- 曲线的参数方程
- 共1154题
求点A(0,2)到椭圆+y2=1上的动点的距离的最大值和最小值.
正确答案
解:根据椭圆方程,设动点B(2cosθ,sinθ),
∴|AB|2=(2cosθ)2+(sinθ-2)2=4cos2θ+sin2θ-4sinθ+4=-3(sinθ+)2+
,
当sinθ=-时,-3(sinθ+
)2+
最大,即|AB|2最大值为
,
则|AB|的最大值为.
当sinθ=-1,则|AB|2=9,当sinθ=1,则|AB|2=1,则|AB|的最小值为1.
综上,距离的最大值是,最小值是1.
解析
解:根据椭圆方程,设动点B(2cosθ,sinθ),
∴|AB|2=(2cosθ)2+(sinθ-2)2=4cos2θ+sin2θ-4sinθ+4=-3(sinθ+)2+
,
当sinθ=-时,-3(sinθ+
)2+
最大,即|AB|2最大值为
,
则|AB|的最大值为.
当sinθ=-1,则|AB|2=9,当sinθ=1,则|AB|2=1,则|AB|的最小值为1.
综上,距离的最大值是,最小值是1.
在平面直角坐标系xoy中,以O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,
(Ⅰ)已知曲线C1的极坐标方程为ρ=6cosθ,将曲线C1的极坐标方程化为直角坐标方程;
(Ⅱ)若在平面直角坐标系xoy中,曲线C2的参数方程为(a>b>0,φ为参数).
已知曲线C2上的点M(1,)及对应的参数ϕ=
.求曲线C2的直角坐标方程.
正确答案
解:(I)曲线C的极坐标方程为ρ=6cosθ,即 ρ2=6ρcosθ,化为直角坐标方程为x2+y2=6x …(3分)
(Ⅱ)将M(1,)及对应的参数ϕ=
,代入
,得
,
所以曲线C的方程为.…(7分)
解析
解:(I)曲线C的极坐标方程为ρ=6cosθ,即 ρ2=6ρcosθ,化为直角坐标方程为x2+y2=6x …(3分)
(Ⅱ)将M(1,)及对应的参数ϕ=
,代入
,得
,
所以曲线C的方程为.…(7分)
在平面直角坐标系中,已知两圆C1:(x-1)2+y2=25和C2:(x+1)2+y2=1,动圆在C1内部且和圆C1相内切并和圆C2相外切,动圆圆心的轨迹为E.
(1)求E的标准方程;
(2)点P为E上一动点,点O为坐标原点,曲线E的右焦点为F,求|PO|2+|PF|2的最小值.
正确答案
解:(1)设动圆圆心D(x,y),半径为r,由题意,动圆内切于圆C1,且和圆C2相外切,
∵|DC1|=5-r,|DC2|=1+r,
∴|DC1|+|DC2|=6>|C1C2|=2
∴D点的轨迹图形E是C1、C2为焦点的椭圆 (3分)
其中2a=6,c=1,
∴a=3,b2=a2-c2=8(4分)
∴D点的轨迹图形E:(6分)
(2)解法一:由题设知F(1,0),
∵P在E上
∴设,θ∈[0,2π](8分)
则|PF|2==9cos2θ-6cosθ+1+8sin2θ=cos2θ-6cosθ+9(9分)
|PO|2=(10分)
∴(12分)
∵cosθ∈[-1,1],
∴当cosθ=1时,|PO|2+|PF|2的最小值为13.(14分)
解法二:设P(x,y),x∈[-3,3],(7分)
则|PO|2=x2+y2,(8分)|PF|2=(x-1)2+y2(9分)
∴|PO|2+|PF|2=2x2-2x+2y2+1(10分)
点P(x,y)满足,
∴,(11分)
∴|PO|2+|PF|2=(12分)
∵,
∴当x=3时,|PO|2+|PF|2的最小值为13.(14分)
解析
解:(1)设动圆圆心D(x,y),半径为r,由题意,动圆内切于圆C1,且和圆C2相外切,
∵|DC1|=5-r,|DC2|=1+r,
∴|DC1|+|DC2|=6>|C1C2|=2
∴D点的轨迹图形E是C1、C2为焦点的椭圆 (3分)
其中2a=6,c=1,
∴a=3,b2=a2-c2=8(4分)
∴D点的轨迹图形E:(6分)
(2)解法一:由题设知F(1,0),
∵P在E上
∴设,θ∈[0,2π](8分)
则|PF|2==9cos2θ-6cosθ+1+8sin2θ=cos2θ-6cosθ+9(9分)
|PO|2=(10分)
∴(12分)
∵cosθ∈[-1,1],
∴当cosθ=1时,|PO|2+|PF|2的最小值为13.(14分)
解法二:设P(x,y),x∈[-3,3],(7分)
则|PO|2=x2+y2,(8分)|PF|2=(x-1)2+y2(9分)
∴|PO|2+|PF|2=2x2-2x+2y2+1(10分)
点P(x,y)满足,
∴,(11分)
∴|PO|2+|PF|2=(12分)
∵,
∴当x=3时,|PO|2+|PF|2的最小值为13.(14分)
选修4-4:坐标系与参数方程
已知直线l的参数方程为(t为参数),曲线C的参数方程为
(θ为参数),直线l与曲线C相交于A,B两点,又点P的坐标为(1,2).
求:(1)线段AB的中点坐标;
(2)线段AB的长;
(3)|PA-PB|的值.
正确答案
解:由题意可知,直线l的斜率为-,倾斜角为
∴直线l的参数方程可改写为(l为参数,|l|的几何意义为(1,2)点到(x,y)的距离),
曲线C的普通方程为,
将直线方程代入曲线C的方程可得,,
设点A对应的参数为l1,点B对应的参数为l2,
∵△>0,∴,
,
由参数l的几何意义得
(1)中点对应的参数为,代入直线参数方程得
∴线段AB中点坐标为;
(2)弦AB的长为AB=|l1-l2|==
=
;
(3)∵点P(1,2)在直线上,且点P在椭圆内,故A、B两点分布在点P两侧,即l1与l2异号
∴.
解析
解:由题意可知,直线l的斜率为-,倾斜角为
∴直线l的参数方程可改写为(l为参数,|l|的几何意义为(1,2)点到(x,y)的距离),
曲线C的普通方程为,
将直线方程代入曲线C的方程可得,,
设点A对应的参数为l1,点B对应的参数为l2,
∵△>0,∴,
,
由参数l的几何意义得
(1)中点对应的参数为,代入直线参数方程得
∴线段AB中点坐标为;
(2)弦AB的长为AB=|l1-l2|==
=
;
(3)∵点P(1,2)在直线上,且点P在椭圆内,故A、B两点分布在点P两侧,即l1与l2异号
∴.
已知曲线C:3x2+4y2-6=0(y≥0).
(1)写出曲线C的参数方程;
(2)若动点P(x,y)在曲线C上,求z=x+2y的最大值与最小值.
正确答案
解:(1)3x2+4y2-6=0化成:
,
∴曲线C的参数方程为:(0≤θ≤π),
(2)设P的坐标为:(cosθ,
sinθ),0≤θ≤π,则:
x+2y=cosθ+
sinθ=2
sin(θ+
),
∵,
∴当θ=π时,z=x+2y取最小值是:-;
当θ=π时,z=x+2y取最大值是:2
.
解析
解:(1)3x2+4y2-6=0化成:
,
∴曲线C的参数方程为:(0≤θ≤π),
(2)设P的坐标为:(cosθ,
sinθ),0≤θ≤π,则:
x+2y=cosθ+
sinθ=2
sin(θ+
),
∵,
∴当θ=π时,z=x+2y取最小值是:-;
当θ=π时,z=x+2y取最大值是:2
.
设点P(x,y)在椭圆+
=1上移动,则x+y的最大值等于______.
正确答案
解析
解:化椭圆+
=1为参数方程
,
∴x+y=3cosθ+2sinθ=sin(θ+φ),其中tanφ=
,
∴x+y的最大值等于
故答案为:
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:(α为参数)与极坐标下的点
.
(1)求点M与曲线C的位置关系;
(2)在极坐标系下,将M绕极点逆时针旋转θ(θ∈[0,π]),得到点M‘,若点M'在曲线C上,求θ的值.
正确答案
解:(1)曲线C的普通方程为,
而点M(2,)的直角坐标点为M(
,
)
∵<1,
∴点M在曲线C的内部.
(2)由题知M′(2,),即M′(2cos(
),2sin(
)),
依题可知:当旋转到点(±2,0)时,
点M′在曲线C上,
即2cos(+θ)=±2,2sin(
+θ)=0,
+θ=kπ,k∈z
θ=kπ,k∈z,
∵θ∈[0,π],
∴
解析
解:(1)曲线C的普通方程为,
而点M(2,)的直角坐标点为M(
,
)
∵<1,
∴点M在曲线C的内部.
(2)由题知M′(2,),即M′(2cos(
),2sin(
)),
依题可知:当旋转到点(±2,0)时,
点M′在曲线C上,
即2cos(+θ)=±2,2sin(
+θ)=0,
+θ=kπ,k∈z
θ=kπ,k∈z,
∵θ∈[0,π],
∴
已知x,y∈R+,4x2+9y2=36,则x+2y的最大值等于______.
正确答案
5
解析
解:∵x,y∈R+,4x2+9y2=36,
∴=1,为椭圆的方程
化为参数方程可得,其中θ∈(0,
),
∴x+2y=3cosθ+4sinθ=5sin(θ+φ),其中tanφ=
由三角函数可知当5sin(θ+φ)=1时,x+2y取最大值5
故答案为:5
在平面直角坐标系x0y中,判断曲线C:与直线
(t为参数)是否有公共点,并证明你的结论.
正确答案
解:由题意可得直线(t为参数)的普通方程为x+2y-3=0,是一条直线
曲线C:的普通方程为
,是一个椭圆.
联立方程组消去x得:2x2-6x+5=0,此方程的△=36-4×2×5=-4<0,
故它没有实数解,从而原方程组无解,
故直线与椭圆相离,由此知,它们没有公共点.
解析
解:由题意可得直线(t为参数)的普通方程为x+2y-3=0,是一条直线
曲线C:的普通方程为
,是一个椭圆.
联立方程组消去x得:2x2-6x+5=0,此方程的△=36-4×2×5=-4<0,
故它没有实数解,从而原方程组无解,
故直线与椭圆相离,由此知,它们没有公共点.
椭圆的离心率是______.
正确答案
解析
解:∵,
∴+
=cos2θ+sin2θ=1,
即+
=1,其中a2=16,b2=9,故c2=a2-b2=16-9=7(a>0,b>0,c>0),
∴其离心率e==
.
故答案为:.
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