- 曲线的参数方程
- 共1154题
选修4-4:坐标系与参数方程
在直角坐标系xOy中,以O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C1的极坐标方程为a,曲线C2的参数方程为
(φ为参数,0≤φ≤π),
(Ⅰ)求C1的直角坐标方程;
(Ⅱ)当C1与C2有两个不同公共点时,求实数a的取值范围.
正确答案
解析
解:(Ⅰ)曲线C1的极坐标方程为
,
即ρcosθ+ρsinθ=a,
∴曲线C1的直角坐标方程为x+y-a=0.
(Ⅱ)曲线的直角坐标方程为(x+1)2+(y+1)2=1(-1≤y≤0),为半圆弧,
如图所示,曲线C1为一组平行于直线x+y=0的直线,
当直线C1与C2相切时,由=1,得
,
舍去,则
,
当直线C1过点A(0,-1)、B(-1,0)两点时,a=-1,
∴由图可知,当-1时,曲线C1与曲线C2有两
个公共点.
若点P(x,y)在曲线(θ为参数,θ∈R)上,则
的取值范围是______.
正确答案
(-∞,-]∪[
,+∞)
解析
解:∵曲线C的参数方程为(θ为参数),
∴其直角坐标方程为:x2+(y-2)2=1;
又=
,其几何意义为:曲线C上的点P与坐标原点O的斜率,
令=k,则y=kx,
作图如下:
设点C到直线y=kx的距离为d,则d==
,
∵点P(x,y)为x2+(y-2)2=1上的点,
∴≤1,
∴k2+1≥4,
解得k≥或k≤-
,
∴的取值范围是(-∞,-
]∪[
,+∞).
故答案为:(-∞,-]∪[
,+∞).
(考生注意:请在下列三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题评阅记分)
A.(极坐标与参数方程选讲选做题)设曲线C的参数方程为(θ为参数),直线l的方程为x-3y+2=0,则曲线C上的动点P(x,y)到直线l距离的最大值为______.
B.(不等式选讲选做题)若存在实数x满足不等式|x-3|+|x-5|<m2-m,则实数m的取值范围为______.
C.(几何证明选讲选做题)如图,PC切⊙O于点C,割线PAB经过圆心O,弦CD⊥AB于点E.已知⊙O的半径为3,PA=2,则PC=______.OE=______.
正确答案
3+
(-∞,-1)∪(2,+∞)
4
解析
解:A:把曲线C的参数方程化为普通方程为 (x-2)2+(y+1)2=9,表示以C(2,-1)为圆心,半径等于3的圆.
圆心到直线 x-3y+2=0 的距离为 =
,则曲线C上的动点P(x,y)到直线l距离的最大值为
,
故答案为 .
B:由于|x-3|+|x-5|表示数轴上的x对应点到3和5对应点的距离之和,它的最小值等于2,
而存在实数x满足不等式|x-3|+|x-5|<m2-m,故m2-m应大于|x-3|+|x-5|的最小值2,
即m2-m>2,解得 m<-1,或m>2,
故答案为(-∞,-1)∪(2,+∞).
C:由圆的切割线定理可得PC2=PA•PB=2(2+6)=16,∴PC=4.
由圆的切线性质可得,△POC为直角三角形,设它的面积为S,则S==
,
即 =
,解得CE=
.
再由勾股定理可得OE==
=
,
故答案为 4; .
已知x,y满足x2+y2=4,分别求x+y与xy的取值范围.
正确答案
解:∵x,y满足x2+y2=4,
∴x=2cosθ,y=2sinθ,θ∈[0,2π),
∴x+y=2cosθ+2
sinθ
=4(cosθ+
sinθ)=4sin(θ+
),
∴x+y的取值范围为[-4,4],
同理可得xy=2cosθ•2sinθ=2sin2θ
∴xy的取值范围为[-2,2]
解析
解:∵x,y满足x2+y2=4,
∴x=2cosθ,y=2sinθ,θ∈[0,2π),
∴x+y=2cosθ+2
sinθ
=4(cosθ+
sinθ)=4sin(θ+
),
∴x+y的取值范围为[-4,4],
同理可得xy=2cosθ•2sinθ=2sin2θ
∴xy的取值范围为[-2,2]
选修4-4:坐标系与参数方程
平面直角坐标系xOy中,点A(2,0)在曲线C1:,(a>0,φ为参数)上.以原点O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=acosθ
(Ⅰ)求曲线C2的普通方程
(Ⅱ)已知点M,N的极坐标分别为(ρ1,θ),(),若点M,N都在曲线C1上,求
+
的值.
正确答案
解:(Ⅰ)∵点A(2,0)在曲线C1上,∴,
∵a>0,∴a=2,∴ρ=2cosθ.
由,得(x-1)2+y2=1.
所以曲线C2的普通方程为(x-1)2+y2=1;
(Ⅱ)由(Ⅰ)得曲线C1:的普通方程为
.
由题意得点M,N的直角坐标分别为(ρ1cosθ,ρ1sinθ),.
∵点M,N在曲线C1 上,
∴,
.
∴+
=
=
.
解析
解:(Ⅰ)∵点A(2,0)在曲线C1上,∴,
∵a>0,∴a=2,∴ρ=2cosθ.
由,得(x-1)2+y2=1.
所以曲线C2的普通方程为(x-1)2+y2=1;
(Ⅱ)由(Ⅰ)得曲线C1:的普通方程为
.
由题意得点M,N的直角坐标分别为(ρ1cosθ,ρ1sinθ),.
∵点M,N在曲线C1 上,
∴,
.
∴+
=
=
.
(坐标系与参数方程选做题)平面直角坐标系中,点P(x,y)是曲线(α是参数,α∈R)上任意一点,则点P到直线x-y+2=0的距离的最小值为______.
正确答案
解析
解:曲线(α是参数,α∈R)化为直角坐标方程为(x-2)2+y2=1,
圆心(2,0)到直线x-y+2=0距离为:
d==
.
则圆上的点到直线的最小距离为.
即点P到直线x-y+2=0的距离的最小值为 .
故答案为:.
(14题和15题二选一,选涂填题号,再做题.)
以直角坐标系的原点为极点,x轴的正半轴为极轴,并在两种坐标系中取相同的长度单位,已知直线的极坐标方程为ρ=(p∈R),它与曲线
相交于两点A和B,则|AB|=______.
正确答案
解析
解:∵,
利用ρcosθ=x,ρsinθ=y,进行化简
∴x-y=0
相消去α可得
圆的方程(x-1)2+(y-2)2=4得到圆心(1,2),半径r=2,
所以圆心(1,2)到直线的距离d==
,
所以|AB|=2 =
∴线段AB的长为
故答案为:.
在平面直角坐标系xOy中,圆的参数方程为(α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.求:
(1)圆的直角坐标方程;
(2)圆的极坐标方程.
正确答案
解:(1)由,得
,
①2+②2得:(x-2)2+y2=4.
∴圆的直角坐标方程为(x-2)2+y2=4;
(2)把代入方程(x-2)2+y2=4,
得(ρcosθ-2)2+(ρsinθ)2=4,
整理得,ρ2-4ρcosθ=0,
∴ρ=0(舍)或ρ=4cosθ.
∴圆的极坐标方程为ρ=4cosθ.
解析
解:(1)由,得
,
①2+②2得:(x-2)2+y2=4.
∴圆的直角坐标方程为(x-2)2+y2=4;
(2)把代入方程(x-2)2+y2=4,
得(ρcosθ-2)2+(ρsinθ)2=4,
整理得,ρ2-4ρcosθ=0,
∴ρ=0(舍)或ρ=4cosθ.
∴圆的极坐标方程为ρ=4cosθ.
已知圆x2+y2-2y=0上任一点p(x,y)
(1)求2x+y的取值范围
(2)若x+y+c≥0恒成立,求实数c的最小值.
正确答案
解:(1)由圆x2+y2-2y=0可化为x2+(y-1)2=1,圆心为C(0,1),半径r=1.
设2x+y=t,则y=-2x+t.
∵直线y=-2x+t与圆有公共点,∴圆心C(0,1)到直线的距离d=,解得
.
因此2x+y的取值范围是.
(2)点p(x,y)在圆上,x+y+c≥0恒成立⇔c≥[-(x+y)]max,点p(x,y)满足圆的方程.
设s=-(x+y),则y=-x-s,∵点p(x,y)在圆上,
∴圆心C(0,1)到直线的距离d≤r,即,解得
,
∴s的最大值为,因此c
.
故c的最小值为.
解析
解:(1)由圆x2+y2-2y=0可化为x2+(y-1)2=1,圆心为C(0,1),半径r=1.
设2x+y=t,则y=-2x+t.
∵直线y=-2x+t与圆有公共点,∴圆心C(0,1)到直线的距离d=,解得
.
因此2x+y的取值范围是.
(2)点p(x,y)在圆上,x+y+c≥0恒成立⇔c≥[-(x+y)]max,点p(x,y)满足圆的方程.
设s=-(x+y),则y=-x-s,∵点p(x,y)在圆上,
∴圆心C(0,1)到直线的距离d≤r,即,解得
,
∴s的最大值为,因此c
.
故c的最小值为.
在极坐标系中,点(2,)到圆ρ=2cosθ的圆心的距离为( )
正确答案
解析
解:在直角坐标系中,点即(1,),圆即 x2+y2=2x,即 (x-1)2+y2=1,
故圆心为(1,0),故点(2,)到圆ρ=2cosθ的圆心的距离为
=
,
故选 D.
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