- 极坐标系
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选修4-4:极坐标与参数方程
已知某圆的极坐标方程为:ρ2-4ρcos(θ-
)+6=0.
(1)将极坐标方程化为普通方程;并选择恰当的参数写出它的参数方程;
(2)若点P(x,y)在该圆上,求x+y的最大值和最小值.
正确答案
(1)ρ2-4ρcos(θ-
)+6=0 即 ρ2-4
(
ρcosθ+
ρsinθ ),即 x2+y2-4x-4y+6=0.(2)圆的参数方程为
,∴x+y=4+
(sinα+cosα)=4+2sin(α+
).
由于-1≤sin(α+)≤1,∴2≤x+y≤6,故x+y 的最大值为6,最小值等于 2.
在极坐标系中,曲线C的极坐标方程为ρ=2sin(θ-
),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),求直线l被曲线C所截得的弦长.
正确答案
将方程ρ=2sin(θ-
),
,
分别化为普通方程:x2+y2+2x-2y=0,3x+4y+1=0,
由曲线C的圆心为C(-1,1),半径为.
所以,圆心C到直线l的距离为 =
,
故所求弦长为 2=
.
已知某圆的极坐标方程是p2-4pcos(θ-
)+6=0
求:
(1)求圆的普通方程和一个参数方程;
(2)圆上所有点(x,y)中xy的最大值和最小值.
正确答案
(1)普通方程:x2+y2-4x-4y+6=0…(2分);
参数方程: (θ为参数)…(4分)
(2)xy=(2+cosθ)(2+
sinθ)=4+2
(sinθ+cosθ)+2sinθcosθ…(5分)
令sinθ+cosθ=t∈[-,
],2sinθcosθ=t2-1
,则xy=t2+2t+3…(6分)
当t=-时,最小值是1;…(8分)
当t=时,最大值是9;…(10分)
在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数)若以O点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,则曲线C的极坐标方程为ρ=4cos θ.
(1)求曲线C的直角坐标方程及直线l的普通方程;
(2)将曲线C上各点的横坐标缩短为原来的,再将所得曲线向左平移1个单位,得到曲线CΘ,求曲线CΘ上的点到直线l的距离的最小值.
正确答案
(1)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:x+y=0…(4分)
(2)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d==
.
当sin(θ+α)=0时
到直线l距离的最小值为0.
在极坐标系中,O为极点,求过圆C:ρ=6cos(θ-)的圆心C且与直线OC垂直的直线l的极坐标方程.
正确答案
圆C:ρ=6cos(θ-)化为直角坐标方程.
∵ρ=6cos(θ-)
∴ρ=3cosθ+3 sinθ
∴ρ2=3ρcosθ+3ρsinθ
∴x2+y2=3x+3y
∴C的坐标为(,
)
∴C的极坐标为(3,)
设直线l上任意一点P(ρ,θ),则ρcos(θ-)=3
∴所求直线l的极坐标方程为ρcos(θ-)=3
选修4-4:坐标系与参数方程.
已知曲线C的极坐标方程为ρ=,直线l的参数方程为
(t为参数,0≤α<π).
(Ⅰ)把曲线C的极坐标方程化为直角坐标方程,并说明曲线C的形状;
(Ⅱ)若直线l经过点(1,0),求直线l被曲线C截得的线段AB的长.
正确答案
(1)对于曲线C:ρ=,可化为 ρsinθ=
.
把互化公式代入,得 y=,即 y2=4x,为抛物线.
(可验证原点(0,0)也在曲线上) (5分)
(2)根据条件直线l经过两定点(1,0)和(0,1),所以其方程为x+y=1.
由 ,消去x并整理得 y2+4y-4=0.
令A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=-4,y1•y2=-4.
所以|AB|=•
=
•
=8.(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,曲线C的方程为ρ=4cosθ,直线l的方程为(t为参数),直线l与曲线C的公共点为T.
(1)求点T的极坐标;
(2)过点T作直线l',l'被曲线C截得的线段长为2,求直线l'的极坐标方程.
正确答案
(1)曲线C的直角坐标方程为x2-4x+y2=0. ….(2分)
将代入上式并整理得t2-4
t+12=0.
解得t=2.∴点T的坐标为(1,
). ….(4分)
其极坐标为(2,)…(5分)
(2)设直线l'的方程为y-=k(x-1),即kx-y+
-k=0. ….(7分)
由(Ⅰ)得曲线C是以(2,0)为圆心的圆,且圆心到直线l'的距离为.
则,=
.解得k=0,或k=
.
直线l'的方程为y=,或y=
x. ….(9分)
其极坐标方程为ρsinθ=或θ=
(ρ∈R).…(10分)
在直角坐标系xOy中,圆O的参数方程为,(θ为参数,r>0).以O为极点,x轴正半轴为极轴,并取相同的单位长度建立极坐标系,直线l的极坐标方程为ρsin(θ+
)=
.写出圆心的极坐标,并求当r为何值时,圆O上的点到直线l的最大距离为3.
正确答案
圆的直角坐标方程为(x+)2+(y+
)2=r2,
圆心的直角坐标(-,-
)
极坐标(1,).
直线l的极坐标方程为ρsin(θ+)=
即为x+y-1=0,圆心O(-,-
)到直线的距离d=
.
圆O上的点到直线的最大距离为+r=3,解得r=2-
.
⊙O1和⊙O2的极坐标方程分别为ρ=4cosθ,ρ=-4sinθ.
(1)⊙O1和⊙O2的极坐标方程化为直角坐标方程;
(2)求经过⊙O1和⊙O2交点的直线的直角坐标方程.
正确答案
(1)∵x=ρcosθ,y=ρsinθ,∴由ρ=4cosθ得ρ2=4ρcosθ,
∴x2+y2=4x,即x2+y2-4x=0为⊙O1的直角坐标系方程.同理y=-x.为⊙O2的直角坐标方程.
(2)由解得即⊙O1、⊙O2交于点(0,0)和(2,-2).过交点的直线的直角坐标方为y=-x.
选修4-4:坐标系与参数方程
从极点O作射线,交直线ρcosθ=3于点M,P为射线OM上的点,且|OM|•|OP|=12,若有且只有一个点P在直线ρsinθ-ρcosθ=m,求实数m的值.
正确答案
设P(ρ,θ),则由|OM||OP|=12得|OM|=,∴M(
,θ),由于点M在直线ρ′cosθ=3上,∴
cosθ=3.
即ρ=4cosθ(ρ≠0).
∴ρ2=4ρcosθ,化为平面直角坐标系的方程为x2+y2=4x,即(x-2)2+y2=4(x≠0).
直线ρsinθ-ρcosθ=m化为平面直角坐标系的方程为y-x-m=0,
因为有且只有一个点P在直线y-x-m=0上,所以y-x-m=0和(x-2)2+y2=4(x≠0)相切,
∴=2,解得m=-2±2
.
或直线l过原点时也满足条件,此时m=0.
总上可知:m的取值是-2±2,或0.
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