内容正文:
第2节 参数方程
知识点、方法
题号
参数方程与普通方程的互化
2,3
参数方程及应用
1
参数方程与极坐标方程的综合应用
4,5
1.(2018·全国Ⅲ卷)在平面直角坐标系xOy中,☉O的参数方程为(θ为参数),过点(0,-)且倾斜角为α的直线l与☉O交于A,B两点.
(1)求α的取值范围;
(2)求AB中点P的轨迹的参数方程.
解:(1)☉O的普通方程为x2+y2=1.
当α=时,l与☉O交于两点.
当α≠时,记tan α=k,则l的方程为y=kx-.
l与☉O交于两点当且仅当||<1,
解得k<-1或k>1,
即α∈(,)或α∈(,).
综上,α的取值范围是(,).
(2)l的参数方程为(t为参数,<α<).设A,B,P对应的参数分别为tA,tB,tP,
则tP=,且tA,tB满足t2-2tsin α+1=0.
于是tA+tB=2sin α,tP=sin α.
又点P的坐标(x,y)满足
所以点P的轨迹的参数方程是
(α为参数,<α<).
2.已知在平面直角坐标系xOy中,以坐标原点为极点,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2ρsin(θ-)-3=0,曲线C的参数方程为(α为参数).
(1)求直线l的直角坐标方程和曲线C的普通方程;
(2)设点P是曲线C上的一个动点,求它到直线l的距离d的最大值.
解:(1)由2ρsin(θ-)-3=0,
得 ρsin θ-ρcos θ-3=0,
所以直线l的直角坐标方程为x-y+3=0,
由消α得曲线C的普通方程为x2+=1.
(2)设P(cos α,sin α),d==,
所以dmax=.
3.在平面直角坐标系xOy中,设倾斜角为α的直线l的参数方程为(t为参数),直线l与曲线C:(θ为参数)相交于不同的两点A,B.
(1)若α=,求线段AB的中点的直角坐标;
(2)若直线l的斜率为2,且过已知点P(3,0),求|PA|·|PB|的值.
解:(1)由曲线C:(θ为参数),
可得曲线C的普通方程是x2-y2=1.当α=时,
直线l的参数方程为(t为参数),
代入曲线C的普通方程,得t2-6t-16=0.
得t1+t2=6,所以线段AB的中点对应的t==3,故线段AB的中点的直角坐标为(,).
(2)将直线l的参数方程代入曲线C的普通方程,化简得(cos2α-sin2α)t2+6tcos α+8=0,
则|PA|·|PB|=|t1t2|=||=||,
由已知得tan α=2,故|PA|·|PB|=.
4.(2021·云南昆明一中高三一模)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O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,点P的极坐标为(3,),曲线C的极坐标方程为ρ2+4ρsin θ=0.
(1)写出直线l的普通方程和曲线C的直角坐标方程;
(2)若点Q为曲线C上的动点,求PQ中点M到直线l的距离的最小值.
解:(1)直线l的普通方程为x-y-5=0,曲线C的直角坐标方程为x2+(y+2)2=4.
(2)曲线C的参数方程为(α为参数),点P的直角坐标为(-3,-3),
中点M(,),
则点M到直线l的距离d=,
当cos(α+)=1时,d的最小值为2-1,
所以PQ中点M到直线l的距离的最小值为2-1.
5.(2021·四川泸县第一中学高三模拟)在平面直角坐标系中,以原点为极点,x轴的正半轴为极轴,以相同的长度单位建立极坐标系,已知直线l的极坐标方程为ρcos(θ+)=1,曲线C的极坐标方程为ρ=
2acos θ,a>0.
(1)设t为参数,若y=t-1,求直线l的参数方程;
(2)已知直线l与曲线C交于P,Q,设M(0,-1),且|PQ|2=4|MP|·|MQ|,求实数a的值.
解:(1)因为直线l的极坐标方程为ρcos(θ+)=1,
所以直线l的直角坐标方程为x-y=1,
因为t为参数,若y=-1+t,
代入上式得x=t,
所以直线l的参数方程为(t为参数).
(2)由ρ=2acos θ(a>0),得ρ2=2aρcos θ(a>0),
由x=ρcos θ,y=ρsin θ,
代入得x2+y2=2ax(a>0),
将直线l的参数方程与C的直角坐标方程联立,
得t2-(1+a)t+1=0.(*)
则Δ=-4>0且t1+t2=(1+a),t1t2=1,
设点P,Q分别对应参数t1,t2恰为上述方程的根.
则|MP|=t1,|MQ|=t2,|PQ|=|t1-t2|,
由题设得=4t1t2.
则有=8t1t2,得a=1或a=-3.
因为a>0,所以a=1.
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