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1、极坐标与参数方程高考题1.在直角坐标系中,直线,圆,以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系.(I)求的极坐标方程.(II)若直线的极坐标方程为,设的交点为,求的面积.解:(Ⅰ)因为,∴的极坐标方程为,的极坐标方程为.(Ⅱ)将代入,得,解得=,=,
2、MN
3、=-=,因为的半径为1,则的面积=.2.已知曲线,直线(为参数)(1)写出曲线的参数方程,直线的普通方程;(2)过曲线上任意一点作与夹角为30°的直线,交于点,求的最大值与最小值.解:(1)曲线C的参数方程为(θ为参数).直线l的普通方程为2x+y-6=0.(2)曲线
4、C上任意一点P(2cosθ,3sinθ)到l的距离为d=
5、4cosθ+3sinθ-6
6、,则
7、PA
8、==
9、5sin(θ+α)-6
10、,其中α为锐角,且tanα=.当sin(θ+α)=-1时,
11、PA
12、取得最大值,最大值为.当sin(θ+α)=1时,
13、PA
14、取得最小值,最小值为.3.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,半圆C的极坐标方程为ρ=2cosθ,(1)求C的参数方程;(2)设点D在C上,C在D处的切线与直线l:y=x+2垂直,根据(1)中你得到的参数方程,确定D的坐标.解:(1)C的普通方程
15、为(x-1)2+y2=1(0≤y≤1).可得C的参数方程为:(0≤θ≤π).(2)设D(1+cosθ,sinθ).由(1)知C是以G(1,0)为圆心,1为半径的上半圆.因为C在点D处的切线与l垂直,所以直线GD与l的斜率相同,tanθ=,θ=.故D的直角坐标为.4.将圆x2+y2=1上每一点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的2倍,得曲线C.(1)写出C的参数方程;(2)设直线l:2x+y-2=0与C的交点为P1,P2,以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求过线段P1P2的中点且与l垂直的直线的极坐标方程.解:(1
16、)设(x1,y1)为圆上的点,经变换为C上点(x,y),由=1得x2+=1,即曲线C的方程为4x2+=4.故C的参数方程为(为参数).(2)由解得或不妨设P1(1,0),P2(0,2),则线段P1P2的中点坐标为,所求直线斜率为k=,于是所求直线方程为y-1=(x-),化为极坐标方程,并整理得2ρcosθ-4ρsinθ=-3,即ρ=.5.在直角坐标系xOy中,以O为极点,x轴正半轴为极轴建立坐标系.曲线C的极坐标方程为ρcos=1,M、N分别为C与x轴,y轴的交点.(1)写出C的直角坐标方程,并求M、N的极坐标;(2)设MN
17、的中点为P,求直线OP的极坐标方程.解:(1)由ρcos=1得ρ=1.从而C的直角坐标方程为x+y=1,即x+y=2,当θ=0时,ρ=2,所以M(2,0).当θ=时,ρ=,所以N.(2)M点的直角坐标为(2,0).N点的直角坐标为(0,).所以P点的直角坐标为,则P点的极坐标为,所以直线OP的极坐标方程为θ=,ρ∈(-∞,+∞).6.在极坐标系下,已知圆O:ρ=cosθ+sinθ和直线l:ρsin(θ-)=,(1)求圆O和直线l的直角坐标方程;(2)当θ∈(0,π)时,求直线l与圆O公共点的一个极坐标.解:(1)圆O:ρ=c
18、osθ+sinθ,即ρ2=ρcosθ+ρsinθ,圆O的直角坐标方程为x2+y2=x+y,即x2+y2-x-y=0.直线l:ρsin(θ-)=,即ρsinθ-ρcosθ=1,则直线l的直角坐标方程为y-x=1,即x-y+1=0.(2)由得故直线l与圆O公共点的一个极坐标为(1,).7.在平面直角坐标系xOy中,求过椭圆(φ为参数)的右焦点,且与直线(t为参数)平行的直线的普通方程.解:由题设知,椭圆的长半轴长a=5,短半轴长b=3,从而c==4,所以右焦点为(4,0).将已知直线的参数方程化为普通方程:x-2y+2=0.故所
19、求直线的斜率为,因此其方程为y=(x-4),即x-2y-4=0.8.在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数).在极坐标系(与直角坐标系xOy取相同的长度单位,且以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴)中,圆C的方程为ρ=2sinθ.(1)求圆C的直角坐标方程;(2)设圆C与直线l交于点A,B.若点P的坐标为(3,),求
20、PA
21、+
22、PB
23、.解:(1)ρ=2sinθ,得x2+y2-2y=0,即x2+(y-)2=5.(4分)(2)将l的参数方程代入圆C的直角坐标方程,得(3-t)2+(t)2=5,即t2-3t+4=0.由于
24、Δ=(3)2-4×4=2>0,故可设t1,t2是上述方程的两实根,所以又直线l过点P(3,),故由上式及t的几何意义得
25、PA
26、+
27、PB
28、=
29、t1
30、+
31、t2
32、=t1+t2=3.9.在直角坐标版权法吕,直线的参数方程为为参数),以原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,的极坐标方程为.(I)