参数方程
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坐标系与参数方程大题训练(含 40 题及答案)
1.在平面直角坐标系 xOy 中,曲线 C 的参数方程为 (a>b>0,φ 为参数),且曲线 C
上的点 M(2, )对应的参数 φ= ,以 O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求曲线 C 的普通方程;
(2)若曲线 C 上的 A,B 两点的极坐标分别为 A(ρ1,θ),B(ρ2,θ+ ),求 + 的值
.
2.在平面直角坐标系 xOy 中,曲线 C 的参数方程是 (α 为参数),以原点 O 为极点
,x 轴正半轴为极轴,建立极坐标系,直线 l 的极坐标方程为 .
(1)求曲线 C 的普通方程与直线 l 的直角坐标方程;
(2)已知直线 l 与曲线 C 交于 A,B 两点,与 x 轴交于点 P,求|PA|•|PB|.
3.在直角坐标系 xOy 中,椭圆 C 关于坐标轴对称.以坐标原点 O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐
标系,A( , ),B(2 ,0)为椭圆 C 上两点.
(Ⅰ)求直线 OA 的直角坐标方程与椭圆 C 的参数方程;
(Ⅱ)若点 M 在椭圆 C 上,且点 M 第一象限内,求四边形 OAMB 的面积 S 的最大值.
4.在直角坐标系 xOy 中,曲线 C1 的参数方程为 (t 为参数),以原点 O 为极点,x 轴的非
负半轴为极轴建立极坐标系,曲线 C2 的极坐标方程为 ρ2= .
(1)写出曲线 C1 的普通方程和曲线 C2 的直角坐标方程;
(2)已知点 P 是曲线 C2 上一点,求点 P 到曲线 C1 的最小距离.
5.在直角坐标系 xOy 中,曲线 C1: (θ 为参数),在以 O 为极点,x 轴的非负半轴为
极轴的极坐标系中,曲线 C2:ρ(cosθ﹣sinθ)=4.
(1)写出曲线 C1 和 C2 的普通方程;
(2)若曲线 C1 上有一动点 M,曲线 C2 上有一动点 N,求使|MN|最小时 M 点的坐标.
6.已知极坐标系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(θ﹣ )=5,曲线 C: (α 为参数,且 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.
7.已知极坐标系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,且长度单位相参数方程
2
同,直线 l 的极坐标方程为 (ρ∈R).曲线 (α 为参数,且 α∈[0,
2π)).
(1)试写出直线 l 的直角坐标方程及曲线 C 的极坐标方程;
(2)若直线 l 与曲线 C 交于 A,B 两点,求|AB|的值.
8.在平面直角坐标系 xOy 中,曲线 C 的参数方程为 ,(θ 为参数),以坐标原点 O
为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,已知直线 l 的极坐标方程为 ρ(cosθ+sinθ)=m(m>0)
.
(1)求曲线 C 的极坐标方程;
(2)若直线 与直线 l 交于点 A,与曲线 C 交于 M,N 两点.且|OA|•|OM|•|ON|=6
,求 m.
9.在直角坐标系 xOy 中,直线,的参数方程为 (t 为参数).以原点 O 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 ,点 E 的直角坐标为(
2,2 ),直线,与曲线 C 交于 A、B 两点.
(I)写出点 E 的极坐标和曲线 C 的普通方程;
(II)当 tana=2 时,求点 E 到 A,B 两点的距离之积.
10.以直角坐标系的原点 O 为极点,x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系.已知直线 l 的参数方程为
(t 为参数,0≤φ<π),曲线 C 的极坐标方程为 ρcos2θ=8sinθ.
(1)求直线 l 的普通方程和曲线 C 的直角坐标方程;
(2)设直线 l 与曲线 C 相交于 A,B 两点,当 φ 变化时,求|AB|的最小值.
11.在平面直角坐标系 xOy 中,圆 C 的方程为 x2+(y﹣5)2=9
(Ⅰ)以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,求 C 的极坐标方程;
(Ⅱ)直线 l 的参数方程为 (t 为参数,0≤α<π),直线 l 与曲线 C 交于 A,B 两点,
,求 l 的斜率和普通方程.
12.在直角坐标系 xOy 中,曲线 C1: =1,曲线 C2: (φ 为参数),以坐标
原点为极点,以 x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求 C1,C2 的极坐标方程;
(2)射线 l 的极坐标方程为 θ=α(ρ≥0),若 l 分别与 C1,C2 交于异于极点的 A,B 两点,求
的最大值.参数方程
3
13.在直角坐标系 xOy 中,以 O 为极点,x 轴非负半轴为极轴,取相同单位长度,建立极坐标系.曲
线 C 的极坐标方程为 ,M,N 分别为 C 与 x 轴、y 轴的交点.
(1)写出 C 的直角坐标方程,并求 M,N 的极坐标;
(2)设 MN 的中点为 P,求直线 OP 的极坐标方程.
14.在直角坐标系 xOy 中,曲线 C1: ,以 O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,
曲线 C2 是圆心极坐标为(3,π),半径为 1 的圆.
(1)求曲线 C1 的参数方程和 C2 的直角坐标方程;
(2)设 M,N 分别为曲线 C1,C2 上的动点,求|MN|的取值范围.
15.已知在平面直角坐标系 xOy 中,直线 l 的参数方程为 (t 为参数),曲线 C1 的方程
为 x2+(y﹣1)2=1 以坐标原点 O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求直线 l 和曲线 C1 的极坐标系方程;
(2)曲线 C2:θ=α(ρ>0,0<α< )分别交直线 l 和曲线 C1 交于 A、B,求 的最大值.
16.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,直线 l:ρcos(θ+α)
=1(其
中 α∈(0, )与圆 C:ρ=2cosθ 交于 A,B 两点.
(Ⅰ)若 α= ,求直线 l 和圆 C 的直角坐标方程;
(Ⅱ)若|AB|= ,求 α.
17.已知在平面直角坐标系 xOy 中,直线 l 的参数方程是 (t 是参数),以原点 O 为极点,
x 轴正半轴为极轴且取相同的单位长度建立极坐标系,曲线 C 的极坐标方程为 .
(Ⅰ)求直线 l 的普通方程与曲线 C 的直角坐标方程;
(Ⅱ)设 M(x,y)为曲线 C 上任意一点,求 x+y 的取值范围.
18.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 轴的
正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 C 的极坐标方程为 ρ=2 acos( ),(a ).
(1)分别写出直线 l 的普通方程与曲线 C 的直角坐标方程;、
(2)已知点 P(2,﹣1),直线写曲线 C 相交于 M,N 两点,若|MN|2=5|PM|•|PN|,求实数 a 的值
.参数方程
4
19.在平面直角坐标系中,直线 l 的参数方程为 (t 为参数),以原点 O 为极点,x 轴
的正半轴为极轴建立坐标系,点 A 的极坐标为(2 , ),曲线 C 的极坐标方程为
ρ2﹣4ρcosθ+1=0,设直线 l 与曲线 C 相交于 P、Q 两点.
(1)写出直线 l 和曲线 C 的直角坐标方程;
(2)求|AP||AQ||OP||OQ|的值.
20.在直角坐标系 xOy 中,直线 C1:x=﹣2,圆 C2: (θ 为参数),以坐标原点为极
点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求 C1,C2 的极坐标方程;
(2)若直线 C3 的极坐标方程为 ,设 C2,C3 的交点为 A,B,求△C2AB 的面积.
21.在平面直角坐标系 xOy 中,以坐标原点 O 为极点,x 轴正半轴为极轴,建立极坐标系.已知直线 l
的参数方程为 (t 为参数);曲线 C1 的极坐标方程为 ρ=4cosθ,点 P 在曲线 C1 上,
点 P 的极角为 .
(1)求曲线 C1 的直角坐标方程及直线 l 的普通方程;
(2)若曲线 C2 的参数方程为 (α 为参数),由曲线 C2 按变换 得曲线 C3
,点 Q 为曲线 C3 上的动点,求线段 PQ 的中点 M 到直线 l 的距离的最大值.
22.在平面直角坐标系 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 ρ2﹣4ρsinθ﹣12=0.
(1)求⊙C 的参数方程;
(2)求直线 l 被⊙C 截得的弦长.
23.在平面直角坐标系 xOy 中,以原点 O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,两种坐标系中
取相同的长度单位.已知圆 C 是以极坐标系中的点(2, )为圆心, 为半径的圆,直线 l
的参数方程为
(1)求 C 与 l 的直角坐标系方程;
(2)若直线 l 与圆 C 交于 M,N 两点,求△MON 的面积.参数方程
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24.在直角坐标系中,曲线 C 的方程为 x2+(y+1)2=9,直线 l 的参数方程为 (t 为参
数).以 O 为极点,以 x 轴非负半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求曲线 C 的极坐标方程及直线 l 的普通方程;
(2)若直线 l 经过点 M(1,0),且交曲线 C 于 A、B 两点,求 的值.
25.在平面直角坐标系 xOy 中,直线 l 的参数方程为 (t 为参数,
),以坐标原点 O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 C 的极坐标方程为 ρ2﹣2ρcosθ﹣3=0
.
(Ⅰ)求直线 l 的普通方程与曲线 C 的直角坐标方程;
(Ⅱ)若直线 l 与曲线 C 交于 A、B 两点,求|AB|的最小值.
26.已知曲线 C1: (α 为参数),曲线 C2: (θ 为参数)
(1)化 C1,C2 的方程为普通方程;
(2)若 C1 上的点 P 对应的参数为 α= ,Q 为 C2 上的动点,求 PQ 中点 M 到直线 l: (t
为参数)的距离的最小值及 M 点坐标.
27.在直角坐标系 xOy 中,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,并使得它与直角坐标系 xOy 有相同的长度单位,曲线 C 的极坐标方
程为 ρ=4sinθ.
(1)求直线 l 的普通方程和曲线 C 的直角坐标方程;
(2)设曲线 C 与直线 l 交于 A、B 两点,且 M 点的坐标为(3,4),求|MA|•|MB|的值.
28.在平面直角坐标系中,以坐标原点为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线 C1:
ρ=2sinθ,曲线 C2: (t 为参数).
(Ⅰ)求曲线 C1 的直角坐标方程;
(Ⅱ)设点 M(0, ),若曲线 C1 与曲线 C2 相交于 P,Q 两点,求|MP|﹣|MQ|的值.
29.已知曲线 (t 为参数),曲线 C2:4ρcosθ﹣ρsinθ﹣1=0.(设直角坐标系
x 正半轴与极坐系极轴重合).
(1)求曲线 C1 与直线 C2 的普通方程;
(2)若点 P 在曲线 C1 上,Q 在直线 C2 上,求|PQ|的最小值.参数方程
6
30.已知曲线 C 的参数方程是 (θ 为参数),以直角坐标系 xOy 的原点为极点,x 轴的非
负半轴为极轴建立极坐标系,直线 l 的极坐标方程为 ρ(cosθ+sinθ)=4.
(Ⅰ)写出曲线 C 的普通方程和直线 l 的直角坐标方程;
(Ⅱ)试求曲线 C 上任意一点 M 到直线 l 的距离的最大值.
31.在平面直角坐标系 xOy 中,直线 l 的参数方程为 (t 为参数),φ∈[0,π),
以原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,圆 C 极坐标方程为 ρ=4cosθ.
(1)若直线 l 与圆 C 相切,求 φ 的值;
(2)已知直线 l 与圆 C 交于 A、B 两点,记点 A、B 相应的参数分别为 t1、t2,当 t1=2t2 时,求 AB 的
长.
32.在直角坐标系 xOy 中,已知点 P(0, ).曲线 C 的参数方程为 (φ 为参数
),以原点 O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线 l 的极坐标方程为 2ρcos(θ﹣ )
= .
(1)求曲线 C 的普通方程和直线 l 的直角坐标方程;
(2)设直线 l 与曲线 C 交于 A,B 两点.求|PA|•|PB|的值.
33.在直角坐标系 xOy 中,曲线 C 的参数方程为 (θ 为参数,a>1),过点 A(﹣2,﹣2
)的直线 l 的参数方程为 (t 为参数).
(Ⅰ)求曲线 C 的普通方程,并说明它表示什么曲线;
(Ⅱ)设曲线 C 与直线 l 分别交于 M1,M2 两点,若|AM1|,|M1M2|,|AM2|成等比数列,求 a 的值.
34.已知直线 l: (t 为参数),曲线 Γ: (θ 为参数).
(1)分别求直线 l 与曲线 Γ 的普通方程;
(2)已知点 F(1,0),若直线 l 与曲线 Γ 相交于 A,B 两点(点 A 在点 B 的上方),求|FA|﹣|FB|
的值.
35.在平面直角坐标系 xOy 中,直线 l 的参数方程为 (t 为参数)以坐标原点 O 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.
(Ⅰ)求直线 l 的极坐标方程及曲线 C 的直角坐标方程;参数方程
7
(Ⅱ)若 A(ρ1,α)是直线 l 上一点,B(ρ2,α﹣ )是曲线 C 上一点,求 的最大值.
36.在平面直角坐标系中,直线 l 的参数方程为 (t 为参数),椭圆 C 的参数方程为
(φ 为参数),直线 l 经过椭圆 C 的左焦点.
(1)求椭圆 C 的焦点坐标和实数 k 的值;
(2)设直线 l 与椭圆 C 的相交于点 A,B,求|AB|.
37.在平面直角坐标系 xOy 中,曲线 C1 的参数方程为 (t 为参数),在以 O 为极点,x
轴的正半轴为极轴的极坐标系中,曲线 C2 的方程为 .
(Ⅰ)求曲线 C1 的普通方程和 C2 的直角坐标方程;
(Ⅱ)若 A,B 分别为曲线 C1 和 C2 上的任意点,求|AB|的最小值.
38.在直角坐标系 xOy 中,曲线 C1: (t 为参数).以坐标原点 O 为极点,x 轴正半轴
为极轴建立极坐标系,曲线 C2:ρ2﹣10ρcosθ﹣6ρsinθ+25=0.
(Ⅰ)求 C1 的普通方程与曲线 C2 的直角坐标方程,并说明方程所表示的曲线名称;
(Ⅱ)判断曲线 C1 与曲线 C2 的位置关系,若相交,求出弦长.
39.已知曲线 C1: (t 为参数),C2: (θ 为参数).
(Ⅰ)化 C1,C2 的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线;
(II)若 C1 上的点 P 对应的参数为 t= ,Q 为 C2 上的动点,求 PQ 中点 M 到直线 C3:2x﹣y﹣7=0 距
离的最大值.
40.在平面直角坐标系 xOy 中,直线 l 的参数方程为 (t 为参数),以坐标原点 O 为
极点,x 轴的正半轴为极轴且取相同的单位长度建立极坐标系.已知曲线 C 的极坐标方程为 ρ=4cosθ
(1)求曲线 C 的直角坐标方程;
(2)若直线 l 与曲线 C 交于 A,B 两点,且|AB|= .求直线 l 的倾斜角 α 的值.参数方程
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参考答案与试题解析
1.在平面直角坐标系 xOy 中,曲线 C 的参数方程为 (a>b>0,φ 为参数),且曲线 C
上的点 M(2, )对应的参数 φ= ,以 O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求曲线 C 的普通方程;
(2)若曲线 C 上的 A,B 两点的极坐标分别为 A(ρ1,θ),B(ρ2,θ+ ),求 + 的值
.
【解答】解析:(1)将 M(2, )及对应的参数 φ= ,
代入 (a>b>0,φ 为参数),
所以 ,
所以曲线 C1 的普通方程为 + =1.
(2)曲线 C1 的极坐标方程为 ,
将 A(ρ1,θ),B(ρ2,θ+ ),
代入得到: ,
,
所以: .
2.在平面直角坐标系 xOy 中,曲线 C 的参数方程是 (α 为参数),以原点 O 为极点
,x 轴正半轴为极轴,建立极坐标系,直线 l 的极坐标方程为 .
(1)求曲线 C 的普通方程与直线 l 的直角坐标方程;
(2)已知直线 l 与曲线 C 交于 A,B 两点,与 x 轴交于点 P,求|PA|•|PB|.
【解答】解:(1)由曲线 C 的参数方程 (α 为参数),
整理得: (α 为参数),
两式平方相加,得曲线 C 的普通方程为(x﹣1)2+y2=4;(
由直线 l 的极坐标方程可得 ρcosθcos ﹣ρsinθsin = ,
整理得:ρcosθ﹣ρsinθ=2,参数方程
9
即直线 l 的直角坐标方程为 x﹣y﹣2=0.
(2)由题意可得 P(2,0),
则直线 l 的参数方程为 (t 为参数).)
设 A,B 两点对应的参数分别为 t1,t2,
则|PA|•|PB|=|t1|•|t2|,
将 (t 为参数),
代入(x﹣1)2+y2=4,
得 t2+ t﹣3=0,
则△>0,
由韦达定理可得 t1•t2=﹣3,
所以|PA|•|PB|=|﹣3|=3.
3.在直角坐标系 xOy 中,椭圆 C 关于坐标轴对称.以坐标原点 O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐
标系,A( , ),B(2 ,0)为椭圆 C 上两点.
(Ⅰ)求直线 OA 的直角坐标方程与椭圆 C 的参数方程;
(Ⅱ)若点 M 在椭圆 C 上,且点 M 第一象限内,求四边形 OAMB 的面积 S 的最大值.
【解答】解:(Ⅰ)由 A( , )得直线 OA 的倾斜角为 ,
所以直线 OA 斜率为 tan =﹣1,即 OA:x+y=0.
由 x=ρcosα,y=ρsinα 可得 A 的直角坐标为(﹣ , ),
因为椭圆 C 关于坐标轴对称,且 B(2 ,0),
所以可设 C: ,其中 t>0 且 t≠12,
将 A(﹣ , )代入 C,可得 t=4,
故椭圆 C 的方程为 ,
所以椭圆 C 的参数方程为 (α 为参数).
(Ⅱ)由(Ⅰ)得 M(2 cosα,2sinα),0<α< .
点 M 到直线 OA 的距离 d= cosα+ sinα.参数方程
10
所以 S=S△MOA+S△MOB=(3cosα+ sinα)+2 sinα
=3cosα+3 sinα
=6sin(α+ ),
所以当 α= 时,
四边形 OAMB 面积 S 取得最大值 6.
4.在直角坐标系 xOy 中,曲线 C1 的参数方程为 (t 为参数),以原点 O 为极点,x 轴的非
负半轴为极轴建立极坐标系,曲线 C2 的极坐标方程为 ρ2= .
(1)写出曲线 C1 的普通方程和曲线 C2 的直角坐标方程;
(2)已知点 P 是曲线 C2 上一点,求点 P 到曲线 C1 的最小距离.
【解答】解:(1)曲线 C1 的参数方程为 (t 为参数),
转换为直角坐标方程为:x﹣y+6=0.
曲线 C2 的极坐标方程为 ρ2= .
转化为直角坐标方程为: .
(2)椭圆方程 转换为: (θ 为参数),
点 P( )是曲线 C2 上一点,
则:点 P 到直线的距离 d= ,
当 cos( )=﹣1 时, .
5.在直角坐标系 xOy 中,曲线 C1: (θ 为参数),在以 O 为极点,x 轴的非负半轴为
极轴的极坐标系中,曲线 C2:ρ(cosθ﹣sinθ)=4.
(1)写出曲线 C1 和 C2 的普通方程;
(2)若曲线 C1 上有一动点 M,曲线 C2 上有一动点 N,求使|MN|最小时 M 点的坐标.
【解答】解:(1)曲线 C1: (θ 为参数),
转换为直角坐标方程为: ,
曲线 C2:ρ(cosθ﹣sinθ)=4.
转换为直角坐标方程为:x﹣y﹣4=0.
(2)曲线 C1 上有一动点 M(2cosθ,sinθ),曲线 C2 上有一动点 N,参数方程
11
则:点 M 到直线的距离 d= ,
所以: ,
当 ,
所以:
解得:M( ).
6.已知极坐标系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(θ﹣ )=5,曲线 C: (α 为参数,且 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.
【解答】解:(1)直线 l 的极坐标方程为 ρsin(θ﹣ )=5,
由 ,
得: ,
∴ .
∴l 的直角坐标方程是 ,
曲线 C: (α 为参数,且 α∈[0,2π)).
则:曲线 C 的普通方程为:(x+2)2+y2=4.
(2)曲线 C 是(﹣2,0)为圆心,半径为 2 的圆,
圆心 C 到直线 l 的距离为 d=4.
点 P 到直线 l 距离的最大值为 6.
7.已知极坐标系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 (ρ∈R).曲线 (α 为参数,且 α∈[0
,2π)).
(1)试写出直线 l 的直角坐标方程及曲线 C 的极坐标方程;
(2)若直线 l 与曲线 C 交于 A,B 两点,求|AB|的值.
【解答】解:(1)直线 l 的极坐标方程为 (ρ∈R).参数方程
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则::直线 ,
曲线 (α 为参数,且 α∈[0,2π)).
则:曲线 C 的直角坐标方程为 x2+(y+2)2=2
将 代入上式得 ρ2+4ρsinθ+2=0
即为曲线 C 的极坐标方程.
(2)将 代入曲线 C 的极坐标方程,
得 ,
∴|AB|=2.
8.在平面直角坐标系 xOy 中,曲线 C 的参数方程为 ,(θ 为参数),以坐标原点 O
为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,已知直线 l 的极坐标方程为 ρ(cosθ+sinθ)=m(m>0)
.
(1)求曲线 C 的极坐标方程;
(2)若直线 与直线 l 交于点 A,与曲线 C 交于 M,N 两点.且|OA|•|OM|•|ON|=6
,求 m.
【解答】解:(1)∵(x﹣1)2+y2=4,
∴x2+y2﹣2x﹣3=0,
故曲线 C 的极坐标方程为 ρ2﹣2ρcosθ﹣3=0.
(2)将 代入 ρcosθ+ρsinθ=m,
得 .
将 代入 ρ2﹣2ρcosθ﹣3=0,
得 ρ1ρ2=﹣3,
则|OM|•|ON|=3,
则 ,
∴ .
9.在直角坐标系 xOy 中,直线,的参数方程为 (t 为参数).以原点 O 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 ,点 E 的直角坐标为(
2,2 ),直线,与曲线 C 交于 A、B 两点.参数方程
13
(I)写出点 E 的极坐标和曲线 C 的普通方程;
(II)当 tana=2 时,求点 E 到 A,B 两点的距离之积.
【解答】解:(Ⅰ)∵点 E 的直角坐标为(2,2 ),
∴ =4,tanθ= = , ,
∴点 E 的极坐标为(4, ),
∵曲线 C 的极坐标方程为 ,
∴ρ2﹣ρ2cos2θ=4ρcosθ,
∴曲线 C 的普通方程为 y2=4x.
(Ⅱ)∵tana=2 ,直线 l 的参数方程为 (t 为参数).
∴直线 l 的普通方程为 2 ﹣y﹣2 =0,经过点 E(2,2 ),
∴直线 l 的参数方程为 ,(T 为参数),
把直线 l 的参数方程为 代入 y2=4x,化简,得:
3T2+5 T+13=0,
∴点 E 到 A,B 两点的距离之积:
|EA|•|EB|=|T1T2|= .
10.以直角坐标系的原点 O 为极点,x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系.已知直线 l 的参数方程为
(t 为参数,0≤φ<π),曲线 C 的极坐标方程为 ρcos2θ=8sinθ.
(1)求直线 l 的普通方程和曲线 C 的直角坐标方程;
(2)设直线 l 与曲线 C 相交于 A,B 两点,当 φ 变化时,求|AB|的最小值.
【解答】解:(1)由 ,
消去 t 得 xsinφ﹣ycosφ+2cosφ=0,
所以直线 l 的普通方程为 xsinφ﹣ycosφ+2cosφ=0.
由 ρcos2θ=8sinθ,
得(ρcosθ)2=8ρsinθ,
把 x=ρcosφ,y=ρsinφ 代入上式,
得 x2=8y,参数方程
14
所以曲线 C 的直角坐标方程为 x2=8y.
(2)将直线 l 的参数方程代入 x2=8y,
得 t2cos2φ﹣8tsinφ﹣16=0,
设 A、B 两点对应的参数分别为 t1,t2,
则 , ,
所以|AB|=|t1﹣t2|= = .
当 φ=0 时,|AB|的最小值为 8.
11.在平面直角坐标系 xOy 中,圆 C 的方程为 x2+(y﹣5)2=9
(Ⅰ)以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,求 C 的极坐标方程;
(Ⅱ)直线 l 的参数方程为 (t 为参数,0≤α<π),直线 l 与曲线 C 交于 A,B 两点,
,求 l 的斜率和普通方程.
【解答】解:(Ⅰ)x2+(y﹣5)2=9 展开得:x2+y2﹣10y+16=0……………1 分
得 ρ2﹣10ρsinθ+16=0,所以 C 的极坐标方程:ρ2﹣10ρsinθ+16=0……3 分
(Ⅱ)将 (t 为参数)代入到 x2+(y﹣5)2=9
得:t2﹣8tsinα+7=0……………………………4 分
设 A,B 所对应的参数分别为 t1,t2,则 t1+t2=8sinα,t1•t2=7………5 分
所以
所以 ,
所以 l 的斜率 ……………………………8 分
得 l 的普通方程 和 .……………………10 分
12.在直角坐标系 xOy 中,曲线 C1: =1,曲线 C2: (φ 为参数),以坐标
原点为极点,以 x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求 C1,C2 的极坐标方程;
(2)射线 l 的极坐标方程为 θ=α(ρ≥0),若 l 分别与 C1,C2 交于异于极点的 A,B 两点,求
的最大值.
【解答】解:(1)∵曲线 C1: =1,即 x2+4y2=4,
∵x=ρcosθ,y=ρsinθ,参数方程
15
∴C1 的极坐标方程为 ρ2(3sin2θ+1)=4,
∵曲线 C2: (φ 为参数),
∴C2 的普通方程为(x﹣2)2+y2=4,
∵x=ρcosθ,y=ρsinθ,
∴C2 的极坐标方程为 ρ=4cosθ.
(2)∵射线 l 的极坐标方程为 θ=α(ρ≥0),
l 分别与 C1,C2 交于异于极点的 A,B 两点,
∴ ,∴|OA|2= ,
,∴|OB|2=16cos2α,
∴ =4cos2α(3sin2α+1)
=(4﹣4sin2α)(3sin2α+1),
令 t=sin2α,则 =(4﹣4t)(3t+1)=﹣12t2+8t+4,
∴t= ,即 sin 时, 取最大值 .
13.在直角坐标系 xOy 中,以 O 为极点,x 轴非负半轴为极轴,取相同单位长度,建立极坐标系.曲
线 C 的极坐标方程为 ,M,N 分别为 C 与 x 轴、y 轴的交点.
(1)写出 C 的直角坐标方程,并求 M,N 的极坐标;
(2)设 MN 的中点为 P,求直线 OP 的极坐标方程.
【解答】解:(1)由 ,得 .
从而 C 的直角坐标方程 ,即 x﹣y=2.
当 θ=0 时,ρ=2,所以 M(2,0).
当 θ= 时,ρ=﹣2,所以 N(﹣2, ),即 .
(2)M 点的直角坐标为(2,0),N 点的直角坐标为(0,﹣2),
所以 P 点的直角坐标为(1,﹣1),则 P 点的极坐标为 ,
所以直线 OP 的极坐标方程为 (ρ∈R),或 (ρ∈R)(两个结果均可).
14.在直角坐标系 xOy 中,曲线 C1: ,以 O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,参数方程
16
曲线 C2 是圆心极坐标为(3,π),半径为 1 的圆.
(1)求曲线 C1 的参数方程和 C2 的直角坐标方程;
(2)设 M,N 分别为曲线 C1,C2 上的动点,求|MN|的取值范围.
【解答】解:(1)∵曲线 C1: ,
∴C1 的参数方程为 (φ 为参数),
∵曲线 C2 是圆心极坐标为(3,π),半径为 1 的圆,
∴曲线 C2 是圆心直角坐标为(﹣3,0),半径为 1 的圆,
∴C2 的直角坐标方程为(x+3)2+y2=1.
(2)设 M(cosφ,2sinφ),C2(﹣3,0),
∴ =﹣3cos2φ+6cosφ+13=﹣3(cosφ﹣1)2+16,
∵﹣1≤cosφ≤1,∴ ,2≤|MC2|≤4,
∴1≤|MN|≤5.
∴|MN|的取值范围是[1,5].
15.已知在平面直角坐标系 xOy 中,直线 l 的参数方程为 (t 为参数),曲线 C1 的方程
为 x2+(y﹣1)2=1 以坐标原点 O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求直线 l 和曲线 C1 的极坐标系方程;
(2)曲线 C2:θ=α(ρ>0,0<α< )分别交直线 l 和曲线 C1 交于 A、B,求 的最大值.
【解答】解:(1)∵直线 l 的参数方程为 (t 为参数),
∴y﹣4=﹣ ,
∴直线 l 的普通方程为: ,…………………(1 分)
直线 l 的极坐标方程为 .…………………………………………(2 分)
∵曲线 C1 的方程为 x2+(y﹣1)2=1,即 x2+y2=2y,
∴C1 的极坐标方程为:ρ=2sinθ.………………………………………………………………(5 分)
(2)直线 l 的极坐标方程为 ,
令 θ=α,则 =OA,
∴ ,……………………………………………………………………(6 分)
又|OB|=2sinα, ,……………………………………………………………………(7 分)参数方程
17
∴ +sinα= = ,
…………………(9 分)
∵0<α< ,∴ ,
∴ = 时,即 时, 取得最大值 .…………………………………(10 分)
16.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,直线 l:ρcos(θ+α)
=1(其
中 α∈(0, )与圆 C:ρ=2cosθ 交于 A,B 两点.
(Ⅰ)若 α= ,求直线 l 和圆 C 的直角坐标方程;
(Ⅱ)若|AB|= ,求 α.
【解答】解:(Ⅰ)∵直线 l:ρcos(θ+α)=1,α= ,
∴ρ( )=1,
∴直线 l 的直角坐标方程为 .
∵圆 C:ρ=2cosθ,∴ρ2=2ρcosθ,
∴圆 C 的直角坐标方程为 x2+y2=2x,即(x﹣1)2+y2=1.
(Ⅱ)∵|AB|= ,∴圆心(1,0)到直线 xcosα﹣ysinα=1 的距离为 ,
∴ = ,
解得 cosα= ,∴α= .
17.已知在平面直角坐标系 xOy 中,直线 l 的参数方程是 (t 是参数),以原点 O 为极点,
x 轴正半轴为极轴且取相同的单位长度建立极坐标系,曲线 C 的极坐标方程为 .
(Ⅰ)求直线 l 的普通方程与曲线 C 的直角坐标方程;
(Ⅱ)设 M(x,y)为曲线 C 上任意一点,求 x+y 的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)由直线 l 的参数方程是 (t 是参数),
转换为直角坐标方程为:y=2x+6,
故直线 l 的普通方程为 2x﹣y+6=0,
曲线 C 的极坐标方程为 .
整理得: ,
所以 ,参数方程
18
即 ,
故曲线 C 的普通方程为 .
(Ⅱ)据题意设点 ,
则 ,
= ,
所以 x+y 的取值范围是 .
18.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 轴的
正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 C 的极坐标方程为 ρ=2 acos( ),(a ).
(1)分别写出直线 l 的普通方程与曲线 C 的直角坐标方程;、
(2)已知点 P(2,﹣1),直线写曲线 C 相交于 M,N 两点,若|MN|2=5|PM|•|PN|,求实数 a 的值
.
【解答】解:(1)直线 l 的参数方程为 (t 为参数),
转换为直角坐标方程为:x﹣y﹣3=0.
曲线 C 的极坐标方程为 ρ=2 acos( ),(a ).
转换为直角坐标方程为:x2+y2﹣2ax+2ay=0,
(2)将直线的参数方程 (t 为参数),代入圆的直角坐标方程,
得到: ,(t1 和 t2 为 A、B 对应的参数),
则: ,t1•t2=﹣6a.
由于|MN|2=5|PM|•|PN|,
故: ,
整理得: ,
故: ,
解得:a= .参数方程
19
19.在平面直角坐标系中,直线 l 的参数方程为 (t 为参数),以原点 O 为极点,x 轴
的正半轴为极轴建立坐标系,点 A 的极坐标为(2 , ),曲线 C 的极坐标方程为
ρ2﹣4ρcosθ+1=0,设直线 l 与曲线 C 相交于 P、Q 两点.
(1)写出直线 l 和曲线 C 的直角坐标方程;
(2)求|AP||AQ||OP||OQ|的值.
【解答】解:(1)直线 l 的参数方程为 (t 为参数),
转换为直角坐标方程为: ,
曲线 C 的极坐标方程为 ρ2﹣4ρcosθ+1=0,
转换为直角坐标方程为:x2+y2﹣4x+1=0,
(2)点 A 的极坐标为(2 , ),转换为直角坐标为:(3, )
把 转换为极坐标方程为: ,
直线 l 与曲线 C 相交于 P、Q 两点,
则: ,
整理得: ,
解得: ,
故:|AP||AQ||OP||OQ|= =1.
20.在直角坐标系 xOy 中,直线 C1:x=﹣2,圆 C2: (θ 为参数),以坐标原点为极
点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求 C1,C2 的极坐标方程;
(2)若直线 C3 的极坐标方程为 ,设 C2,C3 的交点为 A,B,求△C2AB 的面积.
【解答】解:(1)因为 x=ρcosθ,y=ρsinθ,
∴C1 的极坐标方程为 ρcosθ=﹣2,
C2 的极坐标方程为 ρ2﹣2ρcosθ﹣4ρsinθ+4=0.
(2)将 代入 ρ2﹣2ρcosθ﹣4ρsinθ+4=0,参数方程
20
得 ,
解得 ,
,
.
因为 C2 的半径为 1,
则△C2AB 的面积 .
21.在平面直角坐标系 xOy 中,以坐标原点 O 为极点,x 轴正半轴为极轴,建立极坐标系.已知直线 l
的参数方程为 (t 为参数);曲线 C1 的极坐标方程为 ρ=4cosθ,点 P 在曲线 C1 上,
点 P 的极角为 .
(1)求曲线 C1 的直角坐标方程及直线 l 的普通方程;
(2)若曲线 C2 的参数方程为 (α 为参数),由曲线 C2 按变换 得曲线 C3
,点 Q 为曲线 C3 上的动点,求线段 PQ 的中点 M 到直线 l 的距离的最大值.
【解答】解:(1)已知直线 l 的参数方程为 (t 为参数);
转换为直角坐标方程为:x+2y﹣3=0.
曲线 C1 的极坐标方程为 ρ=4cosθ,
转换为直角坐标方程为:(x﹣2)2+y2=4.
(2)点 P 在曲线 C1 上,点 P 的极角为 .
则:P(2,2),
曲线 C2 的参数方程为 (α 为参数),
由曲线 C2 按变换 得曲线 C3,
则: +y2=1.则:Q(2cosα,sinα),
所以:PQ 的中点坐标为 M( ),
所以:点 M 到直线 x+2y﹣3=0 的距离 d= = ,参数方程
21
当 时, .
22.在平面直角坐标系 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 ρ2﹣4ρsinθ﹣12=0.
(1)求⊙C 的参数方程;
(2)求直线 l 被⊙C 截得的弦长.
【解答】解:(1),⊙C 的极坐标方程为 ρ2﹣4ρsinθ﹣12=0.
转换为直角坐标方程为:x2+y2﹣4y﹣12=0,
整理得:x2+(y﹣2)2=16,
转换为参数方程为: (θ 为参数).
(2)直线 l 的参数方程为 (t 为参数).
转换为直角坐标方程为:2x﹣y﹣3=0.
所以:圆心(0,2)到直线 2x﹣y﹣3=0 的距离 d= ,
所以直线被圆所截得弦长为:l=2 .
23.在平面直角坐标系 xOy 中,以原点 O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,两种坐标系中
取相同的长度单位.已知圆 C 是以极坐标系中的点(2, )为圆心, 为半径的圆,直线 l
的参数方程为
(1)求 C 与 l 的直角坐标系方程;
(2)若直线 l 与圆 C 交于 M,N 两点,求△MON 的面积.
【解答】解:(1)∵(2, ),∴x=2× =﹣ ,y=2× =﹣1,
∴(2, )对应的直角坐标系下的点为(﹣ ),
∵圆 C 是以极坐标系中的点(2, )为圆心, 为半径的圆,
∴圆 C 的直角坐标系方程为:(x+ )2+(y+1)2=3.
∵直线 l 的参数方程为 ,
∴l 的直角坐标系方程为:y+2=﹣ ,即 .……………………(4 分)
(2)圆心到直线 l 的距离为 ,参数方程
22
弦长|MN|=2 =2 =2 ,
∴△MON 的面积 S△MON= = = .………………………………………(10 分)
24.在直角坐标系中,曲线 C 的方程为 x2+(y+1)2=9,直线 l 的参数方程为 (t 为参
数).以 O 为极点,以 x 轴非负半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求曲线 C 的极坐标方程及直线 l 的普通方程;
(2)若直线 l 经过点 M(1,0),且交曲线 C 于 A、B 两点,求 的值.
【解答】解:(1)由 x2+(y+1)2=9,得 x2+y2+2y﹣8=0,
由 ρ2=x2+y2,y=ρsinθ,
得曲线 C 的极坐标方程:ρ2+2ρsinθ﹣8=0.
由 (t 为参数),可得直线 l 的普通方程为 y=xtanα+1;
(2)由直线 l 经过点 M(1,0),得 tanα=﹣1,
∴直线 l 的参数方程为 .
设 A,B 对应的此时为 t1,t2,将直线的参数方程代入 x2+(y+1)2=9,
得 t2=7,即 t= .
∴ = .
25.在平面直角坐标系 xOy 中,直线 l 的参数方程为 (t 为参数,
),以坐标原点 O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 C 的极坐标方程为 ρ2﹣2ρcosθ﹣3=0
.
(Ⅰ)求直线 l 的普通方程与曲线 C 的直角坐标方程;
(Ⅱ)若直线 l 与曲线 C 交于 A、B 两点,求|AB|的最小值.
【解答】解:(Ⅰ)将 (t 为参数, )消去参数 t,
得直线, ,即 .
将 代入 ρ2﹣2ρcosθ﹣3=0,得 x2+y2﹣2x﹣3=0,
即曲线 C 的直角坐标方程为(x﹣1)2+y2=4;参数方程
23
(Ⅱ)设直线 l 的普通方程为 ,其中 k=tanα,又 ,
∴k>0,则直线 l 过定点 ,
∵圆 C 的圆心 C(1,0),半径 r=2, <2,
故点 M 在圆 C 的内部.
当直线 l 与线段 CM 垂直时,|AB|取得最小值,
∴ .
26.已知曲线 C1: (α 为参数),曲线 C2: (θ 为参数)
(1)化 C1,C2 的方程为普通方程;
(2)若 C1 上的点 P 对应的参数为 α= ,Q 为 C2 上的动点,求 PQ 中点 M 到直线 l: (t
为参数)的距离的最小值及 M 点坐标.
【解答】(1)曲线 C1: (α 为参数),
所以 C1 的普通方程为:(x+4)2+(y﹣3)2=1,
曲线 C2: (θ 为参数)
所以 C2 的普通方程为: ,
(2)当 时,C1 上的点 P(﹣4,4),
设 C2 上的点 Q(8cosθ,3sinθ),
则 PQ 的中点 M(﹣2+4cosθ,2+ sinθ),
直线 l: (t 为参数)转换为直角坐标方程为:x﹣2y﹣7=0.
故:仅当 (当 sin2θ+cos2θ=1)
解得: , ,
故:点 M 的坐标为( ).
27.在直角坐标系 xOy 中,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,并使得它与直角坐标系 xOy 有相同的长度单位,曲线 C 的极坐标方
程为 ρ=4sinθ.
(1)求直线 l 的普通方程和曲线 C 的直角坐标方程;参数方程
24
(2)设曲线 C 与直线 l 交于 A、B 两点,且 M 点的坐标为(3,4),求|MA|•|MB|的值.
【解答】解:(1)直线 l 的参数方程为 (t 为参数),
转换为直角坐标方程为:x﹣y+1=0,
曲线 C 的极坐标方程为 ρ=4sinθ.
转换为:ρ2=4ρsinθ,
即 x2+y2=4y,
所以 C 的普通方程是 x2+(y﹣2)2=4.
(2)将直线方程转化为标准形式的参数方程 l: (t 为参数),
代入 x2+(y﹣2)2=4 中,
得: ,
△=50﹣36=14>0,
设 A,B 对应的参数分别为 t1',t2',
则 t1't2'=9,
则|MA|•|MB|=|t1'||t2'|=9.
28.在平面直角坐标系中,以坐标原点为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线 C1:
ρ=2sinθ,曲线 C2: (t 为参数).
(Ⅰ)求曲线 C1 的直角坐标方程;
(Ⅱ)设点 M(0, ),若曲线 C1 与曲线 C2 相交于 P,Q 两点,求|MP|﹣|MQ|的值.
【解答】解:(Ⅰ)∵曲线 C1:ρ=2sinθ,∴ρ2=2ρsinθ,
∴曲线 C1 的直角坐标方程为 x2+y2﹣2y=0.
(Ⅱ)∵曲线 C2: (t 为参数).
∴曲线 C2 的直角坐标方程为 2x﹣2y+1=0,
联立 ,得 P( , ),Q( , )或 Q( ,
),P( , ),参数方程
25
∵点 M(0, ),
∴当 P( , ),Q( , )时,
|MP|= = ,
|MQ|= = ,
|MP|﹣|MQ|= =﹣ .
当 Q( , ),P( , )时,
|MQ|= = ,
|MP|= = ,
|MP|﹣|MQ|= = .
29.已知曲线 (t 为参数),曲线 C2:4ρcosθ﹣ρsinθ﹣1=0.(设直角坐标系
x 正半轴与极坐系极轴重合).
(1)求曲线 C1 与直线 C2 的普通方程;
(2)若点 P 在曲线 C1 上,Q 在直线 C2 上,求|PQ|的最小值.
【解答】解:(1)曲线 (t 为参数),
转换为直角坐标方程为:(x+2)2+(y﹣1)2=4,
曲线 C2:4ρcosθ﹣ρsinθ﹣1=0.
转换为 4x﹣y﹣1=0.
(2)由(1)得:
圆心(﹣2,1)到直线距离 d= ,
所以:|PQ|的最小值为 .
30.已知曲线 C 的参数方程是 (θ 为参数),以直角坐标系 xOy 的原点为极点,x 轴的非
负半轴为极轴建立极坐标系,直线 l 的极坐标方程为 ρ(cosθ+sinθ)=4.
(Ⅰ)写出曲线 C 的普通方程和直线 l 的直角坐标方程;
(Ⅱ)试求曲线 C 上任意一点 M 到直线 l 的距离的最大值.
【解答】解:(Ⅰ)曲线 C 的参数方程是 (θ 为参数),
所以曲线 C 的普通方程为:x2+y2=1,参数方程
26
直线 l 的极坐标方程为 ρ(cosθ+sinθ)=4.
所以直线的直角坐标方程为:x+y﹣4=0.
(Ⅱ)由(Ⅰ)得:
圆心 C(0,0)到直线 l 的距离为 ,
所以,圆上的点 M 到直线距离的最大值为 .
31.在平面直角坐标系 xOy 中,直线 l 的参数方程为 (t 为参数),φ∈[0,π),
以原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,圆 C 极坐标方程为 ρ=4cosθ.
(1)若直线 l 与圆 C 相切,求 φ 的值;
(2)已知直线 l 与圆 C 交于 A、B 两点,记点 A、B 相应的参数分别为 t1、t2,当 t1=2t2 时,求 AB 的
长.
【解答】解:(1)∵圆 C 极坐标方程为 ρ=4cosθ,
∴圆 C 的直角坐标方程为(x﹣2)2+y2=4,
将直线 l 的参数方程代入圆 C 的直角坐标方程得:
(tcosφ﹣4)2+(tsinφ)2=4,
∴t2﹣8tcosφ+12=0,
∵直线 l 与圆 C 相切,
∴△=(8cosφ)2﹣4×12=0,
∴cosφ= ,或 cosφ=﹣ ,φ∈[0,π],
∴φ= 或 φ= .
(2)将 代入圆 C:(x﹣2)2+y2=4,得:
t2﹣8tcosφ+12=0,
则 t1+t2=8cosφ,t1t2=12,
∵t1=2t2,∴3t2=8cosφ, =12,
∴64cos2φ=54,解得 cos2,
∴AB=|t1﹣t2|= = = = .
32.在直角坐标系 xOy 中,已知点 P(0, ).曲线 C 的参数方程为 (φ 为参数
),以原点 O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线 l 的极坐标方程为 2ρcos(θ﹣ )
= .参数方程
27
(1)求曲线 C 的普通方程和直线 l 的直角坐标方程;
(2)设直线 l 与曲线 C 交于 A,B 两点.求|PA|•|PB|的值.
【解答】解:(1)∵曲线 C 的参数方程为 (φ 为参数),
∴曲线 C 的普通方程为 =1.
∵直线 l 的极坐标方程为 2ρcos(θ﹣ )= .
∴2 +2 = ,
∴ ,
∴直线 l 的直角坐标方程为 =0.
(2)联立 ,得 或 ,
∴A(﹣1,2 ),B(2,﹣ ),
∵P(0, ),∴|PA|= =2,|PB|= =4,
∴|PA|•|PB|=2×4=8.
33.在直角坐标系 xOy 中,曲线 C 的参数方程为 (θ 为参数,a>1),过点 A(﹣2,﹣2
)的直线 l 的参数方程为 (t 为参数).
(Ⅰ)求曲线 C 的普通方程,并说明它表示什么曲线;
(Ⅱ)设曲线 C 与直线 l 分别交于 M1,M2 两点,若|AM1|,|M1M2|,|AM2|成等比数列,求 a 的值.
【解答】解:(Ⅰ)∵曲线 C 的参数方程为 (θ 为参数,a>1),
∴曲线 C 的普通方程为 ,
∵a>1,∴曲线 C 表示焦点在 x 上的椭圆.
(Ⅱ)将直线 l 的参数方程 (t 为参数)代入椭圆方程: ,
整理得 ,
即 ,参数方程
28
△=8a2(a2+1)>0,
设 M1,M2 对应的参数分别为 t1、t2,
那么 ,
由 t 的几何意义知|AM1|=|t1|,|AM2|=|t2|,|M1M2|=|t1﹣t2|,
于是 t1>0,t2>0, ,
若|AM1|,|M1M2|,|AM2|成等比数列,则有 ,
即 ,解得 a=2,
∴a 的值为 2.
34.已知直线 l: (t 为参数),曲线 Γ: (θ 为参数).
(1)分别求直线 l 与曲线 Γ 的普通方程;
(2)已知点 F(1,0),若直线 l 与曲线 Γ 相交于 A,B 两点(点 A 在点 B 的上方),求|FA|﹣|FB|
的值.
【解答】解:(1)直线 l: (t 为参数),
转换为直角坐标方程为: .
曲线 Γ: (θ 为参数).
转换为直角坐标方程为: .
(2)知点 F(1,0),若直线 l 与曲线 Γ 相交于 A,B 两点(点 A 在点 B 的上方),
把直线 l 的参数方程 (t 为参数)代入 ,
得到: ,
所以: , ,参数方程
29
所以:|FA|﹣|FB|=﹣ =﹣ .
35.在平面直角坐标系 xOy 中,直线 l 的参数方程为 (t 为参数)以坐标原点 O 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.
(Ⅰ)求直线 l 的极坐标方程及曲线 C 的直角坐标方程;
(Ⅱ)若 A(ρ1,α)是直线 l 上一点,B(ρ2,α﹣ )是曲线 C 上一点,求 的最大值.
【解答】解:(Ⅰ)直线 l 的参数方程为 (t 为参数),
转换为直角坐标方程为:y﹣1= ,
整理得: ,
转换为极坐标方程为 .
曲线 C 的极坐标方程为 ρ=2cosθ.
整理得:ρ2=2ρcosθ,
转换为直角坐标方程 x2+y2=2x,
即:x2+y2﹣2x=0.
(Ⅱ)由于 A(ρ1,α)是直线 l 上一点,
则: ,
B(ρ2,α﹣ )是曲线 C 上一点,
则: ,
= ( ),
= ,
=sin(2 )≤1,
故: 的最大值为 1.
36.在平面直角坐标系中,直线 l 的参数方程为 (t 为参数),椭圆 C 的参数方程为
(φ 为参数),直线 l 经过椭圆 C 的左焦点.参数方程
30
(1)求椭圆 C 的焦点坐标和实数 k 的值;
(2)设直线 l 与椭圆 C 的相交于点 A,B,求|AB|.
【解答】(本小题满分 12 分)
解:(1)∵椭圆 C 的参数方程为 (φ 为参数),
∴椭圆 C 的直角坐标方程为 =1,…………………(2 分)
∴c= = ,∴椭圆 C 的焦点为(﹣2,0),(2,0),……………(4 分)
∵直线 l 经过椭圆 C 的左焦点.
∴把(﹣2,0)代入直线 l 的参数方程,得 k=﹣2.……………………(6 分)
(2)解法一:∵直线 l 经过椭圆 C 的左焦点,
∴直线 l 的直角坐标方程为 y=x+2,…………………………………(8 分)
联立方程 ,解得 , ,……………………………(10 分)
即直线 l 与椭圆 C 的交点坐标是(0,2),(﹣ ),
∴|AB|= = . …………………………………(12 分)
解法二:椭圆 C 的直角坐标方程为 =1,………………………………(8 分)
把 代入上式并整理,得:
3t2﹣4 ,解得 t1=2 ,t2=﹣ ,………………………………(10 分)
∴|AB|=|t1|+|t2|=2 + = . ………………………………(12 分)
37.在平面直角坐标系 xOy 中,曲线 C1 的参数方程为 (t 为参数),在以 O 为极点,x
轴的正半轴为极轴的极坐标系中,曲线 C2 的方程为 .
(Ⅰ)求曲线 C1 的普通方程和 C2 的直角坐标方程;
(Ⅱ)若 A,B 分别为曲线 C1 和 C2 上的任意点,求|AB|的最小值.参数方程
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【解答】解:(Ⅰ)由 ,
得 ,
代入 ,
得 C1 的普通方程 y=﹣x+4.
由 ,
得 ρ2+3ρ2sin2θ=4.
因为 ρ2=x2+y2,y=ρsinθ,
所以 C2 的直角坐标方程为 .
(Ⅱ)因为椭圆 C2 的参数方程为 (θ 为参数).
可设点 B 为(2cosθ,sinθ),
由点到直线的距离公式,
得 ,
= ,
= ,
其中 , .
由三角函数性质可知,
当 sin(θ+φ)=1 时,|AB|取得最小值 .
38.在直角坐标系 xOy 中,曲线 C1: (t 为参数).以坐标原点 O 为极点,x 轴正半轴
为极轴建立极坐标系,曲线 C2:ρ2﹣10ρcosθ﹣6ρsinθ+25=0.
(Ⅰ)求 C1 的普通方程与曲线 C2 的直角坐标方程,并说明方程所表示的曲线名称;
(Ⅱ)判断曲线 C1 与曲线 C2 的位置关系,若相交,求出弦长.
【解答】解:(Ⅰ)曲线 C1: (t 为参数).
转换为直角坐标方程为:x﹣2y﹣4=0.(x≥2).
故该曲线表示一条射线.
曲线 C2:ρ2﹣10ρcosθ﹣6ρsinθ+25=0.参数方程
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转换为直角坐标方程为:x2+y2﹣10x﹣6y+25=0,
整理得:(x﹣5)2+(y﹣3)2=9,
该曲线表示以(5,3)为圆心,3 为半径的圆.
(Ⅱ)由于该圆是以(5,3)为圆心,3 为半径,
所以与射线 x﹣2y﹣4=0.(x≥2)有两个交点.
圆心到射线的距离 d= ,
所以弦长 l=2 =4.
39.已知曲线 C1: (t 为参数),C2: (θ 为参数).
(Ⅰ)化 C1,C2 的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线;
(II)若 C1 上的点 P 对应的参数为 t= ,Q 为 C2 上的动点,求 PQ 中点 M 到直线 C3:2x﹣y﹣7=0 距
离的最大值.
【解答】解:(I)曲线 C1: (t 为参数),C2: (θ 为参数).消去参
数 t,θ 可得:
………………(4 分)
C1 为圆心是(4,﹣3),半径是 1 的圆.C2 为中心是坐标原点,
焦点在 y 轴上,长半轴长是 4,短半轴长是 2 的椭圆.…(6 分)
(Ⅱ)当 时,P(4,﹣2).Q(2cosθ,4sinθ),故 M(2+cosθ,﹣1+2sinθ)…(8 分)
C3 为直线 2x﹣y﹣7=0,
M 到 C3 的距离 ……(10 分)
从而当 θ﹣ = ,即 θ= 时,d 取得最大值 …(12 分)
40.在平面直角坐标系 xOy 中,直线 l 的参数方程为 (t 为参数),以坐标原点 O 为
极点,x 轴的正半轴为极轴且取相同的单位长度建立极坐标系.已知曲线 C 的极坐标方程为 ρ=4cosθ
(1)求曲线 C 的直角坐标方程;
(2)若直线 l 与曲线 C 交于 A,B 两点,且|AB|= .求直线 l 的倾斜角 α 的值.
【解答】解:(1)∵曲线 C 的极坐标方程为 ρ=4cosθ,∴ρ2=4ρcosθ.
由 ,得曲线 C 的直角坐标方程是 x2+y2=4x,即(x﹣2)2+y2=4.参数方程
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(2)将线 l 的参数方程为 (t 为参数)代入曲线 C 的方程(x﹣2)2+y2=4.
得:(tcosα﹣1)2+(tsinα)2=4.
化简得 t2﹣2tcosα﹣3=0,
设 A,B 两点对应的参数分别为 ,t2.
则 ,
∴|AB|=t1﹣t2= = = ,
∴4cos2α=2,解得 cosα= ,
解得 α= 或 α= .
故直线 l 的倾斜角 α 的值为 或 .