- 极坐标系
- 共815题
选修4-4 坐标系与参数方程
已知曲线C的极坐标方程为:ρ2-4ρcos(θ-
)+6=0,
(Ⅰ)求曲线C的直角坐标方程;
(Ⅱ)设(x,y)是曲线C上任意一点,求的最大、最小值.
正确答案
(Ⅰ)∵ρ2-4ρcos(θ-
)+6=0,∴ρ2-4
ρ(
cosθ+
sinθ)+6=0,
∴ρ2-4ρcosθ-4ρsinθ+6=0,
化为普通方程x2+y2-4x-4y+6=0,即(x-2)2+(y-2)2=2,圆心C(2,2),半径r=.
(Ⅱ)设=k,则y=kx.
∵直线y=kx与圆C有公共点,∴圆心C(2,2)到直线y=kx的距离d≤r,即≤
,化为k2-4k+1≤0,解得2-
≤k≤2+
.
∴的最大、最小值分别为2+
、2-
.
(1)(坐标系与参数方程选做题)若曲线的极坐标方程为p=2sinθ+4cosθ,以极点为原点,极轴为x轴正半轴建立直角坐标系,则该曲线的直角坐标方程为______.
(2)(不等式选做题)对于实数x,y,若|x-1|≤1,|y-2|≤1,则|x-2y+1|的最大值为______.
正确答案
(1)∵曲线的极坐标方程为ρ=2sinθ+4cosθ,∴ρ2=2ρ sinθ+4ρ cosθ,
∴x2+y2=2y+4x,∴(x-2)2+(y-1)2=5.故答案为:(x-2)2+(y-1)2=5.
(2)|x-1|≤1,|y-2|≤1,即 0≤x≤2,1≤y≤3,
则|x-2y+1|=|x-1-2y+4-2|≤|x-1|+2|y-2|+2≤1+2×1+2=5,∴|x-2y+1|的最大值为5,
故答案为:5.
(1)若不等式|x-1|+|x-2|>a恒成立,则实数a的取值范围为______;
(2)在极坐标下,点(2,)到直线ρsin(θ+
)+
=0的距离______.
正确答案
(1)设f(x)=|x-1|+|x-2|,
则有f(x)=,
当x<1时,f(x)>1;
当1≤x≤2时,f(x)有最小值1;
当x>2时,f(x)>1;
综上f(x)有最小值1,
所以实数a的取值范围为(-∞,1)
直线ρsin(θ+)+
=0的可化为ρsinθ+ρcosθ+2=0,
化成直角坐标方程为:x+y+2=0,
点(2,)可化(0,2),
根据点到直线的距离公式 d==2
,
故答案为:(-∞,1),2
选做题(请考生在下列两题中任选一题作答,若两题都做,则按所做的第一题评阅计分)
(1)已知圆的极坐标方程为ρ=2cosθ,则该圆的圆心到直线ρsinθ+2ρcosθ=1的距离是______.
(2)若关于x的不等式|a-1|+2≥|x+1|+|x-3|存在实数解,则实数a的取值范围是______.
正确答案
(1)∵ρ=2cosθ,∴ρ2=2ρcosθ,∴x2+y2=2x.即(x-1)2+y2=1,∴圆心为(1,0).
∵ρsinθ+2ρcosθ=1,∴2x+y-1=0.
由点到直线的距离公式得:=
.即为所求的圆的圆心到直线的距离.
故答案为.
(2)∵|x+1|+|x-3|≥|x+1-(x-3)|=4,∴|x+1|+|x-3|的最小值为4.
由已知关于x的不等式|a-1|+2≥|x+1|+|x-3|存在实数解,∴a满足|a-1|+2≥4,解得a≤-1,或a≥3.
∴实数a的取值范围是(-∞,-1]∪[3,+∞).
选做题(考生注意:请在(1)(2)两题中,任选做一题作答,若多做,则按(1)题计分)
(1)(坐标系与参数方程选做题)在极坐标系中,直线ρsin(θ+)=2被圆ρ=4截得的弦长为______.
(2)(不等式选讲选做题)若不等式|x-2|+|x+3|<a的解集为∅,则实数a的取值范围为______.
正确答案
(1)直线ρsin(θ+)=2 即
ρsinθ+
ρcosθ=2,化为普通方程为
x+
y -4 = 0.
圆ρ=4 化为普通方程为 x2+y2=16,圆心(0,0)到直线的距离等于 =2,
故所求的弦长为 2=4
.
故答案为:4.
(2)|x-2|+|x+3|表示数轴上的 x 到-3和2的距离之和,故其最小值为5,不等式|x-2|+|x+3|<a的解集为∅,
等价于a≤5,即实数a的取值范围为 (-∞,5].
故答案为:(-∞,5].
在直角坐标系中,直线l的参数方程为(t为参数),则它的截距式方程为______;以原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρ=2cosθ+4sinθ,则直线,被曲线C所截得的弦长等于______.
正确答案
∵直线l的参数方程为(t为参数),∴y=2x-4,即
+
=1.
∵曲线C的极坐标方程为ρ=2cosθ+4sinθ,∴化为直角坐标方程为 x2+y2=2x+4y,
即 (x-1)2+(y-2)2=5,表示圆心为(1,2),半径等于的圆.
圆心到直线l的距离等于 d==
,故弦长为 2
=2
=
=
,
故答案为+
=1或
.
过点P(4,3)的直线l1的参数方程为(t为参数),直线l2的极坐标方程为ρsin(θ+
)=
,若l1∩l2=Q,则|PQ|等于______.
正确答案
直线l1的参数方程为(t为参数),故其普通方程为4x+3y=25
直线l2的极坐标方程为ρsin(θ+)=
,故其普通方程为x+y=2
因为若l1∩l2=Q,联立两直线方程解得Q(19,-17)
又P(4,3),故|PQ|==25
故答案为25
(1)选修4-2:矩阵与变换
已知矩阵A=,若矩阵A属于特征值6的一个特征向量为
=
,属于特征值1的一个特征向量为
=
,求矩阵A.
(2)选修4-4:坐标与参数方程
以直角坐标系的原点为极点,x轴正半轴为极轴,并在两种坐标系中取相同的长度单位.已知直线l的极坐标方程为psin(θ-)=6,圆C的参数方程为
,(θ为参数),求直线l被圆C截得的弦长.
(3)选修4-5:不等式选讲
已知实数a,b,c,d满足a+b+c+d=3,a2+2b2+3c2+6d2=5试求a的最值.
正确答案
(1)依题意得,即
所以解得
∴A=
(2)由ρsin(θ-)=ρ(
sinθ-
cosθ)=6,∴y-
x=12
将圆的参数方程化为普通方程为x2+y2=10圆心为C(0,0),半径为10.
∴点C到直线的距离为d==6,
直线l被圆截得的弦长为2=16
(3)由柯西不等式得,有(2b2+3c2+6d2)(+
+
)≥(b+c+d)2
即2b2+3c2+6d2≥(b+c+d)2,由条件可得,5-a2≥(3-a)2
解得,1≤a≤2,代入b=1,c=,d=
时,amax=2;b=1,c=
,d=
时,amin=1
已知直线l的极坐标方程是ρsin(θ+)=1,若直线l与双曲线
-
=1(a>0)的一条渐近线平行,则实数a=______.
正确答案
直线l的极坐标方程是ρsin(θ+)=1,
得其直角坐标方程为:x+y-2=0,
又双曲线-
=1(a>0)的一条渐近线是:
y=-x,
∴=
,a=
.
故答案为:.
已知圆C的参数方程为(θ为参数),
(1)以原点O为极点、x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,写出圆C的极坐标方程;
(2)已知直线l经过原点O,倾斜角α=,设l与圆C相交于A、B两点,求O到A、B两点的距离之积.
正确答案
(1)由 得
,
两式平方后相加得(x-)2+y2=4,…(4分)
∴曲线C是以(,0)为圆心,半径等于2的圆.令x=ρcosθ,y=ρsinθ,
代入并整理得ρ2-2ρCOSθ-1=0.
即曲线C的极坐标方程是ρ2-2ρCOSθ-1=0 …(10分)
(2)直线的参数方程是 (t是参数).
因为点A,B都在直线l上,所以可设它们对应的参数为t1和t2,
圆化为直角坐标系的方程(x-)2+y2=4,
以直线l的参数方程代入圆的方程整理得到 t2+3t-1=0 ①,
因为1和t2是方程①的解,从而 t1t1=-2.
所以|OA||OB|=t1t2|=|-1|=1.
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