内容正文:
参数方程
[基础保分练]
1.(2023·陕西汉中市月考)在直角坐标系xOy 中,曲线C的参数方程为(其中参数θ∈R).
(1)以坐标原点为极点,x轴非负半轴为极轴建立极坐标系,求曲线C的极坐标方程;
(2)直线l的参数方程为 (其中参数t∈R,α是常数),直线l与曲线C交于A,B两点,且|AB|=2,求直线l的斜率.
解:(1)∵(其中θ∈R)
∴C 的普通方程为(x-3)2+y2=5.
∴C的极坐标方程ρ2-6ρcos θ+4=0.
(2)∵(其中参数t∈R,α是常数),
∴直线l的普通方程为y=k(x-1),
由(1)知:圆心C(3,0),r=,|AB|=2,∴d= .
∴=,∴k=±1.
2.(2020·全国卷Ⅲ)在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(t为参数且t≠1),C与坐标轴交于A,B两点.
(1)求|AB|;
(2)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求直线AB的极坐标方程.
解:(1)令x=0,则t2+t-2=0,解得t=-2或t=1(舍去),则y=2+6+4=12,即A(0,12).
令y=0,则t2-3t+2=0,解得t=2或t=1(舍去),则x=2-2-4=-4,即B(-4,0).
∴|AB|==4.
(2)由(1)可知kAB==3,
则直线AB的方程为y=3(x+4),即3x-y+12=0.
由x=ρcos θ,y=ρsin θ可得,
直线AB的极坐标方程为3ρcos θ-ρsin θ+12=0.
3.(2023·云南曲靖模拟)在平面直角坐标系xOy中,以O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,已知圆C的圆心的极坐标为C(,),半径r=.
(1)求圆C的极坐标方程;
(2)已知过点P(0,1)且倾斜角为α的直线l交圆C于A,B两点,且|PA|+|PB|=,求角α.
解:(1)圆心C(,)的直角坐标为C(1,1),圆C的半径r=,
则圆C的直角坐标方程为(x-1)2+(y-1)2=3.
将公式代入(x-1)2+(y-1)2=3中,
整理得圆C的极坐标方程为ρ2-2ρcos θ-2ρsin θ-1=0.
(2)过点P(0,1)且倾斜角为α的直线l的参数方程为(t是参数),
代入圆C的直角坐标方程(x-1)2+(y-1)2=3中整理得t2-2t cos α-2=0.
设交点A,B对应的参数分别为t1,t2,由根与系数的关系得t1+t2=2cos α,t1t2=-2<0,
则|PA|+|PB|=|t1|+|t2|=|t1-t2|=,
平方得(t1+t2)2-4t1t2=11,
则4cos2α+8=11,
所以cosα=±(0≤α<π),所以α=或α=.
[技能提分练]
4.(2023·赣州市赣县第三中学模拟)在极坐标系中,曲线C的极坐标方程为ρsin2θ-4cosθ=0,以极点O为原点,以极轴为x轴的非负半轴,建立直角坐标系,已知M点的坐标为(0,2),直线l的参数方程为(t为参数),且与曲线C交于A,B两点.
(1)求曲线C的直角坐标方程和直线l的普通方程;
(2)求|MA|·|MB|的值.
解:(1)由题意,曲线C的极坐标方程为ρsin2θ-4cosθ=0,则ρ2sin2θ-4ρcosθ=0,
将x=ρcos θ,y=ρsin θ代入,可得y2-4x=0,
即曲线C的直角坐标方程y2=4x,
由直线l的参数方程为(t为参数),消去参数,
可得直线l的普通方程为y=-x+2.
(2)将直线l的参数方程为(t为参数)代入y2=4x,
可得t2+8t+8=0,其中Δ=(8)2-4×8>0,
设点A,B对应的参数分别为t1,t2,则t1t2=8,
又由直线l过点M,根据直线参数方程中参数t的几何意义,
可得|MA|·|MB|=|t1||t2|=|t1·t2|=8.
5.(2020·全国卷Ⅰ)在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为x=coskt,
y=sinkt(t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,曲线C2的极坐标方程为4ρcos θ-16ρsin θ+3=0.
(1)当k=1时,C1是什么曲线?
(2)当k=4时,求C1与C2的公共点的直角坐标.
解:(1)当k=1时,曲线C1的参数方程为(t为参数),
两式平方相加得x2+y2=1,
所以曲线C1表示以坐标原点为圆心,半径为1的圆.
(2)当k=4时,曲线C1的参数方程为x=cos4t
y=sin4t(t为参数),
所以x≥0,y≥0,曲线C1的参数方程化为=cos2t
=sin2t(t为参数),
两式相加得曲线C1方程为+=1,
得=1-,平方得y=x-2+1,0≤x≤1,0≤y≤1,
曲线C2的极坐标方程为4ρcos θ-16ρsin θ+3=0,
曲线C2直角坐标方程为4x-16y+3=0,