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课后综合提升练
系列4部分
选修4-4 坐标系与参数方程[来源:学科网]
(建议用时:30分钟)
1.在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为 (t为参数,0≤α<π).在以O 为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标中,曲线C :ρ=4cos θ.
(1)当α= 时,求C 与l 的交点的极坐标.
(2)直线l 与曲线C交于A ,B 两点,且两点对应的参数t1 ,t2 互为相反数,求|AB| 的值.
【解析】(1)由ρ=4cos θ,可得ρ2=4ρcos θ,
所以x2+y2=4x,即x2+y2-4x=0,
当α=时,直线l的参数方程(t为参数),化为直角坐标方程为y=x,
联立解得交点为(0,0)或(2,2),
化为极坐标为(0,0),.
(2)已知直线恒过定点P(1,1),又t1+t2=0,由参数方程的几何意义知P是线段AB的中点,曲线C是以C(2,0)为圆心,半径r=2的圆,且|PC|=,由垂径定理知:|AB|=2=2=2.
【一题多解】(1)依题意可知,直线l的极坐标方程为θ=(ρ∈R),
当ρ>0时,联立解得交点,
当ρ=0时,经检验(0,0)满足两方程,当ρ<0时,无交点;
综上,曲线C与直线l的交点极坐标为(0,0),.
(2)把直线l的参数方程代入曲线C,得t2+2(sin α-cos α)t-2=0,可知t1+t2=0,t1·t2=-2,
所以|AB|=|t1-t2|==2.
2.在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数).以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρ2(1+sin2 θ)=8.
(1)若曲线C上一点Q的极坐标为,且l过点Q,求l的普通方程和C的直角坐标方程.
(2)设点P(-2,-1),l与C的交点为A,B,求+的最大值.
【解析】(1)把Q代入曲线C可得Q
化为直角坐标为Q(0,2),
又l过点P(-2,-1),得直线l的普通方程为y=x+2;
ρ2(1+sin2 θ)=8可化为ρ2+(ρsin θ)2=8.
由ρ2=x2+y2,ρsin θ=y可得(x2+y2)+y2=8,
即曲线C的直角坐标方程为x2+2y2=8.
(2)把直线l的参数方程代入曲线C的直角坐标方程得,(tcos α-2)2+
2(tsin α-1)2=8,
化简得(sin2 α+1)t2-4(sin α+cos α)t+6=0,①
Δ=[-4(sin α+cos α)]2-24(sin2 α+1)
可得t1+t2=,t1t2=>0,故t1与t2同号
+=+====,
所以α=时,有最大值.
此时方程①的Δ=34>0,故+有最大值.
3.已知曲线C1的参数方程为(α为参数),以平面直角坐标系xOy的原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρcos=.
(1)求曲线C2的直角坐标方程及曲线C1上的动点P到坐标原点O的距离|OP|的最大值.
(2)若曲线C2与曲线C1相交于A,B两点,且与x轴相交于点E,求|EA|+|EB|的值.
【解析】(1)由ρcos=得ρ
=,即曲线C2的直角坐标方程为x-y-2=0.
根据题意得|OP|==,
因此曲线C1上的动点P到原点O的距离|OP|的最大值为|OP|max=3.
(2)由(1)知直线x-y-2=0与x轴交点E的坐标为(2,0),曲线C2的参数方程为:(t为参数),曲线C1的直角坐标方程为+y2=1,
联立得5t2+2t-5=0.
又|EA|+|EB|=|t1|+|t2|,
所以|EA|+|EB|=|t1-t2|==.
4.已知直线l的参数方程为(t为参数,a∈R),曲线C的极坐标方程为ρsin2 θ=4cos θ.
(1)分别将直线l的参数方程和曲线C的极坐标方程化为直角坐标方程.
(2)若直线l经过点(0,1),求直线l被曲线C截得线段的长.
【解析】(1)显然y=-x+a⇒x+y-a=0,
由ρ=可得ρ2sin2 θ=4ρcos θ,即y2=4x.
(2)因为直线l过(0,1),则a=1.
将直线l的参数方程代入y2=4x
得t2+6t+2=0,
由直线参数方程的几何意义可知,
|AB|=|t1-t2|===8.
(建议用时:30分钟)
1.在平面直角坐标系xOy中,圆O的方程为x2+y2=4,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程是ρ2cos 2θ=1.
(1)求圆O的参数方程和曲线C的直角坐标方程.
(2)已知M,N是曲线C与x轴的两个交点,点P为圆O上的任意一点,证明:|PM|2+|PN|2为定值.
【解析】(1)圆O的参数方程为,(α为