(1)化C1,C2的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线;
π
(2)若C1上的点P对应的参数为t=,Q为C2上的动点,求PQ中点M到直线C3:
2
??x=3+2t,?(t为参数)的距离的最小值. ?y=-2+t?
x2y2
解:(1)曲线C1:(x+4)+(y-3)=1,曲线C2:+=1,
649
2
2
曲线C1是以(-4,3)为圆心,1为半径的圆;
曲线C2是以坐标原点为中心,焦点在x轴上,长半轴长是8,短半轴长是3的椭圆. 3π
-2+4cosθ,2+sinθ?.曲线C3为直线(2)当t=时,P(-4,4),Q(8cosθ,3sinθ),故M?2??2x-2y-7=0,M到C3的距离d=85
取最小值.
5
??x=2+t,x2y2
2.已知曲线C:+=1,直线l:?(t为参数).
49??y=2-2t,
543
|4cosθ-3sinθ-13|,从而当cosθ=,sinθ=-时,d555
(1)写出曲线C的参数方程,直线l的普通方程;
(2)过曲线C上任意一点P作与l夹角为30°的直线,交l于点A,求|PA|的最大值与最小值.
??x=2cosθ,
解:(1)曲线C的参数方程为?(θ为参数)
?y=3sinθ.?
直线l的普通方程为2x+y-6=0.
(2)曲线C上任意一点P(2cosθ,3sinθ)到l的距离为 d=
5
|4cosθ+3sinθ-6|. 5
d25
=|5sin(θ+α)-6|, sin30°5
则|PA|=
4225
其中α为锐角,且tanα=.当sin(θ+α)=-1时,|PA|取得最大值,最大值为.
3525
当sin(θ+α)=1时,|PA|取得最小值,最小值为.
5
参数方程化为普通方程,主要用“消元法”消参,常用代入法、加减消元法、利用三角恒等式消元等.在参数方程化为普通方程时,要注意保持同解变形.
考点三 极坐标方程、参数方程的综合应用|
??x=tcosα? (2015·高考全国卷Ⅱ)在直角坐标系xOy中,曲线C1:(t为参数,t≠0),?y=tsinα?
其中0≤α<π.在以O为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C2:ρ=2sinθ,C3:ρ=23cosθ.
(1)求C2与C3交点的直角坐标;
(2)若C1与C2相交于点A,C1与C3相交于点B,求|AB|的最大值.
[解] (1)曲线C2的直角坐标方程为x2+y2-2y=0,曲线C3的直角坐标方程为x2+y2-23x=0.
??x=0,?x+y-2y=0,
联立?22解得?
?y=0,??x+y-23x=0,
2
2
?x=23,
或?3
y=?2.
所以C2与C3交点的直角坐标为(0,0)和?
33?.
?2,2?
(2)曲线C1的极坐标方程为θ=α(ρ∈R,ρ≠0),其中0≤α<π. 因此A的极坐标为(2sinα,α),B的极坐标为(23cosα,α).
?α-π??. 所以|AB|=|2sinα-23cosα|=4?sin??3??
5π
当α=时,|AB|取得最大值,最大值为4.
6
涉及参数方程和极坐标方程的综合题,求解的一般方法是分别化为普通方程和直角坐标方程后求解.当然,还要结合题目本身特点,确定选择何种方程.
(2016·昆明模拟)在直角坐标系xOy中,l是过定点P(4,2)且倾斜角为α的直线,在极坐标系(以坐标原点O为极点,以x轴正半轴为极轴,取相同单位长度)中,曲线C的极坐标方程为ρ=4cosθ.
(1)写出直线l的参数方程,并将曲线C的方程化为直角坐标方程; (2)若曲线C与直线l相交于不同的两点M、N,求|PM|+|PN|的取值范围.
??x=4+tcosα解:(1)直线l的参数方程:?(t为参数).
?y=2+tsinα?
∵ρ=4cosθ,∴ρ2=4ρcosθ,∴C:x2+y2=4x.
??x=4+tcosα
(2)直线l的参数方程:?(t为参数),
?y=2+tsinα?
代入x2+y2=4x,得t2+4(sinα+cosα)t+4=0, Δ=16?sinα+cosα?-16>0,??
?t1+t2=-4?sinα+cosα?,??t1t2=4,
∴sinα·cosα>0,又0≤α<π, π
0,?,且t1<0,t2<0. ∴α∈??2?∴|PM|+|PN|=|t1|+|t2|=|t1+t2| π
α+?, =4(sinα+cosα)=42sin??4?πππ3π
0,?,得α+∈?,?, 由α∈??2?4?44?∴
π2
α+?≤1, 2 故|PM|+|PN|的取值范围是(4,42 ]. 33.直线参数方程中参数t几何意义的应用 ??x=1+4cosθ 【典例】 已知在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为?(θ为参数), ?y=2+4sinθ? π 直线l经过定点P(3,5),倾斜角为. 3 (1)写出直线l的参数方程和曲线C的标准方程; (2)设直线l与曲线C相交于A,B两点,求|PA|·|PB|的值. [思维点拨] (1)根据条件写出l的参数方程及化曲线C为标准方程. (2)利用t的几何意义求解|PA|·|PB|的值. [解] (1)曲线C:(x-1)2+(y-2)2=16, ?直线l:?3 y=5+t?2 1x=3+t2 (t为参数). (2)将直线l的参数方程代入圆C的方程可得t2+(2+33)t-3=0, 设t1,t2是方程的两个根,则t1t2=-3, 所以|PA||PB|=|t1||t2|=|t1t2|=3. ??x=x0+tcosα, [方法点评] 过定点M0(x0,y0),倾斜角为α的直线的参数方程为?(t为 ?y=y+tsinα.?0 参数) 该参数t经常用在直线截圆锥曲线的距离问题中,解题时通常过某定点作一直线与圆锥曲线相交于A,B两点,所求问题与定点到A,B两点的距离有关.解题时主要应用定点在直线AB上,利用参数t的几何意义,结合根与系数的关系进行处理,巧妙求出问题的解. 1?[跟踪练习] (2016·大庆模拟)在平面直角坐标系xOy中,已知直线l经过点P??2,1?,π 倾斜角α=.在极坐标系(与直角坐标系xOy取相同的长度单位,以原点O为极点,以x轴 6πθ-?. 正半轴为极轴)中,圆C的极坐标方程为ρ=22cos??4? (1)写出直线l的参数方程,并把圆C的极坐标方程化为直角坐标方程; (2)设l与圆C相交于A,B两点,求|PA|+|PB|的值. ? 解:(1)直线l的参数方程为?π y=1+tsin ,?6 数). π θ-?得:ρ=2cosθ+2sinθ, 由ρ=22cos??4?∴ρ2=2ρcosθ+2ρsinθ,∴x2+y2=2x+2y, 1π x=+tcos ,26 3 +t,?x=122 (t为参数),即?1 y=1+t,?2 (t为参 故圆C的直角坐标方程为(x-1)2+(y-1)2=2. 3+t?x=122 (2)把?1 y=1+t?2 (t为参数)代入(x-1)2+(y-1)2=2得t2-37 t-=0,设点A,B对24 应的参数分别为t1,t2,则t1+t2= 37 ,t1t2=-, 24 31 . 2 ∴|PA|+|PB|=|t1-t2|=?t1+t2?2-4t1t2= A组 考点能力演练 1.(1)化圆的直角坐标方程x2+y2=r2(r>0)为极坐标方程; (2)化曲线的极坐标方程ρ=8sinθ为直角坐标方程. 解:(1)将x=ρcosθ,y=ρsinθ代入x2+y2=r2,得ρ2cos2θ+ρ2sin2θ=r2,ρ2(cos2θ+sin2θ)=r2,ρ=r.所以,以极点为圆心、半径为r的圆的极坐标方程为ρ=r(0≤θ<2π). y (2)法一:把ρ=x2+y2,sinθ=代入ρ=8sinθ, ρ
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