内容正文:
专题七 选修4系列
第1讲 坐标系与参数方程
(选修4-4)
1.(2018·全国卷Ⅱ)在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=2cos θ,,y=4sin θ))(θ为参数),直线l的参数方程为eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=1+tcos α,,y=2+tsin α))(t为参数).
(1)求C和l的直角坐标方程;
(2)若曲线C截直线l所得线段的中点坐标为(1,2),求l的斜率.
解:(1)曲线C的直角坐标方程为eq \f(x2,4)+eq \f(y2,16)=1.
当cos α≠0时,l的直角坐标方程为y=tan α·x+2-tan α,
当cos α=0时,l的直角坐标方程为x=1.
(2)将l的参数方程代入C的直角坐标方程,整理得关于t的方程(1+3cos2α)t2+4(2cos α+sin α)t-8=0.①
因为曲线C截直线l所得线段的中点(1,2)在C内,
所以①有两个解,设为t1,t2,则t1+t2=0.
又由①得t1+t2=eq \f(4(2cos α+sin α),1+3cos2α),
故2cos α+sin α=0,于是直线l的斜率k=tan α=-2.
2.(2018·全国卷Ⅰ)在直角坐标系xOy中,曲线C1的方程为y=k|x|+2.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ρ2+2ρcos θ-3=0.
(1)求C2的直角坐标方程;
(2)若C1与C2有且仅有三个公共点,求C1的方程.
解:(1)由x=ρcos θ,y=ρsin θ得C2的直角坐标方程为(x+1)2+y2=4.
(2)由(1)知C2是圆心为A(-1,0),半径为2的圆.
由题设知,C1是过点B(0,2)且关于y轴对称的两条射线.
记y轴右边的射线为l1,y轴左边的射线为l2.
由于点B在圆C2的外面,故C1与C2有且仅有三个公共点等价于l1与C2只有一个公共点且l2与C2有两个公共点,或l2与C2只有一个公共点且l1与C2有两个公共点.
当l1与C2只有一个公共点时,A到l1所在直线的距离为2.
所以eq \f(|-k+2|,\r(k2+1))=2,解得k=-eq \f(4,3)或k=0.
经检验,当k=0时,l1与C2没有公共点;
当k=-eq \f(4,3)