎧=+⎪⎨=-⎪⎩(ϕ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,两坐标系取相同单位长度,直线l 的极坐标方程为2cos 3sin 100ρθρθ+-=. (1)求曲线C 的普通方程和直线l 的直角坐标方程; (2)求曲线C 上的点到直线l 距离的最小值. 【答案】(1)2214x y +=,23100x y +-=;【解析】 【分析】(1)消去曲线C 的参数方程中的参数即可得解,利用极坐标与直角坐标互化得直线l 的直角坐标方程作答.(2)设出曲线C 上任意一点的坐标,利用点到直线距离公式及辅助角公式求解作答. (1)由))cos sin cos sin x y ϕϕϕϕ⎧=+⎪⎨=-⎪⎩(ϕ为参数),消去参数得2214x y +=, 所以曲线C 的普通方程为2214x y +=,把cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩代入直线l 的极坐标方程2cos 3sin 100ρθρθ+-=得:23100x y +-=,所以直线l 的直角坐标方程为23100x y +-=. (2)由(1)知,曲线C 的参数方程为2cos sin x y αα=⎧⎨=⎩(α为参数),设()2cos ,sin P αα为曲线C 上一点,P 到直线l 的距离为d ,则105sin d αϕ-+===ϕ由4tan 3ϕ=确定,因此,当()sin 1αϕ+=时,d所以曲线C 上的点到直线l 7.(2022·甘肃·武威第六中学模拟预测(文))在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为11x t ty t t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩(t 为参数),以坐标原点极点,以x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐sin cos 0θρθ-.(1)求曲线C 的普通方程和直线l 的直角坐标方程: (2)若直线与曲线C 交于A ,B 两点,点P 的坐标为(0,1),求11||||PA PB +的值. 【答案】(1)224x y -=,0x+= (2)5【解析】【分析】(1)消去参数t 可得曲线C 的方程,利用公式法转化得到直线l 的直角坐标方程; (2)利用直线l 的参数方程中t 的几何意义求解. (1)∴11x t ty t t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩(t 为参数),∴22222222112112x t t t t y t t t t ⎧⎛⎫=+=++⎪ ⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪=-=+- ⎪⎪⎝⎭⎩,所以224x y -=, 所以曲线C 的方程为224x y -=又∴cos x ρθ=,sin y ρθ=,0x - 所以直线l的直角坐标方程为0x =; (2)∴()0,1P 在直线l 上,∴直线l的参数方程为112x y t⎧=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩(t 为参数)设A ,B 对应的参数分别为1t 与2t将直线l 的参数方程代入到224x y -=得22100t t --=. ∴2Δ(2)41(10)440=--⨯⨯-=>, ∴122t t +=,12100t t ⋅=-<, ∴1||PA t =,2||PB t =∴1212121111||||-+=+====t tPA PB t t t t,所以11||||+=PA PB 8.(2022·全国·赣州市第三中学模拟预测(理))在平面直角坐标系xOy 中,曲线1C 满足参数方程2241421t x t y t ⎧=⎪⎪+⎨⎪=-⎪+⎩(t 为参数且11t -≤≤).以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,点P 为曲线1C 上一动点,且极坐标为(),ρθ. (1)求曲线1C 的直角坐标方程; (2)求()cos 3sin ρθθ+的取值范围.【答案】(1)y =()2204y x y +=≥(2)⎡-⎣ 【解析】 【分析】(1)消去参数t 可得普通方程,由11t -≤≤,得到0y ≥,即可求出曲线1C 的直角坐标方程; (2)先判断出2ρ=利用三角函数出()cos 3sin ρθθ+的范围. (1)由2241421t x t y t ⎧=⎪⎪+⎨⎪=-⎪+⎩消去t 可得:224x y +=. 由于11t -≤≤,则212t +≤,即0y ≥.因此曲线1C的直角坐标方程为y ()2204y x y +=≥(2)曲线1C 为上半圆,点P 在1C 上,因此2ρ=,0,θπ⎡⎤∈⎣⎦ 由三角函数的性质知,在[]0,π上,1cos 3sin θθ-≤+≤因此()cos 3sin 2,ρθθ⎡+∈-⎣9.(2022·黑龙江·哈尔滨三中三模(理))在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为22x y t ⎧=⎪⎨=-⎪⎩(t 为参数).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,圆C 的极坐标方程为22cos 4sin 10ρρθρθ---=. (1)求圆C 的直角坐标方程;(2)设圆C 与直线l 交于点A 、B ,若点P 的坐标为()2,2,求1PA PB-.【答案】(1)()()22126x y -+-=;【解析】 【分析】(1)将222x y ρ=+、cos x ρθ=、sin y ρθ=代入圆C 的极坐标方程即可求其直角坐标方程; (2)将直线l 的参数方程化为标准形式,代入圆C 的直角坐标方程得到关于参数t 的二次方程,根据韦达定理和直线参数方程参数的几何意义即可求出1PA PB-.(1)∴22cos 4sin 10ρρθρθ---=,∴222410x y x y +---=, 即()()22126x y -+-=; (2)直线l参数方程的标准形式为2122x y t ⎧=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩(t 为参数), 代入圆C直角坐标方程整理得250t -=, 设方程的两根为1t 、2t ,则A 、B 对应参数1t 、2t ,则121250t t t t ⋅=-<⎧⎪⎨+⎪⎩,∴1PA PB-121211t t t t ==+-10.(2022·河南·模拟预测(理))在平面直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为222x m y m⎧=⎨=⎩(m 为参数),直线l 的参数方程为12x tcos y tsin αα⎧=+⎪⎨⎪=⎩,(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2C 的极坐标方程为2cos ρθ=,直线l 与1C 交于点P ,Q ,与2C 交于点S ,T ,与x 轴交于点R .(1)写出曲线1C 的普通方程和曲线2C 的直角坐标方程; (2)若()4PR QR SR TR -=-,求直线l 的倾斜角. 【答案】(1)22y x =,()2211x y -+= (2)2π或4π或34π【解析】 【分析】(1)消参求得曲线1C 的普通方程为22y x =.由2cos ρθ=同乘ρ得到2C 的直角坐标方程. (2)l 过定点1,02R ⎛⎫ ⎪⎝⎭.将直线l 的参数方程代入21:2C y x =,整理得22sin 2cos 10t t αα--=,利用参数的几何含义化简求解. (1)曲线1C 的普通方程为22y x =.由2cos ρθ=得22cos ρρθ=.所以2C 的直角坐标方程为222x y x +=,即()2211x y -+=.(2)不妨设0απ<<,则sin 0α>.易知1,02R ⎛⎫ ⎪⎝⎭是l 过的定点.将直线l 的参数方程代入21:2C y x =,整理得22sin 2cos 10t t αα--=,设P ,Q 对应的参数分别为P t ,Q t ,则22cos sin P Q PR QR t t αα-=+=.将直线l 的参数方程代入()222:11C x y -+=,得23cos 04t t α--=, 设S ,T 对应的参数分别为S t ,T t ,则cos S T SR TR t t α-=+=.由()4PR QR SR TR -=-得22cos 4cos sin ααα=,得cos 0α=或sin α=l 的倾斜角为2π或4π或34π. 11.(2022·河南洛阳·三模(理))在直角坐标系xOy 中,直线1l的参数方程为12x ty kt⎧=⎪⎨=⎪⎩(t 为参数),直线2l的参数方程为x m m y k ⎧=⎪⎨=-⎪⎩(m 为参数),设1l 与2l 的交点为P ,当k 变化时,P 的轨迹为曲线1C .(1)求曲线1C 的普通方程;(2)以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,设曲线2C 的极坐标方程为2cos ρθ=,射线OM :()04πθρ=≥与1C ,2C 分别交于A ,B 两点,求线段AB 的长.【答案】(1)22163x y +=,()0y ≠(2)2【解析】 【分析】(1)消去参数得到直线1l 、2l 的普通方程,联立两方程消去k ,即可得到P 的轨迹; (2)首先将1C 的方程化为极坐标方程,再将()04πθρ=≥代入两极坐标方程即可求出OA ,OB ,即可得解;(1)解:因为直线1l的参数方程为12x ty kt⎧⎪⎨=⎪⎩(t 为参数), 消去参数t 得直线1l的普通方程为(12y k x =①, 直线2l的参数方程为x m m y k ⎧=⎪⎨=-⎪⎩(m 为参数), 消去参数m 得直线2l的普通方程为(1y x k=-②, 设(),P x y ,由①②联立得((121y k x y x k ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,消去k 得()22162y x =--即曲线1C 的普通方程为22163x y +=,()0y ≠;(2)解:设1OA ρ=,2OB ρ=,由cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩得曲线1C 的极坐标方程为2261sin ρθ=+(02θπ<<,θπ≠),代入()04πθρ=≥得12OA ρ==,将()04πθρ=≥代入2cos ρθ=得2OB ρ==所以2AB OA OB =-= 即线段AB的长度为212.(2022·安徽省芜湖市教育局模拟预测(理))在平面直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为2cos 3sin x y ββ=+⎧⎨=⎩(β为参数),将曲线1C 经过伸缩变换13x xy y =⎧''⎪⎨=⎪⎩得到曲线2C .以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系. (1)求曲线2C 的极坐标方程;(2)已知射线():0l θαρ=≥与曲线2C 交于A 、B 两点,若3OB OA =,求tan α的值. 【答案】(1)24cos 30ρρθ-+= (2)0 【解析】 【分析】(1)求出曲线2C 的参数方程,化为普通方程,再利用极坐标方程与直角坐标方程之间的转换关系可得出曲线2C 的极坐标方程;(2)设()1,A ρα、()2,B ρα,则1ρ、2ρ为方程24cos 30ρρα-+=的两根,由已知可得213ρρ=,结合韦达定理可求得cos α的值,利用同角三角函数的基本关系可求得tan α的值. (1)解:由题可得2C 的参数方程为2cos sin x y ββ=+⎧⎨=⎩(β为参数),则2C 的直角方程为()2221x y -+=,即22430x y x +-+=, 因为cos x ρθ=,sin y ρθ=,所以24cos 30ρρθ-+=,所以曲线2C 的极坐标方程为24cos 30ρρθ-+=. (2)解:设()1,A ρα、()2,B ρα,则1ρ、2ρ为方程24cos 30ρρα-+=的两根, 2Δ16cos 120α=->,则124cos ρρα+=①,123ρρ=②, 因为3OB OA =,所以213ρρ=③,由①②③解得cos 1α=,则sin 0α=,tan 0α∴=,此时16120∆=->,合乎题意. 故tan 0α=.13.(2022·贵州遵义·三模(文))在极点为O 的极坐标系中,经过点π2,6M ⎛⎫⎪⎝⎭的直线l 与极轴所成角为α,且与极轴的交点为N . (1)当π2α=时,求l 的极坐标方程; (2)当ππ,43α⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,求MON △面积的取值范围.【答案】(1)cos ρθ=(2)⋃⎣⎦⎣⎦【解析】 【分析】(1)先求得l 的直角坐标方程,再转化为极坐标方程.(2)对直线l 的倾斜角进行分类讨论,结合三角形的面积公式求得MON △面积的取值范围. (1)点π2,6M ⎛⎫ ⎪⎝⎭,则π2cos 6π2sin 16x y ⎧=⨯=⎪⎪⎨⎪=⨯=⎪⎩,所以M点的直角坐标为),当π2α=时,直线l的直角坐标方程为x =转化为极坐标方程为cos ρθ=.(2)在极坐标系下:经过点π2,6M ⎛⎫⎪⎝⎭的直线l 与极轴所成角为α,在直角坐标系下:经过点)M的直线l 的倾斜角为α或πα-.即直线l 的倾斜角是α或πα-. 当直线l 的倾斜角为α时,直线l 的方程为(1tan y x α-=,令0y =得1tan N x α-=ππ,43α⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,tan α⎡∈⎣,111,1,,tan tan tan N x ααα⎤⎡∈-∈-=-⎥⎢⎣⎦⎣⎦⎦,所以1π111sin 2262tan 2MONSOM ON α⎛=⨯⨯⨯=⨯⨯-+⨯ ⎝11tan 2α⎛=-⨯∈ ⎝⎣⎦.当直线l 的倾斜角为πα-时,直线l 的方程为()((1tan πtan y x x αα-=-=-,令0y =得1tan N x α=11,1tan tan N x αα⎤⎤∈=⎥⎥⎣⎦⎣⎦,所以1π111sin 2262tan 2MONSOM ON α⎛=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯ ⎝11tan 2α⎛=⨯∈ ⎝⎣⎦.综上所述,MON △面积的取值范围是⋃⎣⎦⎣⎦. 14.(2022·江西·上饶市第一中学二模(文))在平面直角坐标系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1C 的普通方程为:22(2)4x y -+=,曲线2C 的参数方程是2cos x y θθ=⎧⎪⎨=⎪⎩(θ为参数),点2,2P π⎛⎫⎪⎝⎭.(1)求曲线1C 和2C 的极坐标方程; (2)设射线(0)3πθρ=>分别与曲线1C 和2C 相交于A ,B 两点,求PAB △的面积.【答案】(1)4cos ρθ=,22123sin ρθ=+(2)1 【解析】 【分析】(1)由公式法求极坐标方程(2)联立方程后分别求出A ,B 坐标,及P 到直线AB 距离后求面积 (1)曲线1C 的直角坐标方程为:2240x y x +-=, 将cos ,sin x y ρθρθ==代入上式并化简, 得曲线1C 的极坐标方程为:4cos ρθ=. 曲线2C 的普通方程是:22143x y +=, 将cos ,sin x y ρθρθ==代入上式并化简, 得曲线2C 的极坐标方程为:22123sin ρθ=+.(2)设12,,,33A B ππρρ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则1||4cos23OA πρ===,22221216||53sin 3OB ρπ===+,所以||OB =,所以||||||2AB OA OB =-=-. 又(0,2)P到直线:AB y =的距离为:1d ==所以12112PABS⎛=⨯⨯= ⎝⎭ 15.(2022·全国·模拟预测(文))在直角坐标系xOy 中,曲线C的参数方程为x y θθ⎧=⎪⎨=⎪⎩(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 的极坐标方程为cos sin 4ρθθ=. (1)求C 和l 的直角坐标方程;(2)若点M ,N 分别为曲线C 和直线l 上的动点,求MN 的最小值.【答案】(1)22163x y +=,40x -=2- 【解析】 【分析】(1)利用22cos sin 1θθ+=消去参数θ,可得曲线C 的普通方程,利用极坐标与直角坐标的互化公式可求出直线l 的直角坐标方程, (2)设曲线C上任意一点)Mθθ到直线l 的距离为d ,然后利用点到直线的距离公式表示出d ,再根据三角函数的性质可求出其最小值 (1)由曲线C的参数方程为x y θθ⎧=⎪⎨=⎪⎩(θ为参数)可知2222cos sin 1θθ+=+=,故曲线C 的直角坐标方程为22163x y +=.由直线l的极坐标方程为cos sin 4ρθθ=,结合cos x ρθ=,sin y ρθ=可知l的直角坐标方程为40x -=. (2)MN 的最小值即为曲线C 上任意一点到直线l 距离的最小值.设曲线C上任意一点)Mθθ到直线l 的距离为d ,则2cos 24d πθ⎛⎫==+≥ ⎪⎝⎭,故MN 2..。

2020年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标ⅱ)(含解析版)

2020年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标ⅱ)(含解析版)

2020年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅱ)一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

1.(5分)已知集合A={x||x|<3,x∈Z},B={x||x|>1,x∈Z},则A∩B=()A.∅B.{﹣3,﹣2,2,3}C.{﹣2,0,2}D.{﹣2,2}2.(5分)(1﹣i)4=()A.﹣4B.4C.﹣4i D.4i3.(5分)如图,将钢琴上的12个键依次记为a1,a2,…,a12.设1≤i<j<k≤12.若k﹣j=3且j﹣i=4,则a i,a j,a k为原位大三和弦;若k﹣j=4且j﹣i=3,则称a i,a j,a k为原位小三和弦.用这12个键可以构成的原位大三和弦与原位小三和弦的个数之和为()A.5B.8C.10D.154.(5分)在新冠肺炎疫情防控期间,某超市开通网上销售业务,每天能完成1200份订单的配货,由于订单量大幅增加,导致订单积压.为解决困难,许多志愿者踊跃报名参加配货工作.已知该超市某日积压500份订单未配货,预计第二天的新订单超过1600份的概率为0.05.志愿者每人每天能完成50份订单的配货,为使第二天完成积压订单及当日订单的配货的概率不小于0.95,则至少需要志愿者()A.10名B.18名C.24名D.32名5.(5分)已知单位向量,的夹角为60°,则在下列向量中,与垂直的是()A .B.2+C .﹣2D.2﹣6.(5分)记S n为等比数列{a n}的前n项和.若a5﹣a3=12,a6﹣a4=24,则=()A.2n﹣1B.2﹣21﹣n C.2﹣2n﹣1D.21﹣n﹣17.(5分)执行如图的程序框图,若输入的k=0,a=0,则输出的k为()A.2B.3C.4D.58.(5分)若过点(2,1)的圆与两坐标轴都相切,则圆心到直线2x﹣y﹣3=0的距离为()A .B .C .D .9.(5分)设O为坐标原点,直线x=a与双曲线C :﹣=1(a>0,b>0)的两条渐近线分别交于D,E 两点.若△ODE的面积为8,则C的焦距的最小值为()A.4B.8C.16D.3210.(5分)设函数f(x)=x3﹣,则f(x)()A.是奇函数,且在(0,+∞)单调递增B.是奇函数,且在(0,+∞)单调递减C.是偶函数,且在(0,+∞)单调递增D.是偶函数,且在(0,+∞)单调递减11.(5分)已知△ABC 是面积为的等边三角形,且其顶点都在球O的球面上.若球O的表面积为16π,则O到平面ABC的距离为()A .B .C.1D .12.(5分)若2x﹣2y<3﹣x﹣3﹣y,则()A.ln(y﹣x+1)>0B.ln(y﹣x+1)<0C.ln|x﹣y|>0D.ln|x﹣y|<0二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。

参数方程大题及答案

参数方程大题及答案

参数方程大题及答案【篇一:高考极坐标参数方程含答案(经典39题)】p class=txt>a,b两点.(1)求圆c及直线l的普通方程.(224.已知直线lc(1)求圆心c的直角坐标;(2)由直线l上的点向圆c引切线,求切线长的最小值.l,且ll分别交于b,c两点.在极坐标系(与直角坐标系5.在直角坐标系xoy 中,直线lxoy取相同的长度单位,且以原点o为极点,以x轴正半轴为极轴)中,圆c的方程为??4cos?. (Ⅰ)求圆c在直角坐标系中的方程;(Ⅱ)若圆c与直线l相切,求实数a的值.6.在极坐标系中,o为极点,已知圆c(Ⅰ)以极点为原点,极轴为x 轴的正半轴,取与极坐标相同单位长度,建立平面直角坐标系,写出曲线l和直线l(Ⅱ)求|bc|的长.3.在极坐标系中,点m轴为x轴的正半轴建立平面直角坐标系,斜率是?1(1)写出直线l的参数方程和曲线c的直角坐标方程;(2)求证直线l和曲线c相交于两点a、b,并求|ma|?|mb|的值.cr=1,p在圆c上运动。

(i)求圆c的极坐标方程;(ii)在直角坐标系(与极坐标系取相同的长度单位,且以极点o为原点,以极轴为x轴正半轴)中,若q为线段op的中点,求点q轨迹的直角坐标方程。

l的极坐7.在极坐标系中,极点为坐标原点o,已知圆c(1)求圆c的极坐标方程;(2)若圆c和直线l相交于a,b两点,求线段ab的长.9.在直角坐标平面内,以坐标原点o为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线c的极坐标方程是??4cos?,直线lt为参数)。

求极点在直线l上的射影点p的极坐标;若m、n分别为曲线c、直线l10.已知极坐标系下曲线c的方程为??2cos??4sin?,直线l?x?4cos??y?sin?8.平面直角坐标系中,将曲线?(?为参数)上的每一点纵坐标不变,横坐标变为原来的一半,然后整个图象向右平移1个单位,最后横坐标不变,纵坐标变为原来的2倍得到曲线c1 .以坐标原点为极点,x的非负半轴为极轴,建立的极坐标中的曲线c2的方程为??4sin?,求c1和c2公共弦的长度.(Ⅰ)求直线l在相应直角坐标系下的参数方程;(Ⅱ)设l与曲线c相交于两点a、b,求点p到a、b两点的距离之积.11.在直角坐标系中,曲线c1的参数方程为??x?4cos?(?为参数).以坐标原点为极点,x轴的正?y?3sin?14.已知椭圆cf1,f2为其左,右焦点,直线l的参数半轴为极轴的极坐标系中.曲线c2(1)分别把曲线c1与c2化成普通方程和直角坐标方程;并说明它们分别表示什么曲线.(2)在曲线c1上求一点q,使点q到曲线c2的距离最小,并求出最小距离.12.设点m,n分别是曲线??2sin??01)求直线l和曲线c的普通方程;(2)求点f1,f2到直线l的距离之和.?x?3cos?15.已知曲线c:?,直线l:?(cos??2sin?)?12.y?2sin??⑴将直线l的极坐标方程化为直角坐标方程;⑵设点p在曲线c上,求p点到直线l距离的最小值.m,n间的最小距离.16.已知?o1的极坐标方程为??4cos?.点a的极坐标是(2,?).(Ⅰ)把?o1的极坐标方程化为直角坐标参数方程,把点a的极坐标化为直角坐标.(Ⅱ)点m(x0,y0)在?o1上运动,点p(x,y)是线段am的中点,求点p运动轨迹的直角坐标方程.求曲线c2上的点到直线l距离的最小值.19.在直接坐标系xoy中,直线l的方程为x-y+4=0,曲线c的参数方程为(1)已知在极坐标系(与直角坐标系xoy取相同的长度单位,且以原点o为极点,以x轴正半轴为极轴)中,点p17.在直角坐标系xoy中,直线l为参数),若以o为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,则曲线c的极坐标方程为?长.18.已知曲线c1的极坐标方程为??4cos?,曲线c2p与直线l的位置关系;,求直线l被曲线c所截的弦(2)设点q 是曲线c上的一个动点,求它到直线l的距离的最小值.20l交曲线c:?比数列,求直线l的方程.?x?2cos?(?为参数)于a、b?y?2sin?的方程是4x?y?4, 直线l的参数方程22(t为参数).(1)求曲线c1的直角坐标方程,直线l的普通方程;(2)21.已知曲线c1的极坐标方程是,曲线c2的参数方程是(1)写出曲线c和直线l的普通方程;(2)若|pm|,|mn|,|pn|成等比数列,求a的值.1)写出曲线c1的直角坐标方程和曲线c2的普通方程;(2)求t 的取值范围,使得c1,c2没有公共点.22.设椭圆e24.已知直线lc(1)设y?sin?,?为参数,求椭圆e的参数方程;(2)点p?x,y?是椭圆e 上的动点,求x?3y的取值范围.23.在直角坐标系中,以原点为极点,x轴的正半轴为极轴建坐标系,已知曲线a2c?s??,已知过点0p??2,?4?的直线l的参数方程为?oal与曲线c(i)求圆心c的直角坐标;(Ⅱ)由直线l上的点向圆c引切线,求切线长的最小值.25.在直角坐标系中,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知直线l的极坐标方弦长.?x?2cos?c的参数方程为?(?为对数),求曲线c截直线l所得的?y?sin? c:?si2n??分别交于m,n【篇二:2015高考理科数学《参数方程》练习题】lass=txt>一、选择题?x=1+3t,1.若直线的参数方程为?答案:d?x=3t+2,2.参数方程为?2?y=t-1a.线段 c.圆弧2(t为参数),则直线的倾斜角为( )y-2-3t3(0≤t≤5)的曲线为( )b.双曲线的一支 d.射线解析:化为普通方程为x=3(y+1)+2,即x-3y-5=0,由于x =3t2+2∈[2,77],故曲线为线段.故选a. 答案:a3.曲线?解析:曲线化为普通方程为答案:c4.若直线2x-y-3+c=0与曲线?x2b.3 d.2312+y218=1,∴c=6,故焦距为26.b.6或-4-----欢迎登陆明师在线浏览更多的学习资讯!-----c.-2或8解析:将曲线?22d.4或-6|-3+c|=0与圆x+y=5相切,可知=5,解得c=-2或8.5答案:c5.已知曲线c:??x=t,?y=t+b(t为参数,b为实数),若曲线c上恰有3个点到直线l的距离等于1,则b=( )a.2 c.0解析:将曲线c和直线l的参数方程分别化为普通方程为x2+y2=4和y=x+b,依题意,若要|b|使圆上有3个点到直线l的距离为1,只要满足圆心到直线的距离为1即可,得到=1,解得b=答案:d?x=4t,6.已知点p(3,m)在以点f为焦点的抛物线??y=4ta.1 c.3b.2 d.42(t为参数)上,则|pf|=( )解析: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.答案:d 二、填空题??x=-2-2t,7.(2014年深圳模拟)直线??y=3+2t?坐标是________.??x=-2-2t,1222??y=3+2t2222(t为参数)上与点a(-2,3)的距离等于2的点的(t-----欢迎登陆明师在线浏览更多的学习资讯!-----为参数),得所求点的坐标为(-3,4)或(-1,2).答案:(-3,4)或(-1,2)8.(2014年东莞模拟)若直线l:y=kx与曲线c:?解析:曲线c化为普通方程为(x-2)2+y2=1,圆心坐标为(2,0),半径r=1.由已知l与圆相切,则r=|2k|333解析:利用直角坐标方程和参数方程的转化关系求解参数方程. 1?21?2x-+y=将x+y-x=0配方,得?2?4?22所以圆的直径为1,设p(x,y),?2210.已知曲线c的参数方程为?24??-----欢迎登陆明师在线浏览更多的学习资讯!-----(1)将曲线c的参数方程化为普通方程;解析:(1)由?2x2+y=1,x∈[-1,1].4???x+y+2=0,?2?x+y=1得x2-x-3=0.解得x=[-1,1],故曲线c与曲线d无公共点.2?x=2cos t,11.已知动点p、q都在曲线c:?(1)求m的轨迹的参数方程;m的轨迹的参数方程为?212.(能力提升)在直角坐标系xoy中,圆c1:x+y=4,圆c2:(x-2)+y=4.(1)在以o为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,分别写出圆c1,c2的极坐标方程,并求出圆c1,c2的交点坐标(用极坐标表示);222-----欢迎登陆明师在线浏览更多的学习资讯!-----3(2)解法一由?得圆c1与c2交点的直角坐标分别为(1,3),(1,-3).?x=1,故圆c1与c2的公共弦的参数方程为??y=t,?x=1,(或参数方程写成??y=y,-3≤t≤3.-3 ≤ y ≤3)解法二将x=1代入?于是圆c1与c2的公共弦的参数方程为 ?x=1,?======*以上是由明师教育编辑整理======------欢迎登陆明师在线浏览更多的学习资讯!-----【篇三:坐标系与参数方程典型例题(含高考题----答案详细)】ass=txt>一、选考内容《坐标系与参数方程》高考考试大纲要求:1.坐标系:①理解坐标系的作用.②了解在平面直角坐标系伸缩变换作用下平面图形的变化情况.极坐标系和平面直角坐标系中表示点的位置的区别,能进行极坐标和直角坐标的互化.④能在极坐标系中给出简单图形(如过极点的直线、过极点或圆心在极点的圆)的方程.通过比较这些图形在极坐标系和平面直角坐标系中的方程,理解用方程表示平面图形时选择适当坐标系的意义. ⑤了解柱坐标系、球坐标系中表示空间中点的位置的方法,并与空间直角坐标系中表示点的位置的方法相比较,了解它们的区别.2.参数方程:①了解参数方程,了解参数的意义.②能选择适当的参数写出直线、圆和圆锥曲线的参数方程.③了解平摆线、渐开线的生成过程,并能推导出它们的参数方程.④了解其他摆线的生成过程,了解摆线在实际中的应用,了解摆线在表示行星运动轨道中的作用.二、基础知识归纳总结:?x????x,(??0),1.伸缩变换:设点p(x,y)是平面直角坐标系中的任意一点,在变换?:?的作用下,?y???y,(??0).?点p(x,y)对应到点p?(x?,y?),称?为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换,简称伸缩变换。

2022年高考真题全国乙卷(理科)数学【含答案及解析】

2022年高考真题全国乙卷(理科)数学【含答案及解析】
可得 , ,

联立 可得
可求得此时 ,
将 ,代入整理得 ,
将 代入,得
显然成立,
综上,可得直线HN过定点
21.
(1)
的定义域为
当 时, ,所以切点为 ,所以切线斜率为2
所以曲线 在点 处的切线方程为
(2)

若 ,当 ,即
所以 在 上单调递增,
故 在 上没有零点,不合题意
若 ,当 ,则
所以 在 上单调递增所以 ,即
所以 在 上单调递增,
故 在 上没有零点,不合题意

(1)当 ,则 ,所以 在 上单调递增
所以存在 ,使得 ,即
当 单调递减
当 单调递增
所以


所以 在 上有唯一零点
又 没有零点,即 在 上有唯一零点
(2)当

所以 在 单调递增
所以存在 ,使得
当 单调递减
当 单调递增,

所以存在 ,使得 ,即
当 单调递增,当 单调递减
14.过四点 中的三点的一个圆的方程为____________.
15.记函数 的最小正周期为T,若 , 为 的零点,则 的最小值为____________.
16.己知 和 分别是函数 ( 且 )的极小值点和极大值点.若 ,则a的取值范围是____________.
三、解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答.第22、23题为选考题,考生根据要求作答.
(2)
证明:因为 , , ,
所以 , , ,
所以 , ,
当且仅当 时取等号.
答案及解析
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上.

2023年高考数学全国一卷试卷及解析

2023年高考数学全国一卷试卷及解析

2023年高考数学全国一卷试卷及解析一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

1.设全集{}54321,,,,=U ,集合{}41,=M ,{}52,=N ,则=⋃M C N U ()A .{}5,3,2B .{}431,,C .{}5,4,2,1D .{}5,4,3,22.()()()=-++i i i 22153()A .1-B .1C .i -1D .i+13.已知向量()1,3=a ,()2,2=b ,则=-+b a b a ,cos ()A .171B .1717C .55D .5524.某校文艺部有4名学生,其中高一、高二年级各2名.从这4名学生中随机选2名组织校文艺汇演,则这2名学生来自不同年级的概率为()A .61B .31C .21D .325.记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和.若1062=+a a ,4584=a a ,则=5S ()A .25B .22C .20D .156.执行右边的程序框图,则输出的=B ()A .21B .34C .55D .897.设21,F F 为椭圆1522=+y x C :的两个焦点,点P 在C 上,若021=⋅PF PF ,则=⋅21PF PF ()A .1B .2C .4D .58.曲线1+=x e y x 在点⎪⎭⎫⎝⎛21e ,处的切线方程为()A .x e y 4=B .x ey 2=C .44ex e y +=D .432ex e y +=9.已知双曲线()0,012222>>=-b a by a x C :的离心率为5,C 的一条渐近线与圆()()13222=-+-y x 交于B A ,两点,则=AB ()A .55B .552C .553D .55410.在三棱锥ABC P -中,ABC ∆是边长为2的等边三角形,2==PB P A ,6=PC ,则该棱锥的体积为()A .1B .3C .2D .311.已知函数()()21--=x ex f .记⎪⎪⎭⎫⎝⎛=22f a ,⎪⎪⎭⎫⎝⎛=23f b ,⎪⎪⎭⎫⎝⎛=26f c ,则()A .a c b >>B .c a b >>C .ab c >>D .b a c >>12.函数()x f y =的图象由⎪⎭⎫ ⎝⎛+=62cos πx y 的图象向左平移6π个单位长度,则()x f y =的图象与直线2121-=x y 的交点个数为()A .1B .2C .3D .4二、填空题:本大题动4小题,每小题5分,共20分.13.记n S 为等比数列{}n a 的前n 项和.若3678S S =,则{}n a 的公比为.14.若()()⎪⎭⎫⎝⎛+++-=2sin 12πx ax x x f 为偶函数,则=a .15.若y x ,满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥+≤+-≤-1332323y x y x y x ,则y x z 23+=的最大值为.16.在正方体1111D C B A ABCD -中,4=AB ,O 为1AC 的中点,若该正方体的棱与球O 的球面有公共点,则球O 的半径的取值范围是.三、解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。

2023年全国统一高考数学试卷(文科)(甲卷)(解析版)

2023年全国统一高考数学试卷(文科)(甲卷)(解析版)

2023年全国统一高考数学试卷(文科)(甲卷)参考答案与试题解析一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

1.(5分)设全集U={1,2,3,4,5},集合M={1,4},N={2,5},则N∪∁U M=( )A.{2,3,5}B.{1,3,4}C.{1,2,4,5}D.{2,3,4,5}【答案】A【解答】解:因为U={1,2,3,4,5},集合M={1,4},N={2,5},所以∁U M={2,3,5},则N∪∁U M={2,3,5}.故选:A.2.(5分)=( )A.﹣1B.1C.1﹣i D.1+i【答案】C【解答】解:==1﹣i.故选:C.3.(5分)已知向量=(3,1),=(2,2),则cos〈+,﹣〉=( )A.B.C.D.【答案】B【解答】解:根据题意,向量=(3,1),=(2,2),则+=(5,3),﹣=(1,﹣1),则有|+|==,|﹣|==,(+)•(﹣)=2,故cos〈+,﹣〉==.故选:B.4.(5分)某校文艺部有4名学生,其中高一、高二年级各2名.从这4名学生中随机选2名组织校文艺汇演,则这2名学生来自不同年级的概率为( )A .B .C .D .【答案】D【解答】解:某校文艺部有4名学生,其中高一、高二年级各2名,从这4名学生中随机选2名组织校文艺汇演,基本事件总数n ==6,这2名学生来自不同年级包含的基本事件个数m ==4,则这2名学生来自不同年级的概率为P ===.故选:D .5.(5分)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 2+a 6=10,a 4a 8=45,则S 5=( )A .25B .22C .20D .15【答案】C【解答】解:等差数列{a n }中,a 2+a 6=2a 4=10,所以a 4=5,a 4a 8=5a 8=45,故a 8=9,则d ==1,a 1=a 4﹣3d =5﹣3=2,则S 5=5a 1+=10+10=20.故选:C .6.(5分)执行下边的程序框图,则输出的B =( )A.21B.34C.55D.89【答案】B【解答】解:模拟执行程序框图,如下:n=3,A=1,B=2,k=1,k≤3,A=1+2=3,B=3+2=5,k=2,k≤3,A=3+5=8,B=8+5=13,k=3,k≤3,A=8+13=21,B=21+13=34,k=4,k>3,输出B=34.故选:B.A.1B.2C.4D.5【答案】B【解答】解:根据题意,点P在椭圆上,满足•=0,可得∠F1PF2=,又由椭圆C:+y2=1,其中c2=5﹣1=4,可得|PF1|•|PF2|=2,故选:B.8.(5分)曲线y=在点(1,)处的切线方程为( )A.y=x B.y=x C.y=x+D.y=x+【答案】C【解答】解:因为y=,y′==,故函数在点(1,)处的切线斜率k=,切线方程为y﹣=(x﹣1),即y=.故选:C.9.(5分)已知双曲线C:﹣=1(a>0,b>0)的离心率为,C的一条渐近线与圆(x﹣2)2+(y﹣3)2=1交于A,B两点,则|AB|=( )A.B.C.D.【答案】D【解答】解:双曲线C:﹣=1(a>0,b>0)的离心率为,可得c=a,所以b=2a,所以双曲线的渐近线方程为:y=±2x,一条渐近线与圆(x﹣2)2+(y﹣3)2=1交于A,B两点,圆的圆心(2,3),半径为1,圆的圆心到直线y=2x的距离为:=,所以|AB|=2=.故选:D.10.(5分)在三棱锥P﹣ABC中,△ABC是边长为2的等边三角形,PA=PB=2,PC=,则该棱锥的体积为( )A.1B.C.2D.3【答案】A【解答】解:如图,PA=PB=2,AB=BC=2,取AB的中点D,连接PD,CD,可得AB⊥PD,AB⊥CD,又PD∩CD=D,PD、CD⊂平面PCD,∴AB⊥平面PCD,在△PAB与△ABC中,求得PD=CD=,在△PCD中,由PD=CD=,PC=,得PD2+CD2=PC2,则PD⊥CD,∴,∴×AB=.故选:A.11.(5分)已知函数f(x)=.记a=f(),b=f(),c=f(),则( )A.b>c>a B.b>a>c C.c>b>a D.c>a>b【答案】A【解答】解:令g(x)=﹣(x﹣1)2,则g(x)的开口向下,对称轴为x=1,∵,而=,∴,∴,∴由一元二次函数的性质可知g()<g(),∵,而,∴,∴,综合可得,又y=e x为增函数,∴a<c<b,即b>c>a.故选:A.12.(5分)函数y=f(x)的图象由y=cos(2x+)的图象向左平移个单位长度得到,则y=f(x)的图象与直线y=x﹣的交点个数为( )A.1B.2C.3D.4【答案】C【解答】解:y=cos(2x+)的图象向左平移个单位长度得到f(x)=cos (2x+)=﹣sin2x,在同一个坐标系中画出两个函数的图象,如图:y=f(x)的图象与直线y=x﹣的交点个数为:3.故选:C.二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分。

高考数学专题复习第22题 极坐标与参数方程

高考数学专题复习第22题  极坐标与参数方程

第22题 极坐标与参数方程基础知识 1.平面直角坐标系中的坐标伸缩变换设点P (x ,y )是平面直角坐标系中的任意一点,在变换φ:⎩⎪⎨⎪⎧x ′=λ,y ′=μ的作用下,点P (x ,y )对应到点P ′(x ′,y ′),称φ为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换,简称伸缩变换. 2.极坐标系的概念(1)极坐标系:如图所示,在平面内取一个定点O ,叫做极点;自极点O 引一条射线Ox ,叫做极轴;再选定一个长度单位、一个角度单位(通常取弧度)及其正方向(通常取逆时针方向),这样就建立了一个极坐标系.(2)极坐标:设M 是平面内一点,极点O 与点M 的距离叫做点M 的极径,记为|OM |;以极轴Ox 为始边,射线OM 为终边的角ρ叫做点M 的极角,记为xOM .有序数对(ρ,θ)叫做点M 的极坐标,记为M (ρ,θ).一般地,不作特殊说明时,我们认为ρ≥0,θ可取任意实数.(3)点与极坐标的关系:一般地,极坐标(ρ,θ)与(ρ,θ+2k π)(k ∈Z )表示同一个点.特别地,极点O 的坐标为(0,θ)(θ∈R ).和直角坐标不同,平面内一个点的极坐标有无数种表示.如果规定ρ>0,0≤θ<2π,那么除极点外,平面内的点可用唯一的极坐标(ρ,θ)表示;同时,极坐标(ρ,θ)表示的点也是唯一确定的. 3.极坐标和直角坐标的互化(1)互化背景:把直角坐标系的原点作为极点,x 轴的正半轴作为极轴,并在两种坐标系中取相同的长度单位.(2)互化公式:如图所示,设M 是平面内任意一点,它的直角坐标是(x ,y ),极坐标是(ρ,θ)(ρ≥0),于是极坐标与直角坐标的互化公式如下表:5.参数方程的概念一般地,在平面直角坐标系中,如果曲线上任一点的坐标x ,y 都是某个变数t 的函数⎩⎪⎨⎪⎧x =f t ,y =g t ,并且对于t 的每一个允许值,由方程组所确定的点M (x ,y )都在这条曲线上,那么方程就叫做这条曲线的参数方程,联系变数x ,y 的变数t 叫做参变数,简称参数.相对于参数方程而言,直接给出点的坐标间关系的方程叫做普通方程. 2.几种常见曲线的参数方程(1)直线:经过点P 0(x 0,y 0),倾斜角为α的直线的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos α,y =y 0+t sin α(t 为参数).(2)圆:以O ′(a ,b )为圆心,r 为半径的圆的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =a +r cos α,y =b +r sin α,其中α是参数.当圆心在(0,0)时,方程⎩⎪⎨⎪⎧x =r cos α,y =r sin α.(3)椭圆:中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆的参数方程有以下两种情况: 椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos φ,y =b sin φ,其中φ是参数.椭圆x 2b 2+y 2a 2=1(a >b >0)的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =b cos φ,y =a sin φ,其中φ是参数.(4)抛物线:抛物线y 2=2px (p >0)的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =2pt 2,y =2pt .(t 为参数).考点题型精讲及方法引导 考点题型一 利用参数方程求距离问题例1.在直角坐标系xOy 中,以原点为极点,以x 轴正半轴为极轴,与直角坐标系xOy 取相同的长度单位,建立极坐标系,设曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θ,y =sin θ(θ为参数),直线l 的极坐标方程为ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=2 2. (1)写出曲线C 的普通方程和直线l 的直角坐标方程;(2)求曲线C 上的点到直线l 的最大距离,并求出这个点的坐标.解:(1)曲线C 的方程可化为⎩⎪⎨⎪⎧x 3=cos θ,y =sin θ(θ为参数),通过先平方再求和得,x 23+y 2=1.直线l 的极坐标方程展开得,ρcos θ+ρsin θ=4,∴直线l 的直角坐标方程为x +y -4=0. (2)设与直线l 平行的直线l ′的方程为x +y +m =0,联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x 2+3y 2-3=0,x +y +m =0,消元得4y 2+2my +m 2-3=0,令4m 2-4×4(m 2-3)=0,得m =2或m =-2, 当m =2时曲线C 上的点到直线l 的距离最大,此时,直线l ′与曲线C 的切点为⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,-12.而直线l 与直线l ′的距离为|2--4|2=3 2.∴曲线C 上的点到直线l 的最大距离为32,这个点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,-12.例2.(2015·陕西卷)在直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3+12t ,y =32t(t 为参数).以原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,⊙C 的极坐标方程为ρ=23sinθ. (1)写出⊙C 的直角坐标方程; (2)P 为直线l 上一动点,当P 到圆心C 的距离最小时,求P 的直角坐标.解:(1)由ρ=23sin θ,得ρ2=23ρsin θ,从而有x 2+y 2=23y ,所以x 2+(y -3)2=3. (2)设P ⎝⎛⎭⎪⎫3+12t ,32t ,又C (0,3),则|PC |=⎝ ⎛⎭⎪⎫3+12t 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫32t -32=t 2+12,故当t =0时,|PC |取得最小值.此时,点P 的直角坐标为(3,0). 针对训练1.(2014·新课标全国卷Ⅰ)已知曲线C :x 24+y 29=1,直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =2+t ,y =2-2t(t 为参数).(1)写出曲线C 的参数方程,直线l 的普通方程;(2)过曲线C 上任意一点P 作与l 夹角为30°的直线,交l 于点A ,求|PA |的最大值与最小值. 解:(1)曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =3sin θ(θ为参数).直线l 的普通方程为2x +y -6=0.(2)曲线C 上任意一点P (2cos θ,3sin θ)到l 的距离为d =55|4cos θ+3sin θ-6|.则|PA |=dsin 30°=255|5sin(θ+α)-6|,其中α为锐角,且tan α=43.当sin(θ+α)=-1时,|PA |取得最大值,最大值为2255.当sin(θ+α)=1时,|PA |取得最小值,最小值为255.2.(2016·贵阳模拟)以直角坐标系的原点为极点,x 轴非负半轴为极轴建立极坐标系,在两种坐标系中取相同的单位长度,已知直线l 的方程为ρcos θ-ρsin θ-1=0(ρ>0),曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos α,y =2+2sin α(α为参数),点M 是曲线C 上的一动点.(1)求线段OM的中点P 的轨迹方程;(2)求曲线C 上的点到直线l 的距离的最小值. 解:(1)设中点P 的坐标为(x ,y ),依据中点公式有⎩⎪⎨⎪⎧x =cos α,y =1+sin α(α为参数).这是点P 轨迹的参数方程,消参得点P 的普通方程为x 2+(y -1)2=1. (2)直线l 的直角坐标方程为x -y -1=0,曲线C 的普通方程为x 2+(y -2)2=4,表示以(0,2)为圆心,以2为半径的圆,故所求最小值为圆心(0,2)到直线l 的距离减去半径,设所求最小距离为d ,则d =|-1×2-1|1+1-2=322-2.因此曲线C 上的点到直线l 的距离的最小值为322-2.3.(2017·德州模拟)在直线坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos α,y =sin α(α为参数).以坐标原点为极点,以x 轴正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C 2的极坐标方程为ρsin(θ+π4)=2 2.(Ⅰ)写出C 1的普通方程和C 2的直角坐标方程;(Ⅱ)设点P 在C 1上,点Q 在C 2上,求|PQ |的最小值及此时P 的直角坐标.解析: (Ⅰ)C 1的普通方程为x 23+y 2=1,C 2的直角坐标方程为x +y -4=0.(Ⅱ)由题意,可设点P 的直角坐标为(3cos α,sin α).因为C 2是直线,所以|PQ |的最小值即为P 到C 2的距离d (α)的最小值,d (α)=|3cos α+sin α-4|2=2|sin(α+π3)-2|.当且仅当α=2k π+π6(k ∈Z )时,d (α)取得最小值,最小值为2,此时P 的直角坐标为(32,12).考点题型二 利用直线参数方程求与线段有关问题例1.在直角坐标系中,以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线C :ρsin 2θ=2a cos θ(a >0),过点P (-2,-4)的直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+22t ,y =-4+22t (t 为参数)与曲线C 相交于M ,N 两点.(1)求曲线C 的直角坐标方程和直线l 的普通方程;(2)若|PM |,|MN |,|PN |成等比数列,求实数a 的值.解:(1)把⎩⎪⎨⎪⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ代入ρsin 2θ=2a cos θ,得y 2=2ax (a >0).⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+22t ,y =-4+22t(t 为参数),消去t 得x -y -2=0,∴曲线C 的直角坐标方程和直线l 的普通方程分别为y 2=2ax (a >0),x -y -2=0.(2)将⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+22t ,y =-4+22t (t 为参数)代入y 2=2ax ,整理得t 2-22(4+a )t +8(4+a )=0.设t 1,t 2是该方程的两根,则t 1+t 2=22(4+a ),t 1·t 2=8(4+a ),∵|MN |2=|PM |·|PN |,∴(t 1-t 2)2=(t 1+t 2)2-4t 1·t 2=t 1·t 2, ∴8(4+a )2-4×8(4+a )=8(4+a ),∴a =1(负值舍去).例2.(2015·湖南卷)已知直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =5+32t ,y =3+12t(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C 的极坐标方程为ρ=2cos θ. (1)将曲线C 的极坐标方程化为直角坐标方程; (2)设点M 的直角坐标为(5,3),直线l 与曲线C 的交点为A ,B ,求|MA |·|MB |的值.解:(1)ρ=2cos θ等价于 ρ2=2ρcos θ.① 将ρ2=x 2+y 2,ρcos θ=x 代入①即得曲线C 的直角坐标方程为x 2+y 2-2x =0.②(2)将⎩⎪⎨⎪⎧x =5+32t ,y =3+12t代入②,得t 2+53t +18=0. 设这个方程的两个实根分别为t 1,t 2,则由参数t 的几何意义即知,|MA |·|MB |=|t 1t 2|=18.针对训练1.在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+12t ,y =32t(t 为参数),椭圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θy =2sin θ(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.解析:椭圆C 的普通方程为x 2+y 24=1.将直线l 的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =1+12t ,y =32t代入x 2+y 24=1,得(1+12t )2+32t 24=1,即7t 2+16t =0,解得t 1=0,t 2=-167.所以AB =|t 1-t 2|=167.2.已知在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+4cos θ,y =2+4sin θ(θ为参数),直线l经过定点P (3,5),倾斜角为π3.(1)写出直线l 的参数方程和曲线C 的标准方程;(2)设直线l 与曲线C 相交于A ,B 两点,求|PA |·|PB |的值.解析:(1)消去参数θ得曲线C 的普通方程:(x -1)2+(y -2)2=16,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =3+t cos π3,y =5+t sin π3,t 为参数,即⎩⎪⎨⎪⎧x =3+12t ,y =5+32t .t 为参数.(2)将直线的参数方程代入圆的方程可得t 2+(2+33)t -3=0,设t 1、t 2是方程的两个根,则t 1t 2=3,所以|PA ||PB |=|t 1||t 2|=|t 1t 2|=3. 3.在平面直角坐示系xOy 中,已知曲线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1y =1-2t (t 为参数)与曲线C 2:⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos θy =3sin θ(θ为参数,a >0).(1)若曲线C 1与曲线C 2有一个公共点在x 轴上,求a 的值; (2)当a =3时,曲线C 1与曲线C 2交于A ,B 两点,求A ,B 两点的距离. 解析:(1)曲线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1y =1-2t 的普通方程为y =3-2x .曲线C 1与x 轴的交点为(32,0).曲线C 2:⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos θy =3sin θ的普通方程为x 2a 2+y 29=1.曲线C 2与x 轴的交点为(-a,0),(a,0).由a >0,曲线C 1与曲线C 2有一个公共点在x 轴上,知a =32.(2)当a =3时,曲线C 2:⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θy =3sin θ为圆x 2+y 2=9.圆心到直线y =3-2x 的距离d =|3|22+12=355.所以A ,B 两点的距离|AB |=2r 2-d 2=29-3552=1255.4.倾斜角为α的直线l 过点P (8,2),直线l 和曲线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =42cos θ,y =2sin θ(θ为参数)交于不同的两点M 1,M 2.(1)将曲线C 的参数方程化为普通方程,并写出直线l 的参数方程;(2)求|PM 1|·|PM 2|的取值范围. 解:(1)曲线C 的普通方程为x 232+y 24=1,直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =8+t cos α,y =2+t sin α(t 为参数).(2)将l 的参数方程代入曲线C 的方程得:(8+t cos α)2+8(2+t sin α)2=32,整理得(8sin 2α+cos 2α)t 2+(16cos α+32sin α)t +64=0, 由Δ=(16cos α+32sin α)2-4×64(8sin 2α+cos 2α)>0,得cos α>sin α,故α∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π4,∴|PM 1||PM 2|=|t 1t 2|=641+7sin 2 α∈⎝ ⎛⎦⎥⎤1289,645.(2016·郑州模拟)已知曲线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+cos t ,y =1+sin t(t 为参数),C 2:⎩⎪⎨⎪⎧x =4cos θ,y =3sin θ(θ为参数).(1)化C 1,C 2的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线;(2)过曲线C 2的左顶点且倾斜角为π4的直线l 交曲线C 1于A ,B 两点,求|AB |.解:(1)C 1:(x +2)2+(y -1)2=1,C 2:x 216+y 29=1.曲线C 1为圆心是(-2,1),半径是1的圆.曲线C 2为中心是坐标原点,焦点在x 轴上,长轴长是8,短轴长是6的椭圆.(2)曲线C 2的左顶点为(-4,0),则直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-4+22s ,y =22s(s 为参数),将其代入曲线C 1整理可得:s 2-32s +4=0,设A ,B 对应参数分别为s 1,s 2,则s 1+s 2=32,s 1s 2=4.所以|AB |=|s 1-s 2|=s 1+s 22-4s 1s 2= 2.6.(2014·昆明模拟)在直角坐标系xOy 中,l 是过定点P (4,2)且倾斜角为α的直线,在极坐标系(以坐标原点O 为极点,以x 轴非负半轴为极轴,取相同单位长度)中,曲线C 的极坐标方程为ρ=4cos θ.(1)写出直线l 的参数方程,并将曲线C 的方程化为直角坐标方程;(2)若曲线C 与直线l 相交于不同的两点M 、N ,求|PM |+|PN |的取值范围. 解:(1)直线l 的参数方程:⎩⎪⎨⎪⎧x =4+t cos α,y =2+t sin α(t 为参数).∵ρ=4cos θ,∴ρ2=4ρcos θ,∴曲线C 的直角坐标方程为x 2+y 2=4x . (2)直线l 的参数方程:⎩⎪⎨⎪⎧x =4+t cos α,y =2+t sin α(t 为参数),代入x 2+y 2=4x ,得t 2+4(sin α+cos α)t +4=0,⎩⎪⎨⎪⎧Δ=16sin α+cos α2-16>0,t 1+t 2=-4sin α+cos α,t 1t 2=4,∴sin α·cos α>0,又0≤α<π,∴α∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,且t 1<0,t 2<0. ∴|PM |+|PN |=|t 1|+|t 2|=|t 1+t 2|=4(sin α+cos α)=42sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4,由α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,得α+π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,3π4,∴22<sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4≤1,故|PM |+|PN |的取值范围是(4,4 2 ].7.(2014·沈阳模拟)已知曲线C 1的极坐标方程为ρ2cos 2θ=8,曲线C 2的极坐标方程为θ=π6,曲线C 1、C 2相交于A 、B 两点.(1)求A 、B 两点的极坐标;(2)曲线C 1与直线⎩⎪⎨⎪⎧x =1+32t ,y =12t(t 为参数)分别相交于M 、N 两点,求线段MN 的长度.解:(1)由⎩⎨⎧ρ2cos 2θ=8,θ=π6得:ρ2cos π3=8,所以ρ2=16,即ρ=±4.所以A 、B 两点的极坐标为:A ⎝ ⎛⎭⎪⎫4,π6,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-4,π6或B ⎝⎛⎭⎪⎫4,7π6. (2)由曲线C 1的极坐标方程得其直角坐标方程为x 2-y 2=8,将直线⎩⎪⎨⎪⎧x =1+32t ,y =12t代入x 2-y 2=8,整理得t 2+23t -14=0,所以|MN |=232-4×-141=217.考点题型三 利用极坐标或参数方程求参数值例1.(2014·福建高考)已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a -2t ,y =-4t (t 为参数),圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =4cos θ,y =4sin θ(θ为参数).(1)求直线l 和圆C 的普通方程;(2)若直线l 与圆C 有公共点,求实数a 的取值范围.解析 (1)直线l 的普通方程为2x -y -2a =0,圆C 的普通方程为x 2+y 2=16.(2)因为直线l 与圆C 有公共点,故圆C 的圆心到直线l 的距离d =|-2a |5≤4,解得-25≤a ≤2 5.针对训练1.(2016·全国卷Ⅰ,23)在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos ty =1+a sin t (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C 2:ρ=4cos θ. (Ⅰ)说明C 1是哪一种曲线,并将C 1的方程化为极坐标方程;(Ⅱ)直线C 3的极坐标方程为θ=α0,其中α0满足tan α0=2,若曲线C 1与C 2的公共点都在C 3上,求a .解析:(Ⅰ)消去参数t 得到C 1的普通方程x 2+(y -1)2=a 2.C 1是以(0,1)为圆心,a 为半径的圆.将x =ρcos θ,y =ρsin θ代入C 1的普通方程中,得到C 1的极坐标方程为ρ2-2ρsin θ+1-a 2=0.(Ⅱ)曲线C 1,C 2的公共点的极坐标满足方程组⎩⎪⎨⎪⎧ρ2-2ρsin θ+1-a 2=0,ρ=4cos θ.若ρ≠0,由方程组得16cos 2θ-8sin θcos θ+1-a 2=0,由已知tan θ=2,可得16cos 2θ-8sin θcos θ=0,从而1-a 2=0,解得a =-1(舍去)或a =1.a =1时,极点也为C 1,C 2的公共点,在C 3上.所以a =1.考点题型四 直线与曲线位置关系问题例1.(2013·福建高考)在平面直角坐标系中,以坐标原点为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系.已知点A 的极坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π4,直线l 的极坐标方程为ρcos⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=a ,且点A 在直线l 上.(1)求a 的值及直线l 的直角坐标方程;(2)圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos α,y =sin α(α为参数),试判断直线l 与圆C 的位置关系.解:(1)由点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π4在直线ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=a 上,可得a = 2.所以直线l 的方程可化为ρcosθ+ρsin θ=2,从而直线l 的直角坐标方程为x +y -2=0.(2)由已知得圆C 的直角坐标方程为(x -1)2+y 2=1,所以圆C 的圆心为(1,0),半径r =1, 因为圆心C 到直线l 的距离d =12=22<1,所以直线l 与圆C 相交.例 2.在极坐标系下,已知圆O :ρ=cos θ+sin θ和直线l :ρsin ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π4=22.(ρ≥0,0≤θ<2π)(1)求圆O 和直线l 的直角坐标方程;(2)当θ∈(0,π)时,求直线l 与圆O 的公共点的极坐标.解:(1)圆O :ρ=cos θ+sin θ,即ρ2=ρcos θ+ρsin θ,故圆O 的直角坐标方程为:x 2+y 2-x -y =0,直线l :ρsin ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π4=22,即ρsin θ-ρcos θ=1,则直线l 的直角坐标方程为:x -y +1=0. (2)由(1)知圆O 与直线l 的直角坐标方程,将两方程联立得⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-x -y =0,x -y +1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =1,即圆O 与直线l 在直角坐标系下的公共点为(0,1),将(0,1)转化为极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫1,π2,即为所求.针对训练考点题型五 转化为普通方程求解类型题目例1.(2015·重庆卷)已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-1+t ,y =1+t(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C 的极坐标方程为ρ2cos 2θ=4⎝⎛ ρ>0,3π4<θ<⎭⎪⎫5π4,则直线l 与曲线C 的交点的极坐标为________. 答案:(2,π) 解析:直线l 的普通方程为y =x +2,曲线C 的直角坐标方程为x 2-y 2=4(x ≤-2),故直线l 与曲线C 的交点为(-2,0),对应极坐标为(2,π).例2.(2015·湖北卷)在直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知直线l 的极坐标方程为ρ(sin θ-3cos θ)=0,曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =t -1t,y =t +1t(t 为参数),l 与C 相交于A ,B 两点,则|AB |=________.答案:25解析:直线l 的直角坐标方程为y -3x =0,曲线C 的普通方程为y 2-x 2=4. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =3x ,y 2-x 2=4,得x 2=12,即x =±22,则|AB |=1+k 2AB |x A -x B |=2 5. 针对训练1.(2014·新课标全国卷Ⅱ)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∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2.(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 =3x +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+y 2=1(0≤y ≤1).可得C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos t ,y =sin t(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 =3,t =π3.故D 的直角坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1+cos π3,sin π3,即⎝ ⎛⎭⎪⎫32,32.2.(2013·新课标全国卷Ⅰ)已知曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =4+5cos t ,y =5+5sin t(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C 2的极坐标方程为ρ=2sin θ.(1)把C 1的参数方程化为极坐标方程;(2)求C 1与C 2交点的极坐标(ρ≥0,0≤θ<2π). 解:(1)将⎩⎪⎨⎪⎧x =4+5cos t ,y =5+5sin t 消去参数t ,化为普通方程(x -4)2+(y -5)2=25,即C 1:x 2+y 2-8x -10y +16=0.将⎩⎪⎨⎪⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ代入x 2+y 2-8x -10y +16=0,得ρ2-8ρcosθ-10ρsin θ+16=0.所以C 1的极坐标方程为ρ2-8ρcos θ-10ρsin θ+16=0. (2)C 2的普通方程为x 2+y 2-2y =0.由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-8x -10y +16=0,x 2+y 2-2y =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1或⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =2.所以C 1与C 2交点的极坐标分别为⎝⎛⎭⎪⎫2,π4,⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π2. 3.(2014·辽宁高考)将圆x 2+y 2=1上每一点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的2倍,得曲线C .(1)写出C 的参数方程;(2)设直线l :2x +y -2=0与C 的交点为P 1,P 2,以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求过线段P 1P 2的中点且与l 垂直的直线的极坐标方程.解析:(1)设(x 1,y 1)为圆上的点,在已知变换下变为曲线C 上点(x ,y ),依题意,得⎩⎪⎨⎪⎧x =x 1,y =2y 1.由x 21+y 21=1得x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y 22=1,即曲线C 的方程为x 2+y 24=1.故C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos t ,y =2sin t (t 为参数). (2)由⎩⎨⎧x 2+y 24=1,2x +y -2=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =0或⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =2.不妨设P 1(1,0),P 2(0,2),则线段P 1P 2的中点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,所求直线斜率为k =12,于是所求直线方程为y -1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12,化为极坐标方程,并整理得2ρcos θ-4ρsin θ=-3,即ρ=34sin θ-2cos θ.4.(2017·湖北八校联考)已知曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =6cos θ,y =4sin θ(θ为参数),在同一平面直角坐标系中,将曲线C 上的点按坐标变换⎩⎨⎧x ′=13x ,y ′=14y得到曲线C ′.(1)求曲线C ′的普通方程;(2)若点A 在曲线C ′上,点D (1,3).当点A 在曲线C ′上运动时,求AD 中点P 的轨迹方程.解:(1)将⎩⎪⎨⎪⎧x =6cos θ,y =4sin θ,代入⎩⎨⎧x ′=13x ,y ′=14y ,得曲线C ′的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ′=2cos θ,y ′=sin θ,∴曲线C ′的普通方程为x 24+y 2=1.(2)设点P (x ,y ),A (x 0,y 0),又D (1,3),且AD 的中点为P ,∴⎩⎪⎨⎪⎧x 0=2x -1,y 0=2y -3又点A 在曲线C ′上,∴代入C ′的普通方程x 24+y 2=1,得(2x -1)2+4(2y -3)2=4,∴动点P 的轨迹方程为(2x -1)2+4(2y -3)2=4.考点题型七 其他类型题目例1.(2017·贵州适应性考试)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=4cos θ,θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2.(1)求C 的参数方程;(2)若半圆C 与圆D :(x -5)2+(y -3)2=m (m 是常数,m >0)相切,试求切点的直角坐标.解:(1)C 的普通方程为(x -2)2+y 2=4(0≤y ≤2),则C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2+2cos t ,y =2sin t(t为参数,0≤t ≤π).(2)C ,D 的圆心坐标分别为(2,0),(5,3),于是直线CD 的斜率k =3-05-2=33. 由于切点必在两个圆心的连线上,故切点对应的参数t 满足tan t =33,t =π6,所以,切点的直角坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2+2cos π6,2sin π6,即(2+3,1).针对训练。

高三数学参数方程试题

高三数学参数方程试题

高三数学参数方程试题1. [选修4-4:坐标系与参数方程]在平面直角坐标系中,已知直线的参数方程(为参数),直线与抛物线相交于两点,求线段的长.【答案】【解析】可以把直线参数方程化为普通方程,与抛物线方程联立解得的坐标,可求线段的长,也可直接把直线的参数方程代入抛物线方程,解关于的方程,利用此直线参数方程中的几何意义,可得.试题解析:直线的普通方程为,即,与抛物线方程联立方程组解得,∴.【考点】直线的参数方程.2.在直角坐标平面内,以坐标原点为极点、轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,已知点的极坐标为,曲线的参数方程为(为参数),则点到曲线上的点的距离的最小值为.【答案】【解析】由已知得,点的直角坐标为,曲线的普通方程为,表示以为圆心,为半径的圆,故点到曲线上的点的距离的最小值为.【考点】1、直角坐标和极坐标的互化;2、参数方程和普通方程的互化;3、点和圆的位置关系.3.参数方程中当为参数时,化为普通方程为_______________.【答案】【解析】由参数方程,两式平方作差得,.【考点】参数方程化普通方程.4.以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C1的极坐标方程为ρsin+m=0,曲线C2的参数方程为(0<α<π),若曲线C1与C2有两个不同的交点,则实数m的取值范围是____________.【答案】.【解析】曲线的直角坐标方程为,曲线的直角坐标方程为,如图,直线与圆有两个不同的交点,即在直线(经过点的直线)与(经过点的直线)之间,当直线与重合时,,当直线经过点时,,综上得.【考点】直角坐标与极坐标的转化、参数方程与普通方程的转化、直线与圆的位置关系.5.在曲线C1:(θ为参数,0≤θ<2π)上求一点,使它到直线C2:(t为参数)的距离最小,并求出该点坐标和最小距离.【答案】(1-,-) 最小值1【解析】直线C2化成普通方程是x+y-1+2=0,设所求的点为P(1+cosθ,sinθ),则P到直线C2的距离d==|sin(θ+)+2|,当θ+=时,即θ=时,d取最小值1,此时,点P的坐标是(1-,-).6.在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为 (t为参数),曲线C的参数方程为(θ为参数).试求直线l和曲线C的普通方程,并求出它们的公共点的坐【答案】(2,2),【解析】因为直线l的参数方程为 (t为参数),由x=t+1,得t=x-1,代入y=2t,得到直线l的普通方程为2x-y-2=0.同理得到曲线C的普通方程为y2=2x.联立方程组解得公共点的坐标为(2,2),7.已知在直角坐标系中,曲线的参数方程为为参数).在极坐标系(与直角坐标取相同的长度单位,且以原点为极点,轴的非负半轴为极轴)中,曲线的方程为.(Ⅰ)求曲线直角坐标方程;(Ⅱ)若曲线、交于A、B两点,定点,求的值.【答案】(Ⅰ)曲线直角坐标方程为;(Ⅱ).【解析】(Ⅰ)由已知,两边都乘以,得,结合即可求得曲线的直角坐标方程(普通方程);(Ⅱ)由已知条件,把的参数方程为参数)代入,得由韦达定理可得:,进一步可计算出的值.试题解析:(Ⅰ)由已知,得,.3分(Ⅱ)把的参数方程代入,得.5分.7分【考点】直线的参数方程与极坐标方程.8.在直角坐标系中,曲线的参数方程为(为参数),若以直角坐标系的原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标,曲线的极坐标方程为(其中为常数).(1)若曲线与曲线只有一个公共点,求的取值范围;(2)当时,求曲线上的点与曲线上的点的最小距离【答案】(1)或;(2).【解析】本题考查极坐标与直角坐标之间的转化,参数方程与普通方程之间的转化,考查学生的转化能力和计算能力,考查数形结合思想.第一问,把参数方程和极坐标方程先进行转化,再利用数形结合解题;第二问,考查点到直线的距离公式,利用配方法求最小值.试题解析:(1)曲线可化为,,曲线可化为,若曲线,只有一个公共点,则当直线过点时满足要求,此时,并且向左下方平行运动直到过点之前总是保持只有一个公共点,当直线N过点时,此时,所以满足要求;再接着从过点开始向左下方平行运动直到相切之前总有两个公共点,相切时仍然只有一个公共点,联立,得,,解得,综上可求得的取值范围是或.(5分)(2)当时,直线,设上的点为,,则曲线上的点到直线的距离为,当时取等号,满足,所以所求的最小距离为.(10分)【考点】1.参数方程与普通方程的互化;2.极坐标方程与直角坐标方程的互化;3.点到直线的距离公式;4.配方法求最值.9.在平面直角坐标系中,过椭圆的右焦点,且与直线(为参数)平行的直线截椭圆所得弦长为.【答案】【解析】椭圆的普通方程为,则右焦点为(1,0);直线的普通方程为,过(1,0)与直线平行的直线为,由得,所以所求的弦长为.【考点】1.参数方程与普通方程的互化;2.两点间的距离公式和弦长公式.10.在平面直角坐标系中,曲线的参数方程为(为参数),以坐标原点为极点,轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,得曲线的极坐标方程为()(Ⅰ)求曲线的普通方程和曲线的直角坐标方程;(Ⅱ)直线: (为参数)过曲线与轴负半轴的交点,求与直线平行且与曲线相切的直线方程【答案】(Ⅰ)、;(Ⅱ)或【解析】(Ⅰ) 利用参数方程化普通方程、极坐标方程化直角坐标方程来求;(Ⅱ)利用点到直线的距离来求试题解析:(Ⅰ)曲线的普通方程为:; 2分由得,∴曲线的直角坐标方程为: 4分(或:曲线的直角坐标方程为: )(Ⅱ)曲线:与轴负半轴的交点坐标为,又直线的参数方程为:,∴,得,即直线的参数方程为:得直线的普通方程为:, 6分设与直线平行且与曲线相切的直线方程为: 7分∵曲线是圆心为,半径为的圆,得,解得或 9分故所求切线方程为:或 10分【考点】参数方程化普通方程、极坐标方程转化为直角坐标方程,考查学生分析问题、解决问题的能力11.极坐标系与直角坐标系有相同的长度单位,以原点为极点,以轴正半轴为极轴.已知直线的参数方程为(为参数),曲线的极坐标方程为.(Ⅰ)求的直角坐标方程;(Ⅱ)设直线与曲线交于两点,求弦长.【答案】(Ⅰ) ;(Ⅱ).【解析】本题考查坐标系和参数方程.考查学生的转化能力和计算能力.第一问利用互化公式将极坐标方程转化为普通方程;第二问,先将直线方程代入曲线中,整理,利用两根之和、两根之积求弦长.试题解析:(Ⅰ)由,得,即曲线的直角坐标方程为. 5分(Ⅱ)将直线l的方程代入,并整理得,,,.所以. 10分【考点】1.极坐标方程与普通方程的互化;2.韦达定理.12.已知曲线直线将直线的极坐标方程和曲线的参数方程分别化为直角坐标方程和普通方程;设点P在曲线C上,求点P到直线的距离的最小值。

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2.(2016· 全国卷Ⅱ)在直角坐标系 xOy 中,圆 C 的方程为(x+6)2 +y2=25. (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;
x=tcos α, (2)直线 l 的参数方程是 y=tsin α
(t 为参数), l 与 C 交于 A,
21 24 的交点坐标为(3,0),-25,25.
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(2)若 C 上的点到 l 距离的最大值为 17,求 a.
解:直线 l 的普通方程为 x+4y-a-4=0, 故 C 上的点(3cos θ,sin θ)到 l 的距离为 |3cos θ+4sin θ-a-4| d= . 17 a+9 当 a≥-4 时,d 的最大值为 . 17 a+9 由题设得 = 17,解得 a=8; 17 -a+1 当 a<-4 时,d 的最大值为 . 17 -a+1 由题设得 = 17,解得 a=-16. 17 综上,a=8 或 a=-16.
高考第 22 题
卷别 年份 2017
坐标系与参数方程
考查内容
全国 参数方程与普通方程的互化、极坐标方程与直角 卷Ⅰ 2016 坐标方程的互化及应用 2015 极坐标与直角坐标的互化以及极坐标方程的应用 2017 直角坐标与极坐标的互化、动点轨迹方程的求法、 三角形面积的最值问题
椭圆与直线的参数方程与普通方程的互化、直线 与椭圆的位置关系
x2 2 解:(1)曲线 C 的普通方程为 +y =1. 9 当 a=-1 时,直线 l 的普通方程为 x+4y-3=0, 21 x+4y-3=0, x=-25, 2 x=3, 由x 解得 或 2 24 +y =1 y=0 y= . 9 25 从而 C 与 l
解:法一:由直线 l 的参数方程
x=tcos α, y=tsin α
(t 为参数),消去参数得 y=x· tan α.
设直线 l 的斜率为 k,则直线 l 的方程为 kx-y=0. 由圆 C 的方程(x+6)2+y2=25 知,圆心坐标为(-6,0),半径为 5. |-6k| 又 |AB| = 10 , 由 垂 径 定理 及 点 到 直 线的 距 离公 式 得 2= 1+k 36k2 90 5 15 10 2 2 ,即 ,整理得 k = ,解得 k=± , 2= 4 3 3 2 1 + k 15 即 l 的斜率为± . 3
重点主要有两个方面:简单曲线的极坐标方程;二是参 数方程、极坐标方程与曲线的综合应用.由于本部分在 高考中考查的知识点较为稳定,在备考时应重点关注极 坐标系中直线的方程,或者求解极坐标系中曲线的某个
特征值,及已知直线和圆的参数方程判断直线和圆的位
置关系,求最值问题等.本部分内容在备考中应注意转 化思想的应用,抓住知识,少做难题.
2
15 15 所以 l 的斜率为 或- . 3 3
3.(2015· 全国卷Ⅰ)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; π (2)若直线 C3 的极坐标方程为 θ= (ρ∈R),设 C2 与 C3 的交点 4 为 M,N,求△C2MN 的面积.
25-
法二:在(1)中建立的极坐标系中,直线 l 的极坐标方程为 θ= α(ρ∈R). 设 A,B 所对应的极径分别为 ρ1,ρ2,将 l 的极坐标方程代入 C 的极坐标方程得 ρ2+12ρcos α+11=0, 于是 ρ1+ρ2=-12cos α,ρ1ρ2=11. |AB|=|ρ1-ρ2|= ρ1+ρ22-4ρ1ρ2 = 144cos2α-44. 3 15 由|AB|= 10得 cos α= ,tan α=± . 8 3
1.(2017· 全国卷Ⅰ)在直角坐标系 xOy 中,曲线 C 的参数方程为
x=3cos θ, y=sin θ
(θ 为参数),直线 l
x=a+4t, 的参数方程为 y=1-t
(t 为参数). (1)若 a=-1,求 C 与 l 的交点坐标; (2)若 C 上的点到 l 距离的最大值为 17,求 a.
B 两点,|AB|= 10,求 l 的斜率.
解: (1)由 x=ρcos θ, y=ρsin θ 可得圆 C 的极坐标方程为 ρ2 +12ρcos θ+11=0.
x=tcos α, (2)直线 l 的参数方程是 y=tsin α
(t 为参数), l 与 C 交于 A,
B 两点,|AB|= 10,求 l 的斜率.
ρ2-3 2ρ+4=0,解得 ρ1=2 2,ρ2= 2. 故 ρ1-ρ2= 2,即|MN|= 2. 1 由于 C2 的半径为 1,所以△C2MN 的面积为 . 2
极坐标方程与参数方程的综合应用
[学规范] (1)消去参数 t 得 l1 的普通方程 l1:y=k(x-2);…………1 分 1 消去参数 m 得 l2 的普通方程 l2:y=k(x+2). ……………2 分 y=kx-2, 设 P(x,y),由题设得 1 y= x+2. k 消去 k 得 x2-y2=4(y≠0)❶. ………………………………3 分 所以 C 的普通方程为 x2-y2=4(y≠0). …………………4 分 [防失误]
全国 极坐标方程与直角坐标方程互化及应用、直线与 卷Ⅱ 2016 圆的位置关系 2015 参数方程和普通方程的互化、三角函数的性质
卷别
年份
2017
考查内容
直线的参数方程与极坐标方程、动点轨 迹方程的求法 参数方程、极坐标方程及点到直线的距 离、三角函数的最值
全国卷 Ⅲ
2016
命题规律分析
坐标系与参数方程是高考的选考内容之一,高考考查的
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.
π (2)若直线 C3 的极坐标方程为 θ= (ρ∈R), 设 C2 与 C3 的交点 4 为 M,N,求△C2MN 的面积. π 解:将 θ= 代入 ρ2-2ρcos θ-4ρsin θ+4=0,得 4
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