- 极坐标系
- 共815题
(选做题)在直角坐标系xOy中,圆,圆
。
(1)在以圆O为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,分别写出圆C1,C2的极坐标方程,并求出圆C1,C2的交点坐标(用坐标表示);
(2)求圆C1与C2的公共弦的参数方程。
正确答案
解:(1)由,x2+y2=ρ2,可知圆
的极坐标方程为ρ=2,
圆,即
的极坐标方程为ρ=4cosθ,
解得:ρ=2,
,
故圆C1,C2的交点坐标(2,),(2,
)。
(2)由得圆C1,C2的交点的直角坐标(1,
),(1,
)
故圆C1,C2的公共弦的参数方程为。
已知曲线C1的极坐标方程为ρ=6cosθ,曲线C2的极坐标方程为θ=(ρ∈R),曲线C1、C2相交于A、B两点。
(1)把曲线C1、C2的极坐标方程转化为直角坐标方程;
(2)求弦AB的长度。
正确答案
解:(1)曲线C2:表示直线y=x,
曲线C:即
所以
即。
(2)∵圆心(3,0)到直线的距离
r=3
所以弦长。
已知曲线C1:ρ=2sinθ,曲线C2:(t为参数),
(Ⅰ)化C1为直角坐标方程,化C2为普通方程;
(Ⅱ)若M为曲线C2与x轴的交点,N为曲线C1上一动点,求|MN|的最大值.
正确答案
解:(Ⅰ)曲线C1的极坐标方程可化为ρ2=2ρsinθ,
又x2+y2=ρ2,x=ρcosθ,y=ρsinθ,
所以曲线C1的直角坐标方程为,
因为曲线C2的参数方程是,消去参数t得,
曲线C2的普通方程4x+3y-8=0。
(Ⅱ)因为曲线C2为直线y=-(x-2),
令y=0得x=2,即M点的坐标为(2,0);
又曲线C1为圆,其圆心坐标为C1(0,1),半径r=1,
则,
∴,
所以,|MN|的最大值为。
已知在平面直角坐标系xOy中,圆C的参数方程为(θ为参数),以Ox为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程为
.
(Ⅰ)写出直线l的直角坐标方程和圆C的普通方程;
(Ⅱ)求圆C截直线l所得的弦长.
正确答案
解:(Ⅰ)消去参数θ,得圆的普通方程为,
由,得
,
∴直线l的方程为。
(Ⅱ)圆心到直线l的距离为
,
设圆C截直线l所得弦长为m,
则,
∴。
在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数),在极坐标系(与直角坐标系xOy取相同的长度单位,且以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴)中,圆C的方程为ρ=2
sinθ,
(Ⅰ)求圆C的直角坐标方程;
(Ⅱ)设圆C与直线l交于点A,B.若点P的坐标为(3,),求|PA|+|PB|。
正确答案
解:(Ⅰ)由,得
,
即。
(Ⅱ)将l的参数方程代入圆C的直角坐标方程,得,
即,
由于,
故可设t1,t2是上述方程的两实根,所以,
又直线l过点
故由上式及t的几何意义得|PA|+|PB|=|t1|+|t2|=t1+t2。
选做题
已知点P(1+cosα,sinα),参数α∈[0,π],点Q在曲线上.
(I)求点P的轨迹方程和曲线C的直角坐标方程;
(II)求|PQ|的最小值.
正确答案
解:(I)由消去α得
点P的轨迹方程为(x﹣1)2+y2=1,(y≥0).
即为﹣
ρsin(
)=10,﹣(ρsinθ+ρcosθ)=10
直角坐标方程为x+y=﹣10.
(II)点P的轨迹是以(1,0)为圆心,以1为半径的上半圆,
当Q为坐标原点时,|PQ|的最小值=5
极坐标系的极点为直角坐标系xOy的原点,极轴为z轴的正半轴,两种坐标系的长度单位相同,己知圆C1的极坐标方程为p=4(cosθ+sinθ),P是C1上一动点,点Q在射线OP上且满足
OQ=OP,点Q的轨迹为C2.
(I)求曲线C2的极坐标方程,并化为直角坐标方程;
( II)已知直线l的参数方程为(t为参数,0≤φ<π),l与曲线C2有且只有一个公共点,求φ的值.
正确答案
解:(Ⅰ)设点P、Q的极坐标分别为(ρ0,θ)、(ρ,θ),
则 ρ= ρ0=
×4(cosθ+sinθ)=2(cosθ+sinθ),
点Q轨迹C2的极坐标方程为ρ=2(cosθ+sinθ),
两边同乘以ρ,得ρ2=2(ρcosθ+ρsinθ),
C2的直角坐标方程为x2+y2=2x+2y,
即(x﹣1)2+(y﹣1)2=2.
(Ⅱ)将l的代入曲线C2的直角坐标方程,
得(tcosφ+1)2+(tsinφ﹣1)2=2,
即t2+2(cosφ﹣sinφ)t=0,
t1=0,t2=sinφ﹣cosφ,
由直线l与曲线C2有且只有一个公共点,
得sinφ﹣cosφ=0,
因为0≤φ<π,
所以φ= .
(1)已知点C 的极坐标为(2,),画图并求出以C为圆心,半径r=2的圆的极坐标方程(写出解题过程);
(2)P是以原点为圆心,r=2的圆上的任意一点,Q(6,0),M是PQ中点
①画图并写出⊙O的参数方程;
②当点P在圆上运动时,求点M的轨迹的参数方程。
正确答案
解:(1)如图,设M(,θ)
则∠MOC=θ-或
-θ
由余弦定理得4+2-4cos(θ-
)=4
∴ ⊙C的极坐标方程为=4cos(θ-
) 。
(2)①如图,⊙O的参数方程。
②设M(x,y),P(2cosθ,2sinθ)
因Q(6,0)
∴M的参数方程为
即。
已知直线l的参数方程:(t为参数)和圆C的极坐标方程:
ρ=2.
(1)将直线l的参数方程化为普通方程,圆C的极坐标方程化为直角坐标方程;
(2)若平面直角坐标系横轴的非负半轴与极坐标系的极轴重合,试判断直线l和圆C的位置关系.
正确答案
解:(1)消去参数t,得直线l的普通方程为y=2x+1,ρ=2,
即ρ=2(sin+cos
),
两边同乘以ρ得ρ2=2(ρsin+ρcos
),
得⊙C的直角坐标方程为(x﹣1)2+(x﹣1)2=2;
(2)圆心C到直线l的距离d==
<
,
所以直线l和⊙C相交.
已知直线l的参数方程为(t为参数),若以直角坐标系xOy的O点为极点,Ox方向为极轴,选择相同的长度单位建立极坐标系,得曲线C的极坐标方程为
(1)求直线l的倾斜角;
(2)若直线l与曲线C交于A,B两点,求|AB|.
正确答案
解:(1)直线参数方程可以化,
根据直线参数方程的意义,
这条经过点,倾斜角为60°的直线.
(2)l的直角坐标方程为,
的直角坐标方程为
,
所以圆心到直线l的距离
,
∴.
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