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课时规范练
A组 基础对点练
1.在平面直角坐标系xOy中,已知直线l的参数方程为(t为参数),椭圆C的参数方程为(θ为参数).设直线l与椭圆C相交于A,B两点,求线段AB的长.
解析:椭圆C的普通方程为x2+=1.
将直线l的参数方程
代入x2+=1,得
(1+t) 2+=1,即7t2+16t=0,
解得t1=0,t2=-.
所以AB=|t1-t2|=.
2.在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数).以原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,⊙C的极坐标方程为ρ=2sin θ.
(1)写出⊙C的直角坐标方程;
(2)P为直线l上一动点,当P到圆心C的距离最小时,求P的直角坐标.
解析:(1)由ρ=2sin θ,得ρ2=2ρsin θ,
从而有x2+y2=2y,所以x2+(y-)2=3.
(2)设P,又C(0,),
则|PC|=
=,
故当t=0时,|PC|取得最小值,
此时,点P的直角坐标为(3,0).
3.在直角坐标系xOy中,以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,半圆C的极坐标方程为ρ=2cos θ,θ∈.
(1)求C的参数方程;
(2)设点D在C上,C在D处的切线与直线l:y=x+2垂直,根据(1)中你得到的参数方程,确定D的坐标.
解析:(1)C的直角坐标方程为(x-1)2+y2=1(0≤y≤1).
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可得C的参数方程为(t为参数,0≤t≤π).
(2)设D(1+cos t,sin t),由(1)知C是以G(1,0)为圆心,1为半径的上半圆.因为C在点D处的切线与l垂直,所以直线GD与l的斜率相同,tan t=,t=.
故D的直角坐标为(1+cos,sin),即(,).
4.(2018·厦门模拟)在直角坐标系xOy中,圆C的参数方程为(φ为参数).以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求圆C的极坐标方程;
(2)直线l的极坐标方程是2ρsin=3,射线OM:θ=与圆C的交点为O,P,与直线l的交点为Q,求线段PQ的长.
解析:(1)圆C的普通方程为(x-1)2+y2=1,
又x=ρcos θ,y=ρsin θ,
所以圆C的极坐标方程为ρ=2cos θ.
(2)设P(ρ1,θ1),则由
得ρ1=1,θ1=,设Q(ρ2,θ2),
则由
得ρ2=3,θ2=,所以PQ=2.
B组 能力提升练
1.(2018·南昌模拟)已知极坐标的极点在平面直角坐标系的原点O处,极轴与x轴的非负半轴重合,且长度单位相同.直线l的极坐标方程为:ρsin=10,曲线C:(α为参数),其中α∈[0,2π).
(1)试写出直线l的直角坐标方程及曲线C的普通方程;
(2)若点P为曲线C上的动点,求点P到直线l距离的最大值.
解析:(1)因为ρsin=10,
所以ρsin θ-ρcos θ=10,所以直线l的直角坐标方程为x-y+10=0.
曲线C:(α为参数),消去参数可得曲线C的普通方程为x2+(y-2)2=4.
(2)由(1)可知,x2+(y-2)2=4的圆心为(0,2),半径为2.
圆心到直线l的距离为d==4,所以点P到直线l距离的最大值为4+2.
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2.(2018·商丘模拟)直线l的参数方程为(t为参数),曲线C的极坐标方程为(1+sin2θ)ρ2=2.
(1)写出直线l的普通方程与曲线C的直角坐标方程;
(2)设直线l与曲线C相交于A,B两点,若点P为(1,0),求+的值.
解析:(1)消去参数t得直线l的普通方程为x-y-=0.
曲线C的极坐标方程ρ2+ρ2sin2 θ=2化为直角坐标方程为x2+2y2=2,即+y2=1.
(2)将直线l的参数方程代入曲线C:x2+2y2=2,得7t2+4t-4=0.
设A,B两点在直线l的参数方程中对应的参数分别为t1,t2,则t1+t2=-,t1t2=-.
所以+=+===,即+的值为.
3.(2018·太原模拟)已知直线l的参数方程为(t为参数),以坐标原点为极点,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ρ2cos2θ+3ρ2sin2θ=12,且曲线C的左焦点F在直线l上.
(1)若直线l与曲线C交于A,B两点,求|FA|·|FB|的值;
(2)求曲线C的内接矩形的周长的最大值.
解析:(1)曲线C的直角坐标方程为+=1,左焦点F(-2,0)代入直线AB的参数方程,得m=-2,直线AB的参数方程是(t为参数)代入椭圆方程得t2-2t-2=0,所以t1·t2=-2,所以|FA|·|FB|=2.
(2)椭圆+=1的参数方程为根据椭圆和矩形的对称性可设椭圆C的内接矩形的顶点为(2cos θ,2sin θ),(-2cos θ,2sin θ),(2cos θ,-2sin θ),(-2cos θ,-2sin θ),所以椭圆C的内接矩形的周长为8cos θ+8sin θ=16sin,
当θ+=时,即θ=时椭圆C的内接矩形的周长取得最大值16.
4.已知圆锥曲线C:(α是参数)和定点A(0,),F1,F2分别是曲线C的左、右焦点.
(1)以原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立坐标系,求直线AF2的极坐标方程.
(2)若P是曲线C上的动点,求||·||的取值范围.
解析:(1)曲线C的普通方程为+=1,
所以F2(1,0),
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所以直线AF2的斜率k=-,
所以直线AF2的直角坐标方程为y=-x+.
所以直线AF2的极坐标方程为
ρsin θ=-ρcos θ+.
(2)P是曲线C:+=1上的动点,
所以1≤||≤3.
因为||+||=4,
所以||=4-||,
所以||·||
=(4-||)×||
=-||2+4||
=-(-2)2+4.
所以当||=2时,||·||取得最大值4,
当||=1或3时,||·||取得最小值3.
所以||·||的取值范围是[3,4].
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