全国卷数学坐标系与参数方程试题汇编与解析
高考数学压轴专题人教版备战高考《坐标系与参数方程》真题汇编附答案
新数学《坐标系与参数方程》专题解析(1)一、131.参数方程21,11x ty t t ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩(t 为参数)所表示的曲线是( )A .B .C .D .【答案】D 【解析】 【分析】消参化简整理得221x y +=,即得方程对应的曲线. 【详解】将1t x =代入y =,化简整理得221x y +=,同时x 不为零,且x ,y 的符号一致, 故选:D. 【点睛】本题主要考查参数方程与普通方程的互化,考查圆的方程,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.2.在极坐标系中,设圆8:sin C ρθ=与直线 ():4l R πθρ=∈交于A B ,两点,则以线段AB 为直径的圆的极坐标方程为( )A .4πρθ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭B .4πρθ⎛⎫=- ⎪⎝⎭C .4πρθ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭D .4πρθ⎛⎫=-⎪⎝⎭【答案】A 【解析】 【分析】首先把极坐标方程化为直角坐标方程,进一步求出圆心坐标和半径,再把直角坐标方程化为极坐标方程,即可得到答案. 【详解】由题意,圆8:sin C ρθ=化为直角坐标方程,可得22(4)16x y +-=,直线():4l R πθρ=∈化为直角坐标方程,可得y x =,由直线与圆交于,A B 两点,把直线y x =代入圆22(4)16x y +-=,解得00x y =⎧⎨=⎩或44x y =⎧⎨=⎩,所以以线段AB 为直径的圆的圆心坐标为(2,2),半径为, 则圆的方程为22(2)(2)8x y -+-=,即22440x y x y +--=, 又由cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩,代入可得24cos 4sin 0ρρθρθ--=,即4cos 4sin 4θπρθθ⎛⎫=+= ⎝+⎪⎭,故选A . 【点睛】本题主要考查了极坐标方程与直角坐标方程的互化,以及圆的标准方程的求解,其中解答中把极坐标方程互为直角坐标方程,得到以线段AB 为直径的圆的标准方程是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.3.设曲线C 的参数方程为35cos ()15sin x y θθθ⎧=+⎪⎨=-+⎪⎩为参数,直线l 的方程310x y -+=,则曲线C 上到直线l 的距离为52的点的个数为( ) A .1 B .2C .3D .4【答案】C 【解析】 【分析】将圆C 化为普通方程,计算圆心到直线l 的距离,通过比较所求距离与52的关系即可得到满足条件的点的个数. 【详解】化曲线C 的参数方程为普通方程:()()223125x y -++=,圆心()3,1-到直线310x y -+=的距离3115522d ++==<, 所以直线和圆相交,过圆心和l 平行的直线和圆的2个交点符合要求, 与l 平行且与圆相切的直线和圆的一个交点符合要求,故有3个点符合题意, 故选C 【点睛】解决这类问题首先把曲线C 的参数方程为普通方程,然后利用圆心到直线的距离判断直线与圆的位置关系得出结论.4.参数方程(为参数)所表示的图象是A .B .C .D .【答案】D 【解析】【分析】 由,得,代入,经过化简变形后得到曲线方程,但需注意曲线方程中变量、的符号,从而确定曲线的形状。
高考数学-坐标系与参数方程(含22年真题讲解)
高考数学-坐标系与参数方程 (含22年真题讲解)1.【2022年全国甲卷】在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为{x =2+t 6y =√t(t 为参数),曲线C 2的参数方程为{x =−2+s 6y =−√s(s 为参数).(1)写出C 1的普通方程;(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C 3的极坐标方程为2cosθ−sinθ=0,求C 3与C 1交点的直角坐标,及C 3与C 2交点的直角坐标. 【答案】(1)y 2=6x −2(y ≥0);(2)C 3,C 1的交点坐标为(12,1),(1,2),C 3,C 2的交点坐标为(−12,−1),(−1,−2).【解析】 【分析】(1)消去t ,即可得到C 1的普通方程;(2)将曲线C 2,C 3的方程化成普通方程,联立求解即解出. (1) 因为x =2+t 6,y =√t ,所以x =2+y 26,即C 1的普通方程为y 2=6x −2(y ≥0).(2) 因为x =−2+s 6,y =−√s ,所以6x =−2−y 2,即C 2的普通方程为y 2=−6x −2(y ≤0),由2cosθ−sinθ=0⇒2ρcosθ−ρsinθ=0,即C 3的普通方程为2x −y =0. 联立{y 2=6x −2(y ≥0)2x −y =0 ,解得:{x =12y =1 或{x =1y =2 ,即交点坐标为(12,1),(1,2);联立{y 2=−6x −2(y ≤0)2x −y =0 ,解得:{x =−12y =−1 或{x =−1y =−2 ,即交点坐标为(−12,−1),(−1,−2). 2.【2022年全国乙卷】在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为{x =√3cos2t y =2sint ,(t 为参数),以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,已知直线l 的极坐标方程为ρsin (θ+π3)+m =0. (1)写出l 的直角坐标方程;(2)若l 与C 有公共点,求m 的取值范围. 【答案】(1)√3x +y +2m =0 (2)−1912≤m ≤52 【解析】 【分析】(1)根据极坐标与直角坐标的互化公式处理即可;(2)联立l 与C 的方程,采用换元法处理,根据新设a 的取值范围求解m 的范围即可. (1)因为l :ρsin (θ+π3)+m =0,所以12ρ⋅sinθ+√32ρ⋅cosθ+m =0,又因为ρ⋅sinθ=y,ρ⋅cosθ=x ,所以化简为12y +√32x +m =0,整理得l 的直角坐标方程:√3x +y +2m =0 (2)联立l 与C 的方程,即将x =√3cos2t ,y =2sint 代入 √3x +y +2m =0中,可得3cos2t +2sint +2m =0, 所以3(1−2sin 2t)+2sint +2m =0, 化简为−6sin 2t +2sint +3+2m =0,要使l 与C 有公共点,则2m =6sin 2t −2sint −3有解,令sint =a ,则a ∈[−1,1],令f(a)=6a 2−2a −3,(−1≤a ≤1), 对称轴为a =16,开口向上,所以f(a)max =f(−1)=6+2−3=5, f(a)min =f(16)=16−26−3=−196,所以−196≤2m ≤5m 的取值范围为−1912≤m ≤52.1.(2022·宁夏·吴忠中学三模(文))在平面直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为244x t y t ⎧=-⎨=⎩(t 为参数),以坐标原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为2cos ρθ=.(1)求曲线1C 与2C 的直角坐标方程;(2)已知直线l 的极坐标方程为πR 02θαρα⎛⎫ ⎪=∈⎝<<⎭,,直线l 与曲线1C ,2C 分别交于M ,N (均异于点O )两点,若4OMON=,求α. 【答案】(1)曲线1C 的直角坐标方程为24y x =-,曲线2C 的直角坐标方程为2220x y x +-=, (2)π4α=【解析】 【分析】(1)1C 的参数方程消参可求出1C 的直角坐标方程;2C 的极坐标方程同乘ρ,把cos x ρθ=,222x y ρ=+代入2C 的极坐标方程可求出2C 的直角坐标方程.(2)设M 、N 两点的极坐标分别为()1,ρα、()2,ρα,用极径的几何意义表示出4OMON=,即124ρρ=,解方程即可求出α. (1)解:1C 的参数方程为244x t y t ⎧=-⎨=⎩(t 为参数),把2216y t =代入24x t =-中可得,24y x =-,所以曲线1C 的直角坐标方程为24y x =-,2C 的极坐标方程为2cos ρθ=,即22cos ρρθ=,所以曲线2C 的直角坐标方程为2220x y x +-=,综上所述:曲线1C 的直角坐标方程为24y x =-,曲线2C 的直角坐标方程为2220x y x +-=, (2)由(1)知,1C 的极坐标方程为2sin 4cos ρθθ=-, 设M 、N 两点的极坐标分别为()1,ρα、()2,ρα,则21sin 4cos ραα=-,22cos ρα=,由题意知02πα<<可得sin 0α≠,因为4OMON=,所以124ρρ=,所以24cos 42cos sin ααα-=⨯,故21sin 2α=,所以sin 2α=或sin 2α=(舍) 所以π4α=.2.(2022·四川·宜宾市叙州区第一中学校模拟预测(理))在平面直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为1cos sin x y θθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数),曲线2C 的参数方程为2221x t t y t ⎧=-⎨=-⎩(t 为参数).已知曲线2C 与x ,y 正半轴分别相交于,A B 两点.(1)写出曲线1C 的极坐标方程,并求出,A B 两点的直角坐标;(2)若过原点O 且与直线AB 垂直的直线l 与曲线1C 交于P 点,与直线AB 交于Q 点,求线段PQ 的长度.【答案】(1)2cos ρθ=,A 点为()3,0,B 点为()0,3(2)2【解析】 【分析】(1)普通方程()2211x y -+=,即可得2cos ρθ=(2)求出直线AB 的方程为3y x =-+,然后求出直线l 的方程,然后可求出PQ 的长度 (1)曲线1C 的普通方程()2211x y -+=,极坐标方程()()22cos 1sin 1ρθρθ-+=,∴2cos ρθ=.在曲线2C 上,当0x =时,0=t 或2t =,此时3y =或1y =-(舍),所以B 点为()0,3. 当0y =时,1t =-或1t =,此时3x =或1x =-(舍),所以A 点为()3,0. (2)直线AB 的方程为3y x =-+,极坐标方程为sin cos 3ρθρθ=-+, ∴()sin cos 3ρθθ+=,过原点O 且与直线AB 垂直的直线l 的极坐标方程为4πθ=.4πθ=与2cos ρθ=联立,得1ρ 4πθ=与()sin cos 3ρθθ+=联立,得2ρ=∴21PQ ρρ=-=. 3.(2022·江西·南昌市八一中学三模(理))在直角坐标系xOy 中,直线l的参数方程为11x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数).以坐标原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为4sin 6πρθ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭.(1)求C 和l 的直角坐标方程;(2)设点Q的直角坐标为(,P 为C 上的动点,求PQ 中点R 的轨迹的极坐标方程. 【答案】(1)直线l 的普通方程为2x y +=,曲线C 的普通方程为()(2214x y ++=;(2)21ρ= 【解析】 【分析】(1)消去参数t ,即可得到直线l 的普通方程,再由两角和的正弦公式及222cos sin x y x y ρθρθρ=⎧⎪=⎨⎪=+⎩,将曲线C 的极坐标方程化为直角坐标方程;(2)设(),R x y ,即可表示P 点坐标,再根据点P 在曲线C 上,代入C 的方程,即可得到点R 的轨迹方程,再将直角坐标方程化为极坐标方程即可;(1)解:因为直线l的参数方程为11x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数), 所以直线l 的普通方程为2x y +=,因为曲线C 的极坐标方程为4sin 6πρθ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,即4sin cos cos sin 66ππρθθ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,即2cos ρθθ=--,所以2sin 2cos ρθρθ=--,又222cos sin x y x y ρθρθρ=⎧⎪=⎨⎪=+⎩,所以222x y x +=--,即()(2214x y +++=,即曲线C 的普通方程为()(2214x y ++=;(2)解:设(),R x y,则(21,2P x y -,因为点P 在曲线C 上,所以()(2221124x y -++=,即221x y +=,所以PQ 中点R 的轨迹方程为221x y +=,即21ρ=4.(2022·黑龙江·哈尔滨三中模拟预测(理))在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为21x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数),以坐标原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为()2cos θsin θρ=+. (1)求直线l 的普通方程和曲线C 的直角坐标方程; (2)设点()2,1P ,直线l 与曲线C 的交点为A ,B ,求PA PBPB PA+的值. 【答案】(1)10x y --=,22220x y x y +--= (2)4 【解析】 【分析】(1)直接消去参数,将直线l 的方程化为普通方程,利用互化公式将曲线C 的极坐标方程转化为直角坐标方程(2)将直线的参数方程代入曲线C的普通方程,得到210t -=,得到12121t t t t +==- ,化简()222121212122112122PA PBt t t t t t t t PB PA t t t t t t +-++=+==,代入韦达定理,即可得到答案 (1)直线l的参数方程为21x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数), 消去参数t 可得l 的普通方程为10x y --=.曲线C 的极坐标方程为2(cos θsin θ)ρ=+,即22(cos θsin θ)ρρ=+,根据222cos θsin θx y x y ρρρ=⎧⎪=⎨⎪=+⎩,可得2222x y x y +=+.∴曲线C 的直角坐标方程为22220x y x y +--= (2)在直线l的参数方程21x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数)中,设点A ,B 对应的参数分别为1t ,2t , 将直线l的参数方程221x y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数),代入22220x y x y +--=,得210t +-=,∴12t t +=121t t =-.∴()2221212121221121224PA PBt t t t t t t t PB PA t t t t t t +-++=+=== 5.(2022·安徽淮南·二模(文))在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为2cos 22sin x y αα=⎧⎨=+⎩(其中α为参数,02πα≤<),以原点O 为极点,x 轴非负半轴为极轴,取相同的单位长度建立极坐标系,直线1l 的极坐标方程为(R)3πθρ=∈.(1)求曲线C 的极坐标方程与直线1l 的直角坐标方程;(2)设直线1l 与曲线C 交于点O ,A ,直线2l 与曲线C 交于点O ,B ,求AOB 面积的最大值. 【答案】(1)4sin ρθ=,y(2)【解析】【分析】(1)依据参数方程与普通方程的互化和极坐标方程与直角坐标方程的互化即可解决; (2)先求得AOB 面积的表达式,再对其求最大值即可. (1)曲线C 的直角坐标方程为22(2)4x y +-=,展开得2240x y y +-=, 则曲线C 的极坐标方程为4sin ρθ=. 直线1l的直角坐标方程为y (2)由(1)可知π||4sin3OA == 设直线2l 的极坐标方程为(R)θβρ=∈,根据条件知要使AOB 面积取最大值,则ππ3β<<,则||4sin OB β=,于是1ππsin sin 233OAB S OA OB βββ⎛⎫⎛⎫=⨯⨯⨯-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2π6sin cos cos 2)3sin 226ββββββ⎛⎫=-=--=+ ⎪⎝⎭,所以当π3π262β+=即2π3β=时,AOB的面积取最大值,最大值为6.(2022·内蒙古呼和浩特·二模(理))在直角坐标系xOy 中,曲线C的参数方程为))cos sin cos sin 2x y ϕϕϕϕ⎧=+⎪⎨=-⎪⎩(ϕ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,两坐标系取相同单位长度,直线l 的极坐标方程为2cos 3sin 100ρθρθ+-=. (1)求曲线C 的普通方程和直线l 的直角坐标方程; (2)求曲线C 上的点到直线l 距离的最小值. 【答案】(1)2214x y +=,23100x y +-=;【解析】 【分析】(1)消去曲线C 的参数方程中的参数即可得解,利用极坐标与直角坐标互化得直线l 的直角坐标方程作答.(2)设出曲线C 上任意一点的坐标,利用点到直线距离公式及辅助角公式求解作答. (1)由))cos sin cos sin x y ϕϕϕϕ⎧=+⎪⎨=-⎪⎩(ϕ为参数),消去参数得2214x y +=, 所以曲线C 的普通方程为2214x y +=,把cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩代入直线l 的极坐标方程2cos 3sin 100ρθρθ+-=得:23100x y +-=,所以直线l 的直角坐标方程为23100x y +-=. (2)由(1)知,曲线C 的参数方程为2cos sin x y αα=⎧⎨=⎩(α为参数),设()2cos ,sin P αα为曲线C 上一点,P 到直线l 的距离为d ,则105sin d αϕ-+===ϕ由4tan 3ϕ=确定,因此,当()sin 1αϕ+=时,d所以曲线C 上的点到直线l 7.(2022·甘肃·武威第六中学模拟预测(文))在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为11x t ty t t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩(t 为参数),以坐标原点极点,以x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐sin cos 0θρθ-.(1)求曲线C 的普通方程和直线l 的直角坐标方程: (2)若直线与曲线C 交于A ,B 两点,点P 的坐标为(0,1),求11||||PA PB +的值. 【答案】(1)224x y -=,0x+= (2)5【解析】【分析】(1)消去参数t 可得曲线C 的方程,利用公式法转化得到直线l 的直角坐标方程; (2)利用直线l 的参数方程中t 的几何意义求解. (1)∴11x t ty t t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩(t 为参数),∴22222222112112x t t t t y t t t t ⎧⎛⎫=+=++⎪ ⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪=-=+- ⎪⎪⎝⎭⎩,所以224x y -=, 所以曲线C 的方程为224x y -=又∴cos x ρθ=,sin y ρθ=,0x - 所以直线l的直角坐标方程为0x =; (2)∴()0,1P 在直线l 上,∴直线l的参数方程为112x y t⎧=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩(t 为参数)设A ,B 对应的参数分别为1t 与2t将直线l 的参数方程代入到224x y -=得22100t t --=. ∴2Δ(2)41(10)440=--⨯⨯-=>, ∴122t t +=,12100t t ⋅=-<, ∴1||PA t =,2||PB t =∴1212121111||||-+=+====t tPA PB t t t t,所以11||||+=PA PB 8.(2022·全国·赣州市第三中学模拟预测(理))在平面直角坐标系xOy 中,曲线1C 满足参数方程2241421t x t y t ⎧=⎪⎪+⎨⎪=-⎪+⎩(t 为参数且11t -≤≤).以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,点P 为曲线1C 上一动点,且极坐标为(),ρθ. (1)求曲线1C 的直角坐标方程; (2)求()cos 3sin ρθθ+的取值范围.【答案】(1)y =()2204y x y +=≥(2)⎡-⎣ 【解析】 【分析】(1)消去参数t 可得普通方程,由11t -≤≤,得到0y ≥,即可求出曲线1C 的直角坐标方程; (2)先判断出2ρ=利用三角函数出()cos 3sin ρθθ+的范围. (1)由2241421t x t y t ⎧=⎪⎪+⎨⎪=-⎪+⎩消去t 可得:224x y +=. 由于11t -≤≤,则212t +≤,即0y ≥.因此曲线1C的直角坐标方程为y ()2204y x y +=≥(2)曲线1C 为上半圆,点P 在1C 上,因此2ρ=,0,θπ⎡⎤∈⎣⎦ 由三角函数的性质知,在[]0,π上,1cos 3sin θθ-≤+≤因此()cos 3sin 2,ρθθ⎡+∈-⎣9.(2022·黑龙江·哈尔滨三中三模(理))在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为22x y t ⎧=⎪⎨=-⎪⎩(t 为参数).以坐标原点O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,圆C 的极坐标方程为22cos 4sin 10ρρθρθ---=. (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()2,2,求1PA PB-.【答案】(1)()()22126x y -+-=;【解析】 【分析】(1)将222x y ρ=+、cos x ρθ=、sin y ρθ=代入圆C 的极坐标方程即可求其直角坐标方程; (2)将直线l 的参数方程化为标准形式,代入圆C 的直角坐标方程得到关于参数t 的二次方程,根据韦达定理和直线参数方程参数的几何意义即可求出1PA PB-.(1)∴22cos 4sin 10ρρθρθ---=,∴222410x y x y +---=, 即()()22126x y -+-=; (2)直线l参数方程的标准形式为2122x y t ⎧=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩(t 为参数), 代入圆C直角坐标方程整理得250t -=, 设方程的两根为1t 、2t ,则A 、B 对应参数1t 、2t ,则121250t t t t ⋅=-<⎧⎪⎨+⎪⎩,∴1PA PB-121211t t t t ==+-10.(2022·河南·模拟预测(理))在平面直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为222x m y m⎧=⎨=⎩(m 为参数),直线l 的参数方程为12x tcos y tsin αα⎧=+⎪⎨⎪=⎩,(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2C 的极坐标方程为2cos ρθ=,直线l 与1C 交于点P ,Q ,与2C 交于点S ,T ,与x 轴交于点R .(1)写出曲线1C 的普通方程和曲线2C 的直角坐标方程; (2)若()4PR QR SR TR -=-,求直线l 的倾斜角. 【答案】(1)22y x =,()2211x y -+= (2)2π或4π或34π【解析】 【分析】(1)消参求得曲线1C 的普通方程为22y x =.由2cos ρθ=同乘ρ得到2C 的直角坐标方程. (2)l 过定点1,02R ⎛⎫ ⎪⎝⎭.将直线l 的参数方程代入21:2C y x =,整理得22sin 2cos 10t t αα--=,利用参数的几何含义化简求解. (1)曲线1C 的普通方程为22y x =.由2cos ρθ=得22cos ρρθ=.所以2C 的直角坐标方程为222x y x +=,即()2211x y -+=.(2)不妨设0απ<<,则sin 0α>.易知1,02R ⎛⎫ ⎪⎝⎭是l 过的定点.将直线l 的参数方程代入21:2C y x =,整理得22sin 2cos 10t t αα--=,设P ,Q 对应的参数分别为P t ,Q t ,则22cos sin P Q PR QR t t αα-=+=.将直线l 的参数方程代入()222:11C x y -+=,得23cos 04t t α--=, 设S ,T 对应的参数分别为S t ,T t ,则cos S T SR TR t t α-=+=.由()4PR QR SR TR -=-得22cos 4cos sin ααα=,得cos 0α=或sin α=l 的倾斜角为2π或4π或34π. 11.(2022·河南洛阳·三模(理))在直角坐标系xOy 中,直线1l的参数方程为12x ty kt⎧=⎪⎨=⎪⎩(t 为参数),直线2l的参数方程为x m m y k ⎧=⎪⎨=-⎪⎩(m 为参数),设1l 与2l 的交点为P ,当k 变化时,P 的轨迹为曲线1C .(1)求曲线1C 的普通方程;(2)以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,设曲线2C 的极坐标方程为2cos ρθ=,射线OM :()04πθρ=≥与1C ,2C 分别交于A ,B 两点,求线段AB 的长.【答案】(1)22163x y +=,()0y ≠(2)2【解析】 【分析】(1)消去参数得到直线1l 、2l 的普通方程,联立两方程消去k ,即可得到P 的轨迹; (2)首先将1C 的方程化为极坐标方程,再将()04πθρ=≥代入两极坐标方程即可求出OA ,OB ,即可得解;(1)解:因为直线1l的参数方程为12x ty kt⎧⎪⎨=⎪⎩(t 为参数), 消去参数t 得直线1l的普通方程为(12y k x =①, 直线2l的参数方程为x m m y k ⎧=⎪⎨=-⎪⎩(m 为参数), 消去参数m 得直线2l的普通方程为(1y x k=-②, 设(),P x y ,由①②联立得((121y k x y x k ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,消去k 得()22162y x =--即曲线1C 的普通方程为22163x y +=,()0y ≠;(2)解:设1OA ρ=,2OB ρ=,由cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩得曲线1C 的极坐标方程为2261sin ρθ=+(02θπ<<,θπ≠),代入()04πθρ=≥得12OA ρ==,将()04πθρ=≥代入2cos ρθ=得2OB ρ==所以2AB OA OB =-= 即线段AB的长度为212.(2022·安徽省芜湖市教育局模拟预测(理))在平面直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为2cos 3sin x y ββ=+⎧⎨=⎩(β为参数),将曲线1C 经过伸缩变换13x xy y =⎧''⎪⎨=⎪⎩得到曲线2C .以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系. (1)求曲线2C 的极坐标方程;(2)已知射线():0l θαρ=≥与曲线2C 交于A 、B 两点,若3OB OA =,求tan α的值. 【答案】(1)24cos 30ρρθ-+= (2)0 【解析】 【分析】(1)求出曲线2C 的参数方程,化为普通方程,再利用极坐标方程与直角坐标方程之间的转换关系可得出曲线2C 的极坐标方程;(2)设()1,A ρα、()2,B ρα,则1ρ、2ρ为方程24cos 30ρρα-+=的两根,由已知可得213ρρ=,结合韦达定理可求得cos α的值,利用同角三角函数的基本关系可求得tan α的值. (1)解:由题可得2C 的参数方程为2cos sin x y ββ=+⎧⎨=⎩(β为参数),则2C 的直角方程为()2221x y -+=,即22430x y x +-+=, 因为cos x ρθ=,sin y ρθ=,所以24cos 30ρρθ-+=,所以曲线2C 的极坐标方程为24cos 30ρρθ-+=. (2)解:设()1,A ρα、()2,B ρα,则1ρ、2ρ为方程24cos 30ρρα-+=的两根, 2Δ16cos 120α=->,则124cos ρρα+=①,123ρρ=②, 因为3OB OA =,所以213ρρ=③,由①②③解得cos 1α=,则sin 0α=,tan 0α∴=,此时16120∆=->,合乎题意. 故tan 0α=.13.(2022·贵州遵义·三模(文))在极点为O 的极坐标系中,经过点π2,6M ⎛⎫⎪⎝⎭的直线l 与极轴所成角为α,且与极轴的交点为N . (1)当π2α=时,求l 的极坐标方程; (2)当ππ,43α⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,求MON △面积的取值范围.【答案】(1)cos ρθ=(2)⋃⎣⎦⎣⎦【解析】 【分析】(1)先求得l 的直角坐标方程,再转化为极坐标方程.(2)对直线l 的倾斜角进行分类讨论,结合三角形的面积公式求得MON △面积的取值范围. (1)点π2,6M ⎛⎫ ⎪⎝⎭,则π2cos 6π2sin 16x y ⎧=⨯=⎪⎪⎨⎪=⨯=⎪⎩,所以M点的直角坐标为),当π2α=时,直线l的直角坐标方程为x =转化为极坐标方程为cos ρθ=.(2)在极坐标系下:经过点π2,6M ⎛⎫⎪⎝⎭的直线l 与极轴所成角为α,在直角坐标系下:经过点)M的直线l 的倾斜角为α或πα-.即直线l 的倾斜角是α或πα-. 当直线l 的倾斜角为α时,直线l 的方程为(1tan y x α-=,令0y =得1tan N x α-=ππ,43α⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,tan α⎡∈⎣,111,1,,tan tan tan N x ααα⎤⎡∈-∈-=-⎥⎢⎣⎦⎣⎦⎦,所以1π111sin 2262tan 2MONSOM ON α⎛=⨯⨯⨯=⨯⨯-+⨯ ⎝11tan 2α⎛=-⨯∈ ⎝⎣⎦.当直线l 的倾斜角为πα-时,直线l 的方程为()((1tan πtan y x x αα-=-=-,令0y =得1tan N x α=11,1tan tan N x αα⎤⎤∈=⎥⎥⎣⎦⎣⎦,所以1π111sin 2262tan 2MONSOM ON α⎛=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯ ⎝11tan 2α⎛=⨯∈ ⎝⎣⎦.综上所述,MON △面积的取值范围是⋃⎣⎦⎣⎦. 14.(2022·江西·上饶市第一中学二模(文))在平面直角坐标系xOy 中,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1C 的普通方程为:22(2)4x y -+=,曲线2C 的参数方程是2cos x y θθ=⎧⎪⎨=⎪⎩(θ为参数),点2,2P π⎛⎫⎪⎝⎭.(1)求曲线1C 和2C 的极坐标方程; (2)设射线(0)3πθρ=>分别与曲线1C 和2C 相交于A ,B 两点,求PAB △的面积.【答案】(1)4cos ρθ=,22123sin ρθ=+(2)1 【解析】 【分析】(1)由公式法求极坐标方程(2)联立方程后分别求出A ,B 坐标,及P 到直线AB 距离后求面积 (1)曲线1C 的直角坐标方程为:2240x y x +-=, 将cos ,sin x y ρθρθ==代入上式并化简, 得曲线1C 的极坐标方程为:4cos ρθ=. 曲线2C 的普通方程是:22143x y +=, 将cos ,sin x y ρθρθ==代入上式并化简, 得曲线2C 的极坐标方程为:22123sin ρθ=+.(2)设12,,,33A B ππρρ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则1||4cos23OA πρ===,22221216||53sin 3OB ρπ===+,所以||OB =,所以||||||2AB OA OB =-=-. 又(0,2)P到直线:AB y =的距离为:1d ==所以12112PABS⎛=⨯⨯= ⎝⎭ 15.(2022·全国·模拟预测(文))在直角坐标系xOy 中,曲线C的参数方程为x y θθ⎧=⎪⎨=⎪⎩(θ为参数),以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为cos sin 4ρθθ=. (1)求C 和l 的直角坐标方程;(2)若点M ,N 分别为曲线C 和直线l 上的动点,求MN 的最小值.【答案】(1)22163x y +=,40x -=2- 【解析】 【分析】(1)利用22cos sin 1θθ+=消去参数θ,可得曲线C 的普通方程,利用极坐标与直角坐标的互化公式可求出直线l 的直角坐标方程, (2)设曲线C上任意一点)Mθθ到直线l 的距离为d ,然后利用点到直线的距离公式表示出d ,再根据三角函数的性质可求出其最小值 (1)由曲线C的参数方程为x y θθ⎧=⎪⎨=⎪⎩(θ为参数)可知2222cos sin 1θθ+=+=,故曲线C 的直角坐标方程为22163x y +=.由直线l的极坐标方程为cos sin 4ρθθ=,结合cos x ρθ=,sin y ρθ=可知l的直角坐标方程为40x -=. (2)MN 的最小值即为曲线C 上任意一点到直线l 距离的最小值.设曲线C上任意一点)Mθθ到直线l 的距离为d ,则2cos 24d πθ⎛⎫==+≥ ⎪⎝⎭,故MN 2..。
(完整版)坐标系与参数方程全国卷真题
《坐标系与参数方程》2017高考试题选编1.(全国卷Ⅰ)在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧==θθsin cos 3y x (θ为参数),直线l 的参数方程为⎩⎨⎧-=+=t y ta x 14(t 为参数).(1)若1-=a ,求C 与l 的交点坐标;(2)若C 上的点到l 距离的最大值为17,求a .2.(全国卷Ⅱ)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,曲线1C 的极坐标方程为4cos =θρ.(1)M 为曲线1C 上的动点,点P 在线段OM 上,且满足16||||=⋅OP OM ,求点P 的轨迹2C 的直角坐标方程;(2)设点A 的极坐标为)3,2(π,点B 在曲线2C 上,求△OAB 面积的最大值.3.(全国卷Ⅲ)在直角坐标系xOy 中,直线1l 的参数方程为⎩⎨⎧=+=t k y tx 2(t 为参数),直线2l 的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧=+-=k my mx 2(m 为参数).设1l 与2l 的交点为P ,当k 变化时,P 的轨迹为曲线C . (1)写出C 的普通方程;(2)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,设3l :02)sin (cos =-+θθρ,M 为3l 与C 的交点,求M 的极径.4.(天津卷理)在极坐标系中,直线01)6cos(4=+-πθρ与圆θρsin 2=的公共点个数为____.劝君莫惜金缕衣,劝君惜取少年时;花开堪折直须折5.(江苏卷)在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧=+-=28ty t x (t 为参数),曲线C 的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧==sy sx 2222(s 为参数).设P 为曲线C 上的动点,求点P 到直线l 的距离的最小值.6.(北京卷)在极坐标系中,点A 在圆04sin 4cos 22=+--θρθρρ上,点P 的坐标为)0,1(,则||AP 的最小值为_________. 三、2016高考试题选编1.(全国卷Ⅰ)在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为⎩⎨⎧+==t a y ta x sin 1cos (t 为参数,0>a ).在以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线θρcos 4:2=C . (Ⅰ)说明1C 是哪一种曲线,并将1C 的方程化为极坐标方程;(Ⅱ)直线3C 的极坐标方程为0αθ=,其中0α满足2tan 0=α,若曲线1C 和2C 的公共点都在3C 上,求a .2.(全国卷Ⅱ)在直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为()25622=++y x .(1)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求C 的极坐标方程;(2)直线l 的参数方程是⎩⎨⎧==ααsin cos t y t x ,(t 为参数),l 与C 交于A ,B 两点,10||=AB ,求l 的斜率.3.(全国卷Ⅲ)在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧==ααsin cos 3y x (α为参数).以坐标原点为极点,以x 轴正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为224sin =⎪⎭⎫ ⎝⎛+πθρ.(1)写出1C 的普通方程和2C 的直角坐标方程;(2)设点P 在1C 上,点Q 在2C 上,求||PQ 的最小值及此时P 的直角坐标.4.(江苏卷)在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=t y t x 23211(t 为参数),椭圆C的参数方程为⎩⎨⎧==θθsin 2cos y x (θ为参数).设直线l 与椭圆C 相交于A ,B 两点,求线段AB 的长.5.(北京卷)在极坐标系中,直线01sin 3cos =--θρθρ与圆θρcos 2=交于A ,B 两点,则=||AB ____________. 四、2015高考试题选编6.(2015广东文)在平面直角坐标系xOy 中,以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线1C 的极坐标方程为()2sin cos -=+θθρ,曲线2C 的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧==ty tx 222(t 为参数),则1C 与2C 交点的直角坐标为 ______________ .7.(2015广东理)已知直线l 的极坐标方程为24sin 2=⎪⎭⎫ ⎝⎛-πθρ,点A 的极坐标为⎪⎭⎫ ⎝⎛47,22πA ,则点A 到直线l 的距离为 ______________ .8.(2015安徽理)在极坐标系中,圆θρsin 8=上的点到直线()R ∈=ρπθ3距离的最大值为__________ .9.(2015北京理)在极坐标系中,点⎪⎭⎫⎝⎛3,2π到直线()6sin 3cos =+θθρ的距离为 ______ .10.(2015湖南文)在平面直角坐标系xOy 中,以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,若曲线C 的极坐标方程为θρsin 2=,则曲线C 的直角坐标方程为 ___________ .11.(2015重庆理)已知直线l 的参数方程为⎩⎨⎧+=+-=t y tx 11(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42cos 2=θρ(4543,0πθπρ<<>),则直线l 与曲线C 的交点的极坐标为 _________________ .12.(2015湖北理)在平面直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为()0cos 3sin =-θθρ,曲线C 的参数方程为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=-=t t y tt x 11(t 为参数),l 与C 相交于B A ,两点,则=||AB ___________ .13.(2015新课标全国Ⅰ,10分)在平面直角坐标系xOy 中,直线2:1-=x C ,圆()()121:222=-+-y x C ,以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.(Ⅰ)求1C ,2C 的极坐标方程; (Ⅱ)若直线3C 的极坐标方程为4πθ=(R ∈ρ),设2C 与3C 的交点为N M ,,求MN C 2∆的面积.14.(较难)(2015新课标全国Ⅱ,10分)在平面直角坐标系xOy 中,曲线⎩⎨⎧==ααsin cos :1t y t x C (t 为参数,0≠t ),其中πα<≤0,在以O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线θρθρcos 32:,sin 2:32==C C .(Ⅰ)求2C 与3C 交点的直角坐标;(Ⅱ)若1C 与2C 相交于点A ,1C 与3C 相交于点B ,求||AB 的最大值.15.(2015江苏理)已知圆C 的极坐标方程为044sin 222=-⎪⎭⎫ ⎝⎛-+πθρρ,求圆C 的半径.16.(2015福建理)在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的参数方程为⎩⎨⎧+-=+=t y t x sin 32,cos 31(t 为参数).在极坐标系(与在平面直角坐标系xOy 取相同的长度单位,且以原点O 为极点,以x 轴非负半轴为极轴)中,直线l 的方程为()R m m ∈=⎪⎭⎫ ⎝⎛-4sin 2πθρ.(Ⅰ)求圆C 的普通方程及直线l 的直角坐标方程; (Ⅱ)设圆心C 到直线l 的距离等于2,求m 的值.17.(2015湖南理)已知直线⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=t y t x l 213235:(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θρcos 2=. (Ⅰ)将曲线C 的极坐标方程化为直角坐标方程;(Ⅱ)设点M 的直角坐标为()3,5,直线l 与曲线C 的交点为B A ,,求||||MB MA ⋅的值.18.(2015陕西)在平面直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=t y t x 23213(t 为参数),以原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,圆C 的极坐标方程为θρsin 32=. (Ⅰ)写出圆C 的直角坐标方程;(Ⅱ)P 为直线l 上一动点,当P 到圆心C 的距离最小时,求P 的直角坐标. 五、2014高考试题选编19.(2014安徽理)以平面直角坐标系的原点为极点,x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,两种坐标系中取相同的长度单位.已知直线l 的参数方程是⎩⎨⎧-=+=31t y t x (t 为参数),圆C 的极坐标方程是θρcos 4=,则直线l 被圆C 截得的弦长为( )A.14B.142C.2D.2220.(2014北京理)曲线⎩⎨⎧+=+-=θθsin 2cos 1y x (θ为参数)的对称中心 ( )A. 在直线x y 2=上B. 在直线x y 2-=上C. 在直线1-=x y 上D. 在直线1+=x y 上21.(2011安徽理)在极坐标系中,点⎪⎭⎫⎝⎛3,2π到圆θρcos 2=的圆心的距离为( )A.2B.942π+C.912π+ D.322.(2011北京理)在极坐标系中,圆θρsin 2-=的圆心的极坐标是( )A.⎪⎭⎫ ⎝⎛2,1πB.⎪⎭⎫ ⎝⎛-2,1π C.()0,1 D.()π,1六、其他高考试题选编23.(2013新课标全国Ⅰ,10分)已知曲线1C 的参数方程为⎩⎨⎧+=+=t y tx sin 55cos 54(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2C 的极坐标方程为θρsin 2=. (Ⅰ)把1C 的参数方程化为极坐标方程;(Ⅱ)求1C 与2C 交点的极坐标(πθρ20,0≤≤≥).24.在直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧+=-=21t y t x (t 为参数).在以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 的极坐标方程为θρ2cos 213+=.(Ⅰ)直接写出直线l 的普通方程、曲线C 的直角坐标方程; (Ⅱ)设曲线C 上的点到直线l 的距离为d ,求d 的取值范围.25.(2012新课标全国,10分)已知曲线1C 的参数方程是⎩⎨⎧==ϕϕsin 3cos 2y x (ϕ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2C 的极坐标方程是2=ρ.正方形ABCD 的顶点都在2C 上,且D C B A ,,,依逆时针次序排列,点A 的极坐标为⎪⎭⎫⎝⎛3,2π.(Ⅰ)求点D C B A ,,,的直角坐标;(Ⅱ)设P 为1C 上任意一点,求2222||||||||PD PC PB PA +++的取值范围.26.(2012福建理)在平面直角坐标系中,以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知直线l 上两点N M ,的极坐标分别为()0,2,⎪⎪⎭⎫⎝⎛2,232π,圆C 的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧+-=+=θθsin 23cos 22y x (θ为参数). (Ⅰ)设P 为线段MN 的中点,求直线OP 的平面直角坐标方程; (Ⅱ)判断直线l 与圆C 的位置关系.27.(2014皖南八校联考)若直线⎩⎨⎧-==t y t x l 412:(t 为参数)与曲线⎪⎩⎪⎨⎧+==θθsin 5cos 5:m y x C (θ为参数)相切,则实数m 为__________.28.(2015江西联考)在极坐标系中,曲线θθρsin 4cos 2=的焦点的极坐标为__________.(规定:πθρ20,0≤≤≥)29.(2013广州调研)已知圆C 的参数方程为⎩⎨⎧+==2sin cos θθy x (θ为参数),以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为1cos sin =+θρθρ,则直线l 截圆C 所得的弦长为__________.30.(2015长春质量监测)在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧+-=-=ty tx 2122(t 为参数),以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为θρ2sin 312+=.(Ⅰ)求曲线1C 的普通方程与曲线2C 的直角坐标方程;(Ⅱ)试判断曲线1C 与2C 是否存在两个交点,若存在,求出两交点间的距离;若不存在,请说明理由.31.(2014大连双基测试)在直角坐标系xOy 中,圆1C 的参数方程为⎩⎨⎧=+=ααsin 4cos 44y x (α为参数),圆2C 的参数方程为⎩⎨⎧+==ββsin 22cos 2y x (β为参数),以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.(Ⅰ)求1C 和2C 的极坐标方程;(Ⅱ)1C 和2C 交于P O ,两点,求P 点的一个极坐标.32.(2014广州综合测试)在极坐标系中,直线()a =-θθρcos sin 与曲线θθρsin 4cos 2-=相交于B A ,两点,若32||=AB ,则实数a 的值为___________.33.(2013惠州调研)在极坐标系中,已知两点B A ,的极坐标分别为⎪⎭⎫ ⎝⎛3,3π、⎪⎭⎫⎝⎛6,4π,则AOB ∆(其中O 为极点)的面积为______________. (附:海伦公式 ()()()c p b p a p p S ---=∆,其中()c b a p ++=21) 34.已知直线l 的参数方程为⎩⎨⎧+=-=ty tx 312(t 为参数),圆C 的极坐标方程为0sin 2=+θρ,若在圆C 上存在一点P ,使得点P 到直线l 的距离最小,则点P 的直角坐标为__________.35.已知在直角坐标系xOy 中,圆C 的参数方程为⎩⎨⎧+=+=θθsin 31cos 33y x (θ为参数),以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为06cos =⎪⎭⎫⎝⎛+πθρ. (Ⅰ)写出直线l 的直角坐标方程和圆C 的普通方程; (Ⅱ)求圆C 截直线l 所得的弦长.36.在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的参数方程为⎩⎨⎧==θθsin 4cos 4y x (θ为参数),直线l 经过点()2,1P ,倾斜角6πα=.(Ⅰ)写出圆C 的标准方程和直线l 的参数方程;(Ⅱ)设直线l 与圆C 相交于A 、B 两点,求||||PB PA ⋅的值.37.在极坐标系中,曲线C 的方程为θρ22sin 213+=,点⎪⎭⎫ ⎝⎛4,22πR .(Ⅰ)以极点为原点,极轴为x 轴的正半轴,建立平面直角坐标系,把曲线C 的极坐标方程化为直角坐标方程,R 点的极坐标化为直角坐标;(Ⅱ)设P 为曲线C 上一动点,以PR 为对角线的矩形PQRS 的一边垂直于极轴,求矩形PQRS 周长的最小值,及此时P 点的直角坐标.38.以坐标原点为极点,以x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线C 的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧==ty tx sin 2cos 2(t 为参数). (Ⅰ)若曲线C 在点()1,1处的切线为l ,求l 的极坐标方程;(Ⅱ)若点A 的极坐标为⎪⎭⎫ ⎝⎛4,22π,且当参数],0[π∈t 时,过点A 的直线m 与曲线C 有两个不同的交点,试求直线m 的斜率的取值范围.39.已知圆锥曲线C :⎪⎩⎪⎨⎧==ααsin 3cos 2y x (α为参数)和定点()3,0A ,1F 、2F 是此圆锥曲线的左、右焦点.(Ⅰ)求直线2AF 的普通方程;(Ⅱ)经过点1F 且与直线2AF 垂直的直线l 交此圆锥曲线于M 、N 两点,求||||||11NF MF -的值.40.已知曲线1C 的极坐标方程为13cos -=⎪⎭⎫ ⎝⎛-πθρ,曲线2C 的极坐标方程为⎪⎭⎫ ⎝⎛-=4cos 22πθρ.(Ⅰ)将曲线1C 、2C 的极坐标方程化为直角坐标方程;(Ⅱ)若点A 是曲线1C 上的一点,点B 是曲线2C 上的一点,求A 、B 两点间的最短距离.第21 页,共16 页第22 页,共16页 41.在平面直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧--=+=mt y m t x 233(t 为参数),若以坐标原点O 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()θθρcos 82cos 1=-. (Ⅰ)求曲线C 的直角坐标方程;(Ⅱ)若直线l 与曲线C 相切,求直线l 与坐标轴围成的三角形的面积.。
高考数学真题之坐标系与参数方程
坐标系与参数方程2019年1.(2019全国1文22)在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为2221141t x tt y t ⎧-=⎪⎪+⎨⎪=⎪+⎩,(t 为参数),以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为2cos 3sin 110ρθρθ++=.(1)求C 和l 的直角坐标方程; (2)求C 上的点到l 距离的最小值.2.(2019全国II 文22)在极坐标系中,O 为极点,点000(,)(0)M ρθρ>在曲线:4sin C ρθ=上,直线l 过点(4,0)A 且与OM 垂直,垂足为P . (1)当0=3θπ时,求0ρ及l 的极坐标方程; (2)当M 在C 上运动且P 在线段OM 上时,求P 点轨迹的极坐标方程. 3.(2019全国III 文22)如图,在极坐标系Ox 中,(2,0)A ,(2,)4B π,(2,)4C 3π,(2,)D π,弧»AB ,»BC ,»CD 所在圆的圆心分别是(1,0),(1,)2π,(1,)π,曲线1M 是弧»AB ,曲线2M 是弧»BC,曲线3M 是弧»CD . (1)分别写出1M ,2M ,3M 的极坐标方程;(2)曲线M 由1M ,2M ,3M 构成,若点P 在M 上,且||3OP =,求P 的极坐标.2010-2018年1.(2018北京)在极坐标系中,直线cos sin (0)a a ρθρθ+=>与圆=2cos ρθ相切,则a =___.2.(2017北京)在极坐标系中,点A 在圆22cos 4sin 40ρρθρθ--+=上,点P 的坐标为(1,0)),则||AP 的最小值为___________.3.(2017天津)在极坐标系中,直线4cos()106ρθπ-+=与圆2sin ρθ=的公共点的个数为_____.4.(2016北京)在极坐标系中,直线cos sin 10ρθθ-=与圆2cos ρθ=交于,A B两点,则||AB =____.5.(2015广东)已知直线l的极坐标方程为2sin()4πρθ-=Α的极坐标为7)4πA (,则点Α到直线l 的距离为 . 6.(2015安徽)在极坐标系中,圆8sin ρθ=上的点到直线()3R πθρ=∈距离的最大值是7.(2018全国卷Ⅰ) [选修4–4:坐标系与参数方程](10分)在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的方程为||2y k x =+.以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为22cos 30ρρθ+-=. (1)求2C 的直角坐标方程;(2)若1C 与2C 有且仅有三个公共点,求1C 的方程. 8.(2018全国卷Ⅱ)[选修4-4:坐标系与参数方程](10分)在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为2cos ,4sin ,=⎧⎨=⎩x θy θ(θ为参数),直线l 的参数方程为1cos 2sin =+⎧⎨=+⎩x t αy t 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. 9.(2018全国卷Ⅲ)[选修4—4:坐标系与参数方程](10分)在平面直角坐标系xOy 中,O e 的参数方程为cos sin x y θθ=⎧⎨=⎩,(θ为参数),过点(0,且倾斜角为α的直线l 与O e 交于A ,B 两点. (1)求α的取值范围;(2)求AB 中点P 的轨迹的参数方程.10.(2018江苏)C .[选修4—4:坐标系与参数方程](本小题满分10分)在极坐标系中,直线l 的方程为πsin()26ρθ-=,曲线C 的方程为4cos ρθ=,求直线l被曲线C 截得的弦长.11.(2017新课标Ⅰ)在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为3cos sin x y θθ=⎧⎨=⎩,(θ为参数),直线l 的参数方程为41x a ty t=+⎧⎨=-⎩(t 为参数).(1)若1a =-,求C 与l 的交点坐标;(2)若C 上的点到l,求a .12.(2017新课标Ⅱ)在直角坐标系xOy 中,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1C 的极坐标方程为cos 4ρθ=.(1)M 为曲线1C 上的动点,点P 在线段OM 上,且满足||||16OM OP ⋅=,求点P 的轨迹2C 的直角坐标方程; (2)设点A 的极坐标为(2,)3π,点B 在曲线2C 上,求OAB ∆面积的最大值.13.(2017新课标Ⅲ)在直角坐标系xOy 中,直线1l 的参数方程为2x t y kt =+⎧⎨=⎩(t 为参数),直线2l 的参数方程为2x mm y k =-+⎧⎪⎨=⎪⎩(m 为参数).设1l 与2l 的交点为P ,当k 变化时,P 的轨迹为曲线C . (1)写出C 的普通方程;(2)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,设3l :(cos sin )ρθθ+-0=,M 为3l 与C 的交点,求M 的极径.14.(2017江苏)在平面坐标系中xOy 中,已知直线l 的参考方程为82x t ty =-+⎧⎪⎨=⎪⎩(t 为参数),曲线C的参数方程为22x sy ⎧=⎪⎨=⎪⎩(s 为参数).设P 为曲线C 上的动点,求点P 到直线l 的距离的最小值.15.(2016年全国I )在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为cos 1sin x a ty a t =⎧⎨=+⎩(t 为参数,a >0).在以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线2C :4cos ρθ=.(I )说明1C 是哪种曲线,并将1C 的方程化为极坐标方程;(II )直线3C 的极坐标方程为0=a θ,其中0a 满足0tan =2a ,若曲线1C 与2C 的公共点都在3C 上,求a .16.(2016年全国II )在直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为()22625x y ++=.(I )以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求C 的极坐标方程; (II )直线l 的参数方程是cos sin x t y t αα=⎧⎨=⎩(t 为参数),l 与C 交于A 、B两点,AB ,求l 的斜率.17.(2016年全国III )在直角坐标系xOy 中,曲线1C的参数方程为sin x y αα⎧=⎪⎨=⎪⎩(α为参数),以坐标原点为极点,以x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为sin()4ρθπ+=(Ⅰ)写出1C 的普通方程和2C 的直角坐标方程;(Ⅱ)设点P 在1C 上,点Q 在2C 上,求||PQ 的最小值及此时P 的直角坐标.18.(2016江苏)在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l的参数方程为()11,2,x t t y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩为参数,椭圆C 的参数方程为()cos ,2sin ,x y θθθ=⎧⎨=⎩为参数,设直线l 与椭圆C 相交于,A B 两点,求线段AB 的长.19.(2015新课标Ⅰ)在直角坐标系xOy 中,直线1C :2x =-,圆2C :22(1)(2)1x y -+-=,以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系. (Ⅰ)求1C ,2C 的极坐标方程; (Ⅱ)若直线3C 的极坐标方程为()4R πθρ=∈,设2C 与3C 的交点为M ,N,求2C MN ∆的面积.20.(2015新课标Ⅱ)在直角坐标系xOy 中,曲线1C :cos ,sin ,x t y t αα=⎧⎨=⎩(t 为参数,t ≠0)其中0απ<≤,在以O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线2C :2sin ρθ=,3C:ρθ=.(Ⅰ)求2C 与3C 交点的直角坐标;(Ⅱ)若1C 与2C 相交于点A ,1C 与3C 相交于点B ,求||AB 的最大值. 21.(2015江苏)已知圆C的极坐标方程为2sin()404πρθ+--=,求圆C 的半径.22.(2015陕西)在直角坐标系xOy 中,直线l的参数方程为132x t y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数).以原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,⊙C的极坐标方程为ρθ=. (Ⅰ)写出⊙C 的直角坐标方程;(Ⅱ)P 为直线l 上一动点,当P 到圆心C 的距离最小时,求P 的直角坐标.23.(2014新课标Ⅰ)已知曲线C :22149x y +=,直线l :222x t y t=+⎧⎨=-⎩(t 为参数). (Ⅰ) 写出曲线C 的参数方程,直线l 的普通方程;(Ⅱ)过曲线C 上任一点P 作与l 夹角为o30的直线,交l 于点A ,求||PA 的最大值与最小值.24.(2014新课标Ⅱ)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2cos ρθ=,0,2πθ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦.(Ⅰ)求C 的参数方程;(Ⅱ)设点D 在C 上,C 在D 处的切线与直线:2l y =+垂直,根据(Ⅰ)中你得到的参数方程,确定D 的坐标.25.(2013新课标Ⅰ)已知曲线1C 的参数方程为45cos 55sin x ty t =+⎧⎨=+⎩(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2C 的极坐标方程为2sin ρθ=。
高考数学压轴专题人教版备战高考《坐标系与参数方程》真题汇编及答案解析
【高中数学】数学《坐标系与参数方程》期末复习知识要点一、131.曲线1C :1cos sin x y θθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数)上的点到曲线2C:12112x t y t⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩(t 为参数)上的点的最短距离为( ) A .1 B .2 C .3 D .4【答案】A 【解析】 【分析】分别将圆1C 和直线2C 转化为直角坐标方程,然后利用圆上的点到直线的距离与圆心到直线距离的关系从而求出最短距离. 【详解】将1C 转化为直角坐标方程为()2211x y -+=, 所以曲线1C 是以()1,0为圆心,1为半径的圆. 将2C转化为直角坐标方程为10x y ++=,由点到直线的距离公式得圆心到直线的距离为2d ==,所以圆上的点到直线的最小距离为211d r -=-=, 故选A . 【点睛】本题考查圆上的点到直线的距离,若圆心距为d ,圆的半径为r 且圆与直线相离,则圆上的点到直线距离的最大值为d r +,最小值为d r -.2.设曲线C的参数方程为5cos ()15sin x y θθθ⎧=⎪⎨=-+⎪⎩为参数,直线l10y -+=,则曲线C 上到直线l 的距离为52的点的个数为( ) A .1 B .2C .3D .4【答案】C 【解析】 【分析】将圆C 化为普通方程,计算圆心到直线l 的距离,通过比较所求距离与52的关系即可得到满足条件的点的个数.【详解】化曲线C 的参数方程为普通方程:(()22125x y ++=,圆心)1-10y -+=的距离3115522d ++==<, 所以直线和圆相交,过圆心和l 平行的直线和圆的2个交点符合要求, 与l 平行且与圆相切的直线和圆的一个交点符合要求,故有3个点符合题意, 故选C 【点睛】解决这类问题首先把曲线C 的参数方程为普通方程,然后利用圆心到直线的距离判断直线与圆的位置关系得出结论.3.已知圆的参数方程2cos 2sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ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,直线的极坐标方程为3490cos sin ραρα--=,则直线与圆的位置关系是( ) A .相切 B .相离C .直线过圆心D .相交但直线不过圆心 【答案】D 【解析】 【分析】分别计算圆和直线的普通方程,根据圆心到直线的距离判断位置关系. 【详解】圆的参数方程2cos 2sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数)224x y ⇒+= 直线的极坐标方程为34903490cos sin x y ραρα--=⇐--=圆心到直线的距离为:925d r =<=相交 圆心坐标代入直线不满足,所以直线不过圆心. 故答案选D 【点睛】本题考查了参数方程,极坐标方程,直线和圆心的位置关系,综合性较强,意在考查学生的综合应用能力.4.若直线l :y kx =与曲线C :2cos sin x y θθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数)有唯一的公共点,则实数k等于()A.3B.3-CD.3±【答案】D 【解析】 【分析】根据题意,将曲线C 的参数方程消去θ,得到曲线C 的普通方程22(2)1x y -+=,可知曲线C 为圆,又知圆C 与直线相切,利用圆心到直线的距离等于半径,求得k 。
(完整版)坐标系与参数方程全国卷真题.docx
劝君莫惜金缕衣,劝君惜取少年时;花开堪折直须折《坐标系与参数方程》2017 高考试题选编1. (全国卷Ⅰ)在直角坐标系x3cos为参数),直线l 的参xOy 中,曲线 C 的参数方程为(y sinx a4t 数方程为1( t 为参数).y t( 1)若a1,求 C 与 l 的交点坐标;( 2)若C上的点到l距离的最大值为17 ,求 a .2. (全国卷Ⅱ)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,曲线C1的极坐标方程为cos 4 .( 1)M为曲线C1上的动点,点P 在线段OM上,且满足| OM | | OP |16 ,求点P的轨迹 C2的直角坐标方程;( 2)设点A的极坐标为(2 ,) ,点B在曲线 C2上,求△ OAB 面积的最大值.33. (全国卷Ⅲ)在直角坐标系x2tl2的参数xOy 中,直线 l1的参数方程为k t( t 为参数),直线yx2m方程为m( m 为参数).设 l1与 l2的交点为P,当 k 变化时,P的轨迹为曲线 C .yk( 1)写出C的普通方程;( 2)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,设l3:(cos sin )20 ,M为l 3与 C 的交点,求M的极径.4. (天津卷理)在极坐标系中,直线 4 cos() 1 0 与圆 2 sin的公共点个数为____.6x8t5. (江苏卷)在平面直角坐标系xOy 中,已知直线 l 的参数方程为t( t 为参数),曲线Cy2x 2s2的参数方程为( s 为参数).设P为曲线 C 上的动点,求点P 到直线l的距离的最小值.y 2 2 s6.(北京卷)在极坐标系中,点A在圆2 2 cos 4 sin40 上,点P的坐标为 (1, 0),则 | AP |的最小值为 _________.三、 2016 高考试题选编1. (全国卷Ⅰ)在直角坐标系xOy 中,曲线 C1的参数方程为x a cost0 ).在y( t 为参数, a1 a sin t以坐标原点为极点, x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C2 : 4 cos .(Ⅰ)说明 C1是哪一种曲线,并将C1的方程化为极坐标方程;(Ⅱ)直线 C3的极坐标方程为0 ,其中0 满足tan0 2 ,若曲线 C1和 C2的公共点都在C3上,求a .2. (全国卷Ⅱ)在直角坐标系xOy 中,圆 C 的方程为 x 6 2y 2 25 .( 1)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求 C 的极坐标方程;( 2)直线l的参数方程是x t cos10 ,求 l 的y,( t 为参数), l 与 C 交于 A ,B两点, | AB |t sin斜率 .3. (全国卷Ⅲ)在直角坐标系xOy 中,曲线 C1的参数方程为x 3 cos(为参数).以坐标原y sin点为极点,以x 轴正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为sin 2 2 .4( 1)写出C1的普通方程和C2的直角坐标方程;( 2)设点P在C1上,点Q在C2上,求| PQ |的最小值及此时P 的直角坐标.x 11 t 24. (江苏卷)在平面直角坐标系xOy 中,已知直线 l 的参数方程为( t 为参数),椭圆 C3y t2x cos的参数方程为(为参数).设直线l与椭圆C相交于A,B两点,求线段AB的长.y 2sin5. (北京卷)在极坐标系中,直线cos 3 sin 10 与圆2cos交于A ,两点,则 | AB | B____________.四、 2015高考试题选编6. ( 2015广东文)在平面直角坐标系 xOy 中,以原点 O 为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 C1的极坐标方程为cos sin 2 ,曲线 C2x t 2( t 为参数),则 C1的参数方程为y 2 2 t与 C2交点的直角坐标为______________ .7. ( 2015 广东理)已知直线l的极坐标方程为 2 sin 2 ,点 A 的极坐标为 A 2 2 ,7,44则点 A 到直线 l 的距离为______________ .8. ( 2015安徽理)在极坐标系中,圆8 sin上的点到直线R距离的最大值为3__________ .9. ( 2015 北京理)在极坐标系中,点 2 ,到直线cos 3 sin6 的距离为______ .310. ( 2015湖南文)在平面直角坐标系xOy 中,以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,若曲线 C 的极坐标方程为2sin,则曲线 C 的直角坐标方程为___________ .11. ( 2015 重庆理)已知直线l 的参数方程为x1t( t 为参数),以坐标原点为极点,x 轴的y1t正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 C 的极坐标方程为2 cos2 4 (0 ,35),则直44线 l 与曲线 C 的交点的极坐标为_________________ .12. ( 2015 湖北理)在平面直角坐标系xOy 中,以 O 为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,x1 t直线 l 的极坐标方程为sin 3 cos0,曲线 C 的参数方程为t( t 为参数), l 与 C 相y1tt交于 A , B 两点,则 | AB |___________ .13. ( 2015新课标全国Ⅰ, 10 分)在平面直角坐标系xOy中,直线C1: x 2 ,圆C2 : x 1 2y 2 21,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.(Ⅰ)求 C1, C2的极坐标方程;(Ⅱ)若直线 C3的极坐标方程为(R ),设 C2与 C3的交点为 M , N ,求C2MN 的面积.414. (较难)( 201510 分)在平面直角坐标系xOy 中,曲线 C1x t cos新课标全国Ⅱ,:( t 为y t sin参数, t 0 ),其中 0,在以 O 为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C2 :2 sin , C3 : 2 3cos.(Ⅰ)求 C2与 C3交点的直角坐标;(Ⅱ)若C1与C2相交于点 A , C1与C3相交于点 B ,求| AB | 的最大值.15. ( 2015 江苏理)已知圆 C 的极坐标方程为22 2 sin4 0 ,求圆 C 的半径 .416. ( 2015 福建理)在平面直角坐标系x 1 3cost, xOy 中,圆 C 的参数方程为2 ( t 为参数) . 在y3sin t极坐标系(与在平面直角坐标系xOy 取相同的长度单位,且以原点 O 为极点,以 x 轴非负半轴为极轴)中,直线 l 的方程为 2 sinm m R .4(Ⅰ)求圆 C 的普通方程及直线 l 的直角坐标方程;(Ⅱ)设圆心 C 到直线 l 的距离等于2,求 m 的值 .x53t17. ( 2015 湖南理)已知直线 l :2 ( t 为参数) . 以坐标原点为极点, x 轴的正半轴为极1 t y32轴建立极坐标系,曲线 C 的极坐标方程为2 cos .(Ⅰ)将曲线 C 的极坐标方程化为直角坐标方程;(Ⅱ)设点 M 的直角坐标为5, 3 ,直线 l 与曲线 C 的交点为 A, B ,求 | MA | | MB | 的值 .x 3 1 t18. ( 2015 陕西)在平面直角坐标系xOy 中,直线 l 的参数方程为2( t 为参数),以原点y3 t2 为极点, x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,圆 C 的极坐标方程为2 3 sin .(Ⅰ)写出圆 C 的直角坐标方程;(Ⅱ) P 为直线 l 上一动点,当 P 到圆心 C 的距离最小时,求 P 的直角坐标 .五、 2014 高考试题选编19. ( 2014安徽理)以平面直角坐标系的原点为极点,x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,两种坐标系中取相同的长度单位x t 1. 已知直线 l 的参数方程是t( t 为参数),圆 C 的极坐标方程是y 34 cos,则直线 l 被圆 C 截得的弦长为()A.14B.2 14C.2D.2 2x 1 cos 为参数)的对称中心 ()20. ( 2014 北京理)曲线2 (ysinA.在直线 y 2x 上 B. 在直线 y 2x 上 C.在直线 yx 1 上D.在直线 y x1 上21. ( 2011 安徽理)在极坐标系中,点2 ,到圆 2cos的圆心的距离为()322A.2B.4C.1D.39922. ( 2011 北京理)在极坐标系中,圆 2sin 的圆心的极坐标是( )A. 1 ,B. 1 ,C. 1, 0D. 1 ,22六、其他高考试题选编x 4 5 cost( t 为参数),以坐标原23. (2013 新课标全国Ⅰ, 10 分)已知曲线 C 1 的参数方程为 5 5sin ty点为极点, x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 C 2 的极坐标方程为2sin .(Ⅰ)把 C 1的参数方程化为极坐标方程;(Ⅱ)求 C 1与 C 2 交点的极坐标(0 , 02) .x t1 24. 在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为t ( t 为参数).在以原点O为极点,x轴的y2正半轴为极轴的极坐标系中,曲线 C 的极坐标方程为3.1 2cos2(Ⅰ)直接写出直线l 的普通方程、曲线 C 的直角坐标方程;(Ⅱ)设曲线 C 上的点到直线l 的距离为 d ,求 d 的取值范围.25. ( 2012 新课标全国, 10 分)已知曲线C的参数方程是x 2 cos(为参数),以坐标原点1y3sin为极点, x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程是 2 .正方形 ABCD 的顶点都在 C2上,且 A,B,C, D 依逆时针次序排列,点 A 的极坐标为 2 ,.3(Ⅰ)求点 A, B, C, D 的直角坐标;(Ⅱ)设 P 为 C1上任意一点,求 | PA |2| PB |2| PC |2| PD |2的取值范围.26. ( 2012 福建理)在平面直角坐标系中,以坐标原点O 为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系 . 已知直线l上两点M , N的极坐标分别为 2 , 0, 2 3 ,2,圆 C 的参数方程为2x 22cos y (为参数) .3 2sin(Ⅰ)设 P 为线段 MN 的中点,求直线OP 的平面直角坐标方程;(Ⅱ)判断直线 l 与圆 C 的位置关系.x2t x 5 cos 27. ( 2014 皖南八校联考)若直线l :( t 为参数)与曲线 C :y (为参数)y 1 4t m 5 sin 相切,则实数m 为 __________.28. ( 2015江西联考)在极坐标系中,曲线cos2 4 sin的焦点的极坐标为 __________. (规定:0 , 0 2 )29. ( 2013x cos(为参数),以原点为极点,x 轴的广州调研)已知圆 C 的参数方程为siny2正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为sin cos 1 ,则直线 l 截圆 C 所得的弦长为 __________.30. ( 2015 长春质量监测)在直角坐标系xOy 中,曲线 C1的参数方程为x22t( t 为参数),y12t以原点 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2.1 3sin2(Ⅰ)求曲线C1的普通方程与曲线C2的直角坐标方程;(Ⅱ)试判断曲线C1与 C2是否存在两个交点,若存在,求出两交点间的距离;若不存在,请说明理由 .31. ( 2014 大连双基测试)在直角坐标系xOy 中,圆 C1x 4 4cos的参数方程为(为参数),y4sin圆 C2x 2 cos为参数),以原点 O 为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐的参数方程为(y 2 2sin标系 .(Ⅰ)求C1和C2的极坐标方程;(Ⅱ)C1和 C2交于O , P 两点,求P 点的一个极坐标.32. ( 2014广州综合测试)在极坐标系中,直线sin cos a 与曲线2cos 4 sin相交于A ,B 两点,若 | AB | 2 3 ,则实数 a 的值为 ___________.33.(2013 惠州调研) 在极坐标系中, 已知两点 A , B 的极坐标分别为 3 ,、 4 , ,则 AOB (其36中 O 为极点)的面积为 ______________.(附:海伦公式 Sp p a p b p c ,其中 p1 a b c )2x 2 t C 的极坐标方程为2sin0 ,若34. 已知直线 l 的参数方程为1( t 为参数),圆y3t在圆 C 上存在一点 P ,使得点 P 到直线 l 的距离最小,则点P 的直角坐标为 __________.35. 已知在直角坐标系 xOy 中,圆 C 的参数方程为x 3 3 cos ( 为参数),以原点O 为极y1 3sin点, x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为cos0 .6(Ⅰ)写出直线 l 的直角坐标方程和圆C 的普通方程;(Ⅱ)求圆 C 截直线 l 所得的弦长 .36. 在平面直角坐标系xOy 中,圆 C 的参数方程为x 4cos ( 为参数),直线 l 经过点 P 1 , 2 ,y 4sin倾斜角.6(Ⅰ)写出圆 C 的标准方程和直线l 的参数方程;(Ⅱ)设直线 l 与圆 C 相交于 A 、 B 两点,求 | PA | | PB | 的值 .37. 在极坐标系中,曲线C 的方程为23,点 R 22 ,. 1 2sin 24(Ⅰ)以极点为原点,极轴为x 轴的正半轴,建立平面直角坐标系,把曲线 C 的极坐标方程化为直角坐标方程,R 点的极坐标化为直角坐标;(Ⅱ)设 P 为曲线C上一动点,以PR 为对角线的矩形PQRS 的一边垂直于极轴,求矩形PQRS 周长的最小值,及此时P 点的直角坐标.38. 以坐标原点为极点,以x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线 C 的参数方程为x 2 cost( t 为参数).y 2 sin t(Ⅰ)若曲线 C 在点 1 ,1 处的切线为 l ,求 l 的极坐标方程;(Ⅱ)若点 A 的极坐标为 2 2 ,,且当参数t[0 , ] 时,过点A的直线 m 与曲线 C 有两个不同4的交点,试求直线m 的斜率的取值范围.x2cosA 0 , 3 , F1、 F2是此圆锥曲线的左、右39. 已知圆锥曲线C:(为参数)和定点y 3 sin焦点 .(Ⅰ)求直线AF2的普通方程;(Ⅱ)经过点 F1且与直线 AF2垂直的直线 l 交此圆锥曲线于M 、N两点,求| | MF1|| NF1 | | 的值.40. 已知曲线C1的极坐标方程为cos1,曲线 C2的极坐标方程为 2 2 cos.34(Ⅰ)将曲线C1、 C2的极坐标方程化为直角坐标方程;(Ⅱ)若点A是曲线C1上的一点,点 B 是曲线C2上的一点,求 A 、 B 两点间的最短距离.41. 在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为x t3m( t 为参数),若以坐标原点O y3t 2m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1 cos28cos .(Ⅰ)求曲线 C 的直角坐标方程;(Ⅱ)若直线l 与曲线 C 相切,求直线l 与坐标轴围成的三角形的面积.第21 页,共 16 页第22 页,共 16 页。
2023年高考数学真题分训练 极坐标系与参数方程(含答案含解析)
专题34 极坐标系与参数方程2⎩2 2考点 116 平面直角坐标系中的伸缩变换 考点 117 极坐标和直角坐标的互化⎧x = t + 1,⎪x = 4cos 2θ, 1.(2023 全国Ⅱ文理 21)已知曲线C 1 , C 2 的参数方程分别为C 1 : ⎨ (θ为参数),C : ⎪ t ( t 为 ⎩ y = 4sin 2θ⎪ y = t - 1参数).(1) 将C 1 , C 2 的参数方程化为一般方程;⎪ t(2) 以坐标原点为极点, x 轴正半轴为极轴建立极坐标系.设C 1 , C 2 的交点为 P ,求圆心在极轴上,且经过极点和 P 的圆的极坐标方程.(解析)(1)由cos 2 θ+ sin 2 θ= 1得C 1 的一般方程为: x + y = 4 ,⎧x = t + 1 ⎧x 2= t 2 + 1 + 2 ⎪ t ⎪ t 2 C 2 2由⎨ 1 得: ⎨1 ,两式作差可得2 的一般方程为: x - y = 4 . ⎪ y = t - ⎪ y 2 = t 2 + - 2 ⎪ t ⎪ t 2⎧x = 5 ⎧x + y = 4 ⎪ (2)由 得: 2 ,即 P ⎛ 5 , 3 ⎫. ⎨x 2 - y 2= 4 ⎨ ⎪ y = 3 ⎩ 2 ⎪ ⎝ ⎭⎛ 5 ⎫2⎛3 ⎫217设所求圆圆心的直角坐标为(a , 0),其中 a > 0 ,则 a - ⎪ + 0 - ⎪ = a 2 ,解得:a = ,⎝2 ⎭⎝2 ⎭10∴ 17 ∴⎛ 17 ⎫2⎛ 17 ⎫222 2 17 所求圆的半径 r = , 10 所求圆的直角坐标方程为: x - 10 ⎪ + y = 10 ⎪ ,即 x + y = x ,5 ∴所求圆的极坐标方程为ρ= 17cos θ.5⎝ ⎭ ⎝ ⎭103⎩⎪x = 2 - t - t 2, 2.(2023 全国Ⅲ文理 22)在直角坐标系 xOy 中,曲线C 的参数方程为⎪ y = 2 - 3t + t 2( t 为参数且t ≠ 1),C与坐标轴交于 A , B 两点.(1) 求 AB ;(2) 以坐标原点为极点, x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求直线 AB 的极坐标方程.(解析)(1)令 x = 0 ,则t 2 + t - 2 = 0 ,解得t = -2 或t =1(舍),则 y = 2 + 6 + 4 = 12 ,即 A (0,12) . 令 y = 0 ,则t 2 - 3t + 2 = 0 ,解得t = 2 或t =1(舍),则 x = 2 - 2 - 4 = -4 ,即 B (-4, 0) .∴ AB == 4 .(2)由(1)可知 k AB =12 - 00 - (-4)= 3 ,则直线 AB 的方程为 y = 3(x + 4) ,即3x - y +12 = 0 .由 x = ρcos θ, y = ρsin θ可得,直线 AB 的极坐标方程为3ρcos θ- ρsin θ+12 = 0 .3.(2023 江苏 22)在极坐标系中,已知点 A (ρ, π) 在直线l : ρcos θ= 2 上,点 B (ρ , π) 在圆C : ρ= 4 sin θ上1 32 6(其中ρ≥ 0 , 0 ≤θ< 2π).(1)求ρ1 , ρ2 的值(2)求出直线l 与圆C 的公共点的极坐标.(解析)(1) Q ρ cos π = 2∴ρ = 4; Q ρ = 4 s inπ2 .131 26 ∴ρ2 = (2) Q ρcos θ= 2, ρ= 4 sin θ∴ 4 sin θcos θ= 2,∴sin 2θ= 1 Q θ∈0, 2π)∴θ= π, 5π,4 4当θ= π时ρ= 2 4;当θ= 5π 时ρ= -2 4 < 0 (舍);即所求交点坐标为当π (2 2, ) . 4 4.(2023 全国 II 文理 22)在极坐标系中,O 为极点,点 M (ρ0 ,θ0 )(ρ0 > 0)在曲线C : ρ= 4 s in θ上,直线 l 过点 A (4, 0) 且与OM 垂直,垂足为 P . (1)当θ = π时,求ρ 及 l 的极坐标方程;3(2)当 M 在 C 上运动且 P 在线段 OM 上时,求 P 点轨迹的极坐标方程.(解析)(1)因为 M (ρ,θ ) 在C 上,当θ = π 时,ρ = 4 s in π= 2 .0 0 0 3 03由已知得| OP |=| OA | cos π= 2 .322333⎢⎥⎢⎥设Q (ρ,θ) 为l 上除P 的任意一点.在Rt △OPQ 中ρcos⎛θ-π ⎫=| OP |= 2 , 3 ⎪ ⎝ ⎭π ⎛ π ⎫经检验,点P (2, ) 在曲线ρcos θ- ⎪ = 2 上. ⎝ ⎭所以,l 的极坐标方程为ρcos ⎛θ- π ⎫= 2 .3 ⎪ ⎝ ⎭(2)设 P (ρ,θ) ,在Rt △OAP 中, | OP |=| OA | cos θ= 4 cos θ,即 ρ= 4 cos θ..因为P 在线段OM 上,且 AP ⊥ OM ,故θ的取值范围是⎡π , π⎤. ⎣ 4 2 ⎦所以,P 点轨迹的极坐标方程为ρ= 4 cos θ,θ∈ ⎡π , π⎤ .⎣4 2 ⎦5.(2023 全国 III 文理 22)如图,在极坐标系 Ox 中, A (2, 0) , B ( 2, π) ,C ( 2, 3π) , D (2, π) ,弧 AB ,4 4 A , A 所在圆的圆心分别是(1, 0) ,π, (1, π) ,曲线 M 是弧 A ,曲线 M 是弧 A ,曲线 M 是BC CD(1, ) 21 AB2 BC3 弧C D .(1) 分别写出 M 1 , M 2 , M 3 的极坐标方程;(2) 曲线 M 由 M 1 , M 2 , M 3 构成,假设点 P 在 M 上,且| OP |= ,求P 的极坐标.(解析)(1)由题设可得,弧 AB , B C ,C D 所在圆的极坐标方程分别为ρ= 2 cos θ,ρ= 2 s in θ,ρ= -2 cos θ,所以 M 的极坐标方程为ρ= 2 cos θ⎛0 θ π ⎫ , M 的极坐标方程为 1 4⎪ 2⎝⎭ρ= 2 sin θ⎛ π θ3π ⎫ , M 的极坐标方程为ρ= -2 cos θ⎛ 3πθ π ⎫ . 4 4 ⎪ 34 ⎪ ⎝ ⎭ ⎝ ⎭(2)设 P (ρ,θ) ,由题设及(1)知3332⎩⎩⎩⎩⎩θ假设0 θπ,则 2 cos θ=,解得θ=π;4 6假设 π θ 3π ,则 2 sin θ= ,解得θ= π 或θ= 2π ; 4 4 3 3 假设 3π θ π ,则-2 cos θ= ,解得θ= 5π .4 ⎛ 综上,P 的极坐标为3, π ⎫ 或⎛3, π ⎫ 或⎛63,2π ⎫ 或⎛3, 5π ⎫ .6⎪ 3⎪ 3 ⎪ 6 ⎪ ⎝⎭ ⎝⎭ ⎝⎭ ⎝ ⎭考点 118 参数方程与一般方程的互化6.(2023 上海 14)已知直线方程3x + 4 y +1 = 0 的一个参数方程可以是()⎧x = 1+ 3t A . ⎨ y = -1+ 4t ⎧x = 1- 4tB . ⎨y = -1- 3t⎧x = 1- 3tC . ⎨y = -1+ 4t ⎧x = 1+ 4t D . ⎨y = -1- 3t(答案)D(解析)A .参数方程可化简为 4x - 3y - 7 = 0 ,故 A 不正确;B .参数方程可化简为3x - 4 y - 7 = 0 ,故B 不正确;C .参数方程可化简为 4x + 3y -1 = 0 ,故 C 不正确;D .参数方程可化简为3x + 4 y +1 = 0 , 故 D 正确.应选 D .7.(2023 全国Ⅲ)选修 4—4:坐标系与参数方程](10 分)在平面直角坐标系 xOy 中, A O 的参数方程为⎧x = cos θ(θ为参数),过点(0, -2) 且倾斜角为α的直线l 与A O 交于 A , B 两点.(1) 求α的取值范围;(2) 求 AB 中点 P 的轨迹的参数方程.⎨ y = sin ,(解析)(1) A O 的直角坐标方程为 x 2 + y 2 = 1. 当α= π时, l 与A O 交于两点.2当α≠ π时,记 tan α= k ,则l 的方程为 y = kx -.l 与A O 交于两点当且仅当< 1 ,解得 k < -1 或2α∈π ππ 3πk > 1,即( , ) 或α∈ ( , ) .4 2 2 4α π 3π 综上,的取值范围是( , ) . 4 4222222⎨(2) l 的参数方程为⎪x = t cos α, (t 为参数, π < α< 3π) . ⎨⎩ y = - + t sin α 4 4 设 A , B , P 对应的参数分别为 t , t , t ,则t =t A + t B,且t , t 满足t 2 - 2 2t sin α+ 1 = 0 .ABPP2A B于是t A + t B= 2 2 sin α, t P =2 sin α.又点 P 的坐标(x , y ) 满足 ⎪x = t P cos α,y = - + t sin α.⎧ ⎪x =2sin 2α, 2 ⎩P π 3π 所以点 P 的轨迹的参数方程是⎨ ⎪ y = - 2 - 2 cos 2α (α为参数, < α< ) . 4 4 ⎪ 2 2考点 119 极坐标方程与参数方程的综合应用8.(2023 北京文理)在极坐标系中,直线ρcos θ+ ρsin θ= a (a > 0) 与圆ρ=2 cos θ相切,则 a =.(答案)1+ (解析)利用 x = ρcos θ, y = ρsin θ,可得直线的方程为 x + y - a = 0 ,圆的方程为(x -1)2 + y 2 = 1 ,所以圆心(1, 0) ,半径 r = 1,由于直线与圆相切,故圆心到直线的距离等于半径,即|1- a |= 1 ,∴ a = 1+ 或1- ,又 a > 0 ,∴ a = 1+ .9.(2023 北京文理)在极坐标系中,点 A 在圆ρ2- 2ρcos θ- 4ρsin θ+ 4 = 0 上,点 P 的坐标为(1, 0) ),则| AP | 的最小值为.(答案)1(解析)圆的一般方程为 x 2 + y 2 - 2x - 4y + 4 = 0 ,即(x -1)2 + ( y - 2)2 = 1 .设圆心为C (1, 2) ,所以| AP |min =| PC | -r = 2 -1 = 1 .10.(2023 天津文理)在极坐标系中,直线4ρcos(θ- π) +1 = 0 与圆ρ= 2 s in θ的公共点的个数为.6(答案)2(解析)直线的一般方程为 2 3x + 2 y +1 = 0 ,圆的一般方程为 x 2 + ( y -1)2= 1 ,因为圆心到直 3线的距离 d = < 1 4,所以有两个交点.11.(2023 北京文理)在极坐标系中,直线ρcos θ- | AB |= .3ρsin θ-1 = 0 与圆ρ= 2 cos θ交于 A , B 两点,则(答案)2(解析)将ρcos θ-3ρsin θ-1 = 0 化为直角坐标方程为 x - 3y -1 = 0 ,将ρ=2cos θ化为直角坐标方程为(x -1)2+ y 2= 1 ,圆心坐标为(1,0),半径 r=1,又(1,0)在直线 x - 3y -1 = 0 上,所以|AB|=2r=2.222234y x ⎩⎩⎩)⎩12.(2023 广东文理)已知直线l 的极坐标方程为 2ρsin(θ- π= 47πA (2 2,) ,则点 Α 到直线l 的距离为 .42 ,点 Α 的极坐标为(答案)(解析)由 2ρsin(θ- 2π ) = 得2ρ´ 4 2 7π(sin θ- cos θ) = ,所以 y - x = 1, 故直线l 的直角坐标方程为 x - y +1 = 0 ,而点 A (2 2, ) 对应的直角坐标为4 A (2,-2) ,所以点 A (2,-2) 到直线l : x - y +1 = 0 的距离为| 2 + 2 +1| = 5 2. 213.(2023 安徽文理)在极坐标系中,圆ρ= 8sin θ上的点到直线θ=是.π(ρ∈ R ) 距离的最大值 3(答案)6(解析)圆ρ= 8sin θ即ρ2= 8ρsin θ,化为直角坐标方程为 x 2+ ( y - 4)2= 16 ,π直线θ=,则tan θ=,化为直角坐标方程为 3x - y = 0 ,圆心(0, 4) 到直线3的距离为| -4 |= 2 ,所以圆上的点到直线距离的最大值为 6.14.(2023 全国Ⅰ文理 21)⎧x = cos k t ,在直角坐标系 xOy 中,曲线C 1 的参数方程为⎨ y = sin k t(t 为参数) .以坐标原点为极点, x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 2 的极坐标方程为 4ρcos θ-16ρsin θ+ 3 = 0 .(1) 当 k = 1时, C 1 是什么曲线?(2) 当 k = 4 时,求C 1 与C 2 的公共点的直角坐标.(解析)(1)当 k = 1时,曲线C 的参数方程为⎧x = cos t ,( t 为参数),两式平方相加得 x 2 + y 2 = 1 ,1⎨y = sin t∴曲线C 1 表示以坐标原点为圆心,半径为 1 的圆.⎧x = cos 4 t ,(2)当 k = 4 时,曲线C 1 的参数方程为⎨ y = sin 4t ( t 为参数),∴ x ≥ 0, y ≥ 0 ,曲线C 1 的参数方程化为⎧ x = cos 2 t ⎨ y = sin 2t(t 为参数),两式相加得曲线C 1 方程为 + = 1,得 = 1 - ,平方得 5 22x yx 77⎩2y = x - 2 + 1, 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 ,曲线C 2 的极坐标方程为4ρcos θ-16ρsin θ+ 3 = 0 ,曲线C 2 直角坐标方程为4x -16 y + 3 = 0 ,联立C , C 方程⎪ y = x - 2 +1 , ,整理得12 x - 32 + 13 = 0 ,解得 x = 1 或 = 13(舍去),1 2⎨ ⎩4x -16 y + 3 = 02 6 ∴ x = 1 , y = 1 ,∴C ,C 1 1 公共点的直角坐标为( , ) .4 4 1 24 4⎧ 1- t 2 ⎪x =1+ t 215.(2023 全国 1 文理 22)在直角坐标系 xOy 中,曲线 C 的参数方程为⎨ ⎪ y = ⎩ 4t 1+ t 2(t 为参数),以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线 l 的极坐标方程为 2ρcos θ+ 3ρsin θ+11 = 0 .(1) 求 C 和 l 的直角坐标方程;(2) 求 C 上的点到 l 距离的最小值.1- t 2⎛ y ⎫2⎛ 1- t 2 ⎫24t 2 (解析)(1)因为-1 < ≤ 1 ,且 x 2 + ⎪ = ⎪ + = 1,所以C 的直角坐标方程为2y 2 1+ t 2⎝ 2 ⎭ ⎝1 + t 2 ⎭ (1+ t 2 )2x += 1(x ≠ -1) .4l 的直角坐标方程为 2x + 3y +11 = 0 .⎧x = cos α, (2)由(1)可设C 的参数方程为 (α为参数, -π <α< π ).⎨y = 2sin α4 cos ⎛α- π ⎫ +113 ⎪ C 上的点到l 的距离为 = ⎝ ⎭.当α= - 2π 时, 4 c os ⎛α- π ⎫+11 取得最小值7,故C 上的点到l 距离的最小值为 . 3 3 ⎪ ⎝ ⎭16.(2023 全国Ⅰ文理) 在直角坐标系 xOy 中,曲线C 1 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C 的极坐标方程为ρ2+ 2ρcos θ- 3 = 0 . (1) 求C 2 的直角坐标方程;x x x | 2 c os α+ 2 3 sin α+11|7⎨y = 4 s in θ,⎩(2) 假设C 1 与C 2 有且仅有三个公共点,求C 1 的方程.(解析)(1)由 x = ρcos θ, y = ρsin θ得C 2 的直角坐标方程为(x +1)2 + y 2 = 4 .(2)由(1)知C 2 是圆心为 A (-1, 0) ,半径为 2 的圆.由题设知,C 1 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l 1 ,y 轴左边的射线为l 2 .由于 B 在圆C 2 的外面,故C 1 与C 2 有且仅有三个公共点等价于l 1 与C 2 只有一个公共点且l 2 与C 2 有两个公共点,或l 2 与C 2 只有一个公共点且l 1 与C 2 有两个公共点.当l 与C 只有一个公共点时, A 到l 所在直线的距离为 2 ,所以| -k + 2 |= 2 ,故 k = - 4 或 k = 0 .1213经检验,当k = 0 时, l 与C 没有公共点;当 k = - 4时, l 与C 只有一个公共点, l 与C 有两个公共点.1231 2 2 2| k + 2 | 当l 与C 只有一个公共点时, A 到l 所在直线的距离为2 ,所以= 2 ,故 k = 0 或 k = 4 .2 2 23经检验,当k = 0 时, l 与C 没有公共点;当 k = 4时, l 与C 没有公共点.1 2 32 2综上,所求C 的方程为 y = - 4| x | +2 .1317.(2023 全国Ⅱ文理)在直角坐标系 xOy 中,曲线C 的参数方程为⎧x = 2 cos θ,( θ 为参数),直线l 的参数⎩⎧x = 1+ t cos α 方程为⎨ y = 2 + t sin α ( t 为参数).(1) 求C 和l 的直角坐标方程;(2) 假设曲线C 截直线l 所得线段的中点坐标为(1, 2) ,求l 的斜率.x 2 + y 2 =(解析)(1)曲线C 的直角坐标方程为 1. 4 16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+ 3cos 2 α)t 2 + 4(2 cos α+ sin α)t - 8 = 0 .①3317⎩⎨ y = 1- ty 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t 1 , t 2 ,则t 1 + t 2 = 0 .4(2 cos α+ sin α)又由①得t 1 + t 2 = -1+ 3cos 2α,故 2 cos α+ sin α= 0 ,于是直线l 的斜率 k = tan α= -2 .18.(2023 江苏)在极坐标系中,直线l 的方程为ρsin( π-θ) = 2 ,曲线C 的方程为ρ= 4 cos θ,求直线l 被曲6 线C 截得的弦长.(解析)因为曲线C 的极坐标方程为ρ=4 cos θ,所以曲线C 的圆心为(2, 0) ,直径为 4 的圆.因为直线l 的极坐标方程为ρsin( π -θ) = 2 ,则直线l 过 A (4, 0) ,倾斜角为 π,所以 A 为直线l 与圆C 的一6 6 个交点.设另一个交点为 B ,则∠OAB= π ,连结 OB ,因为 OA 为直径,从而∠OBA= π ,所以 AB = 4 c os π= 2 .6 因此,直线l 被曲线C 截得的弦长为 2 .2 6⎧x = 3cos θ19.(2023 全国Ⅰ文理)在直角坐标系 xOy 中,曲线C 的参数方程为⎨ y = sin θ ,(θ为参数),直线l 的参数方程为⎧x = a + 4t( t 为参数).⎩ (1) 假设 a = -1,求C 与l 的交点坐标;(2) 假设C 上的点到l 距离的最大值为 ,求 a .(解析)(1)曲线C 的一般方程为 x 2 + 29= 1.当a = -1时,直线l 的一般方程为 x + 4 y - 3 = 0 .⎧x + 4 y - 3 = 0⎧x = - 21 ⎪ ⎧x = 3 ⎪25 21 24由⎨ x 2 2解得⎨ y = 0 或⎨ ,从而C 与l 的交点坐标为(3, 0) , (- 24 , ) . ⎩ 9+ y = 1 ⎩⎪ y = ⎩ 25 25 25171717171733342⎩(2)直线l 的一般方程为 x + 4 y - a - 4 = 0 ,故C 上的点(3cos θ, sin θ) 到l 的距离为| 3cos θ+ 4 sin θ- a - 4 |d =.当a ≥-4 时, d 的最大值为a + 9.由题设得a + 9= ,所以a = 8 ;当a < -4 时, d 的最大值为 -a + 1 .由题设得 -a + 1= ,所以 a = -16 . 综上, a = 8 或 a = -16 .20.(2023 全国Ⅱ文理)在直角坐标系 xOy 中,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 1 的极坐标方程为ρcos θ= 4 .(1) M 为曲线C 1 上的动点,点 P 在线段OM 上,且满足| OM | ⋅ | OP |= 16 ,求点 P 的轨迹C 2 的直角坐标方程;π(2) 设点 A 的极坐标为(2, 3) ,点 B 在曲线C 2 上,求∆OAB 面积的最大值. (解析)(1)设 P 的极坐标为(ρ,θ) (ρ> 0) , M 的极坐标为(ρ1 ,θ) (ρ1 > 0) .由椭圆知| OP |= ρ, | OM |= ρ1 =cos θ.由| OM | ⋅ | OP |= 16 得C 2 的极坐标方程ρ= 4 cos θ(ρ> 0) , 因此C 的直角坐标方程为(x - 2)2 + y 2= 4(x ≠ 0) .(2)设点 B 的极坐标为(ρB ,α) (ρB > 0) .由题设知| OA |= 2 , ρB = 4cos α,于是∆OAB 面积1 π π 3S = 2 | OA | ⋅ρB ⋅sin ∠AOB = 4cos α| sin(α- 3 ) | = 2 | sin(2α- 3 ) - | ≤ 2 + . 2 当α= - π时, S 取得最大值 2 + ,所以∆OAB 面积的最大值为 2 + .1221.(2023 全国Ⅲ文理)在直角坐标系 xOy 中,直线l 的参数方程为⎧x = 2 + t( t 为参数),直线l 的参数方⎧x = -2 + m⎪1 ⎨ y = kt 2程为⎨ ⎩ y = m k( m 为参数).设l 1 与l 2 的交点为 P ,当 k 变化时, P 的轨迹为曲线C .(1) 写出C 的一般方程;17175224 5⎨t⎩(2)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,设l3 :ρ(cosθ+ sinθ) -交点,求M 的极径.= 0 ,M 为l3与C 的(解析)(1)消去参数t 得l 的一般方程l : y =k (x -2),消去参数m 得l 的一般方程l : y =1 (x+2).11⎧y =k (x-2)22k⎪设P(x, y) ,由题设得⎨⎩y=1 (x+2)k,消去k 得x2-y2=4 (y ≠0),所以C 的一般方程为x2-y2=4 (y ≠0).⎪ρ2(cos2θ-sin2θ)=4(2)C的极坐标方程为ρ2(cos2θ-sin2θ)=4(0<θ<2π,θ≠π),联立⎨得⎩ρ(cosθ+sinθ)-2=0cosθ- sinθ=2 (cosθ+sinθ),故tanθ=-1,从而cos2θ=9,sin2θ=1,代入ρ2(cos2θ-sin2θ)=4得3ρ2=5,所以交点M的极径为.10 10⎧x =-8 +t22.(2023 江苏)在平面坐标系中xOy 中,已知直线l 的参考方程为⎪y = ( t 为参数),曲线C 的参数方⎧x=2s2⎪2程为⎨⎩y=22s( s 为参数).设P 为曲线C 上的动点,求点P 到直线l 的距离的最小值.(解析)直线l 的一般方程为x - 2 y + 8 = 0 .因为点P 在曲线C 上,设P(2s2 , 2 2s) ,从而点P 到直线l 的的距离4 5d == ,当s =时,dmin=5.因此当点P 的坐标为(4, 4) 时,曲线C 上点P 到直线l 的距离取到最小值.5⎧x =a cos t23.(2023 全国I 文理)在直角坐标系xOy 中,曲线C1 的参数方程为⎨y = 1+a sin t(t 为参数,a>0).在以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C2 :ρ= 4 cosθ.(I)说明C1 是哪种曲线,并将C1 的方程化为极坐标方程;(II)直线C3 的极坐标方程为θ=a0 ,其中a0 满足tan a0 =2 ,假设曲线C1 与C2 的公共点都在C3上,求a.22(s -2)2 +4510 10 ⎫2152⎩1123⎩⎨⎩=⎧x = a cos t (解析)(1) ⎨ y = 1 + a sin t( t 均为参数),∴x 2 + ( y - 1)2= a 2 ①∴ C 为以(0 ,1) 为圆心, a 为半径的圆.方程为 x 2 + y 2 - 2 y +1 - a 2 = 0 .∵ x 2 + y 2 = ρ2 ,y = ρsin θ,∴ ρ2- 2ρsin θ+ 1 - a 2 = 0 ,即为C 的极坐标方程.(2) C :ρ= 4cos θ,两边同乘ρ得ρ2 = 4ρcos θ ρ2= x 2 + y 2 ,ρcos θ= x ,∴ x 2 + y 2 = 4x ,即( x - 2)2+ y 2 = 4 ②C 3 :化为一般方程为 y = 2x ,由题意: C 1 和C 2 的公共方程所在直线即为C 3 ,①—②得: 4x - 2 y + 1 - a 2 = 0 ,即为C ,∴1 - a 2 = 0 ,∴ a = 1 .24.(2023 全国 II 文理)在直角坐标系 xOy 中,圆 C 的方程为( x + 6)2+ y 2 = 25 .(I) 以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求 C 的极坐标方程;⎧x = t cos α(II)直线 l 的参数方程是⎨ y = t sin α(t 为参数),l 与 C 交于 A 、B 两点, AB = ,求 l 的斜率.⎧ρ2 = x 2 + y 2 (解析)(Ⅰ)整理圆的方程得 x 2 + y 2 + 12 + 11 = 0 ,由⎪ρcos θ= x ⎪ρsin θ= y 可知圆C 的极坐标方程为ρ2 + 12ρcos θ+ 11 = 0 .(Ⅱ)记直线的斜率为 k ,则直线的方程为 kx - y = 0 ,由垂径定理及点到直线距离公式知:= 36k 2 290 ,整理得 k 2 = 5 ,则 k = ± . 1 + k 4 3 3⎪x =3 cos α25.(2023 全国 III 文理)在直角坐标系 xOy 中,曲线C 1 的参数方程为⎨ ⎩ y = sin α(α为参数),以坐标原点为极点,以 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ρsin(θ+ π) = 2.24(Ⅰ)写出C 1 的一般方程和C 2 的直角坐标方程;(Ⅱ)设点 P 在C 1 上,点 Q 在C 2 上,求| PQ |的最小值及此时 P 的直角坐标.x 2 2(解析)(Ⅰ) C 1 的一般方程为 3+ y = 1, C 2 的直角坐标方程为 x + y - 4 = 0 .(Ⅱ)由题意,可设点 P 的直角坐标为( 3 cos α, sin α) ,因为C 2 是直线,所以| PQ | 的最小值,即为 P 到C 2| 3 cos α+sin α- 4 |2222⎨⎩⎪=1⎩的距离d (α) 的最小值, d (α) ==π2 | sin(α+ π ) - 2 | .3 3 1当且仅当α= 2k π+(k ∈ Z ) 时, d (α) 取得最小值,最小值为 6,此时 P 的直角坐标为( , ) . 2 2 ⎧x = 1 + 1t , 26.(2023 江苏)在平面直角坐标系 xOy 中,已知直线l 的参数方程为⎪ ⎪ y = ⎩ 2 3 t , 2(t 为参数) ,椭圆C 的参数⎧x = cos θ,方程为⎨ y = 2sin θ, (θ为参数) ,设直线l 与椭圆C 相交于 A , B 两点,求线段 AB 的长.⎧x = 1+ 1t(解析)椭圆C 的一般方程为 x 2 + y 4 = 1,将直线l 的参数方程⎨ ⎪ y = ⎩2 3 t2 ,代入 x 2 + y 4 = 1,得(1+ 1 t )2 + 3 t )22 = 1,即7t 2 +16t = 0 ,解得t = 0 , t = - 16 ,所以 AB =| t - t | 16 .2 4 1 2 71 2727.(2023 全国Ⅰ文理)在直角坐标系 xOy 中,直线C : x = -2 ,圆C :(x -1)2 + ( y - 2)2= 1 ,以坐标原12点为极点, x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.(Ⅰ)求C 1 , C 2 的极坐标方程;(Ⅱ)假设直线C 3 的极坐标方程为θ=(ρ∈ R ) ,设C 2 与C 3 的交点为 M , N ,求∆C 2MN 的面积.4(解析)(Ⅰ)因为 x = ρcos θ, y = ρsin θ,∴ C 的极坐标方程为ρcos θ= -2 , C 的极坐标方程为ρ2- 2ρcos θ- 4ρsin θ+ 4 = 0 .12(Ⅱ)将θ= π代入ρ2- 2ρcos θ- 4ρsin θ+ 4 = 0 ,得ρ2- 3 2ρ+ 4 = 0 ,解得ρ = 2, ρ = , 4|MN|= ρ - ρ = ,因为C 的半径为 1,则A C MN 的面积 ⨯ 122 ⨯1⨯sin 45o = 1 . 1 2 22 2 2 ⎧x = t cos α,28.(2023 全国Ⅱ文理)在直角坐标系 xOy 中,曲线C 1 : ⎨ y = t sin α, ( t 为参数,t ≠0)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C 2 : ρ= 2 sin θ, C 3 : ρ= 2 3 cos θ. (Ⅰ)求C 2 与C 3 交点的直角坐标;(Ⅱ)假设C 1 与C 2 相交于点 A , C 1 与C 3 相交于点 B ,求| AB | 的最大值.222(π3623)( x -1+ y +1= )()⎨(解析)(Ⅰ)曲线C 的直角坐标方程为 x 2 + y 2 - 2 y = 0 ,曲线C 的直角坐标方程为 x 2 + y 2- 2 3x = 0 .联⎪x 2+ y 2- 2 y = 0,⎧x = 0, ⎧ 3 ⎪x = 2 , 立⎨x 2 + y 2 - 2 3x = 0,解得⎨ y = 0, 或⎨ 3 ⎪ ⎩ ⎪ y = ,⎩ 23所以C 2 与C 1 交点的直角坐标为(0, 0) 和( , ) .2 2(Ⅱ)曲线C 1 的极坐标方程为θ= α(ρ∈ R , ρ≠ 0) ,其中0 ≤α<π. 因此 A 得到极坐标为(2 sin α,α) , B 的极坐标为(2 3 cos α,α) . π5π所以 AB = 2 sin α- 2 3 cos α = 4 s in(α-) ,当α= 时, AB 取得最大值,最大值为 4 . 3 629.(2023 江苏) 已知圆 C 的极坐标方程为ρ2+ 2 2ρsin(θ- π- 4 = 0 ,求圆 C 的半径.4(解析) 以极坐标系的极点为平面直角坐标系的原点O ,以极轴为 x 轴的正半轴,建立直角坐标系 xoy .圆C 的极坐标方程为ρ2 + 2⎛ 2 sin θ- 2cos ⎫4 = 0 ,化简,得ρ2 + 2ρsin θ- 2ρcos θ- 4 = 0 . ρ 22 θ⎪⎪ - ⎝ ⎭则圆C 的直角坐标方程为 x 2 + y 2 - 2x + 2 y - 4 = 0 ,即2 2,所以圆C 的半径为 . ⎧x = 3 + 1 t 30.(2023 陕西文理)在直角坐标系 xOy 中,直线l 的参数方程为⎪2⎪ y = 3 t ⎩ 2 轴正半轴为极轴建立极坐标系,⊙ C 的极坐标方程为ρ= 2 3 sin θ. (Ⅰ)写出⊙ C 的直角坐标方程;( t 为参数).以原点为极点, x(Ⅱ) P 为直线l 上一动点,当 P 到圆心C 的距离最小时,求 P 的直角坐标.(解析)(Ⅰ) 由ρ= 2 3 sin θ, 得ρ2= 2 3ρsin θ,从而有 x 2+y 2= 2 3y , 所以x 2+ (y -3 )2= 3 .(Ⅱ)设P (3 += ,故当t =0 时,| PC |取最小值,此时 P 点的直角坐标为(3, 0) .21t,3t), 又C(0, 3) ,则| PC |=3222 3 ⎪55⎨y = 2 - 2t⎩⎩31.(2023 全国Ⅰ文理)已知曲线C : x 4 + y 29 = 1,直线l : ⎧x = 2 + t ( t 为参数). ⎩(Ⅰ)写出曲线C 的参数方程,直线l 的一般方程;(Ⅱ)过曲线C 上任一点 P 作与l 夹角为30o的直线,交l 于点 A ,求| PA |的最大值与最小值.⎧x = 2 cos θ.(解析)〔I 〕曲线C 的参数方程为⎨ y = 3sin θ. (θ为参数).直线l 的一般方程为2x + y - 6 = 0. ……5 分(Ⅱ)曲线C 上任意一点P(2cos θ.3sin θ)到l 的距离为d =4 cos θ+ 3sin θ- 6 .则 PA =d = sin 30︒ 5sin(θ+α) - 6 , 其中α为锐角,且tan α= 4 . 3当sin (θ+α)=-1时,PA 取得最大值,最大值为22 5 .5当sin(θ+α) = 1时,PA 取得最小值,最小值为2 5 .532.(2023 全国Ⅱ文理)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= 2 cos θ,θ∈ ⎡0,π⎤ .(Ⅰ)求 C 的参数方程;⎣⎢ 2 ⎥⎦(Ⅱ)设点 D 在 C 上,C 在 D 处的切线与直线l : y = 3x + 2 垂直,依据(Ⅰ)中你得到的参数方程,确定 D 的坐标.(解析)(I)C 的一般方程为(x -1)0 ≤ t ≤ x ).2 + y 2⎧x = 1+ cos t , = 1(0 ≤ y ≤ 1) ,可得 C 的参数方程为⎨ y = sin t ,(t 为参数,(Ⅱ)设 D (1+ cos t , sin t ) .由(I)知 C 是以 G(1,0)为圆心,1 为半径的上半圆. π因为 C 在点D 处的切线与 t 垂直,所以直线 GD 与 t 的斜率相同, tan t = 3, t =.32 5523⎩⎩⎩1⎩⎩ππ 3故D 的直角坐标为(1+ cos , s in ) ,即( , ) .3 3 2 233.(2023 全国Ⅰ文理)已知曲线C 的参数方程为⎧x = 4 + 5 cos t( t 为参数),以坐标原点为极点,x 轴的正1 ⎨y = 5 + 5sin t半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2 的极坐标方程为ρ= 2 s inθ.(Ⅰ)把C1 的参数方程化为极坐标方程;(Ⅱ)求C1 与C2 交点的极坐标( ρ≥0 ,0 ≤θ≤2π).⎧x = 4 + 5 c os t2 2(解析)将⎨y = 5 + 5sin t消去参数t ,化为一般方程(x - 4) + ( y -5) = 25 ,即C1 :x 2 +y2⎧x =ρcosθ-8x -10 y+16 = 0 ,将⎨y =ρsinθ代入x 2 +y2- 8x -10 y + 16 = 0 得,ρ2 - 8ρcosθ-10ρsinθ+16 = 0 ,∴C 的极坐标方程为ρ2 - 8ρcosθ-10ρsinθ+16 = 0 .⎪x2+y2-8x-10y+16=0(Ⅱ) C 的一般方程为x2 +y2 - 2 y = 0 ,由⎨⎧x =1解得⎨⎧x = 0或⎨,2∴C1 与C2 的交点的极坐标分别为(⎩x2+y2-2y=0π),(2, ) .4 2⎩y =1 ⎩y = 2 34.(2023 全国Ⅱ文理)已知动点P ,Q 都在曲线C与β= 2α( 0 <α< 2π) M 为PQ 的中点.⎧x = 2 c os β:⎨y = 2 s in β(β为参数)上,对应参数分别为β=α(Ⅰ)求M的轨迹的参数方程(Ⅱ)将M 到坐标原点的距离d 表示为α的函数,并推断M 的轨迹是否过坐标原点.(解析)(Ⅰ)由题意有P(2c osα,2sinα),Q(2c os2α,2sin2α),因此M(cosα+cos2α,sinα+sin2α),⎧x = cosα+ cos 2α,M 的轨迹的参数方程为⎨y = sinα+ sin 2α, (0 <α< 2π).(Ⅱ)M 点到坐标原点的距离d ==0 <α< 2π),当α=π时,d = 0 ,故M 的轨迹过坐标原点.2,π3⎩100⎩135.(2023 全国文理)已知曲线C 的参数方程是⎧x = 2 cos ϕϕ为参数),以坐标原点为极点, x 轴的正半轴1⎨y = 3sin ϕ(为极轴建立极坐标系,曲线C 2 的极坐标方程是ρ= 2 .正方形 ABCD 的顶点都在C 2 上,且 A 、 B 、C 、πD 依逆时针次序排列,点 A 的极坐标为(2, ) . 3(Ⅰ)求点 A 、 B 、C 、 D 的直角坐标;(Ⅱ)设 P 为C 上任意一点,求| PA |2 + | PB |2 + | PC |2 + | PD |2 的取值范围.π5π 4π 11π(解析)(1)点 A , B , C , D 的极坐标为(2, ), (2, ), (2, ), (2, ) ,3 6 3 6点 A , B , C , D 的直角坐标为(1, 3),(-⎧x 0 = 2cos ϕ3,1), (-1, - 3),( 3, -1) .(2)设 P (x 0 , y 0 ) ;则⎨ y = 3sin (ϕ为参数) , ⎩ 0ϕt = PA 2+ PB 2+ PC 2+ PD 2= 4x 2 + 4 y 2 +16 = 32 + 20 sin 2ϕ∈32, 52.⎧x = 2 c os α 36.(2011 全国文理)在直角坐标系 xOy 中,曲线C 1 的参数方程为⎨ y = 2 + 2 s in(α为参数),M 是C 上 α的动点, P 点满足OP = 2OM , P 点的轨迹为曲线C 2(Ⅰ)求C 2 的方程(Ⅱ)在以 O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线θ= π与C 的异于极点的交点为 A ,与C 的异于极点的交点为 B ,求 AB .31 2(解析)(I)设 P (x , y ) ,则由条件知 M( x , y).由于 M 点在C 上,⎧ x = 2 cos α ⎪ 2 2 2⎧ x = 4 cos α 1⎧ x = 4 cos α 所以⎨ y ,即⎨y = 4 + 4 s in ,从而C 2 的参数方程为⎨y = 4 + 4 s in (α为参数), ⎪ = 2 + 2 s in α ⎩ α ⎩ α⎩ 2(Ⅱ)曲线C 1 的极坐标方程为ρ= 4sin θ,曲线C 2 的极坐标方程为ρ= 8sin θ.射线θ= π与C 的交点 A 的极径为ρ = 4sin π,射线θ= π与C 的交点 B 的极径为ρ = 8sin π.3 1 1 3 32 23所以| AB |=| ρ2 - ρ1 |= 2 .。
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新数学《坐标系与参数方程》高考复习知识点一、131.已知圆的极坐标方程为4sin 4P πθ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则其圆心坐标为( ) A .2,4π⎛⎫⎪⎝⎭B .32,4π⎛⎫ ⎪⎝⎭ C .2,4π⎛⎫-⎪⎝⎭D .()2,0【答案】B 【解析】 【分析】把圆的极坐标方程化为直角坐标方程,求得圆心坐标(,再根据极坐标与直角坐标的互化公式,即可求解. 【详解】由题意知,圆的极坐标方程为4sin 4πρθ⎛⎫=-⎪⎝⎭,即ρθθ=-,即2sin cos ρθθ=-,所以220x y ++-=,所以圆心坐标为(, 又由cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩,可得圆心的极坐标为3(2,)4π,故选B. 【点睛】本题主要考查了极坐标与直角坐标的互化,及圆的方程应用,其中解答中熟记极坐标与直角坐标的互化公式,把极坐标化为直角坐标方程是解答的关键,着重考查了运算与求解能力,属于基础题.2.将正弦曲线sin y x =先保持纵坐标y 不变,将横坐标缩为原来的12;再将纵坐标y 变为原来的3倍,就可以得到曲线3sin 2y x =,上述伸缩变换的变换公式是( )A .1'2'3x x y y⎧=⎪⎨⎪=⎩B .'2'3x xy y =⎧⎨=⎩C .'21'3x xy y =⎧⎪⎨=⎪⎩D .1'21'3x x y y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩【答案】A 【解析】 【分析】首先设出伸缩变换关系式,把伸缩变换关系式代入变换后的方程,利用系数对应相等,可得答案。
【详解】解:由sin y x =变成3sin 2y x ='' 设伸缩变换为(,0)x xy yλλμμ'=⎧>⎨'=⎩,代入3sin 2y x ='',得3sin 2y x μλ=,又因为sin y x =,则312μλ=⎧⎪⎨=⎪⎩,得123x x y y ⎧'=⎪⎨⎪'=⎩,故选A 。
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新数学《坐标系与参数方程》试卷含答案一、131.曲线1cos {2sin x y θθ=-+=+,(θ为参数)的对称中心( )A .在直线2y x =上B .在直线2y x =-上C .在直线1y x =-上D .在直线1y x =+上【答案】B 【解析】试题分析:参数方程所表示的曲线为圆心在,半径为1的圆,其对称中心为,逐个代入选项可知,点满足,故选B.考点:圆的参数方程,圆的对称性,点与直线的位置关系,容易题.2.曲线2cos sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数)上的点到原点的距离的最大值为( )A .1B .3C .2D .4 【答案】C 【解析】 【分析】根据点到直线的距离求最值. 【详解】曲线2cos sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数)上的点到原点的距离为:2224cos sin 13cos 2θθθ+=+…,当且仅当cos 1θ=±时取得等号 故选C. 【点睛】本题考查椭圆参数方程的应用.3.参数方程(为参数)所表示的图象是A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】由,得,代入,经过化简变形后得到曲线方程,但需注意曲线方程中变量、的符号,从而确定曲线的形状。
【详解】由题意知将代入,得,解得,因为,所以.故选:D。
【点睛】本题考查参数方程与普通方程之间的转化,参数方程化普通方程一般有以下几种消参方法:①加减消元法;②代入消元法;③平方消元法。
消参时要注意参数本身的范围,从而得出相关变量的取值范围。
4.在同一直角坐标系中,曲线经过伸缩变换后所得到的曲线A.B.C.D.【答案】C【解析】【分析】由,得代入函数,化简可得出伸缩变换后所得曲线的解析式。
【详解】由伸缩变换得,代入,有,即.所以变换后的曲线方程为.故选:C。
【点睛】本题考查伸缩变换后曲线方程的求解,理解伸缩变换公式,准确代入是解题的关键,考查计算能力,属于基础题。
5.已知曲线C 的极坐标方程为:2cos 4sin ρθθ=-,P 为曲线C 上的动点,O 为极点,则PO 的最大值为( ) A .2 B .4CD.【答案】D 【解析】 【分析】把极坐标方程变成直角坐标方程,通过最大距离d r =+求得答案。
高考数学压轴专题2020-2021备战高考《坐标系与参数方程》真题汇编含答案解析
【最新】数学《坐标系与参数方程》高考知识点一、131.已知曲线Γ的参数方程为(3cos ln x t t t y t ⎧=-⎪⎨=⎪⎩其中参数t R ∈,,则曲线Γ( ) A .关于x 轴对称 B .关于y 轴对称C .关于原点对称D .没有对称轴【答案】C 【解析】 【分析】设()x f t =,()y g t = t R ∈,首先判断这两个函数都是奇函数,然后再判断函数关于原点对称. 【详解】设()x f t =,()y g t = t R ∈()()()()()333cos cos cos f t t t t t t t t t t x -=----=-+=--=-,()x f t ∴=是奇函数, ()()((ln ln g t g t t t -+=-+++((ln ln ln10t t =-+== ,()y g t ∴=也是奇函数,设点()()(),P f t g t 在函数图象上,那么关于原点的对称点是()()(),Q f t g t --,()f t Q 和()g t 都是奇函数,所以点Q 的坐标是()()(),Q f t g t --,可知点Q 在曲线上,∴ 函数图象关于原点对称.故选:C 【点睛】本题考查函数图象和性质的综合应用,意在考查转化与计算能力,属于中档题型.2.将直线1x y -=变换为直线326x y -=的一个伸缩变换为( )A .23x x y y ''=⎧⎨=⎩B .32x xy y ''=⎧⎨=⎩C .1312x x y y ⎧=⎪⎪⎨=''⎪⎪⎩D .1213x x y y ⎧=⎪⎪⎨=''⎪⎪⎩【答案】A 【解析】 【分析】设伸缩变换的公式为(0,0)x ax a b y by =⎧>>⎨⎩'=',则11x x ay y b ⎧=⎪⎪⎨=''⎪⎪⎩,代入直线1x y -=的方程,变换后的方程与直线326x y -=的一致性,即可求解. 【详解】由题意,设伸缩变换的公式为(0,0)x ax a b y by =⎧>>⎨⎩'=',则11x x ay y b ⎧=⎪⎪⎨=''⎪⎪⎩代入直线1x y -=的方程,可得111x y a b''-=, 要使得直线111x y a b''-=和直线326x y -=的方程一致, 则112a =且113b =,解得2,3a b ==, 所以伸缩变换的公式为23x xy y ''=⎧⎨=⎩,故选A .【点睛】本题主要考查了图形的伸缩变换公式的求解及应用,其中解答中熟记伸缩变换公式的形式,代入准确计算是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.3.在满足极坐标和直角坐标互的化条件下,极坐标方程222123cos 4sin ρθθ=+经过直角坐标系下的伸缩变换12x x y y ⎧=⎪⎪⎨=''⎪⎪⎩后,得到的曲线是( ).A .直线B .椭圆C .双曲线D .圆【答案】D 【解析】 【分析】先把极坐标方程化为直角坐标方程,再经过直角坐标系下的伸缩变换,把直角坐标方程中的x ,y 分别换成得2x '',由此能求出结果. 【详解】 ∵极坐标方程222123+4cos sin ρθθ=∴22223cos 4sin 12ρθρθ+=∴直角坐标方程为223412x y +=,即22143x y +=∴经过直角坐标系下的伸缩变换123x x y y⎧=⎪⎪⎨=''⎪⎪⎩后得到的曲线方程为2(2)14x '=,即22()()1x y ''+=. ∴得到的曲线是圆 故选D. 【点睛】本题考查曲线形状的判断,是基础题,解题时要认真审题,注意极坐标方程、直角坐标方程和直角坐标系下的伸缩变换公式的合理运用.4.椭圆3cos (4sin x y θθθ=⎧⎨=⎩为参数)的离心率是( ) ABCD【答案】A 【解析】 【分析】先求出椭圆的普通方程,再求其离心率得解. 【详解】椭圆3cos 4sin x y θθ=⎧⎨=⎩的标准方程为221916x y +=,所以.所以e. 故答案为A 【点睛】(1) 本题主要考查参数方程和普通方程的互化,考查椭圆的简单几何性质,意在考查学生对这些知识的掌握水平和分析推理计算能力. (2)在椭圆中,222,.c c a b e a=-=5.若直线l :y kx =与曲线C :2cos sin x y θθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数)有唯一的公共点,则实数k等于() AB.CD.±【答案】D 【解析】 【分析】根据题意,将曲线C 的参数方程消去θ,得到曲线C 的普通方程22(2)1x y -+=,可知曲线C 为圆,又知圆C 与直线相切,利用圆心到直线的距离等于半径,求得k 。
全国卷历年高考极坐标与参数方程真题归类分析(含答案)
(2)以坐标原点为极点, 轴正半轴为极轴建立极坐标系,设 , 为 与 的交点,求 的极径.
6.解析⑴将参数方程转化为一般方程 ①
②
,消 可得 ,即点 的轨迹方程为 .
⑵将极坐标方程转化为一般方程 ,联立 ,解得 .
由 ,解得 ,即 的极半径是 .
【解析】(1)由 得 +y2=1.因为ρsin = ρsinθ+ ρcosθ=2 ,
所以x+y=4.所以C1的普通方程为 +y2=1,C2的直角坐标方程为x+y=4.
(2)由题意,可设点P的直角坐标为 ,因为C2是直线,所以 的最小值即为P到C2的距离d(α)的最小值,d(α)= .
当且仅当α=2kπ+ (k∈Z)时,d(α)取得最小值,最小值为 ,此时P的直角坐标为
∴x2+y2=4x.即(x-2)2+y2=4.②
C3:化为普通方程为y=2x,由题意:C1和C2的公共方程所在直线即为C3.
①-②得:4x-2y+1-a2=0,即为C3,所以1-a2=0,所以a=1.
(2016年2卷)在直线坐标系xOy中,圆C的方程为 .
(I)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求C的极坐标方程;
∴ 的极坐标方程为 , 的极坐标方程为 .……5分
(Ⅱ)将 代入 ,得 ,解得 = , = ,|MN|= - = ,
因为 的半径为1,则 的面积 = .
1.(2015年2卷)在直角坐标系xOy中,曲线 (t为参数,且t≠0),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=2sin θ,C3:ρ=2 cos θ.
因此A的极坐标为(2sin α,α),B的极坐标为(2 cos α,α).
高考数学十年真题专题解析—极坐标系与参数方程
极坐标系与参数方程考点116平面直角坐标系中的伸缩变换考点117极坐标和直角坐标的互化1.(2020全国Ⅱ文理21)已知曲线12,C C 的参数方程分别为2124cos ,:4sin x C y θθ⎧=⎪⎨=⎪⎩(θ为参数),21,:1x t tC y t t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩(t 为参数).(1)将12,C C 的参数方程化为普通方程;(2)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系.设12,C C 的交点为P ,求圆心在极轴上,且经过极点和P 的圆的极坐标方程.【解析】(1)由22cos sin 1θθ+=得1C 的普通方程为:4x y +=,由11x t t y t t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩得:2222221212x t t y t t ⎧=++⎪⎪⎨⎪=+-⎪⎩,两式作差可得2C 的普通方程为:224x y -=.(2)由2244x y x y +=⎧⎨-=⎩得:5232x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,即53,22P ⎛⎫ ⎪⎝⎭.设所求圆圆心的直角坐标为(),0a ,其中0a >,则22253022a a ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,解得:1710a =,∴所求圆的半径1710r =,∴所求圆的直角坐标方程为:22217171010x y ⎛⎫⎛⎫-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即22175x y x +=,∴所求圆的极坐标方程为17cos 5ρθ=.2.(2020全国Ⅲ文理22)在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为222,23x t t y t t⎧=--⎪⎨=-+⎪⎩(t 为参数且1t ≠),C 与坐标轴交于,A B 两点.(1)求AB ;(2)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求直线AB 的极坐标方程.【解析】(1)令0x =,则220t t +-=,解得2t =-或1t =(舍),则26412y =++=,即(0,12)A .令0y =,则2320t t -+=,解得2t =或1t =(舍),则2244x =--=-,即(4,0)B -.AB ∴==.(2)由(1)可知12030(4)AB k -==--,则直线AB 的方程为3(4)y x =+,即3120x y -+=.由cos ,sin x y ρθρθ==可得,直线AB 的极坐标方程为3cos sin 120ρθρθ-+=.3.(2020江苏22)在极坐标系中,已知点1π(,)3A ρ在直线:cos 2l ρθ=上,点2π(,6B ρ在圆:4sinC ρθ=上(其中0ρ≥,02θπ≤<).(1)求1ρ,2ρ的值(2)求出直线l 与圆C 的公共点的极坐标.【解析】(1)1122cos24;4sin 236ππρρρρ=∴==∴=Q Q .(2)5cos 2,4sin 4sin cos 2,sin 21[0,2),44ππρθρθθθθθπθ==∴=∴=∈∴=Q Q ,当4πθ=时ρ=;当54πθ=时0ρ=-<(舍);即所求交点坐标为当)4π.4.(2019全国II 文理22)在极坐标系中,O 为极点,点000(,)(0)M ρθρ>在曲线:4sin C ρθ=上,直线l过点(4,0)A 且与OM 垂直,垂足为P .(1)当0=3θπ时,求0ρ及l 的极坐标方程;(2)当M 在C 上运动且P 在线段OM 上时,求P 点轨迹的极坐标方程.【解析】(1)因为()00,M ρθ在C 上,当03θπ=时,04sin 3ρπ==由已知得||||cos23OP OA π==.设(,)Q ρθ为l 上除P 的任意一点.在Rt OPQ △中cos ||23OP ρθπ⎛⎫-== ⎪⎝⎭,经检验,点(2,)3P π在曲线cos 23ρθπ⎛⎫-= ⎪⎝⎭上.所以,l 的极坐标方程为cos 23ρθπ⎛⎫-= ⎪⎝⎭.(2)设(,)P ρθ,在Rt OAP △中,||||cos 4cos ,OP OA θθ==即 4cos ρθ=..因为P 在线段OM 上,且AP OM ⊥,故θ的取值范围是,42ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦.所以,P 点轨迹的极坐标方程为4cos ,,42ρθθπ⎡⎤=∈⎢⎥⎣⎦π.5.(2019全国III 文理22)如图,在极坐标系Ox 中,(2,0)A ,)4B π,4C 3π,(2,)D π,弧 AB , BC , CD 所在圆的圆心分别是(1,0),(1,)2π,(1,)π,曲线1M 是弧 AB ,曲线2M 是弧 BC ,曲线3M 是弧 CD.(1)分别写出1M ,2M ,3M 的极坐标方程;(2)曲线M 由1M ,2M ,3M 构成,若点P 在M 上,且||OP =P 的极坐标.【解析】(1)由题设可得,弧 ,,AB BCCD 所在圆的极坐标方程分别为2cos ρθ=,2sin ρθ=,2cos ρθ=-,所以1M 的极坐标方程为π2cos 04ρθθ⎛⎫= ⎪⎝⎭ ,2M 的极坐标方程为π3π2sin 44ρθθ⎛⎫= ⎪⎝⎭ ,3M 的极坐标方程为3π2cos π4ρθθ⎛⎫=- ⎪⎝⎭.(2)设(,)P ρθ,由题设及(1)知若π04θ,则2cos θ=,解得π6θ=;若π3π44θ ,则2sin θ=π3θ=或2π3θ=;若3ππ4θ ,则2cos θ-=,解得5π6θ=.综上,P 的极坐标为π6⎫⎪⎭或π3⎫⎪⎭或2π3⎫⎪⎭或5π6⎫⎪⎭.考点118参数方程与普通方程的互化6.(2020上海14)已知直线方程3410x y ++=的一个参数方程可以是()A .1314x ty t=+⎧⎨=-+⎩B .1413x t y t=-⎧⎨=--⎩C .1314x t y t=-⎧⎨=-+⎩D .1413x t y t=+⎧⎨=--⎩【答案】D【解析】A .参数方程可化简为4370x y --=,故A 不正确;B .参数方程可化简为3470x y --=,故B 不正确;C .参数方程可化简为4310x y +-=,故C 不正确;D .参数方程可化简为3410x y ++=,故D 正确.故选D .7.(2018全国Ⅲ)[选修4—4:坐标系与参数方程](10分)在平面直角坐标系xOy 中,O 的参数方程为cos sin x y θθ=⎧⎨=⎩,(θ为参数),过点(0,且倾斜角为α的直线l 与O 交于A ,B 两点.(1)求α的取值范围;(2)求AB 中点P 的轨迹的参数方程.【解析】(1)O 的直角坐标方程为221x y +=.当2απ=时,l 与O 交于两点.当2απ≠时,记tan k α=,则l 的方程为y kx =-.l 与O 交于两点当且仅当1<,解得1k <-或1k >,即(,)42αππ∈或(,)24απ3π∈.综上,α的取值范围是(,44π3π.(2)l的参数方程为cos ,(sin x t t y t αα=⎧⎪⎨=+⎪⎩为参数,44απ3π<<).设A ,B ,P 对应的参数分别为A t ,B t ,P t ,则2A BP t t t +=,且A t ,B t满足2sin 10t α-+=.于是A B t t α+=,P t α=.又点P 的坐标(,)x y满足cos ,sin .P P x t y t αα=⎧⎪⎨=+⎪⎩所以点P的轨迹的参数方程是22,2cos 222x y αα⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩(α为参数,44απ3π<<).考点119极坐标方程与参数方程的综合应用8.(2018北京文理)在极坐标系中,直线cos sin (0)a a ρθρθ+=>与圆=2cos ρθ相切,则a =___.【答案】1【解析】利用cos x ρθ=,sin y ρθ=,可得直线的方程为0x y a +-=,圆的方程为22(1)1x y -+=,所以圆心(1,0),半径1r =,由于直线与圆相切,故圆心到直线的距离等于半径,即1=,∴1a =或1,又0a >,∴1a =+.9.(2017北京文理)在极坐标系中,点A 在圆22cos 4sin 40ρρθρθ--+=上,点P 的坐标为(1,0)),则||AP 的最小值为___________.【答案】1【解析】圆的普通方程为222440x y x y +--+=,即22(1)(2)1x y -+-=.设圆心为(1,2)C ,所以min ||||211AP PC r =-=-=.10.(2017天津文理)在极坐标系中,直线4cos(106ρθπ-+=与圆2sin ρθ=的公共点的个数为_____.【答案】2【解析】直线的普通方程为210y ++=,圆的普通方程为22(1)1x y +-=,因为圆心到直线的距离314d =<,所以有两个交点.11.(2016北京文理)在极坐标系中,直线cos sin 10ρθθ-=与圆2cos ρθ=交于,A B 两点,则||AB =.【答案】2【解析】将cos sin 10ρθθ-=化为直角坐标方程为10x --=,将ρ=2cos θ化为直角坐标方程为22(1)1x y -+=,圆心坐标为(1,0),半径r=1,又(1,0)在直线10x -=上,所以|AB|=2r=2.12.(2015广东文理)已知直线l 的极坐标方程为2sin()24πρθ-=,点Α的极坐标为722,)4πA (,则点Α到直线l 的距离为.【答案】522【解析】由2sin()24πρθ-=得22(sin cos )22ρθθ´-=,所以1y x -=,故直线l 的直角坐标方程为10x y -+=,而点7(22,)4A π对应的直角坐标为(2,2)A -,所以点(2,2)A -到直线l :10x y -+=的距离为|221|5222++=.13.(2015安徽文理)在极坐标系中,圆8sin ρθ=上的点到直线()3R πθρ=∈距离的最大值是.【答案】6【解析】圆8sin ρθ=即28sin ρρθ=,化为直角坐标方程为22(4)16x y +-=,直线3πθ=,则tan 3θ=,化为直角坐标方程为30x y -=,圆心(0,4)到直线的距离为|4|24-=,所以圆上的点到直线距离的最大值为6.14.(2020全国Ⅰ文理21)在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为cos ,sin k kx t y t⎧=⎨=⎩(t 为参数).以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为4cos 16sin 30ρθρθ-+=.(1)当1k =时,1C 是什么曲线?(2)当4k =时,求1C 与2C 的公共点的直角坐标.【解析】(1)当1k =时,曲线1C 的参数方程为cos ,sin x t y t=⎧⎨=⎩(t 为参数),两式平方相加得221x y +=,∴曲线1C 表示以坐标原点为圆心,半径为1的圆.(2)当4k =时,曲线1C 的参数方程为44cos ,sin x t y t⎧=⎨=⎩(t 为参数),∴0,0x y ≥≥,曲线1C 的参数方程化为22cos (sin x tt y t==为参数),两式相加得曲线1C 方程为1x y +=,得1y x =-,平方得1,01,01y x x y=-+≤≤≤≤,曲线2C的极坐标方程为4cos16sin30ρθρθ-+=,曲线2C直角坐标方程为41630x y-+=,联立12,C C方程1,41630y xx y⎧=-+⎪⎨-+=⎪⎩,整理得12130x-=12=136=(舍去),11,44x y∴==,12,C C∴公共点的直角坐标为11(,)44.15.(2019全国1文理22)在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为2221141txttyt⎧-=⎪⎪+⎨⎪=⎪+⎩,(t为参数),以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程为2cos sin110ρθθ+=.(1)求C和l的直角坐标方程;(2)求C上的点到l距离的最小值.【解析】(1)因为221111tt--<≤+,且()22222222141211y t txt t⎛⎫-⎛⎫+=+=⎪⎪+⎝⎭⎝⎭+,所以C的直角坐标方程为221(1)4yx x+=≠-.l的直角坐标方程为2110x++=.(2)由(1)可设C的参数方程为cos,2sinxyαα=⎧⎨=⎩(α为参数,ππα-<<).C上的点到lπ4cos113α⎛⎫-+⎪=.当2π3α=-时,π4cos113α⎛⎫-+⎪⎝⎭取得最小值7,故C上的点到l.16.(2018全国Ⅰ文理)在直角坐标系xOy中,曲线1C的方程为||2y k x=+.以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C的极坐标方程为22cos30ρρθ+-=.(1)求2C的直角坐标方程;(2)若1C 与2C 有且仅有三个公共点,求1C 的方程.【解析】(1)由cos x ρθ=,sin y ρθ=得2C 的直角坐标方程为22(1)4x y ++=.(2)由(1)知2C 是圆心为(1,0)A -,半径为2的圆.由题设知,1C 是过点(0,2)B 且关于y 轴对称的两条射线.记y 轴右边的射线为1l ,y 轴左边的射线为2l .由于B 在圆2C 的外面,故1C 与2C 有且仅有三个公共点等价于1l 与2C 只有一个公共点且2l 与2C 有两个公共点,或2l 与2C 只有一个公共点且1l 与2C 有两个公共点.当1l 与2C 只有一个公共点时,A 到1l 所在直线的距离为22=,故43k =-或0k =.经检验,当0k =时,1l 与2C 没有公共点;当43k =-时,1l 与2C 只有一个公共点,2l 与2C 有两个公共点.当2l 与2C 只有一个公共点时,A 到2l 所在直线的距离为22=,故0k =或43k =.经检验,当0k =时,1l 与2C 没有公共点;当43k =时,2l 与2C 没有公共点.综上,所求1C 的方程为4||23y x =-+.17.(2018全国Ⅱ文理)在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为2cos ,4sin ,=⎧⎨=⎩x θy θ(θ为参数),直线l 的参数方程为1cos 2sin =+⎧⎨=+⎩x t αy t 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.【解析】(1)曲线C 的直角坐标方程为221416+=x y .当cos 0α≠时,l 的直角坐标方程为tan 2tan αα=⋅+-y x ;当cos 0α=时,l 的直角坐标方程为1=x .(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22(13cos )4(2cos sin )80ααα+++-=t t .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1t ,2t ,则120+=t t .又由①得1224(2cos sin )13cos ααα++=-+t t ,故2cos sin 0αα+=,于是直线l 的斜率tan 2α==-k .18.(2018江苏)在极坐标系中,直线l 的方程为πsin()26ρθ-=,曲线C 的方程为4cos ρθ=,求直线l 被曲线C 截得的弦长.【解析】因为曲线C 的极坐标方程为=4cos ρθ,所以曲线C 的圆心为(2,0),直径为4的圆.因为直线l 的极坐标方程为πsin()26ρθ-=,则直线l 过(4,0)A ,倾斜角为π6,所以A 为直线l 与圆C 的一个交点.设另一个交点为B ,则∠OAB=π6,连结OB ,因为OA 为直径,从而∠OBA=π2,所以π4cos 6AB ==.因此,直线l 被曲线C截得的弦长为.19.(2017全国Ⅰ文理)在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为3cos sin x y θθ=⎧⎨=⎩,(θ为参数),直线l 的参数方程为41x a ty t=+⎧⎨=-⎩(t 为参数).(1)若1a =-,求C 与l 的交点坐标;(2)若C 上的点到l,求a .【解析】(1)曲线C 的普通方程为2219x y +=.当1a =-时,直线l 的普通方程为430x y +-=.由2243019x y x y +-=⎧⎪⎨+=⎪⎩解得30x y =⎧⎨=⎩或21252425x y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,从而C 与l 的交点坐标为(3,0),2124(,2525-.(2)直线l 的普通方程为440x y a +--=,故C 上的点(3cos ,sin )θθ到l的距离为d =.当4a -≥时,d=,所以8a =;当4a <-时,d=16a =-.综上,8a =或16a =-.20.(2017全国Ⅱ文理)在直角坐标系xOy 中,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1C 的极坐标方程为cos 4ρθ=.(1)M 为曲线1C 上的动点,点P 在线段OM 上,且满足||||16OM OP ⋅=,求点P 的轨迹2C 的直角坐标方程;(2)设点A 的极坐标为(2,3π,点B 在曲线2C 上,求OAB ∆面积的最大值.【解析】(1)设P 的极坐标为(,)ρθ(0)ρ>,M 的极坐标为1(,)ρθ1(0)ρ>.由椭圆知||OP ρ=,14||cos OM ρθ==.由||||16OM OP ⋅=得2C 的极坐标方程4cos ρθ=(0)ρ>,因此2C 的直角坐标方程为22(2)4(0)x y x -+=≠.(2)设点B 的极坐标为(,)B ρα(0)B ρ>.由题设知||2OA =,4cos B ρα=,于是OAB ∆面积1||sin 2B S OA AOB ρ=⋅⋅∠4cos |sin()|3παα=-32|sin(2|32πα=--2+≤当12πα=-时,S取得最大值2+OAB ∆面积的最大值为2+.21.(2017全国Ⅲ文理)在直角坐标系xOy 中,直线1l 的参数方程为2x ty kt =+⎧⎨=⎩(t 为参数),直线2l 的参数方程为2x mm y k =-+⎧⎪⎨=⎪⎩(m 为参数).设1l 与2l 的交点为P ,当k 变化时,P 的轨迹为曲线C .(1)写出C 的普通方程;(2)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,设3l :(cos sin )ρθθ+-0=,M 为3l 与C 的交点,求M 的极径.【解析】(1)消去参数t 得1l 的普通方程():l y k x =-12,消去参数m 得2l 的普通方程():l y x k=+212.设(,)P x y ,由题设得()()y k x y x k ⎧=-⎪⎨=+⎪⎩212,消去k 得()x y y -=≠2240,所以C 的普通方程为()x y y -=≠2240.(2)C 的极坐标方程为()cos sin ρθθ-=2224(),θπθπ≠0<<2,联立()()cos sin cos sin ρθθρθθ⎧-=⎪⎨⎪⎩2224+得()cos sin cos sin θθθθ-=2+,故tan θ=-13,从而cos sin θθ2291=,=1010,代入()cos sin ρθθ222-=4得ρ2=5,所以交点M22.(2017江苏)在平面坐标系中xOy 中,已知直线l 的参考方程为82x tty =-+⎧⎪⎨=⎪⎩(t 为参数),曲线C 的参数方程为22x s y ⎧=⎪⎨=⎪⎩(s 为参数).设P 为曲线C 上的动点,求点P 到直线l 的距离的最小值.【解析】直线l 的普通方程为280x y -+=.因为点P 在曲线C上,设2(2,)P s ,从而点P 到直线l的的距离22d ==s =min 455d =.因此当点P 的坐标为(4,4)时,曲线C 上点P 到直线l的距离取到最小值5.23.(2016全国I 文理)在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为cos 1sin x a ty a t =⎧⎨=+⎩(t 为参数,a >0).在以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线2C :4cos ρθ=.(I)说明1C 是哪种曲线,并将1C 的方程化为极坐标方程;(II)直线3C 的极坐标方程为0=a θ,其中0a 满足0tan =2a ,若曲线1C 与2C 的公共点都在3C 上,求a .【解析】(1)cos 1sin x a t y a t=⎧⎨=+⎩(t 均为参数),∴()2221x y a +-=①∴1C 为以()01,为圆心,a 为半径的圆.方程为222210x y y a +-+-=.∵222sin x y y ρρθ+==,,∴222sin 10a ρρθ-+-=,即为1C 的极坐标方程.(2)24cos C ρθ=:,两边同乘ρ得22224cos cos x y x ρρθρρθ==+= ,,224x y x ∴+=,即()2224x y -+=②3C :化为普通方程为2y x =,由题意:1C 和2C 的公共方程所在直线即为3C ,①—②得:24210x y a -+-=,即为3C ,∴210a -=,∴1a =.24.(2016全国II 文理)在直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为()22625x y ++=.(I)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求C 的极坐标方程;(II)直线l 的参数方程是cos sin x t y t αα=⎧⎨=⎩(t 为参数),l 与C 交于A 、B 两点,10AB =,求l 的斜率.【解析】(Ⅰ)整理圆的方程得2212110x y +++=,由222cos sin x y x y ρρθρθ⎧=+⎪=⎨⎪=⎩可知圆C 的极坐标方程为212cos 110ρρθ++=.(Ⅱ)记直线的斜率为k ,则直线的方程为0kx y -=,由垂径定理及点到直线距离公式知:226102521kk ⎛⎫-=- ⎪ ⎪+⎝⎭,即22369014k k =+,整理得253k =,则153k =±.25.(2016全国III 文理)在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为3cos sin x y αα⎧=⎪⎨=⎪⎩(α为参数),以坐标原点为极点,以x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为sin()224ρθπ+=.(Ⅰ)写出1C 的普通方程和2C 的直角坐标方程;(Ⅱ)设点P 在1C 上,点Q 在2C 上,求||PQ 的最小值及此时P 的直角坐标.【解析】(Ⅰ)1C 的普通方程为2213x y +=,2C 的直角坐标方程为40x y +-=.(Ⅱ)由题意,可设点P 的直角坐标为3,sin )αα,因为2C 是直线,所以||PQ 的最小值,即为P 到2C的距离()d α的最小值,|3cos sin 4|()2|sin()2|32d ααπαα+-==+-.当且仅当2()6k k Z παπ=+∈时,()d α2,此时P 的直角坐标为31(,)22.26.(2016江苏)在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为()11,23,2x t t y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩为参数,椭圆C 的参数方程为()cos ,2sin ,x y θθθ=⎧⎨=⎩为参数,设直线l 与椭圆C 相交于,A B 两点,求线段AB 的长.【解析】椭圆C 的普通方程为2214y x +=,将直线l 的参数方程11232x t y t⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,代入2214y x +=,得223()12(1)124t ++=,即27160t t +=,解得10t =,2167t =-,所以1216||7AB t t =-=.27.(2015全国Ⅰ文理)在直角坐标系xOy 中,直线1C :2x =-,圆2C :22(1)(2)1x y -+-=,以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.(Ⅰ)求1C ,2C 的极坐标方程;(Ⅱ)若直线3C 的极坐标方程为()4R πθρ=∈,设2C 与3C 的交点为M ,N ,求2C MN ∆的面积.【解析】(Ⅰ)因为cos ,sin x y ρθρθ==,∴1C 的极坐标方程为cos 2ρθ=-,2C 的极坐标方程为22cos 4sin 40ρρθρθ--+=.(Ⅱ)将=4πθ代入22cos 4sin 40ρρθρθ--+=,得23240ρρ-+=,解得1ρ=222ρ2,|MN|=1ρ-2ρ2,因为2C 的半径为1,则2C MN 的面积o121sin 452⨯=12.28.(2015全国Ⅱ文理)在直角坐标系xOy 中,曲线1C :cos ,sin ,x t y t αα=⎧⎨=⎩(t 为参数,t ≠0)其中0απ<≤,在以O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线2C :2sin ρθ=,3C :23ρθ=.(Ⅰ)求2C 与3C 交点的直角坐标;(Ⅱ)若1C 与2C 相交于点A ,1C 与3C 相交于点B ,求||AB 的最大值.【解析】(Ⅰ)曲线2C 的直角坐标方程为2220x y y +-=,曲线3C的直角坐标方程为220x y +-=.联立222220,0,x y y x y ⎧+-=⎪⎨+-=⎪⎩解得0,0,x y =⎧⎨=⎩或3,23,2x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩所以2C 与1C 交点的直角坐标为(0,0)和33,22.(Ⅱ)曲线1C 的极坐标方程为(,0)R θαρρ=∈≠,其中0απ≤<.因此A 得到极坐标为(2sin ,)αα,B的极坐标为,)αα.所以2sin AB αα=-4in(3s πα=-,当56πα=时,AB 取得最大值,最大值为4.29.(2015江苏)已知圆C的极坐标方程为2sin(404πρθ+--=,求圆C 的半径.【解析】以极坐标系的极点为平面直角坐标系的原点O ,以极轴为x 轴的正半轴,建立直角坐标系xoy .圆C的极坐标方程为2sin cos 4022ρθθ⎛⎫+--= ⎪ ⎪⎝⎭,化简,得22sin 2cos 40ρρθρθ+--=.则圆C 的直角坐标方程为222240x y x y +-+-=,即()()22116x y -++=,所以圆C.30.(2015陕西文理)在直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为13232x t y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数).以原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,⊙C的极坐标方程为ρθ=.(Ⅰ)写出⊙C 的直角坐标方程;(Ⅱ)P 为直线l 上一动点,当P 到圆心C 的距离最小时,求P 的直角坐标.【解析】(Ⅰ)由2,sin ρθρθ==得,从而有(2222+,+3x y x y =-=所以.(Ⅱ)设13(3t,t),22P +又,则|PC |==,故当t =0时,|PC |取最小值,此时P 点的直角坐标为(3,0).31.(2014全国Ⅰ文理)已知曲线C :22149x y +=,直线l :222x t y t=+⎧⎨=-⎩(t 为参数).(Ⅰ)写出曲线C 的参数方程,直线l 的普通方程;(Ⅱ)过曲线C 上任一点P 作与l 夹角为o30的直线,交l 于点A ,求||PA 的最大值与最小值.【解析】2cos .().3sin .x y θθθ=⎧⎨=⎩(I)曲线C的参数方程为为参数60.l x y +-=直线的普通方程为2……5分(Ⅱ)cos sin l θθ曲线C上任意一点P(2.3)到的距离为3sin 6.d θθ=+-4)6,tan .sin 303d PA θααα==+-=︒则其中为锐角,且sin 5PA θα当(+)=-1时,取得最大值,最大值为25sin()1.5PA θα+=当时,取得最小值,最小值为32.(2014全国Ⅱ文理)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2cos ρθ=,0,2πθ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦.(Ⅰ)求C 的参数方程;(Ⅱ)设点D 在C 上,C 在D 处的切线与直线:2l y =+垂直,根据(Ⅰ)中你得到的参数方程,确定D 的坐标.【解析】(I)C 的普通方程为22(1)1(01)x y y -+=≤≤,可得C 的参数方程为1cos ,sin ,x t y t =+⎧⎨=⎩(t 为参数,0t x ≤≤).(Ⅱ)设D (1cos ,sin )t t +.由(I)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t 垂直,所以直线GD 与t 的斜率相同,tan 3t t π==.故D 的直角坐标为(1cos,sin 33ππ+,即33(,22.33.(2013全国Ⅰ文理)已知曲线1C 的参数方程为45cos 55sin x ty t=+⎧⎨=+⎩(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2C 的极坐标方程为2sin ρθ=.(Ⅰ)把1C 的参数方程化为极坐标方程;(Ⅱ)求1C 与2C 交点的极坐标(0ρ≥,02θπ≤≤).【解析】将45cos 55sin x t y t =+⎧⎨=+⎩消去参数t ,化为普通方程22(4)(5)25x y -+-=,即1C :22810160x y x y +--+=,将cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩代入22810160x y x y +--+=得,28cos 10sin 160ρρθρθ--+=,∴1C 的极坐标方程为28cos 10sin 160ρρθρθ--+=.(Ⅱ)2C 的普通方程为2220x y y +-=,由222281016020x y x y x y y ⎧+--+=⎪⎨+-=⎪⎩解得11x y =⎧⎨=⎩或02x y =⎧⎨=⎩,∴1C 与2C 的交点的极坐标分别为4π),(2,2π.34.(2013全国Ⅱ文理)已知动点P ,Q 都在曲线C :()2cos 2sin x y βββ=⎧⎨=⎩为参数上,对应参数分别为βα=与2βα=(02απ<<)M 为PQ 的中点.(Ⅰ)求M 的轨迹的参数方程(Ⅱ)将M 到坐标原点的距离d 表示为α的函数,并判断M 的轨迹是否过坐标原点.【解析】(Ⅰ)由题意有()()2cos ,2sin ,2cos 2,2sin 2,P Q αααα因此()cos cos 2,sin sin 2M αααα++,M 的轨迹的参数方程为cos cos 2,sin sin 2,x y αααα=+⎧⎨=+⎩(02απ<<).(Ⅱ)M 点到坐标原点的距离d ==(02απ<<),当απ=时,0d =,故M 的轨迹过坐标原点.35.(2012全国文理)已知曲线1C 的参数方程是⎩⎨⎧==ϕϕsin 3cos 2y x (ϕ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2C 的极坐标方程是2=ρ.正方形ABCD 的顶点都在2C 上,且A 、B 、C 、D 依逆时针次序排列,点A 的极坐标为)3,2(π.(Ⅰ)求点A 、B 、C 、D 的直角坐标;(Ⅱ)设P 为1C 上任意一点,求2222||||||||PD PC PB P A +++的取值范围.【解析】(1)点,,,A B C D 的极坐标为5411(2,),(2,),(2,),(2,)3636ππππ,点,,,A B C D 的直角坐标为(1,3),(3,1),(1,3),(3,1)----.(2)设00(,)P x y ;则002cos ()3sin x y ϕϕϕ=⎧⎨=⎩为参数,222222004416t PA PB PC PD x y =+++=++23220sin [32,52]ϕ=+∈.36.(2011全国文理)在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为2cos 22sin x y αα=⎧⎨=+⎩(α为参数),M 是1C 上的动点,P 点满足2OP OM =uuu v uuuv,P 点的轨迹为曲线2C (Ⅰ)求2C 的方程(Ⅱ)在以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线3πθ=与1C 的异于极点的交点为A ,与2C 的异于极点的交点为B ,求AB .【解析】(I)设(,)P x y ,则由条件知M(,22x y).由于M 点在1C 上,所以2cos 222sin 2xy αα⎧=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩,即4cos 44sin x y αα=⎧⎨=+⎩,从而2C 的参数方程为4cos 44sin x y αα=⎧⎨=+⎩(α为参数),(Ⅱ)曲线1C 的极坐标方程为4sin ρθ=,曲线2C 的极坐标方程为8sin ρθ=.射线3πθ=与1C 的交点A 的极径为14sin 3πρ=,射线3πθ=与2C 的交点B 的极径为28sin 3πρ=.所以21||||23AB ρρ-==。
备战2023年高考数学母题题源解密(全国通用):坐标系与参数方程(解析版)
专题18坐标系与参数方程-备战2023年高考数学母题题源解密(全国通用)考向一极坐标与参数方程【母题来源】2022年高考浙江卷【母题题文】在直角坐标系xOy 中,曲线1C的参数方程为26t x y(t 为参数),曲线2C的参数方程为26s x y(s 为参数).(1)写出1C 的普通方程;(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3C 的极坐标方程为2cos sin 0 ,求3C 与1C 交点的直角坐标,及3C 与2C交点的直角坐标.【试题解析】【小问1详解】因为26t x,y ,所以226y x ,即1C 的普通方程为 2620y x y .【小问2详解】因为2,6sx y,所以262x y ,即2C 的普通方程为 2620y x y ,由2cos sin 02cos sin 0 ,即3C 的普通方程为20x y .联立 262020y x y x y ,解得:121x y或12x y,即交点坐标为1,12 , 1,2;联立 262020y x y x y ,解得:121x y或12x y,即交点坐标为1,12 , 1,2 .【命题意图】本题考查极坐标、参数方程与直角坐标的互化,属于较为简单题目.【命题方向】这类试题在考查题型上以解答题的形式出现.试题难度不大,多为低档题,是历年高考的热点,考查学生的基本运算能力.常见的命题角度有:(1)极坐标与直角坐标互化;(2)参数方程与直角坐标互化;(3)直线参数方程中参数的几何意义.【得分要点】(1)运用极坐标,借助极径的几何意义;(2)参数方程与直角方程的互化,借助直线的参数的几何意义;1.(2022·四川成都·模拟预测(理))在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为1cos 1sin x t y t(t 为参数, 为常数且2),在以原点O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 的极坐标方程为:22sin 40 .(1)求直线l 的直角坐标方程和曲线C 的普通方程;(2)点(1,1)P ,直线l 与曲线C 交于两点,若2PA PB ,求直线l 的斜率.【答案】(1)tan (1)1y x ;22240x y y (2)±1【解析】【分析】(1)消参可以把参数方程转化为普通方程,根据极坐标和直角坐标的转化,可将极坐标方程化成直角坐标方程.(2)根据直线的标准参数方程的几何意义以及韦达定理即可求解cos 2,进而可求tan .(1)1cos 1sin x t y ttan 11y x ,2222sin 40240x y y ;(2)将1cos 1sin x t y t代入22240x y y 得22cos 40t t ,12122cos 4t t t t ,因为点P 在圆内,故,A B 在点P 两侧,由题意知,122t t ,因此122152t t t t ,即21212()12t t t t ,故2(2cos )142 ,解得2cos 2,进而tan 1k 因此斜率为±1.2.(2022·河南安阳·模拟预测(文))在直角坐标系xOy 中,1C 的圆心为 11,1C为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,2C的极坐标方程为 .(1)求1C 的极坐标方程,判断1C ,2C 的位置关系;(2)求经过曲线1C ,2C 交点的直线的斜率.【答案】(1)2cos 2sin r q q ,1C ,2C 相交1【解析】【分析】(1)先求解1C 的标准方程,再根据直角坐标与极坐标的转换求解1C 的极坐标方程,再根据2C 的直角坐标方程,分析1C ,2C 圆心之间的距离与半径之和差的关系判断即可;(2)根据1C ,2C 均过极点,联立极坐标方程,求解tan 即可(1)由题意,1C 的标准方程为 22112x y ,即22220x y x y ,故1C 的极坐标方程为22cos 2sin ,即2cos 2sin r q q ,又,2C的极坐标方程为2cos,即22x y,222x y .因为12C C1C ,2C 半径相等,半径和为122C C 1C ,2C 相交.故1C 的极坐标方程2cos 2sin r q q ,1C ,2C 相交.(2)由(1)1C :2cos 2sin r q q,2C :均经过极点且相交,联立2cos 2sin有2cos 2sin ,显然cos0 ,故22tan,即tan 1 ,即经过曲线1C ,2C 交点13.(2023·四川·成都七中模拟预测(理))在直角坐标系xOy 中,倾斜角为的直线l 的参数方程为:2cos sin x t y t,(t 为参数),在以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 的极坐标方程为22cos 8 .(1)求直线l 的普通方程与曲线C 的直角坐标方程;(2)若直线l 与曲线C 交于A B ,两点,且AB l 的倾斜角.【答案】(1)当π2时,直线l 的普通方程为2x ;当π2 时,直线l 的普通方程为 tan 2y x ;22280x y x (2)π6或π2【解析】【分析】(1)因为直线l 的参数方程为2cossin x t y t(t 为参数),讨论π2 和π2 时,消去参数t ,即可求出直线l 的普通方程,因为222x y ,cos x 即可求出曲线C 的直角坐标方程.(2)将直线l 的参数方程代入曲线C 的方程整理,22cos 50t t .因为0 ,可设该方程的两个根为2,l t t ,所以12AB t t l 的倾斜角.(1)因为直线l 的参数方程为2cossin x t y t(t 为参数),当π2时,直线l 的普通方程为2x .当π2时,直线l 的普通方程为 tan 2y x .因为222x y ,cos x ,因为22cos 8 ,所以2228x y x .所以C 的直角坐标方程为22280x y x .(2)曲线C 的直角坐标方程为22280x y x ,将直线l 的参数方程代入曲线C 的方程整理,得22cos 50t t .因为22cos 200 ,可设该方程的两个根为2,l t t ,则22cos l t t ,25l t t .所以12AB t t整理得2cos 3,故π2sin 6因为0π ,所以ππ63 或π2π63,解得或π6或π2,综上所述,直线l 的倾斜角为π6或π2.4.(2022·青海·海东市第一中学模拟预测(理))在直角坐标系xOy 中,已知曲线1C 的参数方程为x y t (t 为参数).曲线2C 的参数方程为4cos 4sin x y(θ为参数),以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系.(1)求曲线1C ,2C 的极坐标方程;(2)若曲线1C ,2C 的交点为A ,B ,已知1P,求PA PB .【答案】(1)1:C πsin 06(或5π6 ,R ),2:C ρ=4.(2)12【解析】【分析】(1)利用消参法进行化简曲线方程,然后通过公式将曲线的普通方程转化成极坐标方程;(2)利用直线的极坐标方程,结合参数的几何意义,联立曲线普通方程进行计算即可.(1)由曲线1:x C y t(t 为参数),消去参数t 得0x,化成极坐标方程得cos sin 0 .化简极坐标方程为πsin 06(或5π6 ,R ).曲线24cos :4sin x C y(θ为参数)消去参数θ得2216x y .化简极坐标方程为ρ=4.(2)由已知得P 在曲线1C 上,将曲线1C化为标准参数方程112x y(t 为参数)代入2C 的直角坐标方程2216x y,得2211162t,即24120t t ,即A ,B 所对应的参数分别为1t ,2t ,所以121212PA PB t t t t .5.(2022·内蒙古·海拉尔第二中学模拟预测(文))在平面直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为1cos 1sin x t y t(其中 为直线的倾斜角,t 为参数),在以为O 极点,x 轴的非负半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 的极坐标方程为2sin 4cos 0.(1)当直线l 的斜率k =2时,求曲线C 上的点A 与直线l 上的点B 间的最小距离;(2)如果直线l 与曲线C 有两个不同交点,求直线l 的斜率k 的取值范围.【答案】(2) 【解析】【分析】(1)利用极坐标与平面直角坐标互化公式得到曲线C 的平面直角坐标方程为24y x ,设出曲线上点2,A s s ,求出直线方程230x y ,利用点到直线距离公式,得到曲线C 上的点A 与直线l 上的点B 间的最小距离;(2)直线l 的普通方程为: 11y k x ,与曲线C :24y x 联立消去x 后用根的判别式得到不等式,求出斜率k .(1)2sin 4cos 0 两边同乘以 得:22sin 4cos 0 ,所以曲线C 的平面直角坐标方程为24y x ,设曲线上的一点坐标为 2,2A s s ,当直线l 的斜率k =2时,直线方程为 121y x ,即230x y ,则A点到直线距离为d 当12s 时,d,故曲线C 上的点A 与直线l 上的点B;(2)直线l 的普通方程为: 110y k x k ,与曲线C :24y x 联立得:24440y y k k,由0得:112k或112k ,解得:11(,0))22k 6.(2022·全国·模拟预测(文))在直角坐标系xOy 中,以坐标原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为2cos 36,圆C 的极坐标方程为2sin .(1)求C 的参数方程;(2)判断l 与C 的位置关系.【答案】(1)cos 1sin x y( 为参数)(2)直线l 与圆C 相切.【解析】【分析】(1)先将圆C 的极坐标方程转化为直角坐标方程,求出圆心及半径,再转化为参数方程即可;(2)将直线l 的极坐标方程转化为直角坐标方程,利用圆心到直线的距离判断直线l 与圆C 的位置关系即可.(1)解:因为圆C 的极坐标方程为2sin ,则22sin ,则其直角坐标方程为222x y y ,即22(1)1y x ,圆心为(0,1),半径为1,则圆C 的参数方程为cos 1sin x y( 为参数).(2)解:因为直线l 的极坐标方程为2cos 36,则2cos cos sin sin 3066cos sin 30 ,所以直线l30y ,由(1)得圆C 的直角坐标方程为22(1)1y x ,圆心为(0,1),半径为1,则圆心(0,1)到直线l1 ,故直线l 与圆C 相切.7.(2022·河南·开封市东信学校模拟预测(理))在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为2,2x t y t(t为参数),以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为cos sin 20 .(1)求曲线C 的普通方程和直线l 的直角坐标方程;(2)若直线l 与曲线C 交于P ,Q 两点,且点(0,2)M ,求11||||MP MQ 的值.【答案】(1)曲线2:2C y x ;直线:20 l x y(2)4【解析】【分析】(1)消去参数t 即可得C 的普通方程,并用极坐标与直角坐标互化即可得直线的普通方程;(2)写出直线l 参数方程的标准形式,再与C 的普通方程联立,借助参数的几何意义得解.(1)曲线C 的参数方程为2,2x t y t(t 为参数),转化为直角坐标方程为22yx,可得22y x ;直线l 的极坐标方程为cos sin 20 ,转化为直角坐标方程为20x y ;(2)把直线l的方程换成参数方程,得,22x t y(t 为参数),代入22y x .得2202t t,∴1212,22t t t t ,显然12,t t 异号.由12||,||MP t MQ t ,∴12121212121111||||4t t t t MP MQ t t t t t t.8.(2022·四川·成都市锦江区嘉祥外国语高级中学模拟预测(理))在平面直角坐标系xOy 中,以坐标原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系(取相同的单位长度),曲线1C 的极坐标方程为4cos,曲线2C的参数方程为2222x y(t 为参数),曲线1C ,2C 相交于A 、B 两点,曲线3C 经过伸缩变换22x x y y 后得到曲线1C .(1)求曲线1C 的普通方程和线段AB 的长度;(2)设点P 是曲线3C 上的一个动点,求PAB △的面积的最小值.【答案】(1)22(2)4x y,AB(2)4【解析】【分析】(1)利用极坐标与直角坐标的互化公式可求出1C 的普通方程,求出2C 的普通方程,然后求出圆心到直线的距离,再由圆心距,弦和半径的关系可求出AB 的长度,(2)由伸缩变换可求出曲线3C 的方程为2214x y ,设点 2cos ,sin P ,求出点P 到直线AB 的距离,化简后利用三角函数的性质可求出其最小值,从而可求出PAB △的面积的最小值(1)由4cos ,得24cos ,又222x y ,cos x ,所以22(2)4x y .由2222x y(t 为参数),消去参数得4x y ,1C 的圆心为(2,0),半径为2,则圆心到直线4x y的距离为d ,所以AB (2)曲线3C 经过伸缩变换22x x y y后得到曲线1C ,则 222224 x y ,即曲线3C 的方程为2214x y ,设点 2cos ,sin P ,则点P 到直线AB的距离为dsincos ,故当 sin 1 时,d取得最小值,且min d,因此,当点P 到直线AB 的距离最小时,PAB △的面积也最小,所以PAB△的面积的最小值为min 11422AB d .9.(2022·全国·模拟预测(理))在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程是11cos 221sin 2x y( 为参数).以原点O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为1() R .(1)求曲线1C 和曲线2C 除极点外的交点的极坐标(02π) ;(2)若A ,B 分别为曲线1C 和2C 上的异于极点O 的两点,且OA OB ,求OAB 面积的最大值.【答案】(1) 1,0,14π,231【解析】【分析】(1)求出曲线1C 的普通方程,进而求出极坐标方程,与2C 的极坐标方程联立,求出曲线1C 和曲线2C 除极点外的交点的极坐标;(2)设出,A B 两点的极坐标方程,表达出OAB 的面积,利用三角函数的有界性求出最大值.(1)曲线1C 的普通方程为221124x y,化为极坐标方程为: 2211cos sin 24,化简得到:cos ,与1() R 联立,得:cos 1sin ,即π1cos 32,因为02π ,所以ππ7π333,所以π5π33 ,或ππ33 ,解得:14π3或20 ,当4π3时,此时4π1cos 32 ,当0 时,此时cos 01所以曲线1C 和曲线2C 除极点外的交点的极坐标为 1,0与14π,23;(2)因为OA OB ,①设 ππcos ,,1,22A B,则2πcos 1sin cos 1cos cos cos 2OAB S2cos因为 cos 1,1 ,所以当cos 1 时,OAB 31 ;②设ππcos ,,1,22A B,则2πcos 1cos 1cos 2OAB S2cos 612 ,因为 cos 1,1,所以当cosOAB1 OAB1.10.(2022·吉林市教育学院模拟预测(理))以等边三角形的每个顶点为圆心,以其边长为半径,在另两个顶点间作一段圆弧,三段圆弧围成的曲边三角形被称为勒洛三角形,如图,在极坐标系Ox 中,曲边三角形OPQ 为勒洛三角形,且π2,6P,π2,6Q,以极点O 为直角坐标原点,极轴Ox 为x 轴正半轴建立平面直角坐标系xOy ,曲线1C的参数方程为112x y t(t 为参数).(1)求 PQ的极坐标方程和 OQ 所在圆2C 的直角坐标方程;(2)已知点M 的直角坐标为 0,1 ,曲线1C 和圆2C 相交于A ,B 两点,求11||||MA MB .【答案】(1)ππ2,,66;222:((1)4 C x y (2)3【解析】【分析】(1)由已知,可根据题意直接写出 PQ的极坐标方程,并标注范围,然后求解出点P 的直角坐标,写出 OQ 所在圆的直角坐标方程即可;(2)由已知,设A ,B 对应的参数分别为12,t t ,将曲线1C 的参数方程带入圆2C ,并根据根与系数关系,求解11||||MA MB 即可.(1)因为π2,6P ,π2,6Q,所以 PQ 的极坐标方程:ππ2,,66 ,因为点P的直角坐标是1) ,所以 OQ所在圆的直角坐标方程为222:((1)4 C x y .(注: PQ的极坐标方程不标明 的取值范围或写错扣1分)(2)设A ,B 对应的参数分别为12,t t ,将112x y t代入22((1)4x y 得:2310,0 t t 所以12123,1t t t t 因为120t t ,由t 的几何意义得:121212*********|||| t t MA MB t t t t t t。
高考数学压轴专题2020-2021备战高考《坐标系与参数方程》分类汇编含答案解析
数学高考《坐标系与参数方程》试题含答案一、131.已知曲线Γ的参数方程为(3cos ln x t t t y t ⎧=-⎪⎨=⎪⎩其中参数t R ∈,,则曲线Γ( ) A .关于x 轴对称 B .关于y 轴对称C .关于原点对称D .没有对称轴【答案】C 【解析】 【分析】设()x f t =,()y g t = t R ∈,首先判断这两个函数都是奇函数,然后再判断函数关于原点对称. 【详解】设()x f t =,()y g t = t R ∈()()()()()333cos cos cos f t t t t t t t t t t x -=----=-+=--=-,()x f t ∴=是奇函数, ()()((ln ln g t g t t t -+=-+++((ln ln ln10t t =-+== ,()y g t ∴=也是奇函数,设点()()(),P f t g t 在函数图象上,那么关于原点的对称点是()()(),Q f t g t --,()f t Q 和()g t 都是奇函数,所以点Q 的坐标是()()(),Q f t g t --,可知点Q 在曲线上,∴ 函数图象关于原点对称.故选:C 【点睛】本题考查函数图象和性质的综合应用,意在考查转化与计算能力,属于中档题型.2.椭圆3cos (4sin x y θθθ=⎧⎨=⎩为参数)的离心率是( )A .4B .3C .2D .5【答案】A 【解析】【分析】先求出椭圆的普通方程,再求其离心率得解. 【详解】椭圆3cos 4sin x y θθ=⎧⎨=⎩的标准方程为221916x y +=,所以.所以e . 故答案为A 【点睛】(1) 本题主要考查参数方程和普通方程的互化,考查椭圆的简单几何性质,意在考查学生对这些知识的掌握水平和分析推理计算能力. (2)在椭圆中,222,.c c a b e a=-=3.已知圆的参数方程2cos 2sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ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,直线的极坐标方程为3490cos sin ραρα--=,则直线与圆的位置关系是( ) A .相切 B .相离C .直线过圆心D .相交但直线不过圆心 【答案】D 【解析】 【分析】分别计算圆和直线的普通方程,根据圆心到直线的距离判断位置关系. 【详解】 圆的参数方程2cos 2sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数)224x y ⇒+=直线的极坐标方程为34903490cos sin x y ραρα--=⇐--= 圆心到直线的距离为:925d r =<=相交 圆心坐标代入直线不满足,所以直线不过圆心. 故答案选D 【点睛】本题考查了参数方程,极坐标方程,直线和圆心的位置关系,综合性较强,意在考查学生的综合应用能力.4.已知直线1:1x t l y at =+⎧⎨=+⎩(t 为参数)与曲线221613sin ρθ=+的相交弦中点坐标为(1,1),则a 等于( )A .14-B .14C .12-D .12【答案】A 【解析】 【分析】根据参数方程与普通方程的互化,得直线l 的普通方程为1=-+y ax a ,由极坐标与直角坐标的互化,得曲线C 普通方程为221164x y +=,再利用“平方差”法,即可求解.【详解】 由直线1:1x tl y at=+⎧⎨=+⎩(t 为参数),可得直线l 的普通方程为1=-+y ax a ,由曲线221613sin ρθ=+,可得曲线C 普通方程为221164x y +=, 设直线l 与椭圆C 的交点为()11,A x y ,()22,B x y ,则22111164x y +=,2221164x y +=,两式相减,可得1212121214y y y y x x x x -+⋅=--+. 所以1212114y y x x -⋅=--,即直线l 的斜率为14-,所以a =14-,故选A .【点睛】本题主要考查了参数方程与普通方程、极坐标方程与直角坐标方程的互化,以及中点弦问题的应用,其中解答中熟记互化公式,合理应用中点弦的“平方差”法是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.5.在平面直角坐标系xOy 中,曲线C的参数方程为sin x y θθ⎧=⎪⎨=⎪⎩(θ为参数),直线l的方程为4x y +=,则曲线C 上的点到直线l 的距离的最小值是( ) ABC .1D .2【答案】B 【解析】 【分析】设曲线C上任意一点的坐标为),sin θθ,利用点到直线的距离公式结合辅助角公式可得出曲线C 上的点到直线l 的距离的最小值. 【详解】设曲线C上任意一点的坐标为),sin θθ,所以,曲线C上的一点到直线l的距离为d==42sinπθ⎛⎫-+⎪=当()232k k Zππθπ+=+∈时,d取最小值,且mind== B.【点睛】本题考查椭圆参数方程的应用,考查椭圆上的点到直线距离的最值问题,解题时可将椭圆上的点用参数方程表示,利用三角恒等变换思想求解,考查运算求解能力,属于中等题.6.已知曲线T的参数方程1xky⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(k为参数),则其普通方程是()A.221x y+=B.()2210x y x+=≠C.xyx⎧>⎪=⎨<⎪⎩D.y=0x≠)【答案】C【解析】【分析】由已知1xk=得1kx=代入另一个式子即可消去参数k,要注意分类讨论。
高考数学压轴专题晋城备战高考《坐标系与参数方程》真题汇编含答案解析
新数学《坐标系与参数方程》高考复习知识点一、131.如图,扇形的半径为1,圆心角150BAC ∠=︒,点P 在弧BC 上运动,AP mAB nAC =+u u u v u u u v u u u v,则3m n -的最大值是()A .1B .3C .2D .23【答案】C 【解析】 【分析】以A 为原点可建立坐标系,设()cos ,sin P θθ,0150θ≤≤o o;根据AP mAB nAC=+u u u v u u u v u u u v 可求得cos 3sin 2sin m n θθθ⎧=+⎪⎨=⎪⎩,从而得到()32sin 60m n θ-=+o,利用三角函数值域求解方法可求得结果. 【详解】以AB 为x 轴,以A 为原点,建立坐标系,如下图所示:设()cos ,sin P θθ,0150θ≤≤o o ,则()0,0A ,()10B ,,31,22C ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭()cos ,sin AP θθ∴=u u u v ,()1,0AB =u u u v ,3122AC ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭u u u vAP mAB nAC =+u u u v u u u v u u u v Q 3cos 21sin 2m n nθθ⎧=-⎪⎪∴⎨⎪=⎪⎩,解得:cos 32sin m n θθθ⎧=⎪⎨=⎪⎩ ()33sin 2sin 60m n θθθ∴-=+=+o0150θ≤≤o o Q 6060210θ∴≤+≤o o o ()1sin 6012θ∴-≤+≤o132m n ∴-≤-≤,即3m n -的最大值为2本题正确选项:C 【点睛】本题考查利用圆的参数方程求解最值的问题,关键是能够建立坐标系,利用圆的参数方程将问题转化为三角函数最值的求解问题.2.点(,)ρθ满足223cos 2sin 6cos ρθρθθ+=,则2ρ的最大值为( ) A .72B .4C .92D .5【答案】B 【解析】 【分析】将223cos 2sin 6cos ρθρθθ+=化成直角坐标方程,则2ρ的最大值为22xy + 的最大值。
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2011-2017年全国卷Ⅰ文科数学汇编之坐标系与参数方程(附答案)一、解答题【2017,22】在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为3cos ,sin ,x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数),直线l 的参数方程为4,1,x a t y t =+⎧⎨=-⎩(t 为参数).(1)若1a =-,求C 与l 的交点坐标;(2)若C 上的点到l a .【2016,23】在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为⎩⎨⎧+==,sin 1,cos t a y t a x t (为参数,)0>a .在以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线θρcos 4:2=C .(Ⅰ)说明1C 是哪一种曲线,并将1C 的方程化为极坐标方程;(Ⅱ)直线3C 的极坐标方程为0αθ=,其中0α满足2tan 0=α,若曲线1C 与2C 的公共点都在3C 上,求a .【2015,23】在直角坐标系xOy 中,直线1C :x =-2,圆2C :()()22121x y -+-=,以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.(I )求1C ,2C 的极坐标方程; (II )若直线3C 的极坐标方程为()4R πθρ=∈,设2C 与3C 的交点为M ,N ,求2C MN ∆的面积.【2014,23】已知曲线C :22149x y +=,直线l :222x t y t =+⎧⎨=-⎩(t 为参数). (Ⅰ)写出曲线C 的参数方程,直线l 的普通方程;(Ⅱ)过曲线C 上任一点P 作与l 夹角为o 30的直线,交l 于点A ,求||PA 的最大值与最小值.【2013,23】已知曲线C 1的参数方程为45cos ,55sin x t y t =+⎧⎨=+⎩(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 2的极坐标方程为ρ=2sin θ.(1)把C 1的参数方程化为极坐标方程;(2)求C 1与C 2交点的极坐标(ρ≥0,0≤θ<2π).【2012,23】已知曲线1C 的参数方程为⎩⎨⎧==ϕϕsin 3cos 2y x (ϕ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2C 的极坐标方程是2=ρ。
正方形ABCD 的顶点都在2C 上,且A ,B ,C ,D 依逆时针次序排列,点A 的极坐标为(2,3π)。
(1)求点A ,B ,C ,D 的直角坐标;(2)设P 为1C 上任意一点,求2222||||||||PD PC PB PA +++的取值范围。
【2011,23】在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为2cos 22sin x y αα=⎧⎨=+⎩(α为参数)M 是C 1上的动点,P 点满足2OP OM =,P 点的轨迹为曲线C 2(Ⅰ)求C 2的方程;(Ⅱ)在以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线3πθ=与C 1的异于极点的交点为A ,与C 2的异于极点的交点为B ,求AB .解 析一、解答题【2017,22】在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为3cos ,sin ,x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数),直线l 的参数方程为4,1,x a t y t =+⎧⎨=-⎩(t 为参数). (1)若1a =-,求C 与l 的交点坐标;(2)若C 上的点到la .【解析】(1)1a =-时,直线l 的方程为430x y +-=.曲线C 的标准方程是2219x y +=,联立方程2243019x y x y +-=⎧⎪⎨+=⎪⎩,解得:30x y =⎧⎨=⎩或21252425x y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,则C 与l 交点坐标是()30,和21242525⎛⎫- ⎪⎝⎭, (2)直线l 一般式方程是440x y a +--=.设曲线C 上点()3cos sin p θθ,. 则P 到l距离d ==,其中3tan4ϕ=. 依题意得:max d =,解得16a =-或8a =.【2016,23】在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为⎩⎨⎧+==,sin 1,cos t a y t a x t (为参数,)0>a .在以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线θρcos 4:2=C . (Ⅰ)说明1C 是哪一种曲线,并将1C 的方程化为极坐标方程;(Ⅱ)直线3C 的极坐标方程为0αθ=,其中0α满足2tan 0=α,若曲线1C 与2C 的公共点都在3C 上,求a .【解析】:⑴ cos 1sin x a t y a t=⎧⎨=+⎩ (t 均为参数),∴()2221x y a +-= ①∴1C 为以()01,为圆心,a 为半径的圆.方程为222210x y y a +-+-= ∵222sin x y y ρρθ+==,,∴222sin 10a ρρθ-+-=即为1C 的极坐标方程⑵ 24cos C ρθ=:,两边同乘ρ得22224cos cos x y x ρρθρρθ==+=,224x y x ∴+=,即()2224x y -+= ②,3C :化为普通方程为2y x =由题意:1C 和2C 的公共方程所在直线即为3C ,①—②得:24210x y a -+-=,即为3C ∴210a -=,∴1a =【2015,23】在直角坐标系xOy 中,直线1C :x =-2,圆2C :()()22121x y -+-=,以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.(I )求1C ,2C 的极坐标方程; (II )若直线3C 的极坐标方程为()4R πθρ=∈,设2C 与3C 的交点为M ,N ,求2C MN ∆的面积.解析:(I )因为cos ,sin x y ρθρθ==,所以1C 的极坐标方程为cos 2ρθ=-,2C 的极坐标方程为22cos 4sin 40ρρθρθ--+=.(Ⅱ)将=4πθ代入22cos 4sin 40ρρθρθ--+=,得23240ρρ-+=,解得1ρ=22,2ρ=2,|MN |=1ρ-2ρ=2,因为2C 的半径为1,则2C MN ∆的面积o 121sin 452⨯⨯⨯=12.【2014,23】已知曲线C :22149x y +=,直线l :222x t y t=+⎧⎨=-⎩(t 为参数). (Ⅰ)写出曲线C 的参数方程,直线l 的普通方程;(Ⅱ)过曲线C 上任一点P 作与l 夹角为o 30的直线,交l 于点A ,求||PA 的最大值与最小值. 【解析】:.(Ⅰ) 曲线C 的参数方程为:2cos 3sin x y θθ=⎧⎨=⎩ (θ为参数),直线l 的普通方程为:260x y +-=(Ⅱ)(2)在曲线C 上任意取一点P (2cos θ,3sin θ)到l 的距离为54cos 3sin 65d θθ=+-, 则()025||5sin 6sin 305d PA θα==+-,其中α为锐角.且4tan 3α=. 当()sin 1θα+=-时,||PA 取得最大值,最大值为55;当()sin 1θα+=时,||PA 取得最小值,最小值为25.【2013,23】已知曲线C 1的参数方程为45cos ,55sin x t y t=+⎧⎨=+⎩(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 2的极坐标方程为ρ=2sin θ.(1)把C 1的参数方程化为极坐标方程;(2)求C 1与C 2交点的极坐标(ρ≥0,0≤θ<2π).解:(1)将45cos ,55sin x t y t=+⎧⎨=+⎩消去参数t ,化为普通方程(x -4)2+(y -5)2=25,即C 1:x 2+y 2-8x -10y +16=0.将cos ,sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩代入x 2+y 2-8x -10y +16=0得ρ2-8ρcos θ-10ρsin θ+16=0. 所以C 1的极坐标方程为ρ2-8ρcos θ-10ρsin θ+16=0. (2)C 2的普通方程为x 2+y 2-2y =0.由2222810160,20x y x y x y y ⎧+--+=⎨+-=⎩解得1,1x y =⎧⎨=⎩或0,2.x y =⎧⎨=⎩ 所以C 1与C 2交点的极坐标分别为π2,4⎛⎫ ⎪⎝⎭,π2,2⎛⎫ ⎪⎝⎭.【2012,23】已知曲线1C 的参数方程为⎩⎨⎧==ϕϕsin 3cos 2y x (ϕ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2C 的极坐标方程是2=ρ。
正方形ABCD 的顶点都在2C 上,且A ,B ,C ,D 依逆时针次序排列,点A 的极坐标为(2,3π)。
(1)求点A ,B ,C ,D 的直角坐标;(2)设P 为1C 上任意一点,求2222||||||||PD PC PB PA +++的取值范围。
【解析】(1)曲线1C 的参数方程⎩⎨⎧==ϕϕsin 3cos 2y x 化为直角坐标方程为22149x y +=, 曲线2C 的极坐标方程2=ρ化为 直角坐标方程为224x y +=, 因为点A 的极坐标为(2,3π),所以点B 的极坐标为(2,56π),点C 的极坐标为(2,43π),点D 的极坐标为(2,116π),因此点A 的直角坐标为(1,点B的直角坐标为(1),点C 的直角坐标为(-1),点D,-1)。
(2)设P (2cos ϕ,3sin ϕ),则2222||||||||PD PC PB PA +++2222(2cos 1)(3sin (2cos (3sin 1)ϕϕϕϕ=-++++-2222(2cos 1)(3sin (2cos (3sin 1)ϕϕϕϕ++++-++2222(2cos 1)(3sin (2cos (3sin 1)ϕϕϕϕ=-++++-2222(2cos 1)(3sin (2cos (3sin 1)ϕϕϕϕ++++-++220sin 32ϕ=+[32,52]∈。
因此2222||||||||PD PC PB PA +++的取值范围为[32,52]。
【2011,23】在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为2cos 22sin x y αα=⎧⎨=+⎩(α为参数)M 是C 1上的动点,P 点满足2OP OM =,P 点的轨迹为曲线C 2(Ⅰ)求C 2的方程;(Ⅱ)在以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线3πθ=与C 1的异于极点的交点为A ,与C 2的异于极点的交点为B ,求AB .解:(I )设(),P x y ,则由条件知,22x y M ⎛⎫⎪⎝⎭,由于M 点在1C 上,所以2cos 222sin 2xy αα⎧=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩,即4cos 44sin x y αα=⎧⎨=+⎩.从而2C 的参数方程为4cos 44sin x y αα=⎧⎨=+⎩(α为参数).(II)曲线1C 的极坐标方程为4sin ρθ=,曲线2C 的极坐标方程为8sin ρθ=. 射线3πθ=与1C 的交点A 的极径为14sin 3πρ=, 射线3πθ=与2C 的交点B 的极径为28sin3πρ=,所以12AB ρρ=-=.。