《2020屆高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習 第二部分 專題七 選修4系列 第1講 坐標系與參數(shù)方程(選修4-4)專題強化練 理》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020屆高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習 第二部分 專題七 選修4系列 第1講 坐標系與參數(shù)方程(選修4-4)專題強化練 理(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第1講 坐標系與參數(shù)方程(選修4-4)
A級 基礎(chǔ)通關(guān)
1.(2018·江蘇卷)在極坐標系中,直線l的方程為ρsin(-θ)=2,曲線C的方程為ρ=4cos θ,求直線l被曲線C截得的弦長.
解:因為曲線C的極坐標方程為ρ=4cos θ,
所以曲線C是圓心為(2,0),直徑為4的圓.
因為直線l的極坐標方程為ρsin(-θ)=2,
則直線l過A(4,0),傾斜角為,
所以A為直線l與圓C的一個交點.
設(shè)另一個交點為B,則∠OAB=.
如圖,連接OB.
因為OA為直徑,從而∠OBA=,
所以AB=4cos =2.
因此,直線l被曲線C截得的弦長為2.
2.(20
2、18·全國卷Ⅱ)在直角坐標系xOy中,曲線C的參數(shù)方程為(θ為參數(shù)),直線l的參數(shù)方程為
(t為參數(shù)).
(1)求C和l的直角坐標方程;
(2)若曲線C截直線l所得線段的中點坐標為(1,2),求l的斜率.
解:(1)曲線C的直角坐標方程為+=1.
當cos α≠0時,l的直角坐標方程為y=tan α·x+2-tan α,
當cos α=0時,l的直角坐標方程為x=1.
(2)將l的參數(shù)方程代入C的直角坐標方程,整理得關(guān)于t的方程(1+3cos2 α)t2+4(2cos α+sin α)t-8=0.①
因為曲線C截直線l所得線段的中點(1,2)在C內(nèi),所以①有兩個解,設(shè)為t1,t
3、2,則t1+t2=0.
又由①得t1+t2=-,故2cos α+sin α=0,于是直線l的斜率k=tan α=-2.
3.在平面直角坐標系中,以原點O為極點,x軸的正半軸為極軸建立極坐標系,兩種坐標系中取相同的長度單位.已知直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),曲線C的極坐標方程為ρ=4sin.
(1)求直線l的普通方程與曲線C的直角坐標方程;
(2)若直線l與曲線C交于M,N兩點,求△MON的面積.
解:(1)由消去參數(shù)t得x+y=4,
所以直線l的普通方程為x+y-4=0.
由ρ=4sin=2sin θ+2cos θ,
得ρ2=2ρsin θ+2ρcos θ,即x2+y2=2x
4、+2y.
所以曲線C的直角坐標方程是圓(x-)2+(y-1)2=4.
(2)因為原點O到直線l的距離d==2.
直線l過圓C的圓心(,1),所以|MN|=2r=4,
所以△MON的面積S=|MN|×d=4.
4.(2019·佛山檢測)在平面直角坐標系xOy中,直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),以坐標原點為極點,x軸的正半軸為極軸建立極坐標系,曲線C的極坐標方程為ρ2=.
(1)求直線l的普通方程和曲線C的直角坐標方程;
(2)設(shè)P為曲線C上的點,PQ⊥l,垂足為Q,若|PQ|的最小值為2,求m的值.
解:(1)因為曲線C的極坐標方程為ρ2=,
則ρ2+ρ2sin2θ=4,
將
5、ρ2=x2+y2,ρsin θ=y(tǒng)代入上式并化簡得+=1,
所以曲線C的直角坐標方程為+=1.
由消去參數(shù)t得x-y=m,
所以直線l的普通方程為x-y-m=0.
(2)設(shè)P(2cos θ,sin θ),由點到直線的距離公式得
|PQ|==,
由題意知m≠0,
當m>0時,|PQ|min==2,得m=2+2;
當m<0時,|PQ|min==2,得m=-2-2,所以m=2+2或m=-2-2.
5.(2017·全國卷Ⅱ)在直角坐標系xOy中,以坐標原點為極點,x軸正半軸為極軸建立極坐標系,曲線C1的極坐標方程為ρcos θ=4.
(1)M為曲線C1上的動點,點P在線段OM上,且
6、滿足|OM|·|OP|=16,求點P的軌跡C2的直角坐標方程;
(2)設(shè)點A的極坐標為,點B在曲線C2上,求△OAB面積的最大值.
解:(1)設(shè)P的極坐標為(ρ,θ)(ρ>0),M的極坐標為(ρ1,θ)(ρ1>0).
由題設(shè)知|OP|=ρ,|OM|=ρ1=.
由|OM|·|OP|=16得C2的極坐標方程為ρ=4cos θ(ρ>0).
因此C2的直角坐標方程為(x-2)2+y2=4(x≠0).
(2)設(shè)點B的極坐標為(ρB,α)(ρB>0).
由題設(shè)知|OA|=2,ρB=4cos α,于是△OAB的面積
S=|OA|·ρB·sin∠AOB=4cos α·=
2≤2+.
當α=
7、-時,S取得最大值2+.
所以△OAB面積的最大值為2+.
6.(2018·全國卷Ⅰ)在直角坐標系xOy中,曲線C1的方程為y=k|x|+2.以坐標原點為極點,x軸正半軸為極軸建立極坐標系,曲線C2的極坐標方程為ρ2+2ρcos θ-3=0.
(1)求C2的直角坐標方程;
(2)若C1與C2有且僅有三個公共點,求C1的方程.
解:(1)由x=ρcos θ,y=ρsin θ得C2的直角坐標方程為(x+1)2+y2=4.
(2)由(1)知C2是圓心為A(-1,0),半徑為2的圓.
由題設(shè)知,C1是過點B(0,2)且關(guān)于y軸對稱的兩條射線.記y軸右邊的射線為l1,y軸左邊的射線為l2.
8、
由于點B在圓C2的外面,故C1與C2有且僅有三個公共點等價于l1與C2只有一個公共點且l2與C2有兩個公共點,或l2與C2只有一個公共點且l1與C2有兩個公共點.
當l1與C2只有一個公共點時,A到l1所在直線的距離為2,所以=2,解得k=-或k=0.
經(jīng)檢驗,當k=0時,l1與C2沒有公共點;
當k=-時,l1與C2只有一個公共點,l2與C2有兩個公共點.
當l2與C2只有一個公共點時,點A到l2所在直線的距離為2,所以=2,故k=0或k=.
經(jīng)檢驗,當k=0時,l1與C2沒有公共點;
當k=時,l2與C2沒有公共點.
綜上,所求C1的方程為y=-|x|+2.
B級 能力
9、提升
7.在平面直角坐標系xOy中,以O(shè)為極點,x軸的正半軸為極軸,建立極坐標系,曲線C的極坐標方程為ρ=2sin θ+2acos θ(a>0);直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).直線l與曲線C分別交于M,N兩點.
(1)寫出曲線C的直角坐標方程和直線l的普通方程;
(2)若點P的極坐標為(2,π),|PM|+|PN|=5,求a的值.
解:(1)由ρ=2sin θ+2acos θ(a>0),得ρ2=2ρsin θ+2ρacos θ(a>0),
所以曲線C的直角坐標方程為x2+y2=2y+2ax,
即(x-a)2+(y-1)2=a2+1.
由直線l的參數(shù)方程得直線l的普通方程為y=x
10、+2.
(2)將直線l的參數(shù)方程
代入x2+y2=2y+2ax,化簡得t2-(3+a)t+4a+4=0.
Δ=(3+a)2-4(4a+4)>0,解得a≠1.
t1+t2=3+a,t1t2=4a+4.
又因為a>0,所以t1>0,t2>0.
因為點P的直角坐標為(-2,0),且在直線l上,
所以|PM|+|PN|=|t1|+|t2|=3+a=5,
解得a=2,此時滿足a>0,且a≠1,故a=2.
8.(2019·珠海檢測)在平面直角坐標系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),以原點O為極點,x軸的正半軸為極軸建立極坐標系,曲線C2的極坐標方程為ρ=.
(1)求C1的普通
11、方程和C2的直角坐標方程;
(2)若C1與C2交于P,Q兩點,求+的值.
解:(1)由(t為參數(shù)),消去參數(shù)t,得x2=y(tǒng),
則C1的普通方程為x2=y(tǒng).
由ρ=,得mρsin θ+ρcos θ=2,
將x=ρcos θ,y=ρsin θ代入,得my+x-2=0,
即C2的直角坐標方程為x+my-2=0.
(2)由(t為參數(shù)),可得=4t(x≠0),
故4t的幾何意義是拋物線x2=y(tǒng)上的點(原點除外)與原點連線的斜率.
由(1)知,當m=0時,C2:x=2,則C1與C2只有一個交點,故m≠0.
把(t為參數(shù))代入x+my-2=0,
得4mt2+t-2=0,
設(shè)此方程的兩根分別為t1,t2,
則t1+t2=-,t1t2=-,
所以+=+===.
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