内容正文:
专题检测(十) 坐标系与参数方程
1.(2021·四川泸州二模)在平面直角坐标系xOy中,动直线l1:y=x(k∈R,且k≠0)与动直线l2:y=-k(x-4)(k∈R,且k≠0)交点P的轨迹为曲线C1.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)求曲线C1的极坐标方程;
(2)若曲线C2的极坐标方程为ρsin(θ+)-=0,求曲线C1与曲线C2的交点的极坐标.
解:(1)设直线l1与l2的交点P(x0,y0),
所以y0=x0且y0=-k(x0-4),
消去参数k得C1的普通方程为x-4x0+y=0,
把x0=ρcos θ,y0=ρsin θ代入上式得
(ρcos θ)2-4ρcos θ+(ρsin θ)2=0,
所以曲线C1的极坐标方程为ρ=4cos θ(ρ≠0且ρ≠4).
(2)将ρ=4cos θ代入ρsin(θ+)-=0得
4cos θ(sin θ+cos θ)-=0,
所以sin(2θ+)=0,则θ=kπ-(k∈Z),
即曲线C1与C2交点的极坐标分别为(2,+2kπ),(2,+2kπ)(k∈Z).
2.(2021·河南新乡二模)在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(α为参数),直线l:x+y=.以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)写出曲线C的普通方程及直线l的极坐标方程;
(2)直线m:θ=θ0(θ0∈(0,))与曲线C和直线l分别交于A,B(A,B均异于点O)两点,求|OA|·|OB|的取值范围.
解:(1)由参数方程为(α为参数),得
∴曲线C的普通方程为(x-1)2+y2=1.
由x=ρcos θ,y=ρsin θ代入直线方程得,
直线l的极坐标方程为2ρcos θ+2ρsin θ-=0,
即ρsin(θ+)=.
(2)∵曲线C的极坐标方程为ρ=2cos θ,
直线l的极坐标方程为ρ(sin θ+cos θ)=,
即ρ=,
∴|OA|·|OB|==,θ0∈(0,),则|OA|·|OB|的取值范围为(,).
3.(2021·安徽淮北二模)在平面直角标系xOy中,已知曲线C1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C2的极坐标方程为ρcos (θ+)=4.
(1)写出曲线C1,C2的普通方程;
(2)过曲线C1上任意一点P作与C2夹角为的直线,交C2于点A,求|PA|的最大值与最小值.
解:(1)由得x2+y2=()2+()2=1,
∴C1的普通方程为x2+y2=1,
∴ρcos(θ+)=4,
∴ρcos θ-ρsin θ=4,∴x-y=4,
∴C2的普通方程为x-y-8=0.
(2)设P到C2的距离为d,圆心O到C2的距离为d′==4,圆半径为1,则d∈[3,5],
∵PA与C2夹角为,∴|PA|==d,
∴|PA|max=×5=,
∴|PA|min=×3=2.
4.(2021·四川攀枝花二模)在平面直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(m为参数,m∈R),以坐标原点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ρcos (θ-)=2.
(1)写出曲线C的普通方程和直线l的直角坐标方程;
(2)若直线l与曲线C交于P,Q两点,点M(0,2),求+的值.
解:(1)曲线C的参数方程为消去参数m得y=2x2,所以曲线C的普通方程为y=2x2;
∵ρcos(θ-)=2,∴ρcos θ+ρsin θ-2=0,
又ρcos θ=x,ρsin θ=y,
∴直线l的直角坐标方程为x+y-2=0.
(2)因M(0,2),由(1)设直线l的参数方程为(t为参数),
将其代入曲线C的直角坐标方程化简得t2-t-2=0,
设点P,Q所对的参数分别为t1,t2,
则t1+t2=,t1t2=-2显然t1,t2异号,
∴+==
===.
5.(2021·贵州贵阳二模)在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数,α为直线的倾斜角)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρsin θ·tan θ=4.
(1)写出曲线C的直角坐标方程;
(2)已知点A(1,0),直线l与曲线C交于M,N两点,求证:|AM|+|AN|=|AM|·|AN|.
(1)解:因为ρsin θ·tan θ=4,
故y·=4,即y2=4x(x>0).
(2)证明:由直线的参数方程可得点A在直线l上,
设M(1+t1cos α,t1sin α),N(1+t2cos α,t2cos α),
将代入y2=4x可得:t2sin2α-4tcos α-4=0,
由题意知t1,t2为此方程的两个不同的解,
故t1+t2=,t1t2=-,
又|AM|+|AN|=|t1-t2|=
==,
|AM|·|AN|=|t1t2|=,
所以|AM|+|AN|=|AM|