高中数学解题方法之参数法(含答案)
高中数学含参数不等式问题的解题策略(一)

高中数学含参数不等式问题的解题策略 (一)周六晚8:00---10:00 周日下午3:30---5:30与含有参数的不等式有关的数学问题,大致有以下三种类型:第一种类型:解含有参数的不等式;第二种类型:已知含有参数的不等式成立的条件,求参数的范围.第三种类型:已知含有参数的不等式在某个条件下恒成立,能成立,恰成立或部分成立,求参数的范围. 其中的解题常见的策略有:反客为主法,利用函数图像的凹凸性,几何意义法,,分离参数法,以及纯一元二次函数的图像分析法(着重从开口方向、与y 的交点、对称轴、及“△”来分析)数形结合法等方法。
如何解含有参数的不等式,解题时应该注意什么问题,我们将通过例题进行说明。
【问题1】求a ,b 的值,使得关于x 的不等式ax 2+bx+a 2-1≤0的解集分别是:(1)[-1,2];(2)(-∞,-1]∪[2,+∞);(3){2};(4)[-1,+∞).【问题2】设()()2212log 210,0x x x y a ab b a b ⎡⎤=+-+>>⎣⎦,求使y 为负值的x 德取值范围.【问题3】解关于x 的不等式)10(12≠>->-a a a a a x x 且【问题4】. 解关于x 的不等式322---x x x a >0 2. 已知不等式成立的条件,求参数的范围. 【问题5】.(2008广东卷,理)设a ∈R 若函数3ax y e x =+\x ∈R 有大于零的极值点,则a ∈____【问题6】.设{}31<<=x x A ,又设B 是关于x 的不等式组⎩⎨⎧≤+-≤+-052,0222bx x a x x 的解集, 试确定b a ,的取值范围使B A ⊆【问题8】.(2009·湖北省八校高三第一次联考)设p :|4x -3|≤1;q :x 2-(2a +1)x +a (a +1)≤┐p 是┐q 的必要而不充分条件,则实数a 的取值范围是___【问题9】(2005江西卷,理,文)已知函数bax x x f +=2)((a ,b 为常数)且方程 ()120f x x -+=有两个实根为4,321==x x .(1)求函数f (x )的解析式(2)设1>k ,解关于x 的不等式x k x k x f --+<2)1()( 【问题10】己知三个不等式:①x x -<-542 ②12322≥+-+x x x (1)若同时满足①、②的x 值也满足③,求m 的取值范围;(2)若满足的③x 值至少满足①和②中的一个,求m 的取值范围。
高中数学:含参 “一元二次不等式”的解法高中数学黄金解题模板

【高考地位】解含参一元二次不等式,常涉及对参数的分类讨论以确定不等式的解,这是解含参一元二次不等式问题的一个难点. 在高考中各种题型多以选择题、填空题等出现,其试题难度属中高档题.【方法点评】类型一 根据二次项系数的符号分类使用情景:参数在一元二次不等式的最高次项解题模板:第一步 直接讨论参数大于0、小于0或者等于0;第二步 分别求出其对应的不等式的解集; 第三步 得出结论.例1 已知关于x 的不等式2320ax x -+>)(R a ∈.(1)若不等式2320ax x -+>的解集为{|1}或x x x b <>,求,a b 的值.(2)求不等式ax x ax ->+-5232)(R a ∈的解集【答案】(1)1,2a b ==(2)①当0>a 时,a x x 3{>或}1-<x ②当03<<-a 时,}13{-<<x ax ③当3-=a 时,∅④当3-<a 时,}31{ax x <<-⑤ 当0=a 时,原不等式解集为{}1-<x x(2)第一步,直接讨论参数大于0、小于0或者等于0: 不等式为()0332>--+x a ax ,即()()013>+-x ax第二步,分别求出其对应的不等式的解集: 当0=a 时,原不等式的解集为{}1|-<x x ; 当0≠a 时,方程()()013=+-x ax 的根为1,321-==x ax ;所以当0>a 时,⎭⎬⎫⎩⎨⎧-<>13|x a x x 或; ②当03<<-a 时,13-<a,∴}13{-<<x a x③当3-=a 时,13-=a ,∴∅④当3-<a 时,13->a,∴}31{a x x <<-学*科网第三步,得出结论:综上所述,原不等式解集为①当0>a 时,a x x 3{>或}1-<x ;②当03<<-a 时,}13{-<<x a x ③当3-=a 时,∅;④当3-<a 时,}31{ax x <<-;⑤当0=a 时,原不等式解集为{}1-<x x .考点:一元二次不等式的解法.【点评】(1)本题考察的是一元二次不等式和一元二次方程的关系,由题目所给条件知2320ax x -+=的两根为1x x b ==或,且0a >,根据根与系数的关系,即可求出,a b 的值.(2)本题考察的是解含参一元二次不等式,根据题目所给条件和因式分解化为()()310ax x -+>,然后通过对参数a 进行分类讨论,即可求出不等式的解集.学*科网【变式演练1】【河南省平顶山市2017-2018学年期末调研考试高二理科数学】若不等式对任意实数 均成立,则实数 的取值范围是( )A .B .C .D .【答案】C【变式演练2】已知p :1x 和2x 是方程220x mx --=的两个实根,不等式21253||a a x x --≥-对任意实数[]1,1m ∈-恒成立;q :不等式2210ax x +->有解,若p 为真,q 为假,求a 的取值范围.【答案】1a ≤-∴440a ∆=+>,∴10a -<<, ∴不等式2210ax x +->有解时1a >-, ∴q 假时a 的范围为1a ≤-,②由①②可得a 的取值范围为1a ≤-.学*科网考点:命题真假性的应用类型二 根据二次不等式所对应方程的根的大小分类使用情景:一元二次不等式可因式分解类型解题模板:第一步 将所给的一元二次不等式进行因式分解;第二步 比较两根的大小关系并根据其大小进行分类讨论;第三步 得出结论.例2 解关于x 的不等式01)1(2>++-x a ax (a 为常数且0≠a ).【答案】0<a 时不等式的解集为)1,1(a ; 10<<a 时不等式的解集为),1()1,(+∞-∞a;1=a 时不等式的解集为),1()1,(+∞-∞ ;1>a 时不等式的解集为),1()1,(+∞-∞ a.若1>a ,110<<a ,不等式的解集为),1()1,(+∞-∞ a学*科网 试题分析:21(1)10()(1)0ax a x a x x a-++>⇔-->,先讨论0a <时不等式的解集;当0a >时,讨论1与1a的大小,即分10<<a ,1=a ,1>a 分别写出不等式的解集即可. 考点:1.一元二次不等式的解法;2.含参不等式的解法.【变式演练3】已知0a <,解关于x 的不等式2(2)20ax a x ---<. 【答案】当2a <-时,2{x | x x 1}a <-或>;当2a =-时,{}1x x ≠;当20a -<<时,2{x |x 1x }a<或>-.考点:一元二次不等式.【变式演练4】【2018重庆高三理科数学不等式单元测试卷】已知0<b<1+a ,若关于x 的不等式(x -b )2>(ax )2的解集中的整数恰有3个,则( )A . -1<a<0B . 0<a<1C . 1<a<3D . 3<a<6 【答案】C【解析】由()()22x b ax ->,整理可得(1-2a )2x -2bx+2b >0,由于该不等式的解集中的整数恰有3个,则有1-2a <0,此时2a >1,而0<b<1+a ,故a>1, 由不等式()22212a x bx b -+-<0解得()()222222,2121b ab b ab x a a ---+<<--即111b bx a a -<<<-+要使该不等式的解集中的整数恰有3个,那么-3<1b a --<-2,由1b a --<-2得-b<-2(a -1),则有a<2b +1,即a<2b +1<12a ++1,解得a<3,由-3<1ba --得3a -3>b>0,解得a>1,则1<a<3.学&科网类型三 根据判别式的符号分类使用情景:一般一元二次不等式类型解题模板:第一步 首先求出不等式所对应方程的判别式;第二步 讨论判别式大于0、小于0或等于0所对应的不等式的解集;第三步 得出结论.例3 设集合A={x |x 2+3k 2≥2k (2x -1)},B={x |x 2-(2x -1)k +k 2≥0},且A ⊆B ,试求k 的取值范围. 【答案】.010<≤-≥k k 或【解析】第一步,首先求出不等式所对应方程的判别式:B 中的不等式不能分解因式,故考虑判断式k k k k 4)(4422-=+-=∆, (1)当k =0时,R x ∈<∆,0. (2)当k >0时,△<0,x R ∈.(3)当k <0时,k k x k k x -+≥--≤>∆或,0.第三步,得出结论:综上所述,k 的取值范围是:.010<≤-≥k k 或【点评】解含参的一元二次不等式,可先分解因式,再讨论求解,若不易分解,也可对∆进行分类,或利用二次函数图像求解.对于二次项系数不含参数且不能因式分解时,则需对判别式∆的符号分类. 【变式演练5】在区间错误!未找到引用源。
高中数学求参数取值范围题型与方法总结归纳

参数取值问题的题型与方法一、若在等式或不等式中出现两个变量,其中一个变量的范围已知,另一个变量的范围为所求,且容易通过恒等变形将两个变量分别置于等号或不等号的两边,则可将恒成立问题转化成函数的最值问题求解。
例1.已知当x ∈R 时,不等式a+cos2x<5-4sinx+45-a 恒成立,求实数a 的取值范围。
解:原不等式即:4sinx+cos2x<45-a -a+5,要使上式恒成立,只需45-a -a+5大于4sinx+cos2x 的最大值,故上述问题转化成求f(x)=4sinx+cos2x 的最值问题。
f(x)= 4sinx+cos2x=-2sin 2x+4sinx+1=-2(sinx -1)2+3≤3,∴45-a -a+5>3即45-a >a+2,上式等价于⎪⎩⎪⎨⎧->-≥-≥-2)2(4504502a a a a 或⎩⎨⎧≥-<-04502a a ,解得≤54a<8. 另解:a+cos2x<5-4sinx+45-a 即a+1-2sin 2x<5-4sinx+45-a ,令sinx=t,则t ∈[-1,1],整理得2t2-4t+4-a+45-a >0,( t ∈[-1,1])恒成立。
设f(t)= 2t 2-4t+4-a+45-a 则二次函数的对称轴为t=1,∴f(x)在[-1,1]内单调递减。
∴只需f(1)>0,即45-a >a -2.(下同)例3.设直线l 过点P (0,3),和椭圆x y 22941+=顺次交于A 、B 两点,试求APPB的取值范围. 分析:本题中,绝大多数同学不难得到:AP PB =BAx x -,但从此后却一筹莫展, 问题的根源在于对题目的整体把握不够. 事实上,所谓求取值范围,不外乎两条路:其一是构造所求变量关于某个(或某几个)参数的函数关系式(或方程),这只需利用对应的思想实施;其二则是构造关于所求量的一个不等关系.思路1: 从第一条想法入手,AP PB =BA x x -已经是一个关系式,但由于有两个变量B A x x ,,同时这两个变量的范围不好控制,所以自然想到利用第3个变量——直线AB 的斜率k . 问题就转化为如何将B A x x ,转化为关于k 的表达式,到此为止,将直线方程代入椭圆方程,消去y 得出关于x 的一元二次方程,其求根公式呼之欲出.解1:当直线l 垂直于x 轴时,可求得51-=PB AP ;当l与x 轴不垂直时,设())(,,2211y x B y x A ,,直线l的方程为:3+=kx y ,代入椭圆方程,消去y得()045544922=+++kx x k,解之得 .4959627222,1+-±-=k k k x 因为椭圆关于y 轴对称,点P 在y 轴上,所以只需考虑0>k 的情形.当>k 时,4959627221+-+-=k k k x ,4959627222+---=k k k x ,所以21x x PB AP -==5929592922-+-+-k k k k =59291812-+-k k k =25929181k -+-.由 ()049180)54(22≥+--=∆k k , 解得952≥k ,所以51592918112-<-+-≤-k ,综上 511-≤≤-PB AP . 思路2: 如果想构造关于所求量的不等式,则应该考虑到:判别式往往是产生不等的根源. 由判别式值的非负性可以很快确定k 的取值范围,于是问题转化为如何将所求量与k 联系起来. 一般来说,韦达定理总是充当这种问题的桥梁,但本题无法直接应用韦达定理,原因在于21x x PB AP-=不是关于21,x x 的对称关系式。
(完整)高中数学恒成立问题中求含参范围的方法总结,推荐文档

恒成立问题中含参范围的求解策略数学中含参数的恒成立问题,几乎覆盖了函数,不等式、三角,数列、几何等高中数学的所有知识点,涉及到一些重要的数学思想方法,归纳总结这类问题的求解策略,不但可以让学生形成良好的数学思想,而且对提高学生分析问题和解决问题的能力是很有帮助的,下面就几种常见的求解策略总结如下,供大家参考。
一、分离参数——最值化1 在给出的不等式中,如果能通过恒等变形分离出参数,即:a ≥f(x)恒成立,只须求出 ,则a ≥ ;若a ≤f(x)恒成立, 只须求出 ,则a ≤转化为函数求最值.例1 已知函数f(x)= ,若任意x ∈[2 ,+∞)恒有f(x)>0,试确定a 的取值范围. 解:根据题意得,x+−2>1在x ∈[2 ,+∞)上恒成立,即a>−+3x 在x ∈[2 ,+∞)上恒成立.设f(x)=-+3x .则f(x)=−+ ,当x=2时,=2 ,所以a>22在给出的不等式中,如果通过恒等变形不能直接解出参数,则可将两变量分别置于不等式的两边,即:若f(a)≥g(x)恒成立,只须求出g(x)最大值 ,则f(a)≥ .然后解不等式求出参数a 的取值范围; :若f(a)≤g(x)恒成立,只须求出g(x)最小值 ,则f(a)≤ .然后解不等式求出参数a 的取值范围.问题还是转化为函数求最值.例2 已知x ∈(−∞ ,1]时,不等式1++(a −)>0恒成立,求a 的取值范围.解 令=t ,∵x ∈(−∞ ,1] ∴t ∈(0 ,2].所以原不等式可化为<,要使上式在t ∈(0 ,2]上恒成立,只须求出f(t)=在t ∈(0 ,2]上的最小值即可. ∵f(t)==+=− 又t ∈(0 ,2] ∴∈[) ∴=f(2)=∴< , ∴−<a<例3 设c b a >>且ca mc b 1b a 1-≥-+-恒成立,求实数m 的取值范围。
解析:由于c a >,所以0c a >-,于是⎪⎭⎫ ⎝⎛-+--≤c b 1b a 1)c a (m 恒成立,因+≥⎪⎭⎫⎝⎛--+--++=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+--+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+--2c b b a b a c b 11c b 1b a 1)]c b ()b a [(c b 1b a 1)c a (.4cb b a b ac b 2=--⋅-- (当且仅当b a c b -=-时取等号),故4m ≤。
高考数学常用的解题技巧第05讲分离参数法(含答案)

第05讲:分离参数法【知识要点】一、参数在数学问题中经常出现,特别是在最值、值域、取值范围、恒成立和存在性等问题中,经常出现,这时可以考虑是否可以利用分离参数法来解答,即整理成()()k f x k f x 或的形式,再解答.二、分离参数时,一定要判断清楚参数的系数的符号,再除以其系数,如果不能确定其符号,可以分类讨论,也可以寻找其它方法.【方法讲评】【例1】已知函数xx x f ln 1)((1)求曲线)(x f y 在点))2(,2(f 处的切线方程;(2)求函数)(x f 的极值;(3)对(0,),()2x f x bx 恒成立,求实数b 的取值范围.列表:x )1,0(1),1()('x f - 0 +)(x f ↘0↗函数)(x f y 的极小值为0)1(f , 无极大值。
(3)依题意对(0,),()2x f x bx 恒成立等价于2ln 1bx x x 在(0,)上恒成立可得x xx b ln 11在(0,)上恒成立,令21ln ln 2()1()xx g x g x x x x【点评】本题第(2)问是恒成立问题,刚好b 的系数x 是一个正数,知道参数的系数的符号,分离参数很方便,所以可以分离参数求最值,比较简洁. 【反馈检测1】已知函数()ln a f x x x . (1)若0a ,试判断()f x 在定义域内的单调性;(2)若()f x 在1,e 上的最小值为32,求a 的值;(3)若2()f x x 在1,上恒成立,求a 的取值范围.【反馈检测2】已知函数()sin cos f x a x b x (,a b R,且0)的部分图象如图所示.(1) 求,,a b 的值;(2) 若方程23()()0f x f x m 在2(,)33x 内有两个不同的解,求实数m 的取值范围.高中数学常用解题技巧第05讲:分离参数法参考答案【反馈检测1答案】(1) f x 在0,上是单调递增函数;(2)a=-e ;(3)1a .【反馈检测1详细解析】(1)由题意知f x 的定义域为0,,且221f '(x)=+=, a>0,a xax x x ,x2376yO 1。
【高中数学】参数方程和极坐标方程常考题型及解题方法归纳

参数方程和极坐标方程常考题型及解题方法归纳一、根据直线参数方程中t的几何意义求与距离有关的问题经过点P(x0,y0),倾斜角为α的直线l的参数方程为x=x0+tcosαy=y0+tsin烅烄烆α(t为参数),参数t的几何意义是:直线上定点P到动点M的有向线段,t表示参数t对应的点M到定点P的距离,即|t|=|PM|.若A,B为直线l上两点,其对应的参数分别为t1与t2,则有:①AB=|t1-t2|;②当A,B在点P的同侧时,t1与t2同号;当A,B分别在点P的两侧时,t1与t2异号.需要注意的是:有时候直线的参数方程也可写为x=x0+aty=y0+烅烄烆bt(t为参数),如果a2+b2≠1,则参数t没有上述几何意义.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:ρll与l的普通方程;(2)若PM,MN,PN成等比数列,求a的值.分析 (1)利用x=ρcosθ,y=ρsinθ即可将曲线C的极坐标方程转化为直角坐标方程,在直线l的参数方程中消去参数t即可得直线l的普通方程;(2)将直线l的参数方程代入曲线C的直角坐标方程,利用参数的几何意义结合韦达定理即可建立关于a的方程求解.解 (1)由ρsin2θ=acosθ得ρ2 sin2θ=aρcosθ,可得曲线C的平面直角坐标方程y2=ax(a>0).由直线l的参数方程消去参数t,可得直线l的普通方程为x-y-1=0.(2)设点M,N对应的参数分别为t1,t2,则PM=t1,PN=t2,MN=t1-t2.将x=-1+槡22t,y=-2 +槡22t代入y2=ax,得t2-(槡4 2 +槡2a)t+8+2a=0.所以Δ=(槡4 2 +槡2a)2-4(8+2a)=2a2+8a>0,t1+t2=槡4 2 +槡2a,t1t2=8+2a.由PM,MN,PN成等比数列,可以得到t1-t22=t1t2,所以(t1+t2)2-4t1t2=t1t2,即(槡4 2 +槡2a)2-5(8+2a)=0,解得a=1(a=-4舍去).例2 (2015年高考湖南卷)已知直线l:x=5 +槡32ty =槡3+12烅烄烆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ρ=2cosθ.(Ⅰ)将曲线C的极坐标方程化为直角坐标方程;(Ⅱ)设点M的直角坐标为(5,槡3),直线l与曲线C的交点为A,B,求|MA|·|MB|的值.分析 (Ⅰ)利用ρ2=x2+y2,x=ρcosθ即可将已知条件中的极坐标方程转化为直角坐标方程;(Ⅱ)注意到点M在直线l上,将直线l的参数方程代入圆的直角坐标方程,利用参数的几何意义结合韦达定理即可求解.解 (Ⅰ)ρ=2cosθ等价于ρ2=2ρcosθ,将ρ2=x2+y2,ρcosθ=x代入即得曲线C的直角坐标方程为x2+y2-2x=0.(Ⅱ)结合直线l的参数方程,注意到点M在直线l上,且(槡32)2+(12)2=1,可设点M,N对应的参数分别为t1,t2,则MA=|t1|,MB=|t2|,所以MA·MB=t1t2. 将直线l的参数方程代入曲线C的直角坐标方程,整理得t2 +槡5 3t+18=0,则MA·MB=t1t2=18.例3 已知圆锥曲线C:x=2cosαy=sin{α(α为参数)和定点A(0,,槡3),F1,F2是此圆锥曲线的左、右焦点,以原点O为极点,以x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.(1)求直线AF2的极坐标方程;(2)经过点F1且与直线AF2垂直的直线l交此圆锥曲线于M,N两点,求MF1-NF1的值.解 (1)消去参数α即可将曲线C的方程化为普通方程x24+y2=1,从而可求得F1(-槡3,0),F2(槡3,0),于是可得直线AF2的普通方程为x+y-槡3=0,利用互化公式化为极坐标方程为ρcosθ+ρsinθ=槡3.(2)由(1)可得kAF2=-1,所以直线l的倾斜角为45°,从而可得直线l的参数方程为x=-槡3 +槡22ty =槡22烅烄烆t(t为参数),代入椭圆C的直角坐标方程:x24+y2=1,得5t2-槡2 6t-2=0,设点M,N对应的参数分别为t1,t2,注意到点M,N,F1都在直线l上且点M,N在点F1两侧,所以|MF1|-|NF1|=|t1+t2|=槡2 65.评注 对于直线上与定点距离有关的问题,利用直线参数方程中参数t的几何意义,能避免通过解方程组求交点坐标的繁琐运算,使解题过程得到简化.二、利用参数方程求最值和取值范围利用曲线的参数方程求解两曲线间的最值问题,是解决这类问题的常用方法,优点是解题过程比较简洁.为此,需要熟悉常见曲线的参数方程、参数方程与普通方程的互化以及参数方程的简单应用.例4 已知曲线C1:x=8costy=2sin{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C2的极坐标方程为ρ=7cosθ-sinθ.(1)将曲线C1的参数方程化为普通方程,将曲线C2的极坐标方程化为直角坐标方程.(2)设P为曲线C1上的点,点Q极坐标为(2槡2,π4),求PQ的中点与曲线C2上的点的距离的最小值.分析 (1)利用参数方程和普通方程之间的关系进行互化即可,(2)先把点Q的极坐标化为直角坐标,设出点P的参数形式的直角坐标(t为参数),进而得到PQ的中点M的直角坐标,可用公式得到点M到直线C2的距离d的表达式(用参数t表示),再求最值即可.解 (1)由曲线C1的参数方程消去参数t得曲线C1的普通方程x264+y24=1.由曲线C2的极坐标方程得ρcosθ-ρsinθ=7,于是可得它的直角坐标方程为x-y-7=0.(2)由点Q的极坐标(槡2 2,π4)可得它的直角坐标为(2,2),设P(8cost,2sint),则PQ的中点M的直角坐标为(4cost+1,sint+1),所以,点M到直线C2的距离d=4cost-sint-7槡2=槡17cos(t+φ)-7槡2,其中φ为锐角,且tanφ=14.当cos(t+φ)=1时,d取得最小值dmin=槡7 2 -槡342.所以,PQ的中点M与曲线C2上的点的距离的最小值为槡7 2 -槡342.例5 (2014年全国卷Ⅰ)已知曲线C:x24+y29=1,直线l:x=2+ty=2-2{t(t为参数).(Ⅰ)写出曲线C的参数方程和直线l的普通方程;(Ⅱ)过曲线C上任一点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.分析 (Ⅰ)利用椭圆的普通方程及直线的参数的特征进行互化即可;(Ⅱ)由椭圆的参数方程建立|PA|的三角函数表达式,再求最值.图1解 (Ⅰ)曲线C的参数方程为x=2cosθy=3sin{θ(θ为参数),直线l的普通方程为2x+y-6=0.(Ⅱ)如图1,在曲线C上任意取一点P(2cosθ,3sinθ),它到直线l的距离为:d=槡554cosθ+3sinθ-6,则|PA|=dsin30°=槡2 55|5sin(θ+α)-6|,其中α为锐角,且tanα=43.当sin(θ+α)=-1时,|PA|取得最大值,最大值为槡22 55;当sin(θ+α)=1时,|PA|取得最小值,最小值为槡2 55.例6 (2015年高考陕西卷)在直角坐标系xΟy中,直线l的参数方程为x=3+12ty =槡32烅烄烆t(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=槡2 3sinθ.(Ⅰ)写出⊙C的直角坐标方程;(Ⅱ)Ρ为直线l上一动点,当Ρ到圆心C的距离最小时,求Ρ的直角坐标.分析 (Ⅰ)利用x=ρcosθ,y=ρsinθ,由⊙C的极坐标方程可得它的直角坐标方程;(Ⅱ)先设点Ρ的参数坐标,可得ΡC的函数表达式,再利用函数的性质可得ΡC的最小值,进而可得Ρ的直角坐标;或将直线l的方程化为普通方程,再求过圆心且垂直于直线l的直线方程,联立两方程可解得点P的直角坐标.解 (Ⅰ)由ρ=槡2 3sinθ,得ρ2 =槡2 3ρsinθ,从而,⊙C的直角坐标方程为x2+y2 =槡2 3y,即x2+(y-槡3)2=3.(Ⅱ)设P(3+12t,槡32t),又C(0,槡3),则|PC|=(3+12t)2+(槡32t -槡3)槡2=t2+槡12,易知:当t=0时,ΡC取得最小值,此时Ρ点的直角坐标为(3,0).评注 将曲线的参数方程化为普通方程的关键是消去其中的参数,常用的技巧有:代入消参、加减消参、整体消参、平方后加减消参等.如果题目中涉及圆、椭圆上的动点求相关最值(范围)问题时,可考虑用其参数方程设出点的坐标,将问题转化为函数问题来解决,可以使解题的过程更简洁.例7 (2016年全国卷Ⅱ理科第20题)已知椭圆E:x2t+y23=1的焦点在x轴上,A是E的左顶点,斜率为k(k>0)的直线交E于A,M两点,点N在E上,MA⊥NA.(Ⅰ)当t=4,AM=AN时,求△AMN的面积;(Ⅱ)当2 AM=AN时,求k的取值范围.分析 (Ⅰ)先结合已知条件设出直线AM的参数方程,代入椭圆方程,可求得AM,进而求得△AMN的面积;(Ⅱ)设出直线AM、AN的参数方程(以直线AM的倾斜角α为参数),代入椭圆方程,用t和α表示|AM|和|AN|,再利用2 AM=AN将t表示为k的函数,结合t>3,可求得k的取值范围.解 (Ⅰ)当t=4,AM=AN时,可得点A(-2,0),k=1.设直线AM的参数方程为x=-2+槡22my =槡22烅烄烆m(m为参数),代入椭圆方程,整理得72m2-槡6 2 m=0,故AM =槡12 27,所以S△AMN=12AM·AN=14449.(Ⅱ)设直线AM的倾斜角为α,又点A(-槡t,0),可设直线AM的参数方程为x=-槡t+mcosαy=msin烅烄烆α(m为参数),代入椭圆方程,整理得(3cos2α+t sin2α)m2-6tcosα·m=0,所以AM=6tcosα3cos2α+t sin2α.因为MA⊥NA,故直线AN的倾斜角为α+π2,同理可得:AN=6tcos(α+π2)3cos2(α+π2)+t sin2(α+π2)=6tsinα3sin2α+t cos2α.由2 AM=AN,k=tanα,代入化简得t=6k2-3kk3-2.又因为椭圆E:x2t+y23=1的焦点在x轴上,所以t>3,即6k2-3kk3-2>3,解得3槡2<k<2.所以,k的取值范围是(3槡2,2).评注 本题属于圆锥曲线试题,常规思路是利用直角坐标直接求解,过程比较复杂.利用直线的参数方程来求解本题,使问题的求解过程变得简洁.三、利用极坐标中ρ的几何意义求有关距离或相关问题我们知道,极坐标中的ρ为极径,表示曲线上一点与原点O之间的距离,因此,与原点O有关的距离、面积等问题都可考虑运用极坐标中ρ的几何意义来解决,这是一种有效的解题策略,很多时候比化为直角坐标运算更简便.例8 (2015年高考全国卷Ⅱ)在直角坐标系xOy中,曲线C1:x=tcosα,y=tsinα{,(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=2sinθ,曲线C3:ρ=2 槡3cosθ.(Ⅰ)求C2与C1的交点的直角坐标;(Ⅱ)若C2与C1相交于点A,C3与C1相交于点B,求AB的最大值.分析 (Ⅰ)可将曲线C2与C1的极坐标方程化为直角坐标方程后联立求交点的直角坐标,也可以直接联立极坐标方程求得交点的极坐标,再化为直角坐标;(Ⅱ)分别联立C2与C1、C3与C1的极坐标方程,求得A,B的极坐标,由极径的概念用α表示出AB,转化为求关于α的三角函数的最大值.解 (Ⅰ)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 -槡2 3x=0.联立两方程解得:x1=0,y1=0烅烄烆,x2=槡32,y2=32烅烄烆,所以,C2与C1的交点的直角坐标为(0,0)和(槡32,32).(Ⅱ)曲线C1的极坐标方程为θ=α(ρ∈R,ρ≠0),其中0≤α<π.于是可得:点A的极坐标为(2sinα,α),点B的极坐标为(槡2 3cosα,α).所以AB=2sinα-槡2 3cosα=4|sin(α-π3)|,又0≤α<π,所以,当α=5π6时,AB取得最大值,最大值为4.评注 如果用直角坐标来处理本题,计算量较大.例9 (2016年全国卷Ⅱ理科第23题)在直线坐标系xOy中,圆C的方程为(x+6)2+y2=25.(Ⅰ)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;(Ⅱ)直线l的参数方程是x=tcosα,y=tsinα{,(t为参数),l与C交于A,B两点,|AB|=槡10,求l的斜率.分析 (Ⅰ)利用ρ2=x2+y2,x=ρcosθ可得C的极坐标方程;(Ⅱ)先将直线l的参数方程化为极坐标方程,再利用弦长公式可求得l的斜率.解 (Ⅰ)由x=ρcosθ,y=ρsinθ可得C的极坐标方程ρ2+12ρcosθ+11=0.(Ⅱ)在(Ⅰ)中建立的极坐标系中,直线l的极坐标方程为θ=α(ρ∈R),与C的极坐标方程联立得ρ2+12ρcosα+11=0.设点A,B所对应的极径分别为ρ1,ρ2,则ρ1+ρ2=-12cosα,ρ1ρ2=11,所以|AB|=|ρ1-ρ2|=(ρ1+ρ2)2-4ρ1ρ槡2=144cos2α-槡44.又|AB|=槡10,所以144cos2α-槡44 =槡10,解得cos2α=38,故tanα=±槡153,所以,直线l的斜率为槡153或-槡153.例10 (2015年高考全国卷Ⅰ理科第23题)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.(Ⅰ)求C1,C2的极坐标方程;(Ⅱ)若直线C3的极坐标方程为θ=π4(ρ∈R),设C2与C3的交点为M,N,求△C2MN的面积.分析 (Ⅰ)根据公式x=ρcosθ,y=ρsinθ,x2+y2=ρ2即可求得C1,C2的极坐标方程;(Ⅱ)联立直线C3和圆C2的极坐标方程得到关于ρ的方程,可求得MN,进而可求出△C2MN的面积.解 (Ⅰ)因为x=ρcosθ,y=ρsinθ,所以,可求得:C1的极坐标方程为ρcosθ=-2,C2的极坐标方程为ρ2-2ρcosθ-4ρsinθ+4=0.(Ⅱ)将C3的极坐标方程θ=π4代入C2的极坐标方程ρ2-2ρcosθ-4ρsinθ+4=0,得ρ2 -槡3 2ρ+4=0,解得ρ1=槡2 2,ρ2=槡2,所以,MN=ρ1-ρ2=槡2.又因为C2的半径为1,∠C2MN=π4,所以△C2MN的面积为S=12×槡2×1×sinπ4=12.评注 过坐标原点、倾斜角为θ0的直线的极坐标方程为θ=θ0,其上两点P(ρ1,θ0),Q(ρ2,θ0)间的距离为PQ=ρ1-ρ2.【一点感悟】参数方程和极坐标虽然是选考内容,也应得到充分的重视,如果能够将它们和普通方程有机联系,相互补充,可以优化解题思路,简化计算过程,减少运算量,提高解题的效率.。
高中数学含参方程解题技巧

高中数学含参方程解题技巧在高中数学中,含参方程是一个重要的考查内容。
含参方程是指方程中含有参数的方程,通过求解含参方程可以得到参数的取值范围,从而解决实际问题。
本文将介绍含参方程的解题技巧,并通过具体题目进行说明和分析,帮助高中学生和家长更好地理解和应用这一知识点。
一、一元一次含参方程的解题技巧对于一元一次含参方程,我们通常采用代数运算的方法来求解。
下面通过一个例子来说明:例题1:已知方程 mx + 2 = 3x + 1 的解为 x = 2,请确定参数 m 的取值范围。
解析:首先将方程化简为 mx - 3x = 1 - 2,得到 (m - 3)x = -1。
由于已知 x = 2 是方程的解,代入得到 (m - 3) * 2 = -1。
解方程得到 m - 3 = -1/2,即 m = 5/2。
所以参数 m 的取值范围是 m ∈ (5/2, +∞)。
通过这个例题,我们可以看出,对于一元一次含参方程,我们可以通过代入已知解的方法来确定参数的取值范围。
这种方法在解决含参方程问题时非常实用,可以帮助我们更好地理解参数的变化规律。
二、一元二次含参方程的解题技巧对于一元二次含参方程,我们通常采用配方法或因式分解的方法来求解。
下面通过一个例子来说明:例题2:已知方程 x^2 + (m - 1)x + 2m = 0 的解为 x = 1,请确定参数 m 的取值范围。
解析:首先,我们可以通过已知解 x = 1 来确定参数 m 的取值范围。
将 x = 1 代入方程得到 1 + (m - 1) + 2m = 0,解方程得到 3m = 0,即 m = 0。
所以参数 m 的取值范围是 m = 0。
通过这个例题,我们可以看出,对于一元二次含参方程,我们可以通过代入已知解的方法来确定参数的取值范围。
这种方法在解决含参方程问题时非常实用,可以帮助我们更好地理解参数的变化规律。
三、一元高次含参方程的解题技巧对于一元高次含参方程,我们通常采用因式分解或配方法的方法来求解。
(完整版)高中数学参数方程大题(带答案)

hingsintheirbeingadforso参数方程极坐标系解答题1.已知曲线C:+=1,直线l:(t为参数)(Ⅰ)写出曲线C的参数方程,直线l的普通方程.(Ⅱ)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.考点:参数方程化成普通方程;直线与圆锥曲线的关系.专题:坐标系和参数方程.分析:(Ⅰ)联想三角函数的平方关系可取x=2cosθ、y=3sinθ得曲线C的参数方程,直接消掉参数t得直线l的普通方程;(Ⅱ)设曲线C上任意一点P(2cosθ,3sinθ).由点到直线的距离公式得到P到直线l的距离,除以sin30°进一步得到|PA|,化积后由三角函数的范围求得|PA|的最大值与最小值.解答:解:(Ⅰ)对于曲线C:+=1,可令x=2cosθ、y=3sinθ,故曲线C的参数方程为,(θ为参数).对于直线l:,由①得:t=x﹣2,代入②并整理得:2x+y﹣6=0;(Ⅱ)设曲线C上任意一点P(2cosθ,3sinθ).P到直线l的距离为.则,其中α为锐角.当sin(θ+α)=﹣1时,|PA|取得最大值,最大值为.当sin(θ+α)=1时,|PA|取得最小值,最小值为.点评:本题考查普通方程与参数方程的互化,训练了点到直线的距离公式,体现了数学转化思想方法,是中档题. 2.已知极坐标系的极点在直角坐标系的原点处,极轴与x轴的正半轴重合,直线l的极坐标方程为:,曲线C的参数方程为:(α为参数).(I)写出直线l的直角坐标方程;(Ⅱ)求曲线C上的点到直线l的距离的最大值.考点:参数方程化成普通方程.专题:坐标系和参数方程.分析:(1)首先,将直线的极坐标方程中消去参数,化为直角坐标方程即可;(2)首先,化简曲线C的参数方程,然后,根据直线与圆的位置关系进行转化求解.解答:解:(1)∵直线l的极坐标方程为:,ti m e an dAl h ei r be i ng ar e g o o d f o rs o ∴,∴x ﹣y+1=0.(2)根据曲线C 的参数方程为:(α为参数).得(x ﹣2)2+y 2=4,它表示一个以(2,0)为圆心,以2为半径的圆,圆心到直线的距离为:d=,∴曲线C 上的点到直线l 的距离的最大值=.点评:本题重点考查了直线的极坐标方程、曲线的参数方程、及其之间的互化等知识,属于中档题.3.已知曲线C 1:(t 为参数),C 2:(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)若C 1上的点P 对应的参数为t=,Q 为C 2上的动点,求PQ 中点M 到直线C 3:(t 为参数)距离的最小值.考点:圆的参数方程;点到直线的距离公式;直线的参数方程.专题:计算题;压轴题;转化思想.分析:(1)分别消去两曲线参数方程中的参数得到两曲线的普通方程,即可得到曲线C 1表示一个圆;曲线C 2表示一个椭圆;(2)把t 的值代入曲线C 1的参数方程得点P 的坐标,然后把直线的参数方程化为普通方程,根据曲线C 2的参数方程设出Q 的坐标,利用中点坐标公式表示出M 的坐标,利用点到直线的距离公式表示出M 到已知直线的距离,利用两角差的正弦函数公式化简后,利用正弦函数的值域即可得到距离的最小值.解答:解:(1)把曲线C 1:(t 为参数)化为普通方程得:(x+4)2+(y ﹣3)2=1,所以此曲线表示的曲线为圆心(﹣4,3),半径1的圆;把C 2:(θ为参数)化为普通方程得:+=1,所以此曲线方程表述的曲线为中心是坐标原点,焦点在x 轴上,长半轴为8,短半轴为3的椭圆;(2)把t=代入到曲线C 1的参数方程得:P (﹣4,4),把直线C 3:(t 为参数)化为普通方程得:x ﹣2y ﹣7=0,Al l thi n gs in th e i r be i n g ar eg o o d f o rs o 所以M 到直线的距离d==,(其中sin α=,cos α=)从而当cos θ=,sin θ=﹣时,d 取得最小值.点评:此题考查学生理解并运用直线和圆的参数方程解决数学问题,灵活运用点到直线的距离公式及中点坐标公式化简求值,是一道综合题.4.在直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立直角坐标系,圆C 的极坐标方程为,直线l 的参数方程为(t 为参数),直线l 和圆C 交于A ,B 两点,P 是圆C 上不同于A ,B 的任意一点.(Ⅰ)求圆心的极坐标;(Ⅱ)求△PAB 面积的最大值.考点:参数方程化成普通方程;简单曲线的极坐标方程.专题:坐标系和参数方程.分析:(Ⅰ)由圆C 的极坐标方程为,化为ρ2=,把代入即可得出.(II )把直线的参数方程化为普通方程,利用点到直线的距离公式可得圆心到直线的距离d ,再利用弦长公式可得|AB|=2,利用三角形的面积计算公式即可得出.解答:解:(Ⅰ)由圆C 的极坐标方程为,化为ρ2=,把代入可得:圆C 的普通方程为x 2+y 2﹣2x+2y=0,即(x ﹣1)2+(y+1)2=2.∴圆心坐标为(1,﹣1),∴圆心极坐标为;(Ⅱ)由直线l 的参数方程(t 为参数),把t=x 代入y=﹣1+2t 可得直线l 的普通方程:,∴圆心到直线l 的距离,∴|AB|=2==,点P 直线AB 距离的最大值为,.点评:本题考查了把直线的参数方程化为普通方程、极坐标化为直角坐标方程、点到直线的距离公式、弦长公式、andAllthibeingaregoodforso 5.在平面直角坐标系xoy中,椭圆的参数方程为为参数).以o为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程为.求椭圆上点到直线距离的最大值和最小值.考点:椭圆的参数方程;椭圆的应用.专题:计算题;压轴题.分析:由题意椭圆的参数方程为为参数),直线的极坐标方程为.将椭圆和直线先化为一般方程坐标,然后再计算椭圆上点到直线距离的最大值和最小值.解答:解:将化为普通方程为(4分)点到直线的距离(6分)所以椭圆上点到直线距离的最大值为,最小值为.(10分)点评:此题考查参数方程、极坐标方程与普通方程的区别和联系,两者要会互相转化,根据实际情况选择不同的方程进行求解,这也是每年高考必考的热点问题.6.在直角坐标系xoy中,直线I的参数方程为(t为参数),若以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ρ=cos(θ+).(1)求直线I被曲线C所截得的弦长;(2)若M(x,y)是曲线C上的动点,求x+y的最大值.考点:参数方程化成普通方程.专题:计算题;直线与圆;坐标系和参数方程.分析:(1)将曲线C化为普通方程,将直线的参数方程化为标准形式,利用弦心距半径半弦长满足的勾股定理,即可求弦长.(2)运用圆的参数方程,设出M,再由两角和的正弦公式化简,运用正弦函数的值域即可得到最大值.解答:解:(1)直线I的参数方程为(t为参数),消去t,可得,3x+4y+1=0;由于ρ=cos(θ+)=(),即有ρ2=ρcosθ﹣ρsinθ,则有x2+y2﹣x+y=0,其圆心为(,﹣),半径为r=,圆心到直线的距离d==,故弦长为2=2=;ai n th ei r be i ng ar e g oo d f o rs o(2)可设圆的参数方程为:(θ为参数),则设M (,),则x+y==sin (),由于θ∈R ,则x+y 的最大值为1.点评:本题考查参数方程化为标准方程,极坐标方程化为直角坐标方程,考查参数的几何意义及运用,考查学生的计算能力,属于中档题.7.选修4﹣4:参数方程选讲已知平面直角坐标系xOy ,以O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,P 点的极坐标为,曲线C 的极坐标方程为.(Ⅰ)写出点P 的直角坐标及曲线C 的普通方程;(Ⅱ)若Q 为C 上的动点,求PQ 中点M 到直线l :(t 为参数)距离的最小值.考点:参数方程化成普通方程;简单曲线的极坐标方程.专题:坐标系和参数方程.分析:(1)利用x=ρcos θ,y=ρsin θ即可得出;(2)利用中点坐标公式、点到直线的距离公式及三角函数的单调性即可得出,解答:解 (1)∵P 点的极坐标为,∴=3,=.∴点P 的直角坐标把ρ2=x 2+y 2,y=ρsin θ代入可得,即∴曲线C 的直角坐标方程为.(2)曲线C 的参数方程为(θ为参数),直线l 的普通方程为x ﹣2y ﹣7=0设,则线段PQ 的中点.那么点M 到直线l 的距离.l l thi n gs in th e i r be i n g a r e g o o df o rs o ∴点M 到直线l 的最小距离为.点评:本题考查了极坐标与直角坐标的互化、中点坐标公式、点到直线的距离公式、两角和差的正弦公式、三角函数的单调性等基础知识与基本技能方法,考查了计算能力,属于中档题.8.在直角坐标系xOy 中,圆C 的参数方程(φ为参数).以O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系.(Ⅰ)求圆C 的极坐标方程;(Ⅱ)直线l 的极坐标方程是ρ(sin θ+)=3,射线OM :θ=与圆C 的交点为O ,P ,与直线l 的交点为Q ,求线段PQ 的长.考点:简单曲线的极坐标方程;直线与圆的位置关系.专题:直线与圆.分析:(I )圆C 的参数方程(φ为参数).消去参数可得:(x ﹣1)2+y 2=1.把x=ρcos θ,y=ρsin θ代入化简即可得到此圆的极坐标方程.(II )由直线l 的极坐标方程是ρ(sin θ+)=3,射线OM :θ=.可得普通方程:直线l,射线OM.分别与圆的方程联立解得交点,再利用两点间的距离公式即可得出.解答:解:(I )圆C 的参数方程(φ为参数).消去参数可得:(x ﹣1)2+y 2=1.把x=ρcos θ,y=ρsin θ代入化简得:ρ=2cos θ,即为此圆的极坐标方程.(II )如图所示,由直线l 的极坐标方程是ρ(sin θ+)=3,射线OM :θ=.可得普通方程:直线l,射线OM.联立,解得,即Q.联立,解得或.∴P.∴|PQ|==2.l l t h i n gs i n t h ei r b e i n g a r eg oo 点评:本题考查了极坐标化为普通方程、曲线交点与方程联立得到的方程组的解的关系、两点间的距离公式等基础知识与基本方法,属于中档题.9.在直角坐标系xoy 中,曲线C 1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,曲线C 2的极坐标方程为ρsin (θ+)=4.(1)求曲线C 1的普通方程与曲线C 2的直角坐标方程;(2)设P 为曲线C 1上的动点,求点P 到C 2上点的距离的最小值,并求此时点P 的坐标.考点:简单曲线的极坐标方程.专题:坐标系和参数方程.分析:(1)由条件利用同角三角函数的基本关系把参数方程化为直角坐标方程,利用直角坐标和极坐标的互化公式x=ρcos θ、y=ρsin θ,把极坐标方程化为直角坐标方程.(2)求得椭圆上的点到直线x+y ﹣8=0的距离为,可得d 的最小值,以及此时的α的值,从而求得点P的坐标.解答:解:(1)由曲线C 1:,可得,两式两边平方相加得:,即曲线C 1的普通方程为:.由曲线C 2:得:,即ρsin θ+ρcos θ=8,所以x+y ﹣8=0,即曲线C 2的直角坐标方程为:x+y ﹣8=0.(2)由(1)知椭圆C 1与直线C 2无公共点,椭圆上的点到直线x+y ﹣8=0的距离为,∴当时,d 的最小值为,此时点P 的坐标为.点评:本题主要考查把参数方程、极坐标方程化为直角坐标方程的方法,点到直线的距离公式的应用,正弦函数的值域,属于基础题.10.已知直线l 的参数方程是(t 为参数),圆C 的极坐标方程为ρ=2cos (θ+).(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.e an d A l l t h h ei r be i ng a r e g o o d f o r s 分析:(I )先利用三角函数的和角公式展开圆C 的极坐标方程的右式,再利用直角坐标与极坐标间的关系,即利用ρcos θ=x ,ρsin θ=y ,ρ2=x 2+y 2,进行代换即得圆C 的直角坐标方程,从而得到圆心C 的直角坐标.(II )欲求切线长的最小值,转化为求直线l 上的点到圆心的距离的最小值,故先在直角坐标系中算出直线l 上的点到圆心的距离的最小值,再利用直角三角形中边的关系求出切线长的最小值即可.解答:解:(I )∵,∴,∴圆C 的直角坐标方程为,即,∴圆心直角坐标为.(5分)(II )∵直线l 的普通方程为,圆心C 到直线l 距离是,∴直线l 上的点向圆C 引的切线长的最小值是(10分)点评:本题考查点的极坐标和直角坐标的互化,能在极坐标系中用极坐标刻画点的位置,体会在极坐标系和平面直角坐标系中刻画点的位置的区别,能进行极坐标和直角坐标的互化.11.在直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立坐标系,直线l 的参数方程为,(t 为参数),曲线C 1的方程为ρ(ρ﹣4sin θ)=12,定点A (6,0),点P 是曲线C 1上的动点,Q 为AP 的中点.(1)求点Q 的轨迹C 2的直角坐标方程;(2)直线l 与直线C 2交于A ,B 两点,若|AB|≥2,求实数a 的取值范围.考点:简单曲线的极坐标方程;参数方程化成普通方程.专题:坐标系和参数方程.分析:(1)首先,将曲线C 1化为直角坐标方程,然后,根据中点坐标公式,建立关系,从而确定点Q 的轨迹C 2的直角坐标方程;(2)首先,将直线方程化为普通方程,然后,根据距离关系,确定取值范围.解答:解:(1)根据题意,得曲线C 1的直角坐标方程为:x 2+y 2﹣4y=12,设点P (x ′,y ′),Q (x ,y ),根据中点坐标公式,得,代入x 2+y 2﹣4y=12,得点Q 的轨迹C 2的直角坐标方程为:(x ﹣3)2+(y ﹣1)2=4,(2)直线l 的普通方程为:y=ax ,根据题意,得,ti m e a n dAl lr b e i n g a r e g o o d f o rs o 解得实数a 的取值范围为:[0,].点评:本题重点考查了圆的极坐标方程、直线的参数方程,直线与圆的位置关系等知识,考查比较综合,属于中档题,解题关键是准确运用直线和圆的特定方程求解.12.在直角坐标系xoy 中以O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立坐标系.圆C 1,直线C 2的极坐标方程分别为ρ=4sin θ,ρcos ()=2.(Ⅰ)求C 1与C 2交点的极坐标;(Ⅱ)设P 为C 1的圆心,Q 为C 1与C 2交点连线的中点,已知直线PQ 的参数方程为(t ∈R 为参数),求a ,b 的值.考点:点的极坐标和直角坐标的互化;直线与圆的位置关系;参数方程化成普通方程.专题:压轴题;直线与圆.分析:(I )先将圆C 1,直线C 2化成直角坐标方程,再联立方程组解出它们交点的直角坐标,最后化成极坐标即可;(II )由(I )得,P 与Q 点的坐标分别为(0,2),(1,3),从而直线PQ 的直角坐标方程为x ﹣y+2=0,由参数方程可得y=x ﹣+1,从而构造关于a ,b 的方程组,解得a ,b 的值.解答:解:(I )圆C 1,直线C 2的直角坐标方程分别为 x 2+(y ﹣2)2=4,x+y ﹣4=0,解得或,∴C 1与C 2交点的极坐标为(4,).(2,).(II )由(I )得,P 与Q 点的坐标分别为(0,2),(1,3),故直线PQ 的直角坐标方程为x ﹣y+2=0,由参数方程可得y=x ﹣+1,ti mn dAl l thi n gs i n t h ei r be i n g ar es o 解得a=﹣1,b=2.点评:本题主要考查把极坐标方程化为直角坐标方程、把参数方程化为普通方程的方法,方程思想的应用,属于基础题.13.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(Ⅰ)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;(Ⅱ)若曲线C 与直线相交于不同的两点M 、N ,求|PM|+|PN|的取值范围.解答:解:(I )直线l 的参数方程为(t 为参数).曲线C 的极坐标方程ρ=4cos θ可化为ρ2=4ρcos θ.把x=ρcos θ,y=ρsin θ代入曲线C 的极坐标方程可得x 2+y 2=4x ,即(x ﹣2)2+y 2=4.(II )把直线l 的参数方程为(t 为参数)代入圆的方程可得:t 2+4(sin α+cos α)t+4=0.∵曲线C 与直线相交于不同的两点M 、N ,∴△=16(sin α+cos α)2﹣16>0,∴sin αcos α>0,又α∈[0,π),∴.又t 1+t 2=﹣4(sin α+cos α),t 1t 2=4.∴|PM|+|PN|=|t 1|+|t 2|=|t 1+t 2|=4|sin α+cos α|=,∵,∴,∴.∴|PM|+|PN|的取值范围是.点评:本题考查了直线的参数方程、圆的极坐标方程、直线与圆相交弦长问题,属于中档题. 14.在直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为(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=2sin θ.(Ⅰ)写出⊙C 的直角坐标方程;(Ⅱ)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.考点:点的极坐标和直角坐标的互化.专题:坐标系和参数方程.e an dn gs in th ei r b e i n g a r e g o (II )设P ,又C .利用两点之间的距离公式可得|PC|=,再利用二次函数的性质即可得出.解答:解:(I )由⊙C 的极坐标方程为ρ=2sin θ.∴ρ2=2,化为x 2+y 2=,配方为=3.(II )设P ,又C.∴|PC|==≥2,因此当t=0时,|PC|取得最小值2.此时P (3,0).点评:本题考查了极坐标化为直角坐标方程、参数方程的应用、两点之间的距离公式、二次函数的性质,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.15.已知曲线C 1的极坐标方程为ρ=6cos θ,曲线C 2的极坐标方程为θ=(p ∈R ),曲线C 1,C 2相交于A ,B 两点.(Ⅰ)把曲线C 1,C 2的极坐标方程转化为直角坐标方程;(Ⅱ)求弦AB 的长度.考点:简单曲线的极坐标方程.专题:计算题.分析:(Ⅰ)利用直角坐标与极坐标间的关系,即利用ρcos θ=x ,ρsin θ=y ,ρ2=x 2+y 2,进行代换即得曲线C 2及曲线C 1的直角坐标方程.(Ⅱ)利用直角坐标方程的形式,先求出圆心(3,0)到直线的距离,最后结合点到直线的距离公式弦AB 的长度.解答:解:(Ⅰ)曲线C 2:(p ∈R )表示直线y=x ,曲线C 1:ρ=6cos θ,即ρ2=6ρcos θ所以x 2+y 2=6x 即(x ﹣3)2+y 2=9(Ⅱ)∵圆心(3,0)到直线的距离,r=3所以弦长AB==.∴弦AB 的长度.点评:本小题主要考查圆和直线的极坐标方程与直角坐标方程的互化,以及利用圆的几何性质计算圆心到直线的距等基本方法,属于基础题.16.在直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立坐标系,直线l 的极坐标方程为ρsin (θ+)=,圆C 的参数方程为,(θ为参数,r >0)(Ⅰ)求圆心C 的极坐标;(Ⅱ)当r 为何值时,圆C 上的点到直线l 的最大距离为3.eandAllthingsintheirbeoodforsom 专题:计算题.分析:(1)利用两角差的余弦公式及极坐标与直角坐标的互化公式可得直线l的普通方程;利用同角三角函数的基本关系,消去θ可得曲线C的普通方程,得出圆心的直角坐标后再化面极坐标即可.(2)由点到直线的距离公式、两角和的正弦公式,及正弦函数的有界性求得点P到直线l的距离的最大值,最后列出关于r的方程即可求出r值.解答:解:(1)由ρsin(θ+)=,得ρ(cosθ+sinθ)=1,∴直线l:x+y﹣1=0.由得C:圆心(﹣,﹣).∴圆心C的极坐标(1,).(2)在圆C:的圆心到直线l的距离为:∵圆C上的点到直线l的最大距离为3,∴.r=2﹣∴当r=2﹣时,圆C上的点到直线l的最大距离为3.点评:本小题主要考查坐标系与参数方程的相关知识,具体涉及到极坐标方程、参数方程与普通方程的互化,点到直线距离公式、三角变换等内容.17.选修4﹣4:坐标系与参数方程在直角坐标xOy中,圆C1:x2+y2=4,圆C2:(x﹣2)2+y2=4.(Ⅰ)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);(Ⅱ)求圆C1与C2的公共弦的参数方程.考点:简单曲线的极坐标方程;直线的参数方程.专题:计算题;压轴题.分析:(I)利用,以及x2+y2=ρ2,直接写出圆C1,C2的极坐标方程,求出圆C1,C2的交点极坐标,然后求出直角坐标(用坐标表示);(II)解法一:求出两个圆的直角坐标,直接写出圆C1与C2的公共弦的参数方程.解法二利用直角坐标与极坐标的关系求出,然后求出圆C1与C2的公共弦的参数方程.解答:解:(I)由,x2+y2=ρ2,t a dA h i n 可知圆圆的极坐标方程为解,),)解法一:由,,的公共弦的参数方程为的公共弦的参数方程为)代入从而的公共弦的参数方程为。
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五、参数法参数法是指在解题过程中,通过适当引入一些与题目研究的数学对象发生联系的新变量(参数),以此作为媒介,再进行分析和综合,从而解决问题。
直线与二次曲线的参数方程都是用参数法解题的例证。
换元法也是引入参数的典型例子。
辨证唯物论肯定了事物之间的联系是无穷的,联系的方式是丰富多采的,科学的任务就是要揭示事物之间的内在联系,从而发现事物的变化规律。
参数的作用就是刻画事物的变化状态,揭示变化因素之间的内在联系。
参数体现了近代数学中运动与变化的思想,其观点已经渗透到中学数学的各个分支。
运用参数法解题已经比较普遍。
参数法解题的关键是恰到好处地引进参数,沟通已知和未知之间的内在联系,利用参数提供的信息,顺利地解答问题。
Ⅰ、再现性题组:1. 设2x =3y =5z >1,则2x 、3y 、5z 从小到大排列是________________。
2. (理)直线x ty t=--=+⎧⎨⎪⎩⎪2232上与点A(-2,3)的距离等于2的点的坐标是________。
(文)若k<-1,则圆锥曲线x 2-ky 2=1的离心率是_________。
3. 若复数z 在复平面内对应的点Z 在虚轴上移动,则复数C =z 2+1+2i在复平面上对应的轨迹图像为________ _________。
4. 三棱锥的三个侧面互相垂直,它们的面积分别是6、4、3,则其体积为______。
5. 设函数f(x)对任意的x 、y ∈R ,都有f(x +y)=f(x)+f(y),且当x>0时,f(x)<0,则f(x)的R 上是______函数。
(填“增”或“减”)6. 椭圆x216+y24=1上的点到直线x +2y -2=0的最大距离是_____。
A. 3B. 11C. 10D. 22【简解】1小题:设2x =3y =5z =t ,分别取2、3、5为底的对数,解出x 、y 、z ,再用“比较法”比较2x 、3y 、5z ,得出3y<2x<5z ;2小题:(理)A(-2,3)为t =0时,所求点为t2时,即(-1,2)或(-3,4);(文)已知曲线为椭圆,a =1,c =11+k,所以e =-1kkk 2+;3小题:设z =b i,则C =1-b 2+2i,所以图像为:从(1,2)出发平行于x 轴向左的射线;4小题:设三条侧棱x 、y 、z ,则12xy =6、12yz =4、12xz =3,所以xyz =24,体积为4。
5小题:f(0)=0,f(0)=f(x)+f(-x),所以f(x)是奇函数,答案:减;6小题:设x=4sinα、y=2cosα,再求d=|sin cos|4425αα+-的最大值,选C。
Ⅱ、示范性题组:例1. 实数a、b、c满足a+b+c=1,求a2+b2+c2的最小值。
【分析】由a+b+c=1 想到“均值换元法”,于是引入了新的参数,即设a=13+t1,b=13+t2,c=13+t3,代入a2+b2+c2可求。
【解】由a+b+c=1,设a=13+t1,b=13+t2,c=13+t3,其中t1+t2+t3=0,∴ a2+b2+c2=(13+t1)2+(13+t2)2+(13+t3)2=13+23(t1+t2+t3)+t12+t22+t32=13+t12+t22+t32≥13所以a2+b2+c2的最小值是13。
【注】由“均值换元法”引入了三个参数,却将代数式的研究进行了简化,是本题此种解法的一个技巧。
本题另一种解题思路是利用均值不等式和“配方法”进行求解,解法是:a2+b2+c2=(a+b+c)2-2(ab+bc+ac)≥1-2(a2+b2+c2),即a2+b2+c2≥13。
两种解法都要求代数变形的技巧性强,多次练习,可以提高我们的代数变形能力。
例2. 椭圆x216+y24=1上有两点P、Q,O为原点。
连OP、OQ,若kOP·kO Q=-14,①.求证:|OP|2+|OQ|2等于定值;②.求线段PQ中点M的轨迹方程。
【分析】由“换元法”引入新的参数,即设xy==⎧⎨⎩42cossinθθ(椭圆参数方程),参数θ1、θ2为P、Q两点,先计算kOP·kO Q得出一个结论,再计算|OP|2+|OQ|2,并运用“参数法”求中点M的坐标,消参而得。
【解】由x216+y24=1,设xy==⎧⎨⎩42c o ss i nθθ,P(4cosθ1,2sinθ1),Q(4cosθ2,2sinθ2),则kOP ·kO Q=2411sincosθθ∙2422sincosθθ=-14,整理得到:cosθ1 cosθ2+sinθ1sinθ2=0,即cos(θ1-θ2)=0。
∴ |OP|2+|OQ|2=16cos 2θ1+4sin 2θ1+16cos 2θ2+4sin 2θ2=8+12(cos 2θ1+cos 2θ2)=20+6(cos2θ1+cos2θ2)=20+12cos (θ1+θ2)cos (θ1-θ2)=20,即|OP|2+|OQ|2等于定值20。
由中点坐标公式得到线段PQ 的中点M 的坐标为x y M M =+=+⎧⎨⎩21212(cos cos )sin sin θθθθ,所以有(x 2)2+y 2=2+2(cos θ1cos θ2+sin θ1sin θ2)=2,即所求线段PQ 的中点M 的轨迹方程为x28+y22=1。
【注】由椭圆方程,联想到a 2+b 2=1,于是进行“三角换元”,通过换元引入新的参数,转化成为三角问题进行研究。
本题还要求能够熟练使用三角公式和“平方法”,在由中点坐标公式求出M 点的坐标后,将所得方程组稍作变形,再平方相加,即(cos θ1+ cos θ2)2+(sin θ1+sin θ2)2,这是求点M 轨迹方程“消参法”的关键一步。
一般地,求动点的轨迹方程运用“参数法”时,我们可以将点的x 、y 坐标分别表示成为一个或几个参数的函数,再运用“消去法”消去所含的参数,即得到了所求的轨迹方程。
本题的第一问,另一种思路是设直线斜率k ,解出P 、Q 两点坐标再求: 设直线OP 的斜率k ,则OQ 的斜率为-14k,由椭圆与直线OP 、OQ 相交于PQ 两点有:x y y kx 224160+-==⎧⎨⎩,消y 得(1+4k 2)x 2=16,即|x P |=4142+k ; x y y k x 22416014+-==-⎧⎨⎪⎩⎪,消y 得(1+142k )x 2=16,即|x Q |=||8142k k +; 所以|OP|2+|OQ|2=(12+k∙4142+k)2+(11162+k∙||8142k k+)2=20801422++k k=20。
即|OP|2+|OQ|2等于定值20。
在此解法中,利用了直线上两点之间的距离公式|AB|=12+k AB∙|x A -x B |求|OP|和|OQ|的长。
例3.已知正四棱锥S —ABCD 的侧面与底面的夹角为β,相邻两侧面的夹角为α,求证:cos α=-cos 2β。
【分析】要证明cos α=-cos 2β,考虑求出α、β的余弦,则在α和β所在的三角形中利用有关定理求解。
【解】连AC 、BD 交于O ,连SO ;取BC 中点F ,连SF 、OF ;作BE ⊥SC 于E ,连DE 。
则∠SFO =β,∠DEB =α。
设BC =a (为参数), 则SF =O F cos β=a 2cos β,SC =SF F C 22+=(cos )()a a 2222β+=a 2cos β12+cos β又 ∵BE =SF BC SC·=a22cos β⨯1212a cos cos ββ+=a 12+cos β在△DEB 中,由余弦定理有:cos α=22222BE BDBE-=2122122222⨯+-⨯+aaacos cos ββ=-cos 2β。
所以cos α=-cos 2β。
【注】 设参数a 而不求参数a ,只是利用其作为中间变量辅助计算,这也是在参数法中参数可以起的一个作用,即设参数辅助解决有关问题。
Ⅲ、巩固性题组:1. 已知复数z 满足|z|≤1,则复数z +2i在复平面上表示的点的轨迹是________________。
2. 函数y =x +2+142--x x的值域是________________。
3. 抛物线y =x 2-10xcos θ+25+3sin θ-25sin 2θ与x 轴两个交点距离的最大值为_____A. 5B. 10C. 23D. 34. 过点M(0,1)作直线L ,使它与两已知直线L 1:x -3y +10=0及L 2:2x +y -8=0所截得的线段被点M 平分,求直线L 方程。
5. 求半径为R 的球的内接圆锥的最大体积。
6. f(x)=(1-a 2cos 2x)sinx ,x ∈[0,2π),求使f(x)≤1的实数a 的取值范围。
7. 若关于x 的方程2x 2+xlg ()a a 23318-+lg 2(aa 212-)+lg212aa-=0有模为1的虚根,求实数a 的值及方程的根。
8. 给定的抛物线y 2=2px (p>0),证明:在x 轴的正向上一定存在一点M ,使得对于抛物线的任意一条过点M 的弦PQ ,有12||M P +12||M Q 为定值。
参数法巩固性题组答案6、解:由f(x)=(1-a 2cos 2x)sinx ,x ∈[0,2π)及f(x)≤1得:2sin cos sin 12a x x x -≤2(1sin )sin 1sin (1sin )sin 122a a x x x x x ⇒--≤-⇒-+≤,令1(1sin )sin 2y x x =-+则2111(sin )228y x =-++,2190(sin )24x ≤+≤,故118y -≤≤,当0a =,显然有:f(x)≤1,当0a >时,由18a ay a -≤≤,及1ay ≤恒成立知:08a <≤当0a <时,由18a ay a ≤≤-及1ay ≤恒成立知:10a -≤<,综上可知:a 的取值范围是[1,8]-注:本题关键是成功地引入了辅助变量y ,以及对a 的符号的讨论。
7、解:令21lg2a m a-=,则原方程可化为22230x mx m m ++-=,又方程有模为1的虚根。
设(,,0)x c di c d R d =+∈≠,则由实系数一元二次方程虚根成对原理得:322m c =-222()()12m m c di c di c d -+-=+==,解得2m =或1m =-当m=2时,32c =-与221c d +=矛盾,故应舍去。
1m ∴=-此时211lg 1210a a a-±=-⇒=,34c =,4d =±,即方程的根为344x =±注:本题关键是成功引入辅助变量m,简化了运算。