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1、2022年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 坐標(biāo)系與參數(shù)方程課時訓(xùn)練 選修4-4
1. (1) 將點M的極坐標(biāo)化成直角坐標(biāo);
(2) 將點N的直角坐標(biāo)(4,-4)化成極坐標(biāo)(ρ≥0,0≤θ<2π).
解:(1) ∵ x=4cos π=4cos =4×=-2,y=4sin π=4sin =2,∴ 點M的直角坐標(biāo)是(-2,2).
(2) ∵ ρ==8,tan θ==-,θ∈[0,2π),又點(4,-4)在第四象限,∴ θ=,∴ 點N的極坐標(biāo)為.
2. 已知圓C的極坐標(biāo)方程為ρ2+2ρsin-4=0,求圓心的極坐標(biāo).
解:以極坐標(biāo)系的極點為直角坐標(biāo)系的原點O,極軸為x軸的正半軸建立直角坐標(biāo)系xOy.
2、∵ 圓C的極坐標(biāo)方程為ρ2+2ρsin θ-2ρcos θ-4=0,
∴ 圓C的直角坐標(biāo)方程為x2+y2-2x+2y-4=0,即(x-1)2+(y+1)2=6.
∴ 圓心的直角坐標(biāo)為(1,-1),則其極坐標(biāo)為.
3. (2017·省揚中等七校聯(lián)考)在極坐標(biāo)系中,已知點P,直線l:ρcos=2,求點P到直線l的距離.
解:點P的直角坐標(biāo)為(3, ), 直線l的普通方程為x-y-4=0, 從而點P到直線l的距離為=.
4. 已知點P(-1+cos α,sin α)(其中α∈[0,2π)),點P的軌跡記為曲線C1,以坐標(biāo)原點為極點,x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,點Q在曲線C2:ρ=上.
3、
(1) 求曲線C1的極坐標(biāo)方程和曲線C2的直角坐標(biāo)方程;
(2) 當(dāng)ρ≥0,0≤θ<2π時,求曲線C1與曲線C2的公共點的極坐標(biāo).
解:(1) 曲線C1:(x+1)2+y2=2,極坐標(biāo)方程為ρ2+2ρcos θ-1=0,曲線C2的直角坐標(biāo)方程為y=x-1.
(2) 曲線C1與曲線C2的公共點的坐標(biāo)為(0,-1),極坐標(biāo)為.
5. 在極坐標(biāo)系中,求圓ρ2-4ρsin θ-5=0截直線θ=(ρ∈R)所得線段長.
解:以極點O為原點,極軸為x軸正半軸建立平面直角坐標(biāo)系xOy.則圓ρ2-4ρsin θ-5=0化為普通方程為x2+y2-4y-5=0,即x2+(y-2)2=9.直線θ=(ρ
4、∈R)化為普通方程為y=x,即x-y=0.圓心(0,2)到直線x-y=0的距離為d==1,于是所求線段長為2=4.
6. (2017·金陵中學(xué)質(zhì)檢)在極坐標(biāo)系中,已知圓C的極坐標(biāo)方程為ρ2-4ρcos+7=0,直線l的極坐標(biāo)方程為3ρcos θ-4ρsin θ+a=0.若直線l與圓C相切,求實數(shù)a的值.
解:圓C和直線l的直角坐標(biāo)方程分別為(x-2)2+(y-2)2=1,3x-4y+a=0.
因為圓C與直線l相切,
所以d==1,解得a=-3或a=7.
7. 在極坐標(biāo)系中,已知圓A的圓心為(4,0),半徑為4,點M為圓A上異于極點O的動點,求弦OM中點的軌跡的極坐標(biāo)方程.
解:由題
5、意知,圓A的極坐標(biāo)方程為ρ=8cos θ,
設(shè)弦OM中點為N(ρ,θ),則M(2ρ,θ),
因為點M在圓A上,所以2ρ=8cos θ,即ρ=4cos θ.
又點M異于極點O,所以ρ≠0,
所以弦OM中點的軌跡的極坐標(biāo)方程為ρ=4cos θ(ρ≠0).
8. 在極坐標(biāo)系中,設(shè)直線θ=與曲線ρ2-10ρcos θ+4=0相交于A,B兩點,求線段AB中點的極坐標(biāo).
解:(解法1)將直線θ=化為普通方程,得y=x,
將曲線ρ2-10ρcos θ+4=0化為普通方程,得x2+y2-10x+4=0,
聯(lián)立并消去y,得2x2-5x+2=0,
解得x1=,x2=2,
所以AB中點的橫坐標(biāo)為
6、=,縱坐標(biāo)為 ,
化為極坐標(biāo)為.
(解法2)聯(lián)立直線l與曲線C的方程,得
消去θ,得ρ2-5ρ+4=0,解得ρ1=1,ρ2=4,
所以線段AB中點的極坐標(biāo)為,即.
(注:將線段AB中點的極坐標(biāo)寫成(k∈Z)亦可)
9. 在極坐標(biāo)系中,已知三點A(4,0),B,C.
(1) 若A,B,C三點共線,求ρ的值;
(2) 求過O(坐標(biāo)原點),A,B三點的圓的極坐標(biāo)方程.
解:(1) 由題意知點A,B的直角坐標(biāo)分別為A(4,0),B(0,-4),所以直線AB的方程是x-y-4=0.因為點C的直角坐標(biāo)為,所以--4=0,所以ρ=4(+1).
(2) 因為A(4,0),B(0,-4)
7、,O(0,0),所以過O,A,B三點的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-2)2+(y+2)2=8,整理得x2+y2-4x+4y=0,即極坐標(biāo)方程為ρ2-4ρcos θ+4ρsin θ=0,整理得ρ=4cos θ-4sin θ.
10. 在極坐標(biāo)系中,設(shè)圓C經(jīng)過點P,圓心是直線ρsin=與極軸的交點,求圓C的極坐標(biāo)方程.
解:因為圓心為直線ρsin=與極軸的交點,所以令θ=0,得ρ=1,即圓心是(1,0).又圓C經(jīng)過點P,所以圓的半徑r==1,所以圓過原點,所以圓C的極坐標(biāo)方程是ρ=2cos θ.
11. 在平面直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C的參數(shù)方程為(a>b>0,φ為參數(shù)),且曲線C上的點M(2,)對應(yīng)
8、的參數(shù)φ=.以O(shè)為極點,x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系.
(1) 求曲線C的普通方程;
(2) 若A(ρ1,θ),B是曲線C上的兩點,求+的值.
解:(1) 將M(2,)及對應(yīng)的參數(shù)φ=代入(a>b>0,φ為參數(shù)),得所以
所以曲線C的普通方程為+=1.
(2) 曲線C的極坐標(biāo)方程為+=1,將A(ρ1,θ),B代入得+=1,+=1,所以+=.
第2課時 參 數(shù) 方 程
1. 已知在直角坐標(biāo)系xOy中,直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),以坐標(biāo)原點為極點,x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C的極坐標(biāo)方程為ρ2-4ρcos θ+3=0.點P在直線l上,點Q在曲線C上,求PQ的取值范圍.
9、
解:直線l的普通方程為4x-3y+8=0;
曲線C的直角坐標(biāo)方程為(x-2)2+y2=1,
曲線C是圓心為(2,0),半徑為1的圓.
圓心到直線的距離d==,
所以PQ的取值范圍是.
2. 已知直線l的參數(shù)方程為曲線C的極坐標(biāo)方程為ρ=4sin θ,試判斷直線l與曲線C的位置關(guān)系.
解:直線l的普通方程為2x-y-2=0;
曲線C的直角坐標(biāo)方程為x2+(y-2)2=4,它表示圓.
由圓心到直線l的距離d== <2,得直線l與曲線C相交.
3. 在平面直角坐標(biāo)系xOy中,求過橢圓(φ為參數(shù))的右焦點,且與直線(t為參數(shù))平行的直線的普通方程.
解:由題意知,橢圓的長半軸長
10、為a=5,短半軸長為b=3,從而c=4,所以右焦點為(4,0).將已知直線的參數(shù)方程化為普通方程得x-2y+2=0,故所求的直線的斜率為,因此所求的直線方程為y=(x-4),即x-2y-4=0.
4. 在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知直線C1:(t為參數(shù))與橢圓C2:(θ為參數(shù),a>0)的一條準(zhǔn)線的交點位于y軸上,求實數(shù)a的值.
解:直線C1:2x+y=9,
橢圓C2:+=1(0<a<3),
準(zhǔn)線:y=±.
由=9,得a=2.
5. 在直角坐標(biāo)系xOy中,已知曲線C1的參數(shù)方程是(t為參數(shù)),在以坐標(biāo)原點O為極點,x軸的正半軸為極軸的極坐標(biāo)系中,曲線C2的極坐標(biāo)方程是ρ=2,求曲線C
11、1與C2的交點在直角坐標(biāo)系中的直角坐標(biāo).
解:由
消去t得曲線C1的普通方程為y=x(x≥0);
由ρ=2,得ρ2=4,得曲線C2的直角坐標(biāo)方程是x2+y2=4.
聯(lián)立解得
故曲線C1與C2的交點坐標(biāo)為(,1).
6. 在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為(t為參數(shù), a>0),在以坐標(biāo)原點為極點, x軸正半軸為極軸的極坐標(biāo)系中,曲線C2∶ρ=4cos θ.
(1)求曲線C1的普通方程,并將C1的方程化為極坐標(biāo)方程;
(2)直線C3的極坐標(biāo)方程為θ=α0,其中α0滿足tan α0=2,若曲線C1與C2的公共點都在C3上,求a.
解:(1)消去參數(shù)t得到C1的普通方程為x
12、2+(y-1)2=a2,將x=ρcos θ,y=ρsin θ代入C1的普通方程,得到C1的極坐標(biāo)方程為ρ2-2ρsin θ+1-a2=0.
(2)曲線C1,C2的公共點的極坐標(biāo)滿足方程組若ρ≠0,由方程組得16cos2θ-8sin θcos θ+1-a2=0,由已知tan θ=2,可解得1-a2=0,根據(jù)a>0,得到a=1,當(dāng)a=1時,極點也為C1,C2的公共點,在C3上,所以a=1.
7. 在直角坐標(biāo)系中,以坐標(biāo)原點為極點,x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C的極坐標(biāo)方程為ρ-2cos θ-6sin θ+=0,直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).
(1) 求曲線C的普通方程;
(2)
13、 若直線l與曲線C交于A,B兩點,點P的坐標(biāo)為(3,3),求PA+PB的值.
解:(1) 曲線C的極坐標(biāo)方程為ρ-2cos θ-6sin θ+=0,
可得ρ2-2ρcos θ-6ρsin θ+1=0,
可得x2+y2-2x-6y+1=0,
曲線C的普通方程:x2+y2-2x-6y+1=0.
(2) 由于直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).
把它代入圓的方程整理得 t2+2t-5=0,∴ t1+t2=-2,t1t2=-5.
又PA=|t1|,PB=|t2|,PA+PB=|t1|+|t2|==2.
∴ PA+PB的值為2.
8. 在平面直角坐標(biāo)系xOy中,以坐標(biāo)原點為極點,x軸正半軸
14、為極軸建立極坐標(biāo)系.直線l的極坐標(biāo)方程為ρsin=,橢圓C的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).
(1) 求直線l的直角坐標(biāo)方程與橢圓C的普通方程;
(2) 若直線l與橢圓C交于A,B兩點,求線段AB的長.
解:(1) 由ρsin= ,得ρ(cos θ-sin θ)=,即x-y=,化簡得y=x-,
所以直線l的直角坐標(biāo)方程是y=x-.
由+=cos2t+sin2t=1,得橢圓C的普通方程為+=1.
(2) 聯(lián)立直線方程與橢圓方程,得
消去y,得+(x-1)2=1,
化簡得5x2-8x=0,解得x1=0,x2=,
所以A(0,-),B或A,B(0,- ),
則AB==.
9. 在平面
15、直角坐標(biāo)系xOy中,圓C的參數(shù)方程為(θ為參數(shù),r>0),以O(shè)為極點,x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,直線l的極坐標(biāo)方程為ρsin=1,若圓C上的點到直線l的最大距離為3,求r的值.
解:圓C的參數(shù)方程為(θ為參數(shù),r>0),消去參數(shù)θ得
+=r2(r>0),所以圓心C,半徑為r.
直線l的極坐標(biāo)方程為ρsin=1,
化為普通方程為x+y-=0.
圓心C到直線x+y-=0的距離為d==2.∵ 圓C上的點到直線l的最大距離為3,即d+r=3,∴ r=3-d=3-2=1.
10. 已知動點P,Q都在曲線C:(t為參數(shù))上,對應(yīng)參數(shù)分別為t=α與t=2α(0<α<2π),M為PQ的中點.
16、
(1) 求M的軌跡的參數(shù)方程;
(2) 將M到坐標(biāo)原點的距離d表示為α的函數(shù),并判斷M的軌跡是否過坐標(biāo)原點.
解:(1) 由題意有,P(2cos α,2sin α),Q(2cos 2α,2sin 2α),
因此M(cos α+cos 2α,sin α+sin 2α),
M的軌跡的參數(shù)方程為(α為參數(shù),0<α<2π).
(2) M點到坐標(biāo)原點的距離為d==(0<α<2π),
當(dāng)α=π時,d=0,故M的軌跡過坐標(biāo)原點.
11. 若以直角坐標(biāo)系xOy的原點O為極點,x軸正半軸為極軸,選擇相同的長度單位建立極坐標(biāo)系,得曲線C的極坐標(biāo)方程是ρsin2θ=6cos θ.
(1) 將曲線C的極坐標(biāo)方程化為直角坐標(biāo)方程,并指出曲線是什么曲線;
(2) 若直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),直線l與曲線C相交于A,B兩點,求線段AB的長.
解:(1) 由ρsin2θ=6cos θ,得ρ2sin2θ=6ρcos θ,所以曲線C的直角坐標(biāo)方程為y2=6x,曲線是以原點為頂點,為焦點的拋物線.
(2) 化簡得t2-4t-12=0,則t1+t2=4,t1t2=-12,所以AB=|t1-t2|==8.