- 极坐标系
- 共815题
若一条曲线的极坐标方程为ρ=2,在以极点为原点,极轴为x轴的坐标系下,另一条曲线参数方程为,(θ 为参数)它们相交于A、B两点,求线段AB的长.
正确答案
由ρ=2知曲线普通方程为:x2+y2=4,
由知曲线普通方程为:(x-1)2+(y+1)2=2,
∴联立得交点坐标为A(0,-2),B(2,0)
∴AB==2
已知在直角坐标平面内,以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,点D的极坐标是(1,π),曲线C的极坐标方程为ρ=
.
(I)求点D的直角坐标和曲线C的直角坐标方程;
(II)若经过点D的直线l与曲线C交于A、B两点,求|DA|•|DB|的最小值.
正确答案
(I)点D的直角坐标是(0,-1),(2分)
∵ρ=,∴ρ=ρcosθ+2,即x2+y2=(x+2)2,(4分)
化简得曲线C的直角坐标方程是y2=4x+4(5分)
(II)设直线l的倾斜角是α,则l的参数方程变形为,(7分)
代入y2=4x+4,得t2sin2α-(4cosα+2sinα)t-3=0
设其两根为t1,t2,则t1t2=-,(8分)
∴|DA|•|DB|=|t1t2|=.
当α=90°时,|DA|•|DB|取得最小值3.(10分)
已知曲线C的参数方程为(α∈R,α为参数).当极坐标系的极点与直角坐标系的原点重合,且极轴在x轴的正半轴上时,曲线D的极坐标力程为ρsin(θ+
)=
a.
(I)试将曲线C的方程化为普通方程,曲线D的方程化为直角坐标方程;
(II)试确定实数a的取值范围,使曲线C与曲线D有公共点.
正确答案
(I)∵曲线C的参数方程是 (θ是参数),
∴消去参数得:x2+y2=1;,
∴曲线D的极坐标方程可写为ρsin(θ+)=
a.
即:ρsinθ+
ρcosθ=
a.
故直角坐标方程为:x+y-2a=0.
(II)利用圆心到直线的距离d≤r得
≤1
解得:-≤a≤
.
实数a的取值范围:-≤a≤
.
在极坐标系中,设P(2,),直线l过点P且与极轴所成的角为
,求直线l的极坐标方程.
正确答案
在直角坐标系中,过点 (2,)且与极轴所成的角为
的直线的斜率为-1,
其直角坐标方程是y-=-(x-
),即x+y-2
=0,
其极坐标方程为 ρcosθ+ρsinθ-2=0,
即ρcos(θ-)=2.
已知曲线C参数方程为,θ∈[0,2π),极点O与原点重合,极轴与x轴的正半轴重合.圆T的极坐标方程为ρ2+4ρcosθ+4=r2,曲线C与圆T交于点M与点N.
(Ⅰ)求曲线C的普通方程与圆T直角坐标方程;
(Ⅱ)求•
的最小值,并求此时圆T的方程.
正确答案
(I)椭圆C的方程为+y2=1.圆T:(x+2)2+y2=r2(r>0)--------(5分)
(II)方法一:点M与点N关于x轴对称,设N(x1,-y1),不妨设y1>0.
由于点M在椭圆C上,所以y12=1-.(*)
由已知T(-2,0),则=(x1+2,y1),
=(x1+2,-y1),∴
•
=(x1+2,y1)•(x1+2,-y1)=(x1+2)2-y12=(x1+2)2-(1-
)=
x12+4x1+3=
(x1+
)2-
.
由于-2<x1<2,故当x1=-时,
•
取得最小值为-
.
由(*)式,y1=,故M(-
,
),又点M在圆T上,代入圆的方程得到r2=
.
故圆T的方程为:(x+2)2+y2=.--------(13分)
方法二:点M与点N关于x轴对称,故设M(2cosθ,sinθ),N(2cosθ,-sinθ),
不妨设sinθ>0,由已知T(-2,0),则•
=(2cosθ+2,sinθ)•(2cosθ+2,-sinθ)=(2cosθ+2)2-sin2θ=5cos2θ+8cosθ+3=5(cosθ+
)2-
.
故当cosθ=-时,
•
取得最小值为-
,此时M(-
,
),
又点M在圆T上,代入圆的方程得到r2=.故圆:(x+2)2+y2=
.
选修4-4:坐标系与参数方程
已知极坐标系的极点在直角坐标系的原点处,极轴与x轴的正半轴重合.直线l的参数方程为:(t为参数),曲线C的极坐标方程为:ρ=4cosθ.
(Ⅰ)写出C的直角坐标方程,并指出C是什么曲线;
(Ⅱ)设直线l与曲线C相交于P、Q两点,求|PQ|值.
正确答案
(Ⅰ)∵ρ=4cosθ,∴ρ2=4ρcosθ,(2分)
由ρ2=x2+y2,ρcosθ=x得:x2+y2=4x,
所以曲线C的直角坐标方程为(x-2)2+y2=4,…(4分)
它是以(2,0)为圆心,半径为2的圆.…(5分)
(Ⅱ)把代入x2+y2=4x整理得t2-3
t+5=0,…(7分)
设其两根分别为t1、t2,则t1+t2=3,t1t2=5,…(8分)
∴|PQ|=|t1-t2|==
.…(10分)
从极点O作直线与另一直线l:ρcosθ=4相交于点M,在OM上取一点P,使OM•OP=12.
(1)求点P轨迹的极坐标方程;(2)设R为l上的任意一点,试求RP的最小值.
正确答案
(1)设动点P的坐标为(ρ,θ),M的坐标为(ρ0,θ),
则ρρ0=12.
∵ρ0cosθ=4,
∴ρ=3cosθ即为所求的轨迹方程.
(2)由(1)知P的轨迹是以(,0)为圆心,半径为
的圆,
而直线l的解析式为x=4,
所以圆与x轴的交点坐标为(3,0),
易得RP的最小值为1
选修4-4:坐标系与参数方程
已知极点与原点重合,极轴与x轴的正半轴重合.若曲线C1的极坐标方程为:5ρ2-3ρ2cos2θ-8=0,直线的参数方程为:(为参数).
(Ⅰ)求曲线C1的直角坐标方程;
(Ⅱ)直线上有一定点P(1,0),曲线C1与交于M,N两点,求|PM|•|PN|的值.
正确答案
(Ⅰ)∵曲线C1的极坐标方程为:5ρ2-3ρ2cos2θ-8=0,
∴5ρ2-3ρ2(cos2θ-sin2θ)-8=0,
∴5ρ2-3ρ2cos2θ-3ρ2sin2θ-8=0,化为普通方程5x2+5y2-3x2+3y2-8=0,
整理为+y2=1.
(Ⅱ)把直线l的参数方程代入曲线C1的方程化为7t2-2
t-3=0,
∴t1t2=-.
由t的几何意义可知:|PM||PN|=4|t1t2|=.
已知在直角坐标系中,直线
的参数方程为
(
为参数),在极坐标系(与直角坐标系
取相同的长度单位,且以原点
为极点,以
轴正半轴为极轴)中,曲线
的极坐标方程为
.
①求直线普通方程和曲线
的直角坐标方程;
②设点是曲线
上的一个动点,求它到直线
的距离的取值范围.
正确答案
①直线的普通方程为:
;曲线
的直角坐标方程为:
②点到直线
的距离的取值范围是
试题分析:①由直线的参数方程消去易知,直线
的普通方程
;由极坐标与直角坐标互换公式
,易知曲线
的方程为
;
②由①易知曲线的圆心坐标为
,半径为1,再由点到直线距离公式可求得圆心
到直线
的距离,即可求得结果.
试题解析:①直线的普通方程为:
.
曲线的直角坐标方程为:
(或
)
②曲线的标准方程为
,圆心
,半径为
;
∴圆心到直线
的距离为:
所以点到直线
的距离的取值范围是
.
(A)4-2矩阵与变换
已知二阶矩阵M的特征值是λ1=1,λ2=2,属于λ1的一个特征向量是e1=,属于λ2的一个特征向量是e2=
,点A对应的列向量是a=
.
(Ⅰ)设a=me1+ne2,求实数m,n的值.
(Ⅱ)求点A在M5作用下的点的坐标.
(B)4-2极坐标与参数方程
已知直线l的极坐标方程为ρsin(θ-)=3,曲线C的参数方程为
,设P点是曲线C上的任意一点,求P到直线l的距离的最大值.
正确答案
(A)4-2矩阵与变换
(Ⅰ)由a=me1+ne2得:=m
+n
,即
⇒
.
(Ⅱ)二阶矩阵M对应的变换是线性变换
所以M5a=M5(2e1+e2)=2M5e1+M5e2=2λ15e1+λ25e2=2e1+25e2
=2+25=
=
所以点A在M5作用下的点的坐标(-30,66).
(B)4-2极坐标与参数方程
由ρsin(θ-)=3,得:ρ(
sinθ-
cosθ)=3,∴y-
x=6,即:
x-y+6=0
又曲线C的参数方程是,设点P坐标为(cosθ,3sinθ),
则点P到直线l的距离是d==
=
≤
=
+3
所以,P到直线l的距离的最大值为+3.
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