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课时分层作业(六十七) 参数方程
1.(2020·全国Ⅰ卷)在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(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,C1:消去参数t得x2+y2=1,故曲线C1是圆心为坐标原点,半径为1的圆.
(2)当k=4时,C1:消去参数t得C1的直角坐标方程为+=1.
C2的直角坐标方程为4x-16y+3=0.
由解得
故C1与C2的公共点的直角坐标为.
2.在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数),以直角坐标系的原点为极点,x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,圆C的极坐标方程为ρ=4cos.
(1)求直线l的普通方程和圆C的直角坐标方程;
(2)若点P(x,y)在圆C上,求x-y的取值范围.
[解] (1)∵直线l的参数方程为(t为参数),
∴消去参数t,得直线l的普通方程为x+y-2=0,
∵圆C的极坐标方程为ρ=4cos,
∴ρ2=2ρcos θ+2ρsin θ,
∵ρ2=x2+y2,ρcos θ=x,ρsin θ=y,
∴圆C的直角坐标方程为(x-1)2+(y-)2=4.
(2)∵点P(x,y)在圆C上,
∴设P(1+2cos θ,+2sin θ),
∴x-y=+2cos θ--2sin θ=4sin,
∴x-y的取值范围是[-4,4].
1.(2021·全国甲卷)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,曲线C的极坐标方程为ρ=2cos θ.
(1)将C的极坐标方程化为直角坐标方程;
(2)设点A的直角坐标为(1,0),M为C上的动点,点P满足= ,写出P的轨迹C1的参数方程,并判断C与C1是否有公共点.
[解] (1)根据ρ=2cos θ,得ρ2=2ρcos θ,
因为x2+y2=ρ2,x=ρcos θ,
所以x2+y2=2x,所以C的直角坐标方程为(x-)2+y2=2.
(2)设P(x,y),M(x′,y′),则=(x-1,y),=(x′-1,y′).
因为=,
所以
即
因为M为C上的动点,
所以+=2,即(x-3+)2+y2=4.
所以P的轨迹C1的参数方程为
(其中α为参数,α∈[0,2π)).
|CC1|=3-2,⊙C1的半径r1=2,又⊙C的半径r=,所以|CC1|<r1-r,
所以C与C1没有公共点.
2.(2023·四川德阳模拟预测)在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(α为参数).以坐标原点为极点,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mρsin θ-ρcos θ+4m=0.
(1)求曲线C的普通方程和直线l的直角坐标方程;
(2)若点P(0,-4),直线l与曲线C的交点为M,N,求|PM|+|PN|的最小值.
[解] (1)∵曲线C的参数方程为
∴
∴曲线C的普通方程为(x-2)2+(y+6)2=12,即x2+y2-4x+12y+28=0.
∵mρsin θ-ρcos θ+4m=0,且ρsin θ=y,ρcos θ=x,
∴my-x+4m=0,
故直线l的直角坐标方程为x-my-4m=0.
(2)直线l的参数方程为(γ为参数),
将代入(x-2)2+(y+6)2=12,得
t2+4(sin γ-cos γ)t-4=0,
设点M,N对应的参数分别为t1,t2,判别式Δ>0恒成立,
∴t1+t2=-4(sin γ-cos γ),t1·t2=-4<0,
∴|PM|+|PN|=|t1-t2|==≥4,
当且仅当sin 2γ=1,即γ=时,等号成立,
∴|PM|+|PN|的最小值为4.
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