高中数学第二章参数方程三直线的参数方程优化练习新人教A版选修
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2
解析:直线参数方程一般式
x= x0+ at, (t 为参数 ),
y=y0+ bt
b 表示直线过点 M0(x0,y0),斜率 k= a,
马鸣风萧萧整理
》》》》》》》》》积一时之跬步 臻千里之遥程《 《《《《《《《《《《《
π 2 故 k= =- 1.故选 B.
π -2
x= 1- 2t ,
x= s,
3.已知直线 l 1: y= 2+ kt
(t 为参数 ), l2:
(s 为参数 ),若 l1∥ l2,则 k=
y= 1- 2s
________;若 l1⊥ l2,则 k= ________. 解析:将 l1, l2 的方程化为普通方程,得 l1: kx+ 2y- 4- k= 0, l2:2x+ y- 1= 0, k 2 4+k l1∥ l 2? 2= 1≠ 1 ? k= 4.
12 5
即直线被圆截得的弦长为
.
5
[B 组 能力提升 ]
1.过点 (1,1),倾斜角为 135°的直线截圆 x2+ y2= 4 所得的弦长为 ( )
22 A. 5
42 B. 5
C.2 2
32 D. 5
解析: 直线的参数方程为
2 x= 1- 2 t,
2 y= 1+ 2 t
(t 为参数 ),代入圆的方程, 得 t 2+ 2= 4,解
答案: B
x=- 2- 4t ,
4.直线
(t 为参数 )与圆 ρ= 2cos θ的位置关系为 ( )
y= 1+ 3t
A.相离 C.相交
B.相切 D .无法确定
x=- 2- 4t,
解析:直线
(t 为参数 )的普通方程为 3x+ 4y+ 2= 0,圆 ρ= 2cos θ的普通
y=1+ 3t
方程为 x2+y2-2x= 0,即 (x- 1)2+ y2=1,圆心到直线 3x+ 4y+ 2= 0 的距离 d= 1= r,所以直 线与圆的位置关系为相切.
x= 1+ tcos 20°,
y=2+ tsin 20°
(t 为参数 ),则倾斜角为 20°,故选 B.
答案: B
x=x0+ tcos α,
2.直线
(t 为参数 )与二次曲线交于 A,B 两点, A,B 对应的参数值分
y= y0+ tsin α
别为 t1, t2,则 | AB | 等于 ( )
A. | t1+t2|
得 t2- 8t + 12= 0,
t1+ t2 t1+ t 2= 8, 2 = 4.
因此中点为
1 x= 1+2× 4,
3 y=- 3 3+ 2 ×4,
x= 3, ∴
y=- 3.
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答案: D
x=- 2+tcos 45°,
B. | t1| +| t 2|
C. | t1- t2|
| t1+ t2| D.
2
解析:由参数 t 的几何意义可知, | AB| = | t1- t2| ,故选 C.
答案: C
π x=- 1- t,
2
3.已知直线 l 的参数方程为
π y= 2+ t
2
(t 为参数 ),则直线 l 的斜率为 ( )
A. 1
设方程的两根分别为 t 1′、 t2′,则有
8 t1′+ t2′=- , t1′· t 2′=- 4.
5
所以 | t 1′- t 2′ | =
t1′+ t2′ 2- 4t1′t2′
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64
12 5
=
5 + 16= 5 ,
离. π
解析:∵直线过 P0(3,4),倾斜角 α=4,
∴直线参数方程为
2 x=3+ t,
2
2 y= 4+ 2 t
(t 为参数 ),
32
11
代入 3x+ 2y= 6 得 9+ 2 t+ 8+ 2t= 6,t =- 5 2,
11 ∴ M 与 P0 之间的距离为 5 2.
10.已知直线的参数方程为
x= 1+ 2t, (t 为参数 ),则该直线被圆 x2+y2=9 截得的弦
l 上.求
a 的值及直线 l 的直角坐标方程.
π
π
解析:由点 A 2,4 在直线 ρcos θ- 4 = a 上,可得 a= 2.所以直线 l 的方程可化为 ρ
cos θ+ ρsin θ=2,
从而直线 l 的直角坐标方程为 x+ y- 2= 0.
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4
π 5π D. 6或 6
y 解析:直线化为 x=tan α,即 y= tan α· x,
圆方程化为 (x- 4)2+ y2= 4,
|4tan α|
1
∴由
tan2α+
= 1
2?
tan2α= , 3
3
π 5π
∴ tan α=± 3 ,又 α∈[0,π),∴ α= 6或 6 .
答案: D
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答案: B
5.直线
1 x= 1+ 2t,
3 y=- 3 3+ 2 t
(t 为参数 )和圆 x2+y2=16 交于 A, B 两点,则 AB 的中点
坐标为 ( )
A.(3,- 3)
B. (- 3, 3)
C. ( 3,- 3)
D . (3,- 3)
解析:
1 1+2t 2+ -3
3+
3 t
2 = 16,
2
x=- 1+cos 30° t, 即
y= 3+ sin 30° t,
3 x=- 1+ 2 t ,
1
y=3+
t 2
(t 为参数 ).
6.在平面直角坐标系中,以坐标原点为极点,
x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已
知点 A 的极坐标为
π
π
2, 4
,直线
l 的极坐标方程为
ρcos
θ- 4
=a,且点
A 在直线
6.已知直线
点 M(3 2,a)在直线上,则点 M 到点 (- 2, 1)
y= 1+ tsin 45°,
的距离为 ________. 解析:令 3 2=- 2+ tcos 45°, 解得 t= 8. 由 t 的几何意义得点 M(3 2, a)到点 (- 2, 1)的距离为 8. 答案: 8
7.直线
1 x=- 2- 2t ,
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1 x=- 1- 2t ,
3 y=3+ 2 t
(t 为参数 ).
3 (2)由(1)知直线 l的斜率 k=- 3,则所求直线的斜率为 3 ,故所求直线的倾斜角为 30°,
所以过点 P(- 1,3)且垂直于直线 l 的直线的参数方程为
3 y= 4+ 2 t
(t 为参数 )上与点 P(- 2,4)距离等于 4 的点 Q 的坐标为
________ .
解析:∵直线的参数方程为标准形式,
∴由 t 的几何意义可知 | PQ| = | t| = 4,∴ t=± 4,
x=- 4, 当 t= 4 时,
y= 4+ 2 3;
x= 0,
当 t=- 4 时, y= 4-2 3.
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三 直线的参数方程
[课时作业 ] [A 组 基础巩固 ]
x= 1+ tsin 70°,
1.直线
(t 为参数 )的倾斜角为 ( )
y= 2+ tcos 70°
A. 70° C. 160° 解析:将直线参数方程化为标准形式:
B. 20° D . 110°
y= 2+ t
长是多少?
x=1+ 2t,
解析:将参数方程 y= 2+ t
(t 为 参 数 ) 转 化 为 直 线 参 数 方 程 的 标 准 形 式 为
2 x= 1+ t ′,
5
1 y=2+ t′
5
2
1
(t ′为参数 ),并代入圆的方程,得 (1+ t ′ )2+ (2+ t′ )2= 9,
5
5
整理,得 5t′ 2+ 8t′- 4 5= 0.
-2= 0,
1
3
得 1+ 2t - 5+ 2 t - 2= 0,解得 t=- 6( 3+ 1),根据 t 的几何意义可知 | MM0| = 6( 3
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+1). 答案: 6( 3+ 1) π 9.一直线过 P0(3,4),倾斜角 α=4,求此直线与直线 3x+ 2y= 6 的交点 M 与 P0 之间的距
k l1⊥ l2? (- 2)· - 2 =- 1? k=- 1.
答案: 4 -1
x=- 1+ 3t ,
4.直线 l:
(t 为参数 )上的点 P(- 4,1- 3)到 l 与 x 轴交点间的距离
y=1+t
是 ________ .
x=- 1+ 3t,
解析:在直线 l:
中,令 y= 0,得 t=- 1.
得 t1=- 2, t 2= 2. 所以所求弦长为 | t 1-t2| = | - 2- 2| = 2 2. 答案: C
x= tcos α,
x= 4+ 2cos φ,
2.若直线
(t 为参数 )与圆
y= tsin α
y= 2sin φ
(φ为参数 )相切,那么直线倾斜
角α为 ( )
π A.
6
π C.3
π B.
y= 1+ t
故 l 与 x 轴的交点为 Q(- 1- 3, 0).
所以 | PQ| =
- 1- 3+ 4 2+ 1- 3 2
= 4 3- 1 2= 2 3- 2.
答案: 2 3- 2
x= 1+ t,
5. (1)求过点 P(- 1,3)且平行于直线 l:
(t 为参数 )的直线的参数方程;
y= 2- 3t
x= 1+ t,
(2)求过点 P(- 1,3)且垂直于直线 l:
(t 为参数 )的直线的参数方程.
y= 2- 3t
解析: (1)由题意,直线 l 的斜率 k=- 3,则倾斜角 θ= 120°,
所以过点 P(- 1,3)且平行于直线 l 的直线的参数方程为
x=- 1+ cos 120°t, 即
y= 3+ sin 120° t,
答案: (- 4,4+ 2 3)或 (0,4- 2 3)
π
8.直线 l 经过点
M0(1,5),倾斜角为
,且交直线 3
x- y- 2= 0 于 M 点,则 | MM0| =________.
解析:由题意可得直线
l 的参数方程为
1 x= 1+ 2t,
3 y=5+ t
2
(t 为参数 ),代入直线方程 x- y
解析:直线参数方程一般式
x= x0+ at, (t 为参数 ),
y=y0+ bt
b 表示直线过点 M0(x0,y0),斜率 k= a,
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π 2 故 k= =- 1.故选 B.
π -2
x= 1- 2t ,
x= s,
3.已知直线 l 1: y= 2+ kt
(t 为参数 ), l2:
(s 为参数 ),若 l1∥ l2,则 k=
y= 1- 2s
________;若 l1⊥ l2,则 k= ________. 解析:将 l1, l2 的方程化为普通方程,得 l1: kx+ 2y- 4- k= 0, l2:2x+ y- 1= 0, k 2 4+k l1∥ l 2? 2= 1≠ 1 ? k= 4.
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即直线被圆截得的弦长为
.
5
[B 组 能力提升 ]
1.过点 (1,1),倾斜角为 135°的直线截圆 x2+ y2= 4 所得的弦长为 ( )
22 A. 5
42 B. 5
C.2 2
32 D. 5
解析: 直线的参数方程为
2 x= 1- 2 t,
2 y= 1+ 2 t
(t 为参数 ),代入圆的方程, 得 t 2+ 2= 4,解
答案: B
x=- 2- 4t ,
4.直线
(t 为参数 )与圆 ρ= 2cos θ的位置关系为 ( )
y= 1+ 3t
A.相离 C.相交
B.相切 D .无法确定
x=- 2- 4t,
解析:直线
(t 为参数 )的普通方程为 3x+ 4y+ 2= 0,圆 ρ= 2cos θ的普通
y=1+ 3t
方程为 x2+y2-2x= 0,即 (x- 1)2+ y2=1,圆心到直线 3x+ 4y+ 2= 0 的距离 d= 1= r,所以直 线与圆的位置关系为相切.
x= 1+ tcos 20°,
y=2+ tsin 20°
(t 为参数 ),则倾斜角为 20°,故选 B.
答案: B
x=x0+ tcos α,
2.直线
(t 为参数 )与二次曲线交于 A,B 两点, A,B 对应的参数值分
y= y0+ tsin α
别为 t1, t2,则 | AB | 等于 ( )
A. | t1+t2|
得 t2- 8t + 12= 0,
t1+ t2 t1+ t 2= 8, 2 = 4.
因此中点为
1 x= 1+2× 4,
3 y=- 3 3+ 2 ×4,
x= 3, ∴
y=- 3.
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答案: D
x=- 2+tcos 45°,
B. | t1| +| t 2|
C. | t1- t2|
| t1+ t2| D.
2
解析:由参数 t 的几何意义可知, | AB| = | t1- t2| ,故选 C.
答案: C
π x=- 1- t,
2
3.已知直线 l 的参数方程为
π y= 2+ t
2
(t 为参数 ),则直线 l 的斜率为 ( )
A. 1
设方程的两根分别为 t 1′、 t2′,则有
8 t1′+ t2′=- , t1′· t 2′=- 4.
5
所以 | t 1′- t 2′ | =
t1′+ t2′ 2- 4t1′t2′
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=
5 + 16= 5 ,
离. π
解析:∵直线过 P0(3,4),倾斜角 α=4,
∴直线参数方程为
2 x=3+ t,
2
2 y= 4+ 2 t
(t 为参数 ),
32
11
代入 3x+ 2y= 6 得 9+ 2 t+ 8+ 2t= 6,t =- 5 2,
11 ∴ M 与 P0 之间的距离为 5 2.
10.已知直线的参数方程为
x= 1+ 2t, (t 为参数 ),则该直线被圆 x2+y2=9 截得的弦
l 上.求
a 的值及直线 l 的直角坐标方程.
π
π
解析:由点 A 2,4 在直线 ρcos θ- 4 = a 上,可得 a= 2.所以直线 l 的方程可化为 ρ
cos θ+ ρsin θ=2,
从而直线 l 的直角坐标方程为 x+ y- 2= 0.
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4
π 5π D. 6或 6
y 解析:直线化为 x=tan α,即 y= tan α· x,
圆方程化为 (x- 4)2+ y2= 4,
|4tan α|
1
∴由
tan2α+
= 1
2?
tan2α= , 3
3
π 5π
∴ tan α=± 3 ,又 α∈[0,π),∴ α= 6或 6 .
答案: D
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答案: B
5.直线
1 x= 1+ 2t,
3 y=- 3 3+ 2 t
(t 为参数 )和圆 x2+y2=16 交于 A, B 两点,则 AB 的中点
坐标为 ( )
A.(3,- 3)
B. (- 3, 3)
C. ( 3,- 3)
D . (3,- 3)
解析:
1 1+2t 2+ -3
3+
3 t
2 = 16,
2
x=- 1+cos 30° t, 即
y= 3+ sin 30° t,
3 x=- 1+ 2 t ,
1
y=3+
t 2
(t 为参数 ).
6.在平面直角坐标系中,以坐标原点为极点,
x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已
知点 A 的极坐标为
π
π
2, 4
,直线
l 的极坐标方程为
ρcos
θ- 4
=a,且点
A 在直线
6.已知直线
点 M(3 2,a)在直线上,则点 M 到点 (- 2, 1)
y= 1+ tsin 45°,
的距离为 ________. 解析:令 3 2=- 2+ tcos 45°, 解得 t= 8. 由 t 的几何意义得点 M(3 2, a)到点 (- 2, 1)的距离为 8. 答案: 8
7.直线
1 x=- 2- 2t ,
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1 x=- 1- 2t ,
3 y=3+ 2 t
(t 为参数 ).
3 (2)由(1)知直线 l的斜率 k=- 3,则所求直线的斜率为 3 ,故所求直线的倾斜角为 30°,
所以过点 P(- 1,3)且垂直于直线 l 的直线的参数方程为
3 y= 4+ 2 t
(t 为参数 )上与点 P(- 2,4)距离等于 4 的点 Q 的坐标为
________ .
解析:∵直线的参数方程为标准形式,
∴由 t 的几何意义可知 | PQ| = | t| = 4,∴ t=± 4,
x=- 4, 当 t= 4 时,
y= 4+ 2 3;
x= 0,
当 t=- 4 时, y= 4-2 3.
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三 直线的参数方程
[课时作业 ] [A 组 基础巩固 ]
x= 1+ tsin 70°,
1.直线
(t 为参数 )的倾斜角为 ( )
y= 2+ tcos 70°
A. 70° C. 160° 解析:将直线参数方程化为标准形式:
B. 20° D . 110°
y= 2+ t
长是多少?
x=1+ 2t,
解析:将参数方程 y= 2+ t
(t 为 参 数 ) 转 化 为 直 线 参 数 方 程 的 标 准 形 式 为
2 x= 1+ t ′,
5
1 y=2+ t′
5
2
1
(t ′为参数 ),并代入圆的方程,得 (1+ t ′ )2+ (2+ t′ )2= 9,
5
5
整理,得 5t′ 2+ 8t′- 4 5= 0.
-2= 0,
1
3
得 1+ 2t - 5+ 2 t - 2= 0,解得 t=- 6( 3+ 1),根据 t 的几何意义可知 | MM0| = 6( 3
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+1). 答案: 6( 3+ 1) π 9.一直线过 P0(3,4),倾斜角 α=4,求此直线与直线 3x+ 2y= 6 的交点 M 与 P0 之间的距
k l1⊥ l2? (- 2)· - 2 =- 1? k=- 1.
答案: 4 -1
x=- 1+ 3t ,
4.直线 l:
(t 为参数 )上的点 P(- 4,1- 3)到 l 与 x 轴交点间的距离
y=1+t
是 ________ .
x=- 1+ 3t,
解析:在直线 l:
中,令 y= 0,得 t=- 1.
得 t1=- 2, t 2= 2. 所以所求弦长为 | t 1-t2| = | - 2- 2| = 2 2. 答案: C
x= tcos α,
x= 4+ 2cos φ,
2.若直线
(t 为参数 )与圆
y= tsin α
y= 2sin φ
(φ为参数 )相切,那么直线倾斜
角α为 ( )
π A.
6
π C.3
π B.
y= 1+ t
故 l 与 x 轴的交点为 Q(- 1- 3, 0).
所以 | PQ| =
- 1- 3+ 4 2+ 1- 3 2
= 4 3- 1 2= 2 3- 2.
答案: 2 3- 2
x= 1+ t,
5. (1)求过点 P(- 1,3)且平行于直线 l:
(t 为参数 )的直线的参数方程;
y= 2- 3t
x= 1+ t,
(2)求过点 P(- 1,3)且垂直于直线 l:
(t 为参数 )的直线的参数方程.
y= 2- 3t
解析: (1)由题意,直线 l 的斜率 k=- 3,则倾斜角 θ= 120°,
所以过点 P(- 1,3)且平行于直线 l 的直线的参数方程为
x=- 1+ cos 120°t, 即
y= 3+ sin 120° t,
答案: (- 4,4+ 2 3)或 (0,4- 2 3)
π
8.直线 l 经过点
M0(1,5),倾斜角为
,且交直线 3
x- y- 2= 0 于 M 点,则 | MM0| =________.
解析:由题意可得直线
l 的参数方程为
1 x= 1+ 2t,
3 y=5+ t
2
(t 为参数 ),代入直线方程 x- y