文科数学高考真题分类汇编 坐标系与参数方程答案
2020年高考数学(文)二轮专项复习专题13 坐标系与参数方程含答案

专题13 坐标系与参数方程【知识要点】1.极坐标系的概念,极坐标系中点的表示.在平面内取一个定点O ,O 点出发的一条射线Ox ,一个长度单位及计算角度的正方向(通常取逆时针方向),合称为一个极坐标系.O 称为极点,Ox 称为极轴.设M 是平面内任意一点,极点O 与点M 的距离|OM |叫做点M 的极径,记作ρ ;以极轴Ox 为始边,射线OM 为终边的角xOM 叫做点M 的极角,记作θ ,有序数对(ρ ,θ )叫做点M 的极坐标.一般情况下,约定ρ ≥0.2.极坐标系与直角坐标系的互化.直角坐标化极坐标:x =ρ cos θ ,y =ρ sin θ ; 极坐标化直角坐标:, 3.参数方程的概念设在平面上取定一个直角坐标系xOy ,把坐标x ,y 表示为第三个变量t 的函数……①,如果对于t 的每一个值(a ≤t ≤b ),①式所确定的点M (x ,y )都在一条曲线上;而这条曲线上任意一点M (x ,y ),都可由t 的某个值通过①式得到,则称①式为该曲线的参数方程,其中t 称为参数.4.参数方程与普通方程的互化把参数方程化为普通方程,需要根据其结构特征,选取适当的消参方法.常见的消参方法有:代入消元法;加减消参法;平方和(差)消参法;乘法消参法等.把曲线C 的普通方程F (x ,y )=0化为参数方程的关键:一是适当选取参数;二是确保互化前后方程的等价性.要注意方程中的参数的变化范围. 5.直线、圆、椭圆的参数方程.(1)经过一定点P 0(x 0,y 0),倾斜角为α 的直线l 的参数方程为(t 为参数);(2)直线参数方程的一般形式为(t 为参数);222y x +=ρ).0(tan =/=x xyθ⎩⎨⎧==)()(t g y t f x b t a ≤≤⎩⎨⎧+=+=ααsin ,cos 00t y y t x x ⎩⎨⎧+=+=bt y y at x x 00,(3)圆的参数方程为(θ 为参数);(4)椭圆的参数方程为(θ 为参数).【复习要求】1.理解坐标系的作用.2.能在极坐标系中用极坐标表示点的位置,理解在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.3.了解参数方程.4.能选择适当的参数写出直线、圆和圆锥曲线的参数方程,并会简单的应用. 【例题分析】例1 (1)判断点是否在曲线上. (2)点P 的直角坐标为,则点P 的极坐标为______.(限定0<θ ≤2π)(3)点P 的极坐标为,则点P 的直角坐标为______.解:(1)因为,所以点是在曲线上. (2)根据ρ 2=x 2+y 2,, 得ρ =2,,又点P 在第四象限,,所以,所以点P 的极坐标为 (3)根据x =ρ cos θ ,y =ρ sin θ ,得, 所以点P 的直角坐标为 例2 (1)圆ρ =2(cos θ +sin θ )的半径为______.⎩⎨⎧+=+=θθsin ,cos 00r y y r x x )0(12222>>=+b a b y a x ⎩⎨⎧==θθsin ,cos b y a x )35π,23(-2cos θρ=)3,1(-)4π,3(-2365πcos2cos-==θ)35π,23(-2cos θρ=)0(tan =/=x xy θ3tan -=θ2π23π≤<θ35π=θ).3π5,2(223,223-==y x ).223,223(-(2)直线与圆ρ =2sin θ 交与A ,B 两点,则|AB |=______. 解:(1)由ρ =2(cos θ +sin θ ),得ρ 2=2ρ (cos θ +sin θ ), 所以,x 2+y 2=2x +2y ,即(x -1)2+(y -1)2=2, 所以圆ρ =2(cos θ +sin θ )的半径为. (2)将直线与圆ρ =2sin θ 化为直角坐标方程,得 由得,即, 由ρ =2sin θ ,变形为ρ 2=2ρ sin θ ,得x 2+y 2=2y ,即x 2+(y -1)2=1, 因为圆的半径为1,圆心到直线的距离为, 所以评述:(1)应熟练运用直角坐标与极坐标互化的方法解决有关极坐标的问题;(2)由直角坐标化极坐标时要注意点位于哪一个象限才能确定θ 的大小,如例1(2),否则,极坐标不唯一; (3)例2也可以用极坐标有关知识直接解决.这需要知道一些直线与圆的极坐标方程的知识.如: ①过极点,倾斜角为α 的直线:θ =α (ρ ∈R )或写成θ =α 及θ =α +π. ②过A (a ,α)垂直于极轴的直线:ρ cos θ =a cos α . ③以极点O 为圆心,a 为半径的圆(a >0):ρ =a .④若O (0,0),A (2a ,0),以OA 为直径的圆:ρ =2a cos θ . ⑤若O (0,0),A (2a ,),以OA 为直径的圆:ρ =2a sin θ . 对于例2(2),可以利用结论①⑤,作出直线与圆,通过解三角形的方法求|AB |,当然也可以用极坐标方程直接解ρ ,根据ρ 的几何意义求|AB |.例3 圆O 1和圆O 2的极坐标方程分别为ρ =4cos θ ,ρ =-4sin θ . (1)把圆O 1和圆O 2的极坐标方程化为直角坐标方程; (2)求经过圆O 1和圆O 2交点的直线的直角坐标方程.)(3πR ∈=ρθ2)(3πR ∈=ρθ3π=θxy=3πtan x y 3=21311=+=d .3)21(12||2=-=AB 2π解:(1)由ρ =4cos θ 得ρ 2=4ρ cos θ ,根据x =ρ cos θ ,y =ρ sin θ ,所以x 2+y 2=4x . 即x 2+y 2-4x =0为圆O 1的直角坐标方程,同理x 2+y 2+4y =0为圆O 2的直角坐标方程.(2)由解得 即圆O 1和圆O 2交于点(0,0)和(2,-2).过交点的直线的直角坐标方程为y =-x .例4(1)曲线的参数方程是(t 为参数,t ≠0),它的普通方程是________. (2)在平面直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为 (参数t ∈R ),圆C 的参数方程为(参数θ ∈[0,2π]),则圆C 的圆心坐标为______,圆心到直线l 的距离为______. 解:(1)由得,带入y =1-t 2,得 注意到,所以已知参数的普通方程为 (2)直线l 的普通方程为x +y -6=0,圆C 的普通方程为x 2+(y -2)2=4, 所以圆心坐标为(0,2),圆心到直线l 的距离评述:(1)应熟练运用将参数方程化为普通方程的方法解决有关参数方程的问题;(2)在将参数方程化为普通方程的过程中应注意消参带来的范围变化问题.如例4(1),若参数方程为(t 为参数,t >0),则其普通方程为 例5 求椭圆的内接矩形的最大面积.解:设内接矩形在第一象限内的顶点为P (a cos θ ,b sin θ ),P 点在两轴上的投影分别为A 、B ,则有S 内接矩形=4S 矩形OAPB =4·a cos θ ·b sin θ =2ab sin2θ . 因为,所以2θ ∈(0,π),S 内接矩形的最大值为2ab . ⎪⎩⎪⎨⎧=++=-+,04,042222y y x x y x ⎩⎨⎧==;0,011y x ⎩⎨⎧-==.2,222y x ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=-=21,11t y t x ⎩⎨⎧-=+=t y t x 3,3⎩⎨⎧+==2sin 2,cos 2θθy x t x 11-=x t -=11,)1()2()11(122--=--=x x x x y 111=/-=t x ⋅--=2)1()2(x x x y .222|620|=-+=d ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=21,11t y t x ).1()1()2(2<--=x x x x y 12222=+by a x )2π,0(∈θ评述:圆锥曲线参数方程主要应用于利用参数方程设圆锥曲线上的点,从而讨论最值等有关问题.椭圆的参数方程为 (θ 为参数).抛物线y 2=2px (p >0)的参数方程为.例6 圆M 的参数方程为x 2+y 2-4Rx cos α -4Ry sin α +3R 2=0(R >0). (1)求该圆的圆心坐标以及圆M 的半径;(2)当R 固定,α 变化时,求圆心M 的轨迹,并证明此时不论α 取什么值,所有的圆M 都外切于一个定圆. 解:(1)依题意得圆M 的方程为(x -2R cos α )2+(y -2R sin α )2=R 2, 故圆心的坐标为M (2R cos α ,2R sin α ),半径为R .(2)当α 变化时,圆心M 的轨迹方程为 (α 为参数),两式平方相加得x 2+y 2=4R 2,所以圆心M 的轨迹是圆心在原点,半径为2R 的圆.由于所以所有的圆M 都和定圆x 2+y 2=R 2外切,和定圆x 2+y 2=9R 2内切.例7 过P (5,-3),倾斜角为α ,且的直线交圆x 2+y 2=25于P 1、P 2两点.(1)求|PP 1|·|PP 2|的值;(2)求弦P 1P 2的中点M 的坐标.解:(1)由已知得所以已知直线的参数方程为…………………①(t 为参数)代入圆的方程化简,得…………………② ②的两个解t 1、t 2就是P 1、P 2对应的参数,由参数的几何意义及韦达定理知)0,0(12222>>=+b a b y a x ⎩⎨⎧==θθtan sec b y a x ⎩⎨⎧==pty ptx 222⎩⎨⎧==,sin 2,cos 2ααR y R x ,32)sin 2()cos 2(22R R R R R -==+αα,2)sin 2()cos 2(22R R R R R +==+αα53cos -=α53cos -=α,54sin =α⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=-=,543,535t y t x .095542=+-t t|PP 1|·|PP 2|=|t 1|·|t 2|=9.(2)设M (x ,y )为P 1P 2的中点,则点M 对应的参数,代入参数方程, 得 所以 评述:根据直线的参数方程的标准式中t 的几何意义,有如下常用结论: ①直线与圆锥曲线相交,交点对应的参数分别为t 1,t 2,则弦长l =|t 1-t 2|; ②定点M 0是弦M 1M 2的中点t 1+t 2=0;③设弦M 1M 2的中点为M ,则点M 对应的参数值,(由此可求得|M 2M |及中点坐标). 习题13一、选择题 1.极坐标的直角坐标为 (A)(1,)(B)(-,-1)(C)(-1,-)(D)(-1,)2.椭圆(θ 为参数)的焦距等于( )(A) (B)2 (C) (D)3.已知某条曲线的参数方程为(0≤t ≤5),则该曲线是( )(A)线段 (B)圆弧 (C)双曲线的一支 (D)射线4.若是极坐标系中的一点,则四点中与P 重合的点有( )(A)1个(B)2个(C)3个(D)4个527221=+=t t t ,2533,2544==y x M PP PP ,9||||21=⋅).2533,2544(⇒221t t t M +=)34π(2,3333⎩⎨⎧==θθsin 5,cos 2y x 212129292⎪⎩⎪⎨⎧-=+=1,2322t y t x )3π,2(--P 、、、)3π5,2()3π8,2()3π2,2(-M R Q )3π5π2,2(-k N )(Z ∈k5.在极坐标系中,若等边△ABC 的两个顶点是,那么顶点C 的坐标可能是( ) (A) (B) (C)(D)(3,π)二、选择题6.过极点,倾斜角是的直线的极坐标方程为____________. 7.点M 的直角坐标(3,-3)化为极坐标是____________. 8.直线(t 为参数)过定点____________.9.曲线(t 为参数)与y 轴的交点坐标是____________.10.参数方程(θ 为参数)表示的曲线的普通方程是____________.三、解答题11.求过点,并且和极轴垂直的直线的极坐标方程.12.在椭圆上求一点,使点M 到直线的距离最小,并求出最小距离.13.设圆C 是以C (4,0)为圆心,半径等于4的圆.(1)求圆C 的极坐标方程;(2)从极点O 作圆C 的弦ON ,求ON 的中点M 的轨迹方程.)4π5,2()4π,2(B A 、)4π3,4()43π,32()π,32(6π⎩⎨⎧+-=+=t y at x 41,3⎩⎨⎧=+-=t y t x ,12⎩⎨⎧+==θθθcos sin ,2sin y x )4π,3(14922=+y x 021032=-+y x14.已知点M (2,1)和双曲线,求以M 为中点的双曲线右支的弦AB 所在直线l 的方程.专题13 坐标系与参数方程参考答案习题13一、选择题1.C 2.B 3.A 4.C 5.B 二、填空题 6.; 7.; 8.(3,-1); 9.(0,1),(0,-1); 三、解答题 11. 12.解:由题设知椭圆参数方程为(θ 为参数).设M 的坐标(3cos θ ,2sin θ )由点到直线距离 即d 的最小值为,此时.所以M 的坐标为13.解:(1)设P (ρ ,θ )为圆C 上任意一点,圆C 交极轴于另一点A .由已知|OA |=8,在Rt △ABC 中,|OP |=|OA |cos θ ,即ρ =8cos θ ,这就是圆C 的方程.1222=-y x )(6πR ∈=ρθ)47π,23(⋅=223cos θρ⎩⎨⎧==θθsin 2,cos 3y x ,13|210)4πsin(26|13|210sin 6cos 6|-+=-+=θθθd 261344π=θ).2,223((2)连结CM ,因为M 是ON 的中点,所以CM ⊥ON ,故M 在以OC 为直径的圆上. 由r =|OC |=4,得动点M 的轨迹方程是ρ =4cos θ .14.解:设AB 的方程为(t 为参数),代入双曲线方程,得(2cos 2α -sin 2α )t 2+(8cos α -2sin α )t +5=0,由于M 为AB 的中点,则t 1+t 2=0,则tan α =4,从而AB 的方程为:4x -y -7=0.⎩⎨⎧+=+=ααsin 1,cos 2t y t x。
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..。
高考文科数学常考题型训练坐标系与参数方程

常考题型大通关:第22题 坐标系与参数方程1、在平面直角坐标系xOy 中,直线l的参数方程是122x t y ⎧⎪=+⎨=⎪⎪⎪⎩ (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,曲线C 的极坐标方程为4cos ρθ=.(1)把直线l 的参数方程化为极坐标方程,把曲线C 的极坐标方程化为普通方程; (2)求直线l 与曲线C 交点的极坐标(0ρ≥,02θπ≤<).2、在直角坐标系xOy 中,曲线1C:2x y αα⎧=⎪⎨=+⎪⎩(α为参数).以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C :24cos 3ρρθ=-. (1).求1C 的普通方程和2C 的直角坐标方程;(2).若曲线1C 与2C 交于,A B 两点,,A B 的中点为M ,点()0,1P -,求PM AB ⋅ 的值.3、在平面直角坐标系中,以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线C 的极坐标方程为2sin 2cos (0)a a ρθθ=>,过点(2,4)P --的直线l 的参数方程为2545x ty t =-+⎧⎨=-+⎩(t 为参数),直线l 与曲线C 相交于A ,B 两点. (1)写出曲线C 的直角坐标方程和直线l 的普通方程; (2)若2||PA PB AB =,求a 的值4、在平面直角坐标系中,曲线的参数方程为2cos ,2sin x y θθ=+⎧⎨=+⎩(θ为参数).直线l的方程为0y -=,以坐标原点O 为极点,以x 轴正半轴为极轴,建立极坐标系.(Ⅰ)求曲线C 和直线l 的极坐标方程; (Ⅱ)若直线交曲线C 于M ,N 两点,求ON OM OMON+的值.5、在平面直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为3214x ty t=-⎧⎨=--⎩(t 为参数,t R ∈).以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为22cos 30ρρθ+-=.(1)求2C 的直角坐标方程;(2)动点P Q ,分别在曲线12,C C 上运动,求P Q ,间的最短距离6、在直角坐标系xOy 中,以原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系.若曲线C 的极坐标方程为2cos 4sin 0ρθθ-=,P 点的极坐标为π(3,)2,在平面直角坐标系中,直线l 经过点P ,且倾斜角为60o .(1).写出曲线C 的直角坐标方程以及点P 的直角坐标; (2).设直线l 与曲线C 相交于,A B 两点,求11PA PB+的值. 7、在极坐标系中,曲线C 的极坐标方程为2sin 4cos 0(2π)ρθθθ=+≤<,点π1,2M ⎛⎫⎪⎝⎭,以极点O 为原点,极轴为x轴的正半轴建立平面直角坐标系,直线:112x l y t ⎧=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩(t 为参数)与曲线C 交于A B ,两点.1.若P 为曲线C 上任意一点,当OP 最大时,求点P 的直角坐标.2.求11MA MB+的值. 8、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 的极坐标方程为22124cos ρθ=-.1.求曲线C 的直角坐标方程;2.设过点(1,0)P 且倾斜角为45o 的直线l 和曲线C 交于两点A B ,,求11PA PB+的值. 9、已知曲线C 的极坐标方程为2229cos 9sin ρθθ=+,以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x 轴的正半轴建立平面直角坐标系. (1)求曲线C 的普通方程;(2),A B 为曲线C 上两个点,若OA OB ⊥,求2211OAOB+的值.10、在直角坐标系xOy 中,曲线sin cos :1sin 2x C y ααα=+⎧⎨=+⎩(α为参数),以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线l的方程为:sin )0(R)a a ρθθ--=∈(1)当极点O到直线l l的直角坐标方程;(2)若直线l与曲线C有两个不同的交点,求实数a的取值范围答案以及解析1答案及解析:答案:(1cos sin0θρθ--,2240x y x+-=(2)5(2,)3π,)6π解析:(1)122x ty⎧⎪=+⎨=⎪⎪⎪⎩,消去参数t,y--=,将cossinxyρθρθ==⎧⎨⎩代入0y--cos sin0θρθ--=,曲线C的普通方程为2240x y x+-=(2)C的普通方程为2240x y x+-=,由2240yx y x--=+-=⎪⎩解得1xy⎧==⎪⎨⎪⎩3xy⎧==⎪⎨⎪⎩所以l与C交点的极坐标分别为52,,36ππ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭考点:曲线的参数方程,曲线的极坐标方程.2答案及解析:答案:(1).曲线1C的普通方程为()2225x y+-=.由222x yρ=+,cos xρθ=,得曲线2C的直角坐标方程为22430x y x+-+=.(2).将两圆的方程()2225x y+-=与22430x y x+-+=作差得直线AB的方程为10x y--=. 点()0,1P-在直线AB上,设直线AB的参数方程为1xy⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩(t为参数)代入22430x y x+-+=化简得240t-+=,所以12t t+=124t t=.因为点M对应的参数为1222t t+=,所以12122t tPM AB t t+⋅=⋅-=32==解析:3答案及解析:答案:(1)由2sin 2cos (0)a a ρθθ=>得22sin 2cos (0)a a ρθρθ=>, 所以曲线C 的直角坐标方程22y ax =, 因为2545x ty t =-+⎧⎨=-+⎩,所以214x y +=+,直线l 的普通方程为2y x =-; (2)直线l的参数方程为2242x ty ⎧=-+⎪⎪⎨⎪=-+⎪⎩(t 为参数), 代入22y ax =得:)243280t a t a -+++=,设A ,B 对应的参数分别为12,t t,则)124t t a +=+,12328t t a =+,10t >,20t > 由参数1t ,2t 的几何意义得1212t PA t PB t t AB ==-=,,, 由2||PA PB AB =得21212||t t t t -=,所以21212||5t t t t +=,所以)()()245328a a +=+,即2340a a +-=,故1a =,或4a =-(舍去),所以1a =. 解析:4答案及解析:答案:1.C 的普通方程为224470x y x y +--+=,()21212122ρρρρρρ+-=化为极坐标方程为2sin 704πρθ⎛⎫-++= ⎪⎝⎭.由于直线ONOM OM ON +233223x x x ⎧>⎪⎨⎪---≤⎩22121224cos 4sin 70,.273ON OM l OM ONρρθρρπθρρθ⎧--++=+==⋅=⎪⎨=⎪⎩过原点且倾斜角为3π,故其化为()2270ρρ-+=极坐标方程为()3R πθρ=∈.(2)由知,设N M ,两点对应的极径分别为21ρρ,,则,,则212122ρρρρ+= .解析:5答案及解析:答案:(1)已知曲线2C 的极坐标方程为22cos 30ρρθ+-=,由222x y ρ+=,cos x ρθ=, 可得22230x y x ++-=,即()2214x y ++=. 所以曲线2C 的直角坐标方程为()2214x y ++=. (2)由已知得曲线1C 的普通方程为270x y --=.设12cos ,2s (in )Q αα-+,R a ∈,点Q 到曲线1C 的距离为d ,则d =9αϕ-+2 (其中1tan 2ϕ=), 当且仅当()cos 1αϕ+=时,取等号所以P Q ,2. 解析:6答案及解析:答案:(1)曲线C 的极坐标方程化为直角坐标方程为24x y =, P 点的极坐标为:3,2πP ⎛⎫⎪⎝⎭化为直角坐标为()0,3P(2).直线l 的参数方程为cos ,33sin ,3ππx t y t ⎧=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩,即1,23,x t y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数)将l 的参数方程代入曲线C 的直角坐标方程,得21124t=+,整理得:2480t --=,显然有0∆>,则121248,t t t t ⋅=-+=,121248PA PB t t t t ⋅=⋅=⋅=,1212PA PB t t t t +=+=-=所以116PA PB PA PB PA PB ++==⋅. 解析:7答案及解析:答案:1.由2sin 4cos ρθθ=+得22sin 4cos ρρθρθ=+, 2224x y y x ∴+=+,即()()22215x y -+-=,故曲线C 是以()2,1C '为圆心,5为半径的圆. ∵原点O 在圆C 上,∴max 25OP =, 故线段OP 的中点为圆心()2,1C ,∴点P 的直角坐标为()4,22.将直线l 的方程3112x t y t ⎧=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩(t 为参数)代入2224x y y x +=+并整理得22310t t --=. 设A B ,两点对应的参数分别为12,t t ,则1223t t +=,121t t =-. 由参数t 的几何意义得11MA MB MA MB MA MB ++=12121212t t t t t t t t +-==()212121244t t t t t t +-==.解析:8答案及解析:答案:1.曲线C 的极坐标方程为22124cos ρθ=-.转换为直角坐标方程为:22143x y +=;2.点(1,0)P 且倾斜角为45o 的直线l , 转换为参数方程为:212x t y t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数,把直线的参数方程代入22143x y +=,得到:2732902t t +-=,(1t 和2t 为A B 、对应的参数)所以:11116218,7t t t t +=-=-, 所以:12121143t t PA PB t t -+==. 解析:9答案及解析:答案:(1) 2219x y +=(2) 109解析:(1)由2229cos 9sin ρθθ=+得2222cos 9sin 9ρθρθ+=,将cos ,sin x y ρθρθ==代入得到曲线C 的普通方程是2219x y +=.(2)因为2229cos 9sin ρθθ=+,所以2221cos sin 9θθρ=+,由OA OB ⊥,设1(,)A ρα,则B 点的坐标可设为2,2πρα⎛⎫± ⎪⎝⎭,所以2222121111OAOBρρ+=+2222cos sin 110sin cos 19999αααα=+++=+=.10答案及解析:答案:(1)直线l 的方程为:2cos sin 0(R)a a ρθρθ--=∈ 则直角坐标方程为20x y a --=极点O 到直线l 的距离为:33a -=;解得3a =±故直线l 的直角坐标方程为230x y -±= (2)曲线C 的普通方程为2(22)x y x =-≤≤ 直线20x y a --=联立曲线C 与直线l 的方程,消去y 可得220(22)x x a x -+=-≤≤ 即y a =与2()2y f x x x ==-+在22x -()f x 的最大值为12f =⎝⎭;且0f=;(4f =-∴实数a 的范围为1[0,)2解析:。
十年(2011-2020)数学高考真题分项详解专题34 极坐标系与参数方程(逐题详解)

专题34 极坐标系与参数方程参数方程与极坐标方程的互化,极坐标方程的应用文理23 参数方程的求法,参数方程的应用文理23极坐标系与参数方程极坐标系与参数方程直线与圆的位置关系,圆的参数方程,点的轨迹方程求法参数方程与普通方程的互化,极坐标方程与直角坐标方程的考点116 平面直角坐标系中的伸缩变换 考点117 极坐标和直角坐标的互化1.(2020全国Ⅱ文理21)已知曲线12,C C 的参数方程分别为2124cos ,:4sin x C y θθ⎧=⎪⎨=⎪⎩(θ为参数),21,:1x t tC y t t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩(t 为参数).(1)将12,C C 的参数方程化为普通方程;(2)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系.设12,C C 的交点为P ,求圆心在极轴上,且经过极点和P 的圆的极坐标方程.2.(2020全国Ⅲ文理22)在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为222,23x t t y t t⎧=--⎪⎨=-+⎪⎩(t 为参数且1t ≠),C 与坐标轴交于,A B 两点.(1)求AB ;(2)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求直线AB 的极坐标方程.3.(2020江苏22)在极坐标系中,已知点1π(,)3A ρ在直线:cos 2l ρθ=上,点2π(,)6B ρ在圆:4sinC ρθ=上(其中0ρ≥,02θπ≤<). (1)求1ρ,2ρ的值(2)求出直线l 与圆C 的公共点的极坐标.4.(2019全国II 文理22)在极坐标系中,O 为极点,点000(,)(0)M ρθρ>在曲线:4sin C ρθ=上,直线l 过点(4,0)A 且与OM 垂直,垂足为P . (1)当0=3θπ时,求0ρ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.5.(2019全国III 文理22)如图,在极坐标系Ox 中,(2,0)A ,)4B π,)4C 3π,(2,)D π,弧AB ,BC ,CD 所在圆的圆心分别是(1,0),(1,)2π,(1,)π,曲线1M 是弧AB ,曲线2M 是弧BC ,曲线3M 是弧CD .(1)分别写出1M ,2M ,3M 的极坐标方程;(2)曲线M 由1M ,2M ,3M 构成,若点P 在M 上,且||OP =P 的极坐标.考点118 参数方程与普通方程的互化6.(2020上海14)已知直线方程3410x y ++=的一个参数方程可以是( )A . 1314x ty t =+⎧⎨=-+⎩ B .1413x ty t =-⎧⎨=--⎩ C . 1314x ty t =-⎧⎨=-+⎩ D . 1413x ty t =+⎧⎨=--⎩7.(2018全国Ⅲ)[选修4—4:坐标系与参数方程](10分)在平面直角坐标系xOy 中,O 的参数方程为cos sin x y θθ=⎧⎨=⎩,(θ为参数),过点(0,且倾斜角为α的直线l 与O 交于A ,B 两点.(1)求α的取值范围;(2)求AB 中点P 的轨迹的参数方程.考点119 极坐标方程与参数方程的综合应用8.(2018北京文理)在极坐标系中,直线cos sin (0)a a ρθρθ+=>与圆=2cos ρθ相切,则a =___.9.(2017北京文理)在极坐标系中,点A 在圆22cos 4sin 40ρρθρθ--+=上,点P 的坐标为(1,0)),则||AP 的最小值为___________.10.(2017天津文理)在极坐标系中,直线4cos()106ρθπ-+=与圆2sin ρθ=的公共点的个数为_____.11.(2016北京文理)在极坐标系中,直线cos sin 10ρθθ-=与圆2cos ρθ=交于,A B 两点,则||AB = .12.(2015广东文理)已知直线l 的极坐标方程为2sin()4πρθ-=Α的极坐标为7)4πA (,则点Α到直线l 的距离为 . 13.(2015安徽文理)在极坐标系中,圆8sin ρθ=上的点到直线()3R πθρ=∈距离的最大值是 . 14.(2020全国Ⅰ文理21)在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为cos ,sin k kx t y t⎧=⎨=⎩(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,曲线2C 的极坐标方程为4cos 16sin 30ρθρθ-+=. (1)当1k =时,1C 是什么曲线?(2)当4k =时,求1C 与2C 的公共点的直角坐标.15.(2019全国1文理22)在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为2221141t x t t y t ⎧-=⎪⎪+⎨⎪=⎪+⎩,(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,直线l 的极坐标方程为. (1)求C 和l 的直角坐标方程; (2)求C 上的点到l 距离的最小值.16.(2018全国Ⅰ文理) 在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的方程为||2y k x =+.以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为22cos 30ρρθ+-=. (1)求2C 的直角坐标方程;(2)若1C 与2C 有且仅有三个公共点,求1C 的方程.2cos sin 110ρθθ+=17.(2018全国Ⅱ文理)在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为2cos ,4sin ,=⎧⎨=⎩x θy θ(θ为参数),直线l 的参数方程为1cos 2sin =+⎧⎨=+⎩x t αy t α(t 为参数).(1)求C 和l 的直角坐标方程;(2)若曲线C 截直线l 所得线段的中点坐标为(1,2),求l 的斜率.18.(2018江苏)在极坐标系中,直线l 的方程为πsin()26ρθ-=,曲线C 的方程为4cos ρθ=,求直线l 被曲线C 截得的弦长.19.(2017全国Ⅰ文理)在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为3cos sin x y θθ=⎧⎨=⎩,(θ为参数),直线l 的参数方程为41x a ty t=+⎧⎨=-⎩(t 为参数).(1)若1a =-,求C 与l 的交点坐标;(2)若C 上的点到l ,求a .20.(2017全国Ⅱ文理)在直角坐标系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 的极坐标方程为cos 4ρθ=.(1)M 为曲线1C 上的动点,点P 在线段OM 上,且满足||||16OM OP ⋅=,求点P 的轨迹2C 的直角坐标方程;(2)设点A 的极坐标为(2,)3π,点B 在曲线2C 上,求OAB ∆面积的最大值.21.(2017全国Ⅲ文理)在直角坐标系xOy 中,直线1l 的参数方程为2x ty kt =+⎧⎨=⎩(t 为参数),直线2l 的参数方程为2x mm 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C . (1)写出C 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,设3l :(cos sin )ρθθ+-0=,M 为3l 与C 的交点,求M 的极径.22.(2017江苏)在平面坐标系中xOy 中,已知直线l 的参考方程为82x tty =-+⎧⎪⎨=⎪⎩(t 为参数),曲线C 的参数方程为22x sy ⎧=⎪⎨=⎪⎩(s 为参数).设P 为曲线C 上的动点,求点P 到直线l 的距离的最小值.23.(2016全国I 文理)在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为cos 1sin x a ty a 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2C :4cos ρθ=. (I )说明1C 是哪种曲线,并将1C 的方程化为极坐标方程;(II )直线3C 的极坐标方程为0=a θ,其中0a 满足0tan =2a ,若曲线1C 与2C 的公共点都在3C 上,求a .24.(2016全国II 文理)在直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为()22625x y ++=. (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cos sin x t y t αα=⎧⎨=⎩(t 为参数),l 与C 交于A 、B 两点,10AB =,求l 的斜率.25.(2016全国III 文理)在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为3cos sin x y αα⎧=⎪⎨=⎪⎩(α为参数),以坐标原点为极点,以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sin()224ρθπ+=.(Ⅰ)写出1C 的普通方程和2C 的直角坐标方程;(Ⅱ)设点P 在1C 上,点Q 在2C 上,求||PQ 的最小值及此时P 的直角坐标.26.(2016江苏)在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l的参数方程为()11,2,x t t y ⎧=+⎪⎪⎨⎪⎪⎩为参数,椭圆C 的参数方程为()cos ,2sin ,x y θθθ=⎧⎨=⎩为参数,设直线l 与椭圆C 相交于,A B 两点,求线段AB 的长.27.(2015全国Ⅰ文理)在直角坐标系xOy 中,直线1C :2x =-,圆2C :22(1)(2)1x y -+-=,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1C ,2C 的极坐标方程; (Ⅱ)若直线3C 的极坐标方程为()4R πθρ=∈,设2C 与3C 的交点为M ,N ,求2C MN ∆的面积.28.(2015全国Ⅱ文理)在直角坐标系xOy 中,曲线1C :cos ,sin ,x t y t αα=⎧⎨=⎩(t 为参数,t ≠0)其中0απ<≤,在以O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线2C :2sin ρθ=,3C:ρθ=. (Ⅰ)求2C 与3C 交点的直角坐标;(Ⅱ)若1C 与2C 相交于点A ,1C 与3C 相交于点B ,求||AB 的最大值.29.(2015江苏)已知圆C的极坐标方程为2sin()404πρθ+--=,求圆C 的半径.30.(2015陕西文理)在直角坐标系xOy 中,直线l的参数方程为132x t y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(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ρθ=.(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.31.(2014全国Ⅰ文理)已知曲线C :22149x y +=,直线l :222x t y t=+⎧⎨=-⎩(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 上任一点P 作与l 夹角为o 30的直线,交l 于点A ,求||PA 的最大值与最小值.32.(2014全国Ⅱ文理)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2cos ρθ=,0,2πθ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦.(Ⅰ)求C 的参数方程;(Ⅱ)设点D 在C 上,C 在D处的切线与直线:2l y =+垂直,根据(Ⅰ)中你得到的参数方程,确定D 的坐标.33.(2013全国Ⅰ文理)已知曲线1C 的参数方程为(为参数),以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为.(Ⅰ)把1C 的参数方程化为极坐标方程;(Ⅱ)求1C 与2C 交点的极坐标(0ρ≥,02θπ≤≤).34.(2013全国Ⅱ文理)已知动点,都在曲线: 上,对应参数分别为与(02απ<<)为的中点.(Ⅰ)求的轨迹的参数方程(Ⅱ)将到坐标原点的距离表示为的函数,并判断的轨迹是否过坐标原点.35.(2012全国文理)已知曲线1C 的参数方程是⎩⎨⎧==ϕϕsin 3cos 2y x (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,曲线2C 的极坐标方程是2=ρ.正方形ABCD 的顶点都在2C 上,且A 、B 、C 、D 依逆时针次序排列,点A 的极坐标为)3,2(π. (Ⅰ)求点A 、B 、C 、D 的直角坐标;(Ⅱ)设P 为1C 上任意一点,求2222||||||||PD PC PB PA +++的取值范围.45cos 55sin x t y t=+⎧⎨=+⎩t x 2sin ρθ=P Q C ()2cos 2sin x y βββ=⎧⎨=⎩为参数βα=2βα=M PQ M M d αM36.(2011全国文理)在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为(为参数),M 是1C 上的动点,P 点满足,P 点的轨迹为曲线2C (Ⅰ)求2C 的方程(Ⅱ)在以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线与1C 的异于极点的交点为A ,与2C 的异于极点的交点为B ,求. 2cos 22sin x y αα=⎧⎨=+⎩α2OP OM =3πθ=AB。
高考数学压轴专题最新备战高考《坐标系与参数方程》真题汇编附答案

【高中数学】数学《坐标系与参数方程》复习知识点(1)一、131.已知点N 在圆224x y +=上,()2,0A -,()2,0B ,M 为NB 中点,则sin BAM ∠的最大值为( )A .12B .13C .10D 【答案】B 【解析】 【分析】设(2cos ,2sin )N αα,则(1cos ,sin )M αα+先求出AM 的斜率的最大值,再得出sin NAM ∠的最大值. 【详解】解:设(2cos ,2sin )N αα,则(1cos ,sin )M αα+,sin 0sin tan 1cos 2cos 3BAM αααα-∠==+++„, 1sin 3BAM ∴∠„, 故选:C . 【点睛】本题考查了直线与圆的位置关系,属中档题.2.椭圆3cos (4sin x y θθθ=⎧⎨=⎩为参数)的离心率是( )A B C .2D 【答案】A 【解析】 【分析】先求出椭圆的普通方程,再求其离心率得解. 【详解】椭圆3cos 4sin x y θθ=⎧⎨=⎩的标准方程为221916x y +=,所以.所以e . 故答案为A 【点睛】(1) 本题主要考查参数方程和普通方程的互化,考查椭圆的简单几何性质,意在考查学生对这些知识的掌握水平和分析推理计算能力. (2)在椭圆中,222,.c c a b e a=-=3.已知直线2sin 301sin 30x t y t ︒︒⎧=-⎨=-+⎩(t 为参数)与圆228x y +=相交于B 、C 两点,则||BC 的值为( )A .BC .D .2【答案】B 【解析】 【分析】根据参数方程与普通方程的互化方法,然后联立方程组,通过弦长公式,即可得出结论. 【详解】曲线2sin 301sin 30x t y t ︒︒⎧=-⎨=-+⎩(t 为参数),化为普通方程1y x =-, 将1y x =-代入228x y +=,可得22270x x --=,∴BC ==,故选B . 【点睛】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,考查直线与圆的位置关系,属于中档题.4.已知直线1:1x t l y at =+⎧⎨=+⎩(t 为参数)与曲线221613sin ρθ=+的相交弦中点坐标为(1,1),则a 等于( )A .14-B .14C .12-D .12【答案】A 【解析】 【分析】根据参数方程与普通方程的互化,得直线l 的普通方程为1=-+y ax a ,由极坐标与直角坐标的互化,得曲线C 普通方程为221164x y +=,再利用“平方差”法,即可求解.【详解】由直线1:1x tl y at =+⎧⎨=+⎩(t 为参数),可得直线l 的普通方程为1=-+y ax a ,由曲线221613sin ρθ=+,可得曲线C 普通方程为221164xy +=,设直线l 与椭圆C 的交点为()11,A x y ,()22,B x y ,则22111164x y +=,2221164x y +=,两式相减,可得1212121214y y y y x x x x -+⋅=--+. 所以1212114y y x x -⋅=--,即直线l 的斜率为14-,所以a =14-,故选A . 【点睛】本题主要考查了参数方程与普通方程、极坐标方程与直角坐标方程的互化,以及中点弦问题的应用,其中解答中熟记互化公式,合理应用中点弦的“平方差”法是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.5.如图,点A 、B 是函数1y x=在第I 象限的图像上两点且满足OAB 90∠=o 且AO AB =,则OAB ∆的面积等于( )A .12B .22C 3D 5 【答案】D 【解析】 【分析】设点B 的极坐标为(),ρθ,则04πθ<<,由OAB ∆为等腰直角三角形可得出点A 的极坐标2,4πρθ⎫+⎪⎪⎝⎭,将函数1y x =的解析式表示为极坐标方程,将A 、B 两点的极坐标代入曲线的极坐标方程,可计算出2ρ的值,再利用三角形的面积公式可计算出OAB ∆的面积. 【详解】设点B 的极坐标为(),ρθ,则04πθ<<,由题意知,OAB ∆为等腰直角三角形,且OAB 90∠=o ,则点A的极坐标,24πρθ⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭,将函数1y x =的解析式化为极坐标方程得1sin cos ρθρθ=,即2sin cos 1ρθθ=,化简得2sin 22ρθ=,将点B 的极坐标代入曲线的极坐标方程得2sin 22ρθ=,将点A的极坐标代入曲线的极坐标方程得2sin 2224πρθ⎛⎫⎡⎤⎛⎫+= ⎪ ⎪⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦⎝⎭, 化简得2cos 24ρθ=,于是有22sin 22cos 24ρθρθ⎧=⎨=⎩,()()242222sin 2cos 22420ρρθρθ∴=+=+=,得2ρ=,因此,OAB ∆的面积为111sin 242224OAB S OA OB πρρ∆=⋅=⨯⨯⨯=⨯=故选D.【点睛】本题考查三角形面积的计算,解题的关键就是将问题转化为极坐标方程求解,将代数问题转化为几何问题求解,考查转化与化归数学思想,属于中等题.6.已知曲线T的参数方程1x ky ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(k 为参数),则其普通方程是()A .221x y +=B .()2210x y x +=≠ C.00x y x ⎧>⎪=⎨<⎪⎩D.y =0x ≠)【答案】C 【解析】 【分析】 由已知1x k =得1k x=代入另一个式子即可消去参数k ,要注意分类讨论。
2023年高考数学真题分训练 极坐标系与参数方程(含答案含解析)

专题34 极坐标系与参数方程2⎩2 2考点 116 平面直角坐标系中的伸缩变换 考点 117 极坐标和直角坐标的互化⎧x = t + 1,⎪x = 4cos 2θ, 1.(2023 全国Ⅱ文理 21)已知曲线C 1 , C 2 的参数方程分别为C 1 : ⎨ (θ为参数),C : ⎪ t ( t 为 ⎩ y = 4sin 2θ⎪ y = t - 1参数).(1) 将C 1 , C 2 的参数方程化为一般方程;⎪ t(2) 以坐标原点为极点, x 轴正半轴为极轴建立极坐标系.设C 1 , C 2 的交点为 P ,求圆心在极轴上,且经过极点和 P 的圆的极坐标方程.(解析)(1)由cos 2 θ+ sin 2 θ= 1得C 1 的一般方程为: x + y = 4 ,⎧x = t + 1 ⎧x 2= t 2 + 1 + 2 ⎪ t ⎪ t 2 C 2 2由⎨ 1 得: ⎨1 ,两式作差可得2 的一般方程为: x - y = 4 . ⎪ y = t - ⎪ y 2 = t 2 + - 2 ⎪ t ⎪ t 2⎧x = 5 ⎧x + y = 4 ⎪ (2)由 得: 2 ,即 P ⎛ 5 , 3 ⎫. ⎨x 2 - y 2= 4 ⎨ ⎪ y = 3 ⎩ 2 ⎪ ⎝ ⎭⎛ 5 ⎫2⎛3 ⎫217设所求圆圆心的直角坐标为(a , 0),其中 a > 0 ,则 a - ⎪ + 0 - ⎪ = a 2 ,解得:a = ,⎝2 ⎭⎝2 ⎭10∴ 17 ∴⎛ 17 ⎫2⎛ 17 ⎫222 2 17 所求圆的半径 r = , 10 所求圆的直角坐标方程为: x - 10 ⎪ + y = 10 ⎪ ,即 x + y = x ,5 ∴所求圆的极坐标方程为ρ= 17cos θ.5⎝ ⎭ ⎝ ⎭103⎩⎪x = 2 - t - t 2, 2.(2023 全国Ⅲ文理 22)在直角坐标系 xOy 中,曲线C 的参数方程为⎪ y = 2 - 3t + t 2( t 为参数且t ≠ 1),C与坐标轴交于 A , B 两点.(1) 求 AB ;(2) 以坐标原点为极点, x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求直线 AB 的极坐标方程.(解析)(1)令 x = 0 ,则t 2 + t - 2 = 0 ,解得t = -2 或t =1(舍),则 y = 2 + 6 + 4 = 12 ,即 A (0,12) . 令 y = 0 ,则t 2 - 3t + 2 = 0 ,解得t = 2 或t =1(舍),则 x = 2 - 2 - 4 = -4 ,即 B (-4, 0) .∴ AB == 4 .(2)由(1)可知 k AB =12 - 00 - (-4)= 3 ,则直线 AB 的方程为 y = 3(x + 4) ,即3x - y +12 = 0 .由 x = ρcos θ, y = ρsin θ可得,直线 AB 的极坐标方程为3ρcos θ- ρsin θ+12 = 0 .3.(2023 江苏 22)在极坐标系中,已知点 A (ρ, π) 在直线l : ρcos θ= 2 上,点 B (ρ , π) 在圆C : ρ= 4 sin θ上1 32 6(其中ρ≥ 0 , 0 ≤θ< 2π).(1)求ρ1 , ρ2 的值(2)求出直线l 与圆C 的公共点的极坐标.(解析)(1) Q ρ cos π = 2∴ρ = 4; Q ρ = 4 s inπ2 .131 26 ∴ρ2 = (2) Q ρcos θ= 2, ρ= 4 sin θ∴ 4 sin θcos θ= 2,∴sin 2θ= 1 Q θ∈0, 2π)∴θ= π, 5π,4 4当θ= π时ρ= 2 4;当θ= 5π 时ρ= -2 4 < 0 (舍);即所求交点坐标为当π (2 2, ) . 4 4.(2023 全国 II 文理 22)在极坐标系中,O 为极点,点 M (ρ0 ,θ0 )(ρ0 > 0)在曲线C : ρ= 4 s in θ上,直线 l 过点 A (4, 0) 且与OM 垂直,垂足为 P . (1)当θ = π时,求ρ 及 l 的极坐标方程;3(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.(解析)(1)因为 M (ρ,θ ) 在C 上,当θ = π 时,ρ = 4 s in π= 2 .0 0 0 3 03由已知得| OP |=| OA | cos π= 2 .322333⎢⎥⎢⎥设Q (ρ,θ) 为l 上除P 的任意一点.在Rt △OPQ 中ρcos⎛θ-π ⎫=| OP |= 2 , 3 ⎪ ⎝ ⎭π ⎛ π ⎫经检验,点P (2, ) 在曲线ρcos θ- ⎪ = 2 上. ⎝ ⎭所以,l 的极坐标方程为ρcos ⎛θ- π ⎫= 2 .3 ⎪ ⎝ ⎭(2)设 P (ρ,θ) ,在Rt △OAP 中, | OP |=| OA | cos θ= 4 cos θ,即 ρ= 4 cos θ..因为P 在线段OM 上,且 AP ⊥ OM ,故θ的取值范围是⎡π , π⎤. ⎣ 4 2 ⎦所以,P 点轨迹的极坐标方程为ρ= 4 cos θ,θ∈ ⎡π , π⎤ .⎣4 2 ⎦5.(2023 全国 III 文理 22)如图,在极坐标系 Ox 中, A (2, 0) , B ( 2, π) ,C ( 2, 3π) , D (2, π) ,弧 AB ,4 4 A , A 所在圆的圆心分别是(1, 0) ,π, (1, π) ,曲线 M 是弧 A ,曲线 M 是弧 A ,曲线 M 是BC CD(1, ) 21 AB2 BC3 弧C D .(1) 分别写出 M 1 , M 2 , M 3 的极坐标方程;(2) 曲线 M 由 M 1 , M 2 , M 3 构成,假设点 P 在 M 上,且| OP |= ,求P 的极坐标.(解析)(1)由题设可得,弧 AB , B C ,C D 所在圆的极坐标方程分别为ρ= 2 cos θ,ρ= 2 s in θ,ρ= -2 cos θ,所以 M 的极坐标方程为ρ= 2 cos θ⎛0 θ π ⎫ , M 的极坐标方程为 1 4⎪ 2⎝⎭ρ= 2 sin θ⎛ π θ3π ⎫ , M 的极坐标方程为ρ= -2 cos θ⎛ 3πθ π ⎫ . 4 4 ⎪ 34 ⎪ ⎝ ⎭ ⎝ ⎭(2)设 P (ρ,θ) ,由题设及(1)知3332⎩⎩⎩⎩⎩θ假设0 θπ,则 2 cos θ=,解得θ=π;4 6假设 π θ 3π ,则 2 sin θ= ,解得θ= π 或θ= 2π ; 4 4 3 3 假设 3π θ π ,则-2 cos θ= ,解得θ= 5π .4 ⎛ 综上,P 的极坐标为3, π ⎫ 或⎛3, π ⎫ 或⎛63,2π ⎫ 或⎛3, 5π ⎫ .6⎪ 3⎪ 3 ⎪ 6 ⎪ ⎝⎭ ⎝⎭ ⎝⎭ ⎝ ⎭考点 118 参数方程与一般方程的互化6.(2023 上海 14)已知直线方程3x + 4 y +1 = 0 的一个参数方程可以是()⎧x = 1+ 3t A . ⎨ y = -1+ 4t ⎧x = 1- 4tB . ⎨y = -1- 3t⎧x = 1- 3tC . ⎨y = -1+ 4t ⎧x = 1+ 4t D . ⎨y = -1- 3t(答案)D(解析)A .参数方程可化简为 4x - 3y - 7 = 0 ,故 A 不正确;B .参数方程可化简为3x - 4 y - 7 = 0 ,故B 不正确;C .参数方程可化简为 4x + 3y -1 = 0 ,故 C 不正确;D .参数方程可化简为3x + 4 y +1 = 0 , 故 D 正确.应选 D .7.(2023 全国Ⅲ)选修 4—4:坐标系与参数方程](10 分)在平面直角坐标系 xOy 中, A O 的参数方程为⎧x = cos θ(θ为参数),过点(0, -2) 且倾斜角为α的直线l 与A O 交于 A , B 两点.(1) 求α的取值范围;(2) 求 AB 中点 P 的轨迹的参数方程.⎨ y = sin ,(解析)(1) A O 的直角坐标方程为 x 2 + y 2 = 1. 当α= π时, l 与A O 交于两点.2当α≠ π时,记 tan α= k ,则l 的方程为 y = kx -.l 与A O 交于两点当且仅当< 1 ,解得 k < -1 或2α∈π ππ 3πk > 1,即( , ) 或α∈ ( , ) .4 2 2 4α π 3π 综上,的取值范围是( , ) . 4 4222222⎨(2) l 的参数方程为⎪x = t cos α, (t 为参数, π < α< 3π) . ⎨⎩ y = - + t sin α 4 4 设 A , B , P 对应的参数分别为 t , t , t ,则t =t A + t B,且t , t 满足t 2 - 2 2t sin α+ 1 = 0 .ABPP2A B于是t A + t B= 2 2 sin α, t P =2 sin α.又点 P 的坐标(x , y ) 满足 ⎪x = t P cos α,y = - + t sin α.⎧ ⎪x =2sin 2α, 2 ⎩P π 3π 所以点 P 的轨迹的参数方程是⎨ ⎪ y = - 2 - 2 cos 2α (α为参数, < α< ) . 4 4 ⎪ 2 2考点 119 极坐标方程与参数方程的综合应用8.(2023 北京文理)在极坐标系中,直线ρcos θ+ ρsin θ= a (a > 0) 与圆ρ=2 cos θ相切,则 a =.(答案)1+ (解析)利用 x = ρcos θ, y = ρsin θ,可得直线的方程为 x + y - a = 0 ,圆的方程为(x -1)2 + y 2 = 1 ,所以圆心(1, 0) ,半径 r = 1,由于直线与圆相切,故圆心到直线的距离等于半径,即|1- a |= 1 ,∴ a = 1+ 或1- ,又 a > 0 ,∴ a = 1+ .9.(2023 北京文理)在极坐标系中,点 A 在圆ρ2- 2ρcos θ- 4ρsin θ+ 4 = 0 上,点 P 的坐标为(1, 0) ),则| AP | 的最小值为.(答案)1(解析)圆的一般方程为 x 2 + y 2 - 2x - 4y + 4 = 0 ,即(x -1)2 + ( y - 2)2 = 1 .设圆心为C (1, 2) ,所以| AP |min =| PC | -r = 2 -1 = 1 .10.(2023 天津文理)在极坐标系中,直线4ρcos(θ- π) +1 = 0 与圆ρ= 2 s in θ的公共点的个数为.6(答案)2(解析)直线的一般方程为 2 3x + 2 y +1 = 0 ,圆的一般方程为 x 2 + ( y -1)2= 1 ,因为圆心到直 3线的距离 d = < 1 4,所以有两个交点.11.(2023 北京文理)在极坐标系中,直线ρcos θ- | AB |= .3ρsin θ-1 = 0 与圆ρ= 2 cos θ交于 A , B 两点,则(答案)2(解析)将ρcos θ-3ρsin θ-1 = 0 化为直角坐标方程为 x - 3y -1 = 0 ,将ρ=2cos θ化为直角坐标方程为(x -1)2+ y 2= 1 ,圆心坐标为(1,0),半径 r=1,又(1,0)在直线 x - 3y -1 = 0 上,所以|AB|=2r=2.222234y x ⎩⎩⎩)⎩12.(2023 广东文理)已知直线l 的极坐标方程为 2ρsin(θ- π= 47πA (2 2,) ,则点 Α 到直线l 的距离为 .42 ,点 Α 的极坐标为(答案)(解析)由 2ρsin(θ- 2π ) = 得2ρ´ 4 2 7π(sin θ- cos θ) = ,所以 y - x = 1, 故直线l 的直角坐标方程为 x - y +1 = 0 ,而点 A (2 2, ) 对应的直角坐标为4 A (2,-2) ,所以点 A (2,-2) 到直线l : x - y +1 = 0 的距离为| 2 + 2 +1| = 5 2. 213.(2023 安徽文理)在极坐标系中,圆ρ= 8sin θ上的点到直线θ=是.π(ρ∈ R ) 距离的最大值 3(答案)6(解析)圆ρ= 8sin θ即ρ2= 8ρsin θ,化为直角坐标方程为 x 2+ ( y - 4)2= 16 ,π直线θ=,则tan θ=,化为直角坐标方程为 3x - y = 0 ,圆心(0, 4) 到直线3的距离为| -4 |= 2 ,所以圆上的点到直线距离的最大值为 6.14.(2023 全国Ⅰ文理 21)⎧x = cos k t ,在直角坐标系 xOy 中,曲线C 1 的参数方程为⎨ y = sin k t(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,曲线C 2 的极坐标方程为 4ρcos θ-16ρsin θ+ 3 = 0 .(1) 当 k = 1时, C 1 是什么曲线?(2) 当 k = 4 时,求C 1 与C 2 的公共点的直角坐标.(解析)(1)当 k = 1时,曲线C 的参数方程为⎧x = cos t ,( t 为参数),两式平方相加得 x 2 + y 2 = 1 ,1⎨y = sin t∴曲线C 1 表示以坐标原点为圆心,半径为 1 的圆.⎧x = cos 4 t ,(2)当 k = 4 时,曲线C 1 的参数方程为⎨ y = sin 4t ( t 为参数),∴ x ≥ 0, y ≥ 0 ,曲线C 1 的参数方程化为⎧ x = cos 2 t ⎨ y = sin 2t(t 为参数),两式相加得曲线C 1 方程为 + = 1,得 = 1 - ,平方得 5 22x yx 77⎩2y = x - 2 + 1, 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 ,曲线C 2 的极坐标方程为4ρcos θ-16ρsin θ+ 3 = 0 ,曲线C 2 直角坐标方程为4x -16 y + 3 = 0 ,联立C , C 方程⎪ y = x - 2 +1 , ,整理得12 x - 32 + 13 = 0 ,解得 x = 1 或 = 13(舍去),1 2⎨ ⎩4x -16 y + 3 = 02 6 ∴ x = 1 , y = 1 ,∴C ,C 1 1 公共点的直角坐标为( , ) .4 4 1 24 4⎧ 1- t 2 ⎪x =1+ t 215.(2023 全国 1 文理 22)在直角坐标系 xOy 中,曲线 C 的参数方程为⎨ ⎪ y = ⎩ 4t 1+ t 2(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,直线 l 的极坐标方程为 2ρcos θ+ 3ρsin θ+11 = 0 .(1) 求 C 和 l 的直角坐标方程;(2) 求 C 上的点到 l 距离的最小值.1- t 2⎛ y ⎫2⎛ 1- t 2 ⎫24t 2 (解析)(1)因为-1 < ≤ 1 ,且 x 2 + ⎪ = ⎪ + = 1,所以C 的直角坐标方程为2y 2 1+ t 2⎝ 2 ⎭ ⎝1 + t 2 ⎭ (1+ t 2 )2x += 1(x ≠ -1) .4l 的直角坐标方程为 2x + 3y +11 = 0 .⎧x = cos α, (2)由(1)可设C 的参数方程为 (α为参数, -π <α< π ).⎨y = 2sin α4 cos ⎛α- π ⎫ +113 ⎪ C 上的点到l 的距离为 = ⎝ ⎭.当α= - 2π 时, 4 c os ⎛α- π ⎫+11 取得最小值7,故C 上的点到l 距离的最小值为 . 3 3 ⎪ ⎝ ⎭16.(2023 全国Ⅰ文理) 在直角坐标系 xOy 中,曲线C 1 的方程为 y = k |x | + 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 的极坐标方程为ρ2+ 2ρcos θ- 3 = 0 . (1) 求C 2 的直角坐标方程;x x x | 2 c os α+ 2 3 sin α+11|7⎨y = 4 s in θ,⎩(2) 假设C 1 与C 2 有且仅有三个公共点,求C 1 的方程.(解析)(1)由 x = ρcos θ, y = ρsin θ得C 2 的直角坐标方程为(x +1)2 + y 2 = 4 .(2)由(1)知C 2 是圆心为 A (-1, 0) ,半径为 2 的圆.由题设知,C 1 是过点 B (0, 2) 且关于 y 轴对称的两条射线.记 y 轴右边的射线为l 1 ,y 轴左边的射线为l 2 .由于 B 在圆C 2 的外面,故C 1 与C 2 有且仅有三个公共点等价于l 1 与C 2 只有一个公共点且l 2 与C 2 有两个公共点,或l 2 与C 2 只有一个公共点且l 1 与C 2 有两个公共点.当l 与C 只有一个公共点时, A 到l 所在直线的距离为 2 ,所以| -k + 2 |= 2 ,故 k = - 4 或 k = 0 .1213经检验,当k = 0 时, l 与C 没有公共点;当 k = - 4时, l 与C 只有一个公共点, l 与C 有两个公共点.1231 2 2 2| k + 2 | 当l 与C 只有一个公共点时, A 到l 所在直线的距离为2 ,所以= 2 ,故 k = 0 或 k = 4 .2 2 23经检验,当k = 0 时, l 与C 没有公共点;当 k = 4时, l 与C 没有公共点.1 2 32 2综上,所求C 的方程为 y = - 4| x | +2 .1317.(2023 全国Ⅱ文理)在直角坐标系 xOy 中,曲线C 的参数方程为⎧x = 2 cos θ,( θ 为参数),直线l 的参数⎩⎧x = 1+ t cos α 方程为⎨ y = 2 + t sin α ( t 为参数).(1) 求C 和l 的直角坐标方程;(2) 假设曲线C 截直线l 所得线段的中点坐标为(1, 2) ,求l 的斜率.x 2 + y 2 =(解析)(1)曲线C 的直角坐标方程为 1. 4 16当cos α≠ 0 时, l 的直角坐标方程为 y = tan α⋅ x + 2 - tan α; 当cos α= 0 时, l 的直角坐标方程为 x = 1 .(2)将l 的参数方程代入C 的直角坐标方程,整理得关于t 的方程(1+ 3cos 2 α)t 2 + 4(2 cos α+ sin α)t - 8 = 0 .①3317⎩⎨ y = 1- ty 因为曲线C 截直线l 所得线段的中点(1, 2) 在C 内,所以①有两个解,设为t 1 , t 2 ,则t 1 + t 2 = 0 .4(2 cos α+ sin α)又由①得t 1 + t 2 = -1+ 3cos 2α,故 2 cos α+ sin α= 0 ,于是直线l 的斜率 k = tan α= -2 .18.(2023 江苏)在极坐标系中,直线l 的方程为ρsin( π-θ) = 2 ,曲线C 的方程为ρ= 4 cos θ,求直线l 被曲6 线C 截得的弦长.(解析)因为曲线C 的极坐标方程为ρ=4 cos θ,所以曲线C 的圆心为(2, 0) ,直径为 4 的圆.因为直线l 的极坐标方程为ρsin( π -θ) = 2 ,则直线l 过 A (4, 0) ,倾斜角为 π,所以 A 为直线l 与圆C 的一6 6 个交点.设另一个交点为 B ,则∠OAB= π ,连结 OB ,因为 OA 为直径,从而∠OBA= π ,所以 AB = 4 c os π= 2 .6 因此,直线l 被曲线C 截得的弦长为 2 .2 6⎧x = 3cos θ19.(2023 全国Ⅰ文理)在直角坐标系 xOy 中,曲线C 的参数方程为⎨ y = sin θ ,(θ为参数),直线l 的参数方程为⎧x = a + 4t( t 为参数).⎩ (1) 假设 a = -1,求C 与l 的交点坐标;(2) 假设C 上的点到l 距离的最大值为 ,求 a .(解析)(1)曲线C 的一般方程为 x 2 + 29= 1.当a = -1时,直线l 的一般方程为 x + 4 y - 3 = 0 .⎧x + 4 y - 3 = 0⎧x = - 21 ⎪ ⎧x = 3 ⎪25 21 24由⎨ x 2 2解得⎨ y = 0 或⎨ ,从而C 与l 的交点坐标为(3, 0) , (- 24 , ) . ⎩ 9+ y = 1 ⎩⎪ y = ⎩ 25 25 25171717171733342⎩(2)直线l 的一般方程为 x + 4 y - a - 4 = 0 ,故C 上的点(3cos θ, sin θ) 到l 的距离为| 3cos θ+ 4 sin θ- a - 4 |d =.当a ≥-4 时, d 的最大值为a + 9.由题设得a + 9= ,所以a = 8 ;当a < -4 时, d 的最大值为 -a + 1 .由题设得 -a + 1= ,所以 a = -16 . 综上, a = 8 或 a = -16 .20.(2023 全国Ⅱ文理)在直角坐标系 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C 1 的极坐标方程为ρcos θ= 4 .(1) M 为曲线C 1 上的动点,点 P 在线段OM 上,且满足| OM | ⋅ | OP |= 16 ,求点 P 的轨迹C 2 的直角坐标方程;π(2) 设点 A 的极坐标为(2, 3) ,点 B 在曲线C 2 上,求∆OAB 面积的最大值. (解析)(1)设 P 的极坐标为(ρ,θ) (ρ> 0) , M 的极坐标为(ρ1 ,θ) (ρ1 > 0) .由椭圆知| OP |= ρ, | OM |= ρ1 =cos θ.由| OM | ⋅ | OP |= 16 得C 2 的极坐标方程ρ= 4 cos θ(ρ> 0) , 因此C 的直角坐标方程为(x - 2)2 + y 2= 4(x ≠ 0) .(2)设点 B 的极坐标为(ρB ,α) (ρB > 0) .由题设知| OA |= 2 , ρB = 4cos α,于是∆OAB 面积1 π π 3S = 2 | OA | ⋅ρB ⋅sin ∠AOB = 4cos α| sin(α- 3 ) | = 2 | sin(2α- 3 ) - | ≤ 2 + . 2 当α= - π时, S 取得最大值 2 + ,所以∆OAB 面积的最大值为 2 + .1221.(2023 全国Ⅲ文理)在直角坐标系 xOy 中,直线l 的参数方程为⎧x = 2 + t( t 为参数),直线l 的参数方⎧x = -2 + m⎪1 ⎨ y = kt 2程为⎨ ⎩ y = m k( m 为参数).设l 1 与l 2 的交点为 P ,当 k 变化时, P 的轨迹为曲线C .(1) 写出C 的一般方程;17175224 5⎨t⎩(2)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,设l3 :ρ(cosθ+ sinθ) -交点,求M 的极径.= 0 ,M 为l3与C 的(解析)(1)消去参数t 得l 的一般方程l : y =k (x -2),消去参数m 得l 的一般方程l : y =1 (x+2).11⎧y =k (x-2)22k⎪设P(x, y) ,由题设得⎨⎩y=1 (x+2)k,消去k 得x2-y2=4 (y ≠0),所以C 的一般方程为x2-y2=4 (y ≠0).⎪ρ2(cos2θ-sin2θ)=4(2)C的极坐标方程为ρ2(cos2θ-sin2θ)=4(0<θ<2π,θ≠π),联立⎨得⎩ρ(cosθ+sinθ)-2=0cosθ- sinθ=2 (cosθ+sinθ),故tanθ=-1,从而cos2θ=9,sin2θ=1,代入ρ2(cos2θ-sin2θ)=4得3ρ2=5,所以交点M的极径为.10 10⎧x =-8 +t22.(2023 江苏)在平面坐标系中xOy 中,已知直线l 的参考方程为⎪y = ( t 为参数),曲线C 的参数方⎧x=2s2⎪2程为⎨⎩y=22s( s 为参数).设P 为曲线C 上的动点,求点P 到直线l 的距离的最小值.(解析)直线l 的一般方程为x - 2 y + 8 = 0 .因为点P 在曲线C 上,设P(2s2 , 2 2s) ,从而点P 到直线l 的的距离4 5d == ,当s =时,dmin=5.因此当点P 的坐标为(4, 4) 时,曲线C 上点P 到直线l 的距离取到最小值.5⎧x =a cos t23.(2023 全国I 文理)在直角坐标系xOy 中,曲线C1 的参数方程为⎨y = 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C2 :ρ= 4 cosθ.(I)说明C1 是哪种曲线,并将C1 的方程化为极坐标方程;(II)直线C3 的极坐标方程为θ=a0 ,其中a0 满足tan a0 =2 ,假设曲线C1 与C2 的公共点都在C3上,求a.22(s -2)2 +4510 10 ⎫2152⎩1123⎩⎨⎩=⎧x = a cos t (解析)(1) ⎨ y = 1 + a sin t( t 均为参数),∴x 2 + ( y - 1)2= a 2 ①∴ C 为以(0 ,1) 为圆心, a 为半径的圆.方程为 x 2 + y 2 - 2 y +1 - a 2 = 0 .∵ x 2 + y 2 = ρ2 ,y = ρsin θ,∴ ρ2- 2ρsin θ+ 1 - a 2 = 0 ,即为C 的极坐标方程.(2) C :ρ= 4cos θ,两边同乘ρ得ρ2 = 4ρcos θ ρ2= x 2 + y 2 ,ρcos θ= x ,∴ x 2 + y 2 = 4x ,即( x - 2)2+ y 2 = 4 ②C 3 :化为一般方程为 y = 2x ,由题意: C 1 和C 2 的公共方程所在直线即为C 3 ,①—②得: 4x - 2 y + 1 - a 2 = 0 ,即为C ,∴1 - a 2 = 0 ,∴ a = 1 .24.(2023 全国 II 文理)在直角坐标系 xOy 中,圆 C 的方程为( x + 6)2+ y 2 = 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;⎧x = t cos α(II)直线 l 的参数方程是⎨ y = t sin α(t 为参数),l 与 C 交于 A 、B 两点, AB = ,求 l 的斜率.⎧ρ2 = x 2 + y 2 (解析)(Ⅰ)整理圆的方程得 x 2 + y 2 + 12 + 11 = 0 ,由⎪ρcos θ= x ⎪ρsin θ= y 可知圆C 的极坐标方程为ρ2 + 12ρcos θ+ 11 = 0 .(Ⅱ)记直线的斜率为 k ,则直线的方程为 kx - y = 0 ,由垂径定理及点到直线距离公式知:= 36k 2 290 ,整理得 k 2 = 5 ,则 k = ± . 1 + k 4 3 3⎪x =3 cos α25.(2023 全国 III 文理)在直角坐标系 xOy 中,曲线C 1 的参数方程为⎨ ⎩ y = sin α(α为参数),以坐标原点为极点,以 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ρsin(θ+ π) = 2.24(Ⅰ)写出C 1 的一般方程和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.x 2 2(解析)(Ⅰ) C 1 的一般方程为 3+ y = 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( 3 cos α, sin α) ,因为C 2 是直线,所以| PQ | 的最小值,即为 P 到C 2| 3 cos α+sin α- 4 |2222⎨⎩⎪=1⎩的距离d (α) 的最小值, d (α) ==π2 | sin(α+ π ) - 2 | .3 3 1当且仅当α= 2k π+(k ∈ Z ) 时, d (α) 取得最小值,最小值为 6,此时 P 的直角坐标为( , ) . 2 2 ⎧x = 1 + 1t , 26.(2023 江苏)在平面直角坐标系 xOy 中,已知直线l 的参数方程为⎪ ⎪ y = ⎩ 2 3 t , 2(t 为参数) ,椭圆C 的参数⎧x = cos θ,方程为⎨ y = 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.⎧x = 1+ 1t(解析)椭圆C 的一般方程为 x 2 + y 4 = 1,将直线l 的参数方程⎨ ⎪ y = ⎩2 3 t2 ,代入 x 2 + y 4 = 1,得(1+ 1 t )2 + 3 t )22 = 1,即7t 2 +16t = 0 ,解得t = 0 , t = - 16 ,所以 AB =| t - t | 16 .2 4 1 2 71 2727.(2023 全国Ⅰ文理)在直角坐标系 xOy 中,直线C : x = -2 ,圆C :(x -1)2 + ( y - 2)2= 1 ,以坐标原12点为极点, x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.(Ⅰ)求C 1 , C 2 的极坐标方程;(Ⅱ)假设直线C 3 的极坐标方程为θ=(ρ∈ R ) ,设C 2 与C 3 的交点为 M , N ,求∆C 2MN 的面积.4(解析)(Ⅰ)因为 x = ρcos θ, y = ρsin θ,∴ C 的极坐标方程为ρcos θ= -2 , C 的极坐标方程为ρ2- 2ρcos θ- 4ρsin θ+ 4 = 0 .12(Ⅱ)将θ= π代入ρ2- 2ρcos θ- 4ρsin θ+ 4 = 0 ,得ρ2- 3 2ρ+ 4 = 0 ,解得ρ = 2, ρ = , 4|MN|= ρ - ρ = ,因为C 的半径为 1,则A C MN 的面积 ⨯ 122 ⨯1⨯sin 45o = 1 . 1 2 22 2 2 ⎧x = t cos α,28.(2023 全国Ⅱ文理)在直角坐标系 xOy 中,曲线C 1 : ⎨ y = t sin α, ( 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C 2 : ρ= 2 sin θ, C 3 : ρ= 2 3 cos θ. (Ⅰ)求C 2 与C 3 交点的直角坐标;(Ⅱ)假设C 1 与C 2 相交于点 A , C 1 与C 3 相交于点 B ,求| AB | 的最大值.222(π3623)( x -1+ y +1= )()⎨(解析)(Ⅰ)曲线C 的直角坐标方程为 x 2 + y 2 - 2 y = 0 ,曲线C 的直角坐标方程为 x 2 + y 2- 2 3x = 0 .联⎪x 2+ y 2- 2 y = 0,⎧x = 0, ⎧ 3 ⎪x = 2 , 立⎨x 2 + y 2 - 2 3x = 0,解得⎨ y = 0, 或⎨ 3 ⎪ ⎩ ⎪ y = ,⎩ 23所以C 2 与C 1 交点的直角坐标为(0, 0) 和( , ) .2 2(Ⅱ)曲线C 1 的极坐标方程为θ= α(ρ∈ R , ρ≠ 0) ,其中0 ≤α<π. 因此 A 得到极坐标为(2 sin α,α) , B 的极坐标为(2 3 cos α,α) . π5π所以 AB = 2 sin α- 2 3 cos α = 4 s in(α-) ,当α= 时, AB 取得最大值,最大值为 4 . 3 629.(2023 江苏) 已知圆 C 的极坐标方程为ρ2+ 2 2ρsin(θ- π- 4 = 0 ,求圆 C 的半径.4(解析) 以极坐标系的极点为平面直角坐标系的原点O ,以极轴为 x 轴的正半轴,建立直角坐标系 xoy .圆C 的极坐标方程为ρ2 + 2⎛ 2 sin θ- 2cos ⎫4 = 0 ,化简,得ρ2 + 2ρsin θ- 2ρcos θ- 4 = 0 . ρ 22 θ⎪⎪ - ⎝ ⎭则圆C 的直角坐标方程为 x 2 + y 2 - 2x + 2 y - 4 = 0 ,即2 2,所以圆C 的半径为 . ⎧x = 3 + 1 t 30.(2023 陕西文理)在直角坐标系 xOy 中,直线l 的参数方程为⎪2⎪ y = 3 t ⎩ 2 轴正半轴为极轴建立极坐标系,⊙ C 的极坐标方程为ρ= 2 3 sin θ. (Ⅰ)写出⊙ C 的直角坐标方程;( t 为参数).以原点为极点, x(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.(解析)(Ⅰ) 由ρ= 2 3 sin θ, 得ρ2= 2 3ρsin θ,从而有 x 2+y 2= 2 3y , 所以x 2+ (y -3 )2= 3 .(Ⅱ)设P (3 += ,故当t =0 时,| PC |取最小值,此时 P 点的直角坐标为(3, 0) .21t,3t), 又C(0, 3) ,则| PC |=3222 3 ⎪55⎨y = 2 - 2t⎩⎩31.(2023 全国Ⅰ文理)已知曲线C : x 4 + y 29 = 1,直线l : ⎧x = 2 + t ( t 为参数). ⎩(Ⅰ)写出曲线C 的参数方程,直线l 的一般方程;(Ⅱ)过曲线C 上任一点 P 作与l 夹角为30o的直线,交l 于点 A ,求| PA |的最大值与最小值.⎧x = 2 cos θ.(解析)〔I 〕曲线C 的参数方程为⎨ y = 3sin θ. (θ为参数).直线l 的一般方程为2x + y - 6 = 0. ……5 分(Ⅱ)曲线C 上任意一点P(2cos θ.3sin θ)到l 的距离为d =4 cos θ+ 3sin θ- 6 .则 PA =d = sin 30︒ 5sin(θ+α) - 6 , 其中α为锐角,且tan α= 4 . 3当sin (θ+α)=-1时,PA 取得最大值,最大值为22 5 .5当sin(θ+α) = 1时,PA 取得最小值,最小值为2 5 .532.(2023 全国Ⅱ文理)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= 2 cos θ,θ∈ ⎡0,π⎤ .(Ⅰ)求 C 的参数方程;⎣⎢ 2 ⎥⎦(Ⅱ)设点 D 在 C 上,C 在 D 处的切线与直线l : y = 3x + 2 垂直,依据(Ⅰ)中你得到的参数方程,确定 D 的坐标.(解析)(I)C 的一般方程为(x -1)0 ≤ t ≤ x ).2 + y 2⎧x = 1+ cos t , = 1(0 ≤ y ≤ 1) ,可得 C 的参数方程为⎨ y = sin t ,(t 为参数,(Ⅱ)设 D (1+ cos t , sin t ) .由(I)知 C 是以 G(1,0)为圆心,1 为半径的上半圆. π因为 C 在点D 处的切线与 t 垂直,所以直线 GD 与 t 的斜率相同, tan t = 3, t =.32 5523⎩⎩⎩1⎩⎩ππ 3故D 的直角坐标为(1+ cos , s in ) ,即( , ) .3 3 2 233.(2023 全国Ⅰ文理)已知曲线C 的参数方程为⎧x = 4 + 5 cos t( t 为参数),以坐标原点为极点,x 轴的正1 ⎨y = 5 + 5sin t半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2 的极坐标方程为ρ= 2 s inθ.(Ⅰ)把C1 的参数方程化为极坐标方程;(Ⅱ)求C1 与C2 交点的极坐标( ρ≥0 ,0 ≤θ≤2π).⎧x = 4 + 5 c os t2 2(解析)将⎨y = 5 + 5sin t消去参数t ,化为一般方程(x - 4) + ( y -5) = 25 ,即C1 :x 2 +y2⎧x =ρcosθ-8x -10 y+16 = 0 ,将⎨y =ρsinθ代入x 2 +y2- 8x -10 y + 16 = 0 得,ρ2 - 8ρcosθ-10ρsinθ+16 = 0 ,∴C 的极坐标方程为ρ2 - 8ρcosθ-10ρsinθ+16 = 0 .⎪x2+y2-8x-10y+16=0(Ⅱ) C 的一般方程为x2 +y2 - 2 y = 0 ,由⎨⎧x =1解得⎨⎧x = 0或⎨,2∴C1 与C2 的交点的极坐标分别为(⎩x2+y2-2y=0π),(2, ) .4 2⎩y =1 ⎩y = 2 34.(2023 全国Ⅱ文理)已知动点P ,Q 都在曲线C与β= 2α( 0 <α< 2π) M 为PQ 的中点.⎧x = 2 c os β:⎨y = 2 s in β(β为参数)上,对应参数分别为β=α(Ⅰ)求M的轨迹的参数方程(Ⅱ)将M 到坐标原点的距离d 表示为α的函数,并推断M 的轨迹是否过坐标原点.(解析)(Ⅰ)由题意有P(2c osα,2sinα),Q(2c os2α,2sin2α),因此M(cosα+cos2α,sinα+sin2α),⎧x = cosα+ cos 2α,M 的轨迹的参数方程为⎨y = sinα+ sin 2α, (0 <α< 2π).(Ⅱ)M 点到坐标原点的距离d ==0 <α< 2π),当α=π时,d = 0 ,故M 的轨迹过坐标原点.2,π3⎩100⎩135.(2023 全国文理)已知曲线C 的参数方程是⎧x = 2 cos ϕϕ为参数),以坐标原点为极点, x 轴的正半轴1⎨y = 3sin ϕ(为极轴建立极坐标系,曲线C 2 的极坐标方程是ρ= 2 .正方形 ABCD 的顶点都在C 2 上,且 A 、 B 、C 、πD 依逆时针次序排列,点 A 的极坐标为(2, ) . 3(Ⅰ)求点 A 、 B 、C 、 D 的直角坐标;(Ⅱ)设 P 为C 上任意一点,求| PA |2 + | PB |2 + | PC |2 + | PD |2 的取值范围.π5π 4π 11π(解析)(1)点 A , B , C , D 的极坐标为(2, ), (2, ), (2, ), (2, ) ,3 6 3 6点 A , B , C , D 的直角坐标为(1, 3),(-⎧x 0 = 2cos ϕ3,1), (-1, - 3),( 3, -1) .(2)设 P (x 0 , y 0 ) ;则⎨ y = 3sin (ϕ为参数) , ⎩ 0ϕt = PA 2+ PB 2+ PC 2+ PD 2= 4x 2 + 4 y 2 +16 = 32 + 20 sin 2ϕ∈32, 52.⎧x = 2 c os α 36.(2011 全国文理)在直角坐标系 xOy 中,曲线C 1 的参数方程为⎨ y = 2 + 2 s in(α为参数),M 是C 上 α的动点, P 点满足OP = 2OM , P 点的轨迹为曲线C 2(Ⅰ)求C 2 的方程(Ⅱ)在以 O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线θ= π与C 的异于极点的交点为 A ,与C 的异于极点的交点为 B ,求 AB .31 2(解析)(I)设 P (x , y ) ,则由条件知 M( x , y).由于 M 点在C 上,⎧ x = 2 cos α ⎪ 2 2 2⎧ x = 4 cos α 1⎧ x = 4 cos α 所以⎨ y ,即⎨y = 4 + 4 s in ,从而C 2 的参数方程为⎨y = 4 + 4 s in (α为参数), ⎪ = 2 + 2 s in α ⎩ α ⎩ α⎩ 2(Ⅱ)曲线C 1 的极坐标方程为ρ= 4sin θ,曲线C 2 的极坐标方程为ρ= 8sin θ.射线θ= π与C 的交点 A 的极径为ρ = 4sin π,射线θ= π与C 的交点 B 的极径为ρ = 8sin π.3 1 1 3 32 23所以| AB |=| ρ2 - ρ1 |= 2 .。
高考数学压轴专题2020-2021备战高考《坐标系与参数方程》分类汇编及答案解析

高考数学《坐标系与参数方程》练习题一、131.已知点(),x y 在圆22()(23)1x y -=++上,则x y +的最大值是( ) A .1 B .1- C .21- D .21--【答案】C 【解析】 【分析】设圆上一点()2,3P cos sin αα+-,则1x y sin cos αα+=+-,利用正弦型函数求最值,即可得出结论 【详解】设22(2)(3)1x y -++=上一点()2,3P cos sin αα+-,则2312sin 1214x y cos sin sin cos πααααα⎛⎫+=++-=+-=+-≤- ⎪⎝⎭,故选:C 【点睛】本题考查圆的参数方程的应用,考查正弦型函数的最值2.已知点是曲线:(为参数,)上一点,点,则的取值范围是 A . B .C .D .【答案】D 【解析】 【分析】将曲线的参数方程化为普通方程,可知曲线是圆的上半圆,再利用数形结合思想求出的最大值和最小值。
【详解】 曲线表示半圆:,所以.取,结合图象可得.故选:D 。
【点睛】本题考查参数方程与普通方程之间的转化,同时也考查了点与圆的位置关系,在处理点与圆的位置关系的问题时,充分利用数形结合的思想,能简化计算,考查计算能力与分析问题的能力,属于中等题。
3.在极坐标系中,已知圆C 经过点236P π⎛⎫ ⎪⎝⎭,,圆心为直线sin 24πρθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭轴的交点,则圆C 的极坐标方程为 A .4cos ρθ= B .4sin ρθ=C .2cos ρθ=D .2sin ρθ=【答案】A 【解析】 【分析】求出圆C 的圆心坐标为(2,0),由圆C 经过点236P π⎛⎫⎪⎝⎭,得到圆C 过极点,由此能求出圆C 的极坐标方程. 【详解】 在sin 24πρθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭中,令0θ=,得2ρ=, 所以圆C 的圆心坐标为(2,0). 因为圆C 经过点236P π⎛⎫⎪⎝⎭,,所以圆C 的半径()222322223cos26r π=+-⨯⨯=,于是圆C 过极点,所以圆C 的极坐标方程为4cos ρθ=. 故选A 【点睛】本题考查圆的极坐标方程的求法,考查直角坐标方程、参数方程、极坐标方程的互化等基础知识,考查运算求解能力,考查函数与方程思想,属于中档题.4.在直角坐标系xOy 中,曲线C 的方程为22162x y +=,以坐标原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程为cos()6πρθ+=M 的极坐标方程为(0)θαρ=≥.设射线m 与曲线C 、直线l 分别交于A 、B 两点,则2211OAOB+的最大值为( ) A .34B .25C .23D .13【答案】C 【解析】分析:先由曲线C 的直角坐标方程得到其极坐标方程为()221+2sin 6ρθ=,设A 、B 两点坐标为()1,ρθ,()2,ρθ,将射线M 的极坐标方程为θα=分别代入曲线C 和直线l 的极坐标方程,得到关于α的三角函数,利用三角函数性质可得结果.详解:∵曲线C 的方程为22162x y +=,即2236x y +=,∴曲线C 的极坐标方程为()221+2sin 6ρθ=设A 、B 两点坐标为()1,ρθ,()2,ρθ,联立()221+2sin 6ρθθα⎧=⎪⎨=⎪⎩,得221112sin 6θρ+=,同理得222cos 163πθρ⎛⎫+ ⎪⎝⎭=, 根据极坐标的几何意义可得22222212cos 111112sin 663OA OBπθθρρ⎛⎫+ ⎪+⎝⎭+=+=+1+1cos 21cos 23sin 23666ππθθθ⎛⎫⎛⎫-+++-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=,即可得其最大值为23,故选C. 点睛:本题考查两线段的倒数的平方和的求法,考查直角坐标方程、极坐标方程的互化等基础知识,考查运算求解能力,充分理解极坐标中ρ的几何意义以及联立两曲线的极坐标方程得到交点的极坐标是解题的关键,是中档题.5.若实数x ,y 满足()()22512196x y ++-=,则22x y +的最大值为( )A .1B .14C .729D .27【答案】C 【解析】 【分析】设14cos 5x t =-,14sin 12y t =+,利用辅助角公式可得22x y +()364sin 365t α=-+,由三角函数的有界性可得结果.【详解】由222(5)(12)19614x y ++-==,2251211414x y +-⎛⎫⎛⎫+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 令5cos 14x t +=, 12sin 14y t -=, 则14cos 5x t =-,14sin 12y t =+,因此22xy +22(14cos 5)(14sin 12)t t =-++140cos 336sin 365t t =-++1252813sin cos 3651313t t ⎛⎫=⨯⨯⨯-⨯+ ⎪⎝⎭()364sin 365t α=-+(其中5sin 13α=,12cos 13α=) 又1sin()1t α-≤-≤Q221729x y ∴≤+≤因此最大值为729,故选C. 【点睛】本题主要考查圆的参数方程的应用,考查了辅助角公式以及三角函数的有界性,属于综合题.6.已知曲线C 的极坐标方程为:22cos 2sin 0ρρθρθ--=,直线l 的极坐标方程为:4πθ=(ρ∈R ),曲线C 与直线l 相交于A B 、两点,则AB 为( )A B .C D .【答案】B 【解析】 【分析】把圆和直线的极坐标方程都转化成直角坐标方程,可得弦AB 过圆心,则2AB r =。
十年真题(2010-近年)高考数学真题分类汇编专题14坐标系与参数方程文(含解析)(最新整理)

专题14坐标系与参数方程2011解答题2010综合测试题2010年新课标1文科23历年高考真题汇编1.【2019年新课标1文科22】在直角坐标系xOy中,曲线C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,直线l的极坐标方程为2ρcosθρsinθ+11=0.(1)求C和l的直角坐标方程;(2)求C上的点到l距离的最小值.【解答】解:(1)由(t为参数),得,两式平方相加,得(x≠﹣1),∴C的直角坐标方程为(x≠﹣1),由2ρcosθρsinθ+11=0,得.即直线l的直角坐标方程为得;(2)设与直线平行的直线方程为,联立,得16x2+4mx+m2﹣12=0.由△=16m2﹣64(m2﹣12)=0,得m=±4.∴当m=4时,直线与曲线C的切点到直线的距离最小,为.2.【2018年新课标1文科22】在直角坐标系xOy中,曲线C1的方程为y=k|x|+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C2的极坐标方程为ρ2+2ρcosθ﹣3=0.(1)求C2的直角坐标方程;(2)若C1与C2有且仅有三个公共点,求C1的方程.【解答】解:(1)曲线C2的极坐标方程为ρ2+2ρcosθ﹣3=0.转换为直角坐标方程为:x2+y2+2x﹣3=0,转换为标准式为:(x+1)2+y2=4.(2)由于曲线C1的方程为y=k|x|+2,则:该射线关于y轴对称,且恒过定点(0,2).由于该射线与曲线C2的极坐标有且仅有三个公共点.所以:必有一直线相切,一直线相交.则:圆心到直线y=kx+2的距离等于半径2.故:,或解得:k或0,当k=0时,不符合条件,故舍去,同理解得:k或0经检验,直线与曲线C2没有公共点.故C1的方程为:.3.【2017年新课标1文科22】在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为,(θ为参数),直线l的参数方程为,(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,求a.【解答】解:(1)曲线C的参数方程为(θ为参数),化为标准方程是:y2=1;a=﹣1时,直线l的参数方程化为一般方程是:x+4y﹣3=0;联立方程,解得或,所以椭圆C和直线l的交点为(3,0)和(,).(2)l的参数方程(t为参数)化为一般方程是:x+4y﹣a﹣4=0,椭圆C上的任一点P可以表示成P(3cosθ,sinθ),θ∈[0,2π),所以点P到直线l的距离d为:d,φ满足tanφ,且的d的最大值为.①当﹣a﹣4≤0时,即a≥﹣4时,|5sin(θ+φ)﹣a﹣4|≤|﹣5﹣a﹣4|=|5+a+4|=17解得a=8和﹣26,a=8符合题意.②当﹣a﹣4>0时,即a<﹣4时|5sin(θ+φ)﹣a﹣4|≤|5﹣a﹣4|=|5﹣a﹣4|=17,解得a=﹣16和18,a=﹣16符合题意.4.【2016年新课标1文科23】在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(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C2:ρ=4cosθ.(Ⅰ)说明C1是哪种曲线,并将C1的方程化为极坐标方程;(Ⅱ)直线C3的极坐标方程为θ=α0,其中α0满足tanα0=2,若曲线C1与C2的公共点都在C上,求a.3【解答】解:(Ⅰ)由,得,两式平方相加得,x2+(y﹣1)2=a2.∴C1为以(0,1)为圆心,以a为半径的圆.化为一般式:x2+y2﹣2y+1﹣a2=0.①由x2+y2=ρ2,y=ρsinθ,得ρ2﹣2ρsinθ+1﹣a2=0;(Ⅱ)C2:ρ=4cosθ,两边同时乘ρ得ρ2=4ρcosθ,∴x2+y2=4x,②即(x﹣2)2+y2=4.由C3:θ=α0,其中α0满足tanα0=2,得y=2x,∵曲线C1与C2的公共点都在C3上,∴y=2x为圆C1与C2的公共弦所在直线方程,①﹣②得:4x﹣2y+1﹣a2=0,即为C3 ,∴1﹣a2=0,∴a=1(a>0).5.【2015年新课标1文科23】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(ρ∈R),设C2与C3的交点为M,N,求△C2MN的面积.【解答】解:(Ⅰ)由于x=ρcosθ,y=ρsinθ,∴C1:x=﹣2 的极坐标方程为ρcosθ=﹣2,故C2:(x﹣1)2+(y﹣2)2=1的极坐标方程为:(ρcosθ﹣1)2+(ρsinθ﹣2)2=1,化简可得ρ2﹣(2ρcosθ+4ρsinθ)+4=0.(Ⅱ)把直线C3的极坐标方程θ(ρ∈R)代入圆C2:(x﹣1)2+(y﹣2)2=1,可得ρ2﹣(2ρcosθ+4ρsinθ)+4=0,求得ρ1=2,ρ2,∴|MN|=|ρ1﹣ρ2|,由于圆C2的半径为1,∴C2M⊥C2N,△C2MN的面积为•C2M•C2N•1•1.6.【2014年新课标1文科23】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.【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.7.【2013年新课标1文科23】已知曲线C1的参数方程为(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=2sinθ.(1)把C1的参数方程化为极坐标方程;(2)求C1与C2交点的极坐标(ρ≥0,0≤θ<2π).【解答】解:(1)将,消去参数t,化为普通方程(x﹣4)2+(y﹣5)2=25,即C1:x2+y2﹣8x﹣10y+16=0,将代入x2+y2﹣8x﹣10y+16=0,得ρ2﹣8ρcosθ﹣10ρsinθ+16=0.∴C1的极坐标方程为ρ2﹣8ρcosθ﹣10ρsinθ+16=0.(2)∵曲线C2的极坐标方程为ρ=2sinθ.∴曲线C2的直角坐标方程为x2+y2﹣2y=0,联立,解得或,∴C1与C2交点的极坐标为()和(2,).8.【2012年新课标1文科23】已知曲线C1的参数方程是(φ为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立坐标系,曲线C2的坐标系方程是ρ=2,正方形ABCD的顶点都在C2上,且A,B,C,D依逆时针次序排列,点A的极坐标为(2,).(1)求点A,B,C,D的直角坐标;(2)设P为C1上任意一点,求|PA|2+|PB|2+|PC|2+|PD|2的取值范围.【解答】解:(1)点A,B,C,D的极坐标为点A,B,C,D的直角坐标为(2)设P(x0,y0),则为参数)t=|PA|2+|PB|2+|PC|2+|PD|2=4x2+4y2+16=32+20sin2φ∵sin2φ∈[0,1]∴t∈[32,52]9.【2011年新课标1文科23】在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(α为参数)M是C1上的动点,P点满足2,P点的轨迹为曲线C2(Ⅰ)求C2的方程;(Ⅱ)在以O为极点,x轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线θ与C1的异于极点的交点为A,与C2的异于极点的交点为B,求|AB|.【解答】解:(I)设P(x,y),则由条件知M(,).由于M点在C1上,所以即从而C2的参数方程为(α为参数)(Ⅱ)曲线C1的极坐标方程为ρ=4sinθ,曲线C2的极坐标方程为ρ=8sinθ.射线θ与C1的交点A的极径为ρ1=4sin,射线θ与C2的交点B的极径为ρ2=8sin.所以|AB|=|ρ2﹣ρ1|.10.【2010年新课标1文科23】已知直线C1(t为参数),C2(θ为参数),(Ⅰ)当α时,求C1与C2的交点坐标;(Ⅱ)过坐标原点O做C1的垂线,垂足为A,P为OA中点,当α变化时,求P点的轨迹的参数方程,并指出它是什么曲线.【解答】解:(Ⅰ)当α时,C1的普通方程为,C2的普通方程为x2+y2=1.联立方程组,解得C1与C2的交点为(1,0).(Ⅱ)C1的普通方程为x sinα﹣y cosα﹣sinα=0①.则OA的方程为x cosα+y sinα=0②,联立①②可得x=sin2α,y=﹣cosαsinα;A 点坐标为(sin 2α,﹣cos αsin α),故当α变化时,P 点轨迹的参数方程为:,P 点轨迹的普通方程.故P 点轨迹是圆心为,半径为的圆.本专题考查的知识点为:极坐标方程与直角坐标方程的转化,极坐标几何意义的应用,参数方程与普通方程的互化,参数方程的应用。
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OAB 面积
S
=
1 2
|
OA |B sinAOB
= 4cos | sin( − ) | 3
= 2 | sin(2 − ) − 3 | 32
≤2+ 3. 当 = − 时, S 取得最大值 2 + 3 .
12 所以 OAB 面积的最大值为 2 + 3 .
13.【解析】(1)消去参数t 得 l1 的普通方程l1 : y = k ( x −2) ;
消去参数 m
得
l2
的普通方程 l2
:
y
=
1 k
(x
+
2).
y = k (x − 2)
设
P( x,
y)
,由题设得
y
=
1 k
(x
+
,消去
2)
k
得 x2
−
y2
=
4
(y
0).
所以 C 的普通方程为x2 − y 2 = 4 (y 0)
( ) (2) C 的极坐标方程为2 cos2 − sin2 = 4 (0<<2 , )
= 2cos 0 剟
π
4
,
M2
的极坐标方程为
=
2sin
π 剟
4
3π 4
,
M3
的极坐标方程为
=
−2 cos
3π 4
剟
π
.
(2)设 P(,) ,由题设及(1)知
π
π
若 0剟
4 ,则 2 cos =
3 ,解得
=
;
6
π 若 剟
4
3π 4 ,则 2sin =
3
,解得
=
π 或
3
=
2π 3
;
若 3π 剟 4
当 cos 0 时, l 的直角坐标方程为 y = tan x + 2 − tan ,
当 cos = 0 时, l 的直角坐标方程为 x =1 . (2)将 l 的参数方程代入 C 的直角坐标方程,整理得关于 t 的方程 (1+ 3cos2 )t2 + 4(2 cos + sin )t − 8 = 0.①
24 25
.
从而 C 与 l 的交点坐标为(3, 0) , (− 21 , 24 ) . 25 25
(2)直线 l的普通方程为x + 4 y − a − 4 = 0 ,故 C 上的点 (3cos ,sin ) 到 l的距离为
d = | 3cos + 4sin − a −4 | . 17
当 a ≥ −4时, d 的最大值为 a + 9 .由题设得 a + 9 = 17 ,所以a = 8;
2
2
6.6【解析】圆 =8sin 即 2 = 8 sin ,化为直角坐标方程为 x 2 +( y - 4) 2 =16 ,
直线
=
,则 tan
=
3 ,化为直角坐标方程为
3x - y = 0,圆心 (0, 4) 到直线
3
|
的距离为
-
4
|
=
2,所以圆上的点到直线距离的最大值为
6.
4
7.【解析】(1)由 x = cos , y = sin 得 C2的直角坐标方程为 (x +1)2 + y2 = 4 .
两边同乘 得 2 = 4 cos 2 = x2 + y2 , cos = x
x2 + y2 = 4x
即 (x − 2 )2 + y 2 = 4 ②
C3 :化为普通方程为 y = 2x ,由题意:C1和 C2 的公共方程所在直线即为 C3
①—②得: 4x − 2y +1− a2 = 0 ,即为 C3
(2)由(1)知 C2是圆心为 A(−1, 0) ,半径为2 的圆.
由题设知,C1 是过点 B(0, 2) 且关于 y 轴对称的两条射线.记 y 轴右边的射线为 l1 , y
轴左边的射线为 l2 .由于B 在圆 C2 的外面,故 C1 与C2 有且仅有三个公共点等价于 l1 与
C2 只有一个公共点且 l2与 C2 有两个公共点,或 l2与 C2只有一个公共点且 l1 与 C2 有两
x − 3y −1 = 0 上,所以|AB|=2r=2.
5
5.
2 【解析】由2 sin( - ) =
2 得2?
2 (sin
cos) = 2 ,所以 y - x =1,
2
4
2
故直线 l 的直角坐标方程为 x - y +1 = 0,而点 A(2 2, 7 ) 对应的直角坐标为 4
A(2, - 2),所以点 A(2, - 2) 到直线 l : x - y +1 = 0的距离为 | 2 +2 +1| = 5 2 .
专题十四 坐标系与参数方程
第三十四讲 坐标系与参数方程
答案部分
2019 年
( ) 1.解析(1)因为
−1
1 1
− +
t t
2 2
1 ,且 x 2
+
y 2
2
=
1−
1+
t2 t2
2
+
4t2 1+ t2
2
= 1,所以C的直角坐
标方程为 x 2 + y 2 = 1(x −1) . 4
l 的直角坐标方程为 2x + 3y +11= 0 .
当
=
2
时,
l与
O交于两点.
当 时,记 tan = k ,则 l 的方程为 y = kx − 2
2 .l与
O 交于两点当且仅当
| 2 | 1,解得 k −1 或 k 1,即 ( , ) 或 ( , ) .
1 +k2
42
24
综上,
的取值范围是 (
,
)
.
44
(2)
l
的参数方程为
x y
个公共点.
当 l1
与 C2
只有一个公共点时,
A到
l1
| 所在直线的距离为 2 ,所以
−k + 2 | k2 +1
=2 ,故
k = −4 或k = 0. 3
经检验,当
k
=
0 时,l1
与 C2 没有公共点;当
k
=
−4 3
时, l1
与
C2 只有一个公共点,l2
与 C2 有两个公共点.
当
l2
与
C2 只有一个公共点时,A
15.【解析】(1)
x
y
= =
a 1
cos t + asin
t
(t
均为参数)
∴ x2 + ( y −1)2 = a2 ①
∴ C1 为以 (0 ,1) 为圆心, a 为半径的圆.方程为 x2 + y2 − 2y +1 − a2 = 0
∵ x2 + y2 = 2 ,y = sin
∴ 2 − 2 sin + 1− a2 = 0 即为 C1 的极坐标方程 (2)C2 : =4cos
6
因此,直线l 被曲线 C 截得的弦长为 2 3 .
11.【解析】(1)曲线 C 的普通方程为 x2 + y2 = 1. 9
当 a = −1时,直线 l 的普通方程为 x + 4 y − 3 = 0 .
由
x +4
x2 9
+
y −3 = y2 =1
0
解得
x y
= =
3 0
或
x
y
= =
− 21 25
π ,则 −2 cos =
3 ,解得
= 5π 6
.
综上,P的极坐标为
3,
π 6
或
3,
π 3
或
3,
2π 3
或
3,
5π 6
.
2010-2018 年
1.1+ 2 【解析】利用 x = cos , y = sin ,可得直线的方程为 x + y − a = 0 ,圆 的方程为 (x −1)2 + y2 = 1,所以圆心 (1,0) ,半径 r =1 ,由于直线与圆相切,故圆心 到直线的距离等于半径,即 |1− a | = 1,∴ a = 1+ 2 或1− 2 , 2
因为曲线 C 截直线 l 所得线段的中点 (1, 2) 在 C 内,所以①有两个解,设为t1 , t2 ,则
t1 + t2 = 0 .
又由①得
t1
+
t2
=
− 4(2 cos +sin ) 1 + 3cos2
,故
2 cos
+ sin
=0
,于是直线
l
的斜率
k = tan = −2 .
9.【解析】(1) O 的直角坐标方程为 x2 + y2 = 1 .
17
17
当a −4 时, d 的最大值为 −a +1 .由题设得 −a +1 = 17 ,所以 a = −16 .
17
17
综上, a = 8或 a = −16 .
12.【解析】(1)设 P 的极坐标为 ( , ) ( 0) ,M 的极坐标为 (1, ) (1 0) .
由椭圆知
| OP |=
, |OM
圆的普通方程为 x2 + ( y −1)2 = 1 ,
因为圆心到直线的距离 d = 3 1 ,所以有两个交点. 4
4.2【解析】将 cos − 3 sin −1 = 0 化为直角坐标方程为x − 3y −1 = 0 ,将 ρ=2cos