- 柱坐标系与球坐标系简介
- 共134题
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( ρ 1,θ ),B( ρ 2,θ+) 在曲线C1上,求
+
的值.
正确答案
(I)将M(1,)及对应的参数ϕ=
,代入
,得
,即
,
所以曲线C1的方程为+y2=1.
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 (1,),得D(
,
),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),B(ρ2,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+
sin2θ=1,
+
cos2θ=1,
所以+
=(
+sin2θ)+(
+cos2θ)=
.(10分)
选修4-4:坐标系与参数方程
已知曲线C1的参数方程为(其中α为参数),M是曲线C1上的动点,且M 是线段OP 的中点,(其中O点为坐标原点),P 点的轨迹为曲线C2,直线l 的方程为ρsin(θ+
)=
,直线l 与曲线C2交于A,B两点.
(1)求曲线C2的普通方程;
(2)求线段AB的长.
正确答案
(1)由曲线C1的参数方程为(其中α为参数),消去参数化为普通方程为 x2+(y-2)2=4.
设点P的坐标为(x,y),由M 是线段OP 的中点,可得点M的坐标为(,
).
再由M是曲线C1上的动点可得 (
x
2
)2+(
y
2
-2)2=4,即 x2+(y-4)2=16.故曲线C2的普通方程为 x2+(y-4)2=16.
(2)直线l 的方程为ρsin(θ+)=
,即 ρcosθ+ρsinθ=2,即 x+y-2=0.
由于圆心(0,4)到直线的距离等于d==
,圆的半径等于4,
∴线段AB=2 =2
.
曲线C的方程为(p>0,t为参数),当t∈[-1,2]时,曲线C的端点为A,B,设F是曲线C的焦点,且S△AFB=14,求P的值.
正确答案
把曲线C的方程(p>0,t为参数),化为普通方程为 y2=2px.
当t∈[-1,2]时,曲线C的端点为A,B,可得A(2p,-2p)、B(8p,4p),
∴|AB|==6
p,
AB的方程为 =
,即 x-y-4p=0.
再根据曲线C的焦点F(,0)到AB的距离为d=
=
.
再根据 S△AFB=14=|AB|•d=
×6
p×
=14,解得 p=
.
以直角坐标系的原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知点P的极坐标为(,
),直线l过点P,且倾斜角为
,方程
+
=1所对应的曲线经过伸缩变换
后的图形为曲线C.
(Ⅰ)求直线l的参数方程和曲线C的直角坐标系方程.
(Ⅱ)直线l与曲线C相交于两点A,B,求|PA|•|PB|的值.
正确答案
(Ⅰ)P的直角坐标为(1,1)
∵直线l过点P,且倾斜角为,∴直线l的参数方程为
(t为参数)
∵伸缩变换,∴
代入+
=1,可得
+
=1,即x′2+y′2=4
∴曲线C的直角坐标系方程为x2+y2=4;
(Ⅱ)直线l的参数方程为,代入曲线C可得t2+(
-1)t-2=0
设方程的根为t1,t2,则t1+t2=-1;t1t2=-2
∴|PA|•|PB|=|t1||t2|=2
选修4-4:极坐标系与参数方程
已知曲线C1:(t为参数),C2:
(θ为参数).
(1)化C1,C2的方程为普通方程;
(2)若C1上的点P对应的参数为t=,Q为C2上的动点,求PQ中点M到直线C3:
(t为参数)距离的最小值.
正确答案
(1)对于曲线C1:(t为参数),利用同角三角函数的基本关系消去参数t,可得 (x+4)2+(y-3)2=1;
对于曲线 C2:(θ为参数),利用同角三角函数的基本关系消去参数θ,可得
+
=1.
(2)若C1上的点P对应的参数为t=,则点P的坐标为(-4,4),
设Q(8cosθ,3sinθ)为C2上的动点,则PQ中点M( 4cosθ-2,).
直线C3:(t为参数),即 x-2y-7=0.
∴点M到直线C3:x-2y-7=0 的距离为 d==
=
,其中,sin∅=
,cos∅=-
.
故当sin(θ+∅)=1时,d取得最小值为 =
.
直线(t为参数)恒过定点______.
正确答案
将已知参数方程移项得x-3=at①,y+1=4t②.①×4-②×a消去a
化为普通方程得4(x-3)-a(y+1)=0.
当x=3且y=-1时,此方程对于任意a都成立,
所以直线恒过定点(3,-1).
故答案为:(3,-1).
将参数方程(k为参数)化成普通方程是______.
正确答案
由参数方程消去参数k可得 y2=p2[(
1
k
)2+k2-2]=p(x-2p),
故答案为:y2=p(x-2p).
曲线C1的参数方程为(θ为参数,曲线C2的极坐标方程为ρ=2,以极点为原点.极轴为x轴的非负半轴,则曲线C1与C2的公共弦所在直线的直角坐标系方程为 ______.
正确答案
曲线C1的普通方程为 (x+1)2+y2=4,表示以(-1,0)为圆心、以2为半径的圆,
曲线C2的普通方程为 x2+y2=4,
将两圆的方程相减可得公共弦所在的直线方程为2x+1=0,即x=-,
故答案为x=-.
在平面直角坐标系xOy中,以O为极点,X轴的正半轴为极轴,取与直角坐标系相同的长度单位建立极坐标系.曲线C1的参数方程为:(φ为参数);射线C2的极坐标方程为:θ=
,且射线C2与曲线C1的交点的横坐标为
(I)求曲线C1的普通方程;
(II)设A、B为曲线C1与y轴的两个交点,M为曲线C1上不同于A、B的任意一点,若直线AM与MB分别与x轴交于P,Q两点,求证|OP|.|OQ|为定值.
正确答案
(Ⅰ)由于曲线C1的参数方程为:(φ为参数),
利用同角三角函数的基本关系可得+
=1.
由于射线C2的极坐标方程为:θ=,故射线C2的方程为 y=x (x≥0).
把射线的方程代入+
=1可得 x2=
.
再由射线C2与曲线C1的交点的横坐标为,可得
=
,解得 a2=2,
故曲线C1的普通方程为 +y2=1.
(Ⅱ)由|OP|•|OQ|为定值.由(Ⅰ)可知曲线C1为椭圆,不妨设A为椭圆C1的上顶点,
设M(cosθ,sinθ),P(xP,0),Q(xQ,0),因为直线MA与MB分别与x轴交于P、Q两点,
所以KAM=KAP,KBM=KBQ,由斜率公式并计算得 xP=,xQ=
,
所以|OP|•|OQ|=|xP•xQ|=2,可得|OP||OQ|为定值.
选修4-4:坐标系与参数方程
已知曲线C的极坐标方程是ρ=2,以极点为原点,极轴为x轴的正半轴建立平面直角 坐标系,直线l的参数方程为(t为参数).
(I)写出直线l与曲线C的直角坐标系下的方程;
(II)设曲线C经过伸缩变换得到曲线C'设曲线C'上任一点为M(x,y),求
x+
y的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)直线l的普通方程x+y-2
-1=0
曲线C的直角坐标方程x2+y2=4;…(4分)
(Ⅱ)曲线C经过伸缩变换得到曲线C'的方程为x2+
=4,
则点M参数方程为,代入
x+
y得,
x+
y=
•2cosθ+
×4sinθ=2sinθ+2
cosθ=4sin(θ+
)∈[-4,4]
∴x+
y的取值范围是[-4,4]…(10分)
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