- 曲线的参数方程
- 共1154题
设质点沿以原点为圆心,半径为2的圆作匀角速度运动,角速度为rad/s,试以时间t为参数,建立质点运动轨迹的参数方程.
正确答案
解:如图所示:
运动开始时,质点位于点A处,此时,t=0,
设动点M(x,y)对应时刻为,则
,
又∵,(t的单位为:秒),
故参数方程为:
(t为参数).
解析
解:如图所示:
运动开始时,质点位于点A处,此时,t=0,
设动点M(x,y)对应时刻为,则
,
又∵,(t的单位为:秒),
故参数方程为:
(t为参数).
设过原点O的直线与圆C:x2+(y-1)2=1相交于两点O,P,点M为线段OP的中点.
(Ⅰ)求圆C的极坐标方程;
(Ⅱ)求点M轨迹的极坐标方程,并说明它表示什么曲线.
正确答案
解:(Ⅰ)圆C:x2+(y-1)2=1,即圆x2+y2-2y=0,
∴圆C的极坐标方程为ρsinθ=2;
(Ⅱ)设点P的极坐标为(ρ1,θ1),点M的极坐标为(ρ,θ),
∵点M为线段OP的中点,∴ρ1=2ρ,θ1=θ,
将ρ1=2ρ,θ1=θ代入圆的极坐标方程,得ρ=sinθ.
∴点M轨迹的极坐标方程为ρ=sinθ,它表示圆.
解析
解:(Ⅰ)圆C:x2+(y-1)2=1,即圆x2+y2-2y=0,
∴圆C的极坐标方程为ρsinθ=2;
(Ⅱ)设点P的极坐标为(ρ1,θ1),点M的极坐标为(ρ,θ),
∵点M为线段OP的中点,∴ρ1=2ρ,θ1=θ,
将ρ1=2ρ,θ1=θ代入圆的极坐标方程,得ρ=sinθ.
∴点M轨迹的极坐标方程为ρ=sinθ,它表示圆.
(选做题)已知曲线C的极坐标方程为ρ=4cosθ,直线l的参数方程是:(t为参数).
(Ⅰ)求曲线C的直角坐标方程,直线l的普通方程;
(Ⅱ)将曲线C横坐标缩短为原来的,再向左平移1个单位,得到曲线曲线C1,求曲线C1上的点到直线l距离的最小值.
正确答案
解:(Ⅰ)由ρ=4cosθ,得出ρ2=4ρcosθ,化为直角坐标方程:x2+y2=4x
即曲线C的方程为(x-2)2+y2=4,直线l的方程是:…(4分)
(Ⅱ)将曲线C横坐标缩短为原来的,再向左平移1个单位,得到曲线C1的方程为4x2+y2=4,设曲线C1上的任意点(cosθ,2sinθ)
到直线l距离.
当sin(θ+φ)=1时
到直线l距离的最小值为. …(10分)
解析
解:(Ⅰ)由ρ=4cosθ,得出ρ2=4ρcosθ,化为直角坐标方程:x2+y2=4x
即曲线C的方程为(x-2)2+y2=4,直线l的方程是:…(4分)
(Ⅱ)将曲线C横坐标缩短为原来的,再向左平移1个单位,得到曲线C1的方程为4x2+y2=4,设曲线C1上的任意点(cosθ,2sinθ)
到直线l距离.
当sin(θ+φ)=1时
到直线l距离的最小值为. …(10分)
直角坐标系xoy中,以原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,设点A,B分别在曲线C1:(θ为参数)和曲线C2:ρ=1上,则|AB|的最小值为( )
正确答案
解析
解:曲线C1:(θ为参数),化为(x-3)2+(y-4)2=1,可得圆心C1(3,4),半径R=1;
曲线C2:ρ=1,化为x2+y2=1,可得圆心C2(0,0),半径r=1.
|C1C2|==5.
∴|AB|的最小值=5-R-r=3.
故选:A.
在平面直角坐标系xoy中,曲线C1的参数方程为 (a>b>0,ϕ为参数),在以O为极点,x轴的正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C2是圆心在极轴上,且经过极点的圆.已知曲线C1上的点M(1,
)对应的参数φ=
,曲线C2过点D(1,
).
(Ⅰ)求曲线C1,C2的直角坐标方程;
(Ⅱ)若点A(ρ1,θ),B(ρ2,θ+)在曲线C1上,求
的值.
正确答案
解:(I)将及对应的参数
,代入
,得
,即
,
所以曲线C1的方程为.
设圆C2的半径为R,由题意圆C2的方程为(x-R)2+y2=R2 .
由D的极坐标 ,得
,代入(x-R)2+y2=R2,解得R=1,
所以曲线C2的方程为(x-1)2+y2 =1.
(II)因为点A(ρ1,θ),在曲线C1上,又点A的直角坐标为(ρ1cosθ,ρ1sinθ),
点B的横坐标为ρ2 cos(θ+)=-ρ2sinθ,点B的纵坐标为ρ2sin(θ+
)=ρ2cosθ,
所以,
,
所以.(10分)
解析
解:(I)将及对应的参数
,代入
,得
,即
,
所以曲线C1的方程为.
设圆C2的半径为R,由题意圆C2的方程为(x-R)2+y2=R2 .
由D的极坐标 ,得
,代入(x-R)2+y2=R2,解得R=1,
所以曲线C2的方程为(x-1)2+y2 =1.
(II)因为点A(ρ1,θ),在曲线C1上,又点A的直角坐标为(ρ1cosθ,ρ1sinθ),
点B的横坐标为ρ2 cos(θ+)=-ρ2sinθ,点B的纵坐标为ρ2sin(θ+
)=ρ2cosθ,
所以,
,
所以.(10分)
已知直线l的参数方程是(t为参数),曲线C的极坐标方程是ρ=8cosθ+6sinθ,则曲线C上到直线l的距离为4的点个数有______个.
正确答案
2
解析
解:由,消去t得:2x-y+5=0,
由ρ=8cosθ+6sinθ,得ρ2=8ρcosθ+6ρsinθ,即x2+y2=8x+6y,
化为标准式得(x-4)2+(y-3)2=25,即C是以(4,3)为圆心,5为半径的圆.
又圆心到直线l的距离是,
故曲线C上到直线l的距离为4的点有2个,
故答案为:2.
选修4-4坐标系与参数方程
已知直线l过定点与圆C:
相交于A、B两点.
求:(1)若|AB|=8,求直线l的方程;
(2)若点为弦AB的中点,求弦AB的方程.
正确答案
解:(1)①当直线l的斜率存在时,设直线l的斜率为k,则,
由圆C:消去参数θ化为x2+y2=25,圆心C (0,0),半径r=5.
∴圆心C (0,0)到直线l的距离d=,
∵|AB|=8,∴8=2,化为
,
∴直线l的方程为,即3x+4y+15=0;
②当直线l的斜率不存在时,l的方程为x=-3,满足|AB|=8,适合题意.
(2)∵kOP==
,AB⊥OP,∴kAB=-2.
∴直线AB的方程为,化为4x+2y+15=0
联立,解得
.
∴弦AB的方程为4x+2y+15=0.
解析
解:(1)①当直线l的斜率存在时,设直线l的斜率为k,则,
由圆C:消去参数θ化为x2+y2=25,圆心C (0,0),半径r=5.
∴圆心C (0,0)到直线l的距离d=,
∵|AB|=8,∴8=2,化为
,
∴直线l的方程为,即3x+4y+15=0;
②当直线l的斜率不存在时,l的方程为x=-3,满足|AB|=8,适合题意.
(2)∵kOP==
,AB⊥OP,∴kAB=-2.
∴直线AB的方程为,化为4x+2y+15=0
联立,解得
.
∴弦AB的方程为4x+2y+15=0.
在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数).再以原点为极点,以x正半轴为极轴建立极坐标系,并使得它与直角坐标系xOy有相同的长度单位.在该极坐标系中圆C的方程为ρ=4sinθ.
(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M的坐标为(-2,1),求|MA|+|MB|的值.
正确答案
解:(1)方程ρ=4sinθ的两边同时乘以ρ,得ρ2=4ρsinθ,
将极坐标与直角坐标互化公式代入上式,
整理得圆C的直角坐标方程为x2+y2-4y=0.
(2)由消去t,得直线l的普通方程为y=x+3,
因为点M(-2,1)在直线l上,可设l的标准参数方程为,
代入圆C的方程中,得.
设A,B对应的参数分别为t1,t2,由韦达定理,得>0,t1t2=1>0,
于是|MA|+|MB|=|t1|+|t2|=,
即|MA|+|MB|=.
解析
解:(1)方程ρ=4sinθ的两边同时乘以ρ,得ρ2=4ρsinθ,
将极坐标与直角坐标互化公式代入上式,
整理得圆C的直角坐标方程为x2+y2-4y=0.
(2)由消去t,得直线l的普通方程为y=x+3,
因为点M(-2,1)在直线l上,可设l的标准参数方程为,
代入圆C的方程中,得.
设A,B对应的参数分别为t1,t2,由韦达定理,得>0,t1t2=1>0,
于是|MA|+|MB|=|t1|+|t2|=,
即|MA|+|MB|=.
在平面直角坐标系xOy中,以O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线C的方程为ρsin2θ=2cosθ,直线l的参数方程为(t为参数),α为锐角.
(1)写出曲线C的直角坐标方程;
(2)过点P(-2,-4)的直线l与曲线C交于M,N两点,若|PM|,|MN|,|PN|成等比数列,求直线l的普通方程.
正确答案
解:(1)由曲线C的方程为ρsin2θ=2cosθ,得
ρ2sin2θ=2ρcosθ,
∴y2=2x,
∴曲线C的直角坐标方程:y2=2x,
(2)由直线l的参数方程为(t为参数),
代入y2=2x,得
sin2αt2-(8sinα+2cosα)t+20=0,
∴t1t2=,
根据直线的参数的几何意义,得
|PM|.|PN|=t1t2=,
|PM|,|MN|,|PN|成等比数列,
∴|MN|2=|PM||PN|=,
∴|MN|=,
|MN|2=(t1-t2)2,
∴(t1+t2)2-4t1t2=t1t2
∴(8sinα+2cosα)2=100sin2α,
∴9sin2α-8sinαcosα-cos2α=0,
∴9tan2α-8tanα-1=0,
∴tanα=1或tanα=-,
∵α为锐角,
∴tanα=1,∴α=,
∴sinα=cosα=,
∴直线l的参数方程为(t为参数),
∴直线的普通方程为:x-y-2=0.
解析
解:(1)由曲线C的方程为ρsin2θ=2cosθ,得
ρ2sin2θ=2ρcosθ,
∴y2=2x,
∴曲线C的直角坐标方程:y2=2x,
(2)由直线l的参数方程为(t为参数),
代入y2=2x,得
sin2αt2-(8sinα+2cosα)t+20=0,
∴t1t2=,
根据直线的参数的几何意义,得
|PM|.|PN|=t1t2=,
|PM|,|MN|,|PN|成等比数列,
∴|MN|2=|PM||PN|=,
∴|MN|=,
|MN|2=(t1-t2)2,
∴(t1+t2)2-4t1t2=t1t2
∴(8sinα+2cosα)2=100sin2α,
∴9sin2α-8sinαcosα-cos2α=0,
∴9tan2α-8tanα-1=0,
∴tanα=1或tanα=-,
∵α为锐角,
∴tanα=1,∴α=,
∴sinα=cosα=,
∴直线l的参数方程为(t为参数),
∴直线的普通方程为:x-y-2=0.
在直角坐标系中,,θ∈[0,2π],所表示曲线的解析式是:______.
正确答案
(x+1)2+(y-2)2=9
解析
解:由题意并根据cos2θ+sin2θ=1 可得,+
=1,即 (x+1)2+(y-2)2=9,
故答案为 (x+1)2+(y-2)2=9.
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