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考向 45 坐标系与参数方程
(老高考)
【2022年全国甲卷】在直角坐标系 中,曲线 的参数方程为 ,( 是参数),曲线 的参
数方程为 ,( 是参数).
(1)写出 的普通方程;
(2)以坐标原点为极点, 轴正半轴建立极坐标系,曲线 的极坐标方程为 ,求
与 交点的直角坐标,及 与 交点的直角坐标.
【答案】(1) ;
(2) 与 交点为 和 ; 与 交点为 和 .
【解析】(1)由 : 消去参数 得 .
(2) 由 : ,两边乘以 得, ,得 的直角坐标方程为
.
联立 ,解得 或由 : 消去参数 得 .
联立 ,解得 或
综上所述, 与 交点为 和 ; 与 交点为 和 .
【2022年全国乙卷】在直角坐标系 中,曲线 的方程为 ( 为参数).以坐标原点为极点,
轴正半轴为极轴建立极坐标系,已知直线 的极坐标方程为 .
(1) 写出 的直角坐标方程;
(2) 若 与 有公共点,求 的取值范围.
【答案】(1) ;(2) .
【解析】(1)由 可得, ,
即 , ,
故 的方程为: .
(2)由 ,得 ,
联立 , ,
即 , ,即 ,故 的范围是 .
一、极坐标的转化问题
互化的前提依旧是把直角坐标系的原点作为极点,x轴的正半轴作为极轴并在两种坐标系下取相同的
单位长度.
互化公式为,
直角坐标方程化极坐标方程可直接将x=ρcos θ,y=ρsin θ代入即可,而极坐标方程化为直角坐标方
程通常将极坐标方程化为ρcos θ,ρsin θ的整体形式,然后用x,y代替较为方便,常常两端同乘以ρ即可
达到目的,但要注意变形的等价性.
二、参数方程的消参问题
1.消参的常用方法
(1)代入消参法,是指由曲线的参数方程中的某一个(或两个)得到用x(或y,或x,y)表示参数的式子,
把其代入参数方程中达到消参的目的.
(2)整体消参法,是指通过恰当的变形把两式平方相加(或相减、相乘、相除)达到消参的目的,此时常
用到一些桓等式,如sin2θ+cos2θ=1,sec2θ=tan2θ+1,2-2=4等.
1.圆的极坐标方程
若圆心为M(ρ,θ),半径为r的圆方程为ρ2-2ρρcos(θ-θ)+ρ-r2=0.
0 0 0 0
几个特殊位置的圆的极坐标方程
(1)当圆心位于极点,半径为r:ρ=r;
(2)当圆心位于M(a,0),半径为a:ρ=2acosθ;
(3)当圆心位于 ,半径为a:ρ=2asinθ.
2.直线的极坐标方程
若直线过点M(ρ,θ),且极轴到此直线的角为α,则它的方程为:ρsin(θ-α)=ρsin (θ-α).
0 0 0 0
几个特殊位置的直线的极坐标方程
(1)直线过极点:θ=θ和θ=π-θ;
0 0
(2)直线过点M(a,0)且垂直于极轴:ρcos θ=a;(3)直线过 且平行于极轴:ρsin θ=b.
3.直线、圆、椭圆的参数方程:
xx tcos,
0
(1)经过一定点 ,倾斜角为 的直线 的参数方程为: ( 为参数);
P 0 (x 0 ,y 0 ) α l y y 0 tsin t
x x at,
0
(2)直线参数方程的一般形式为 ( 为参数);
y y
0
bt
t
x x rcos,
0
(3)圆的参数方程为 ( 为参数);
y y rsin
θ
0
x2 y2 xacos,
1(a b 0)
(5)椭圆a2 b2 的参数方程为y bsin (θ,ρ为参数).
1.混淆圆和直线的参数方程;
2.忽视直线参数方程是否具有几何意义;
3.因忽视极坐标系下点的极坐标不唯一性致误;
4.用极坐标求交点时,忽视极径为零的情况;
5.混淆参数方程中的角与极坐标中的角的不同几何意义;
6.参数方程与极坐标方程互化时,忽视参数的范围.
1.已知直线参数方程为 ,圆 的参数方程为 ,则圆心到直线的距离为_______
【答案】
【解析】将参数方程转化为一般方程:
所以圆心为 ,到直线的距离为:
2.以直角坐标系的原点为极点, 轴非负半轴为极轴,建立极坐标系,在两种坐标系中取相同的单位长度,点 的极坐标为 ,曲线 的参数方程为 ,则曲线 上的点到点 距离的最大
值为___________
【答案】
【解析】 ,故曲线上距离 最远的距离为 到圆心的距离加上半径,
故
3.已知在平面直角坐标系 中圆 的参数方程为: ,以 为极轴建立极坐标系,直
线极坐标方程为 ,则圆 截直线所得弦长为__________
【答案】
【解析】圆 的方程为: ,对于直线方程 ,无法直接替换为
, 需 构 造 再 进 行 转 换 :
再求出弦长即可:
4.已知两曲线参数方程分别为 和 ,它们的交点坐标为_____________
【答案】
【解析】曲线方程为 ,联立方程可解得: 或 (舍)
由 可得: 所以 ,坐标为
5.在极坐标系中,直线 与曲线 相交于 两点,且 ,则实数 的值为_____________
【答案】 或
【 解 析 】 先 将 直 线 与 曲 线 转 化 为 直 角 坐 标 方 程 : , 曲 线
, 所 以 问 题 转 化 为 直 线
与圆 相交于 ,且 ,利用圆与直线关系可求得圆心
到直线距离 即 ,解得 或
6.以直角坐标系的原点为极点, 轴的正半轴为极轴,并在两种坐标系中取相同的长度单位,已知直线的
极坐标方程为 ,它与曲线 ( 为参数)相交于两点 ,则
_________
【答案】
【解析】先将两个方程转化为直角坐标系下的普通方程。对于 ,这种特殊的极坐标方程可以考虑数
形结合来确定直线:即 ,曲线消参后可得: 即圆心是 ,半径为
的圆,所以 ,
7.在直角坐标系 中,曲线 的参数方程为 ,以坐标原点为极点, 轴正半轴为极轴建立极
坐标系,曲线 的极坐标方程是 ,则两曲线交点间的距离是______________
【答案】
【解析】的方程为
联立方程可得: 代入消去 可得:
设交点 则
8.已知曲线的极坐标方程分别为 ,其中 ,则曲线 交
点的极坐标为_______
【答案】
【解析】解法1:
或
将两个点转化为极坐标分别为 ,因为 ,所以只有 符合
条件
解法2: 代入消去 可得:
交点坐标为
9.已知在极坐标系中, 为极点,圆 的极坐标方程为 ,点 的极坐标为 ,则
的面积为___________
【答案】【解析】解法1:将 转变为直角坐标系方程:
,所以 ,再求出 的直角坐标为 ,
则 ,因为 ,所以 ,且
,所以
解法2:本题求出 后,发现其极坐标为 ,而 ,所以可结合图像利用极坐标的几
何含义求解,可得 , ,所以
10.在直角坐标系 中,曲线 的参数方程为 ,(其中 为参数),以原点为极点,以
轴正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线 的极坐标方程为 ,设点 ,曲线
交于 ,求 的值.
【答案】
【解析】解法1:设
,
解法2:(前面转化方程,联立方程同思路一)设 ,
由 得
解法3:设 ,则有 , ,则有
代入到 中可得:
所以 是方程 的两根,整理可得:1.(2022·四川省眉山第一中学模拟预测(理))如图,曲线 是著名的笛卡尔心形曲线,它的极坐标方
程为 .曲线 是经过极点且在极轴上方的圆,其圆心在经过极点且垂直于极轴的
直线上,直径为1.
(1)求曲线 的极坐标方程,并求曲线 和曲线 交点的极坐标;
(2)以极点为坐标原点,极轴所在的直线为x轴,经过极点且垂直于极轴的直线为y轴,建立平面直角坐标
系,曲线 的参数方程为 (t为参数).若曲线 与曲线 相交于除极点外的M,N两点,求
线段MN的长度.
【答案】(1) , ;(2)2.
【解析】(1)曲线 的极坐标方程为 .
与 方程联立代入得 , ,解得 或 ,
故所求交点坐标分别为(2)因为曲线 为过原点倾斜角是 的直线,故其极坐标方程为 和 .
联立两曲线 与 的方程,解得两交点的极坐标分别为 ,
所以 .
2.(2022·贵州遵义·三模(文))在极点为O的极坐标系中,经过点 的直线l与极轴所成角为 ,
且与极轴的交点为N.
(1)当 时,求l的极坐标方程;
(2)当 时,求 面积的取值范围.
【答案】(1) ;(2)
【解析】(1)点 ,则 ,所以 点的直角坐标为 ,
当 时,直线 的直角坐标方程为 ,转化为极坐标方程为 .
(2)在极坐标系下:经过点 的直线l与极轴所成角为 ,
在直角坐标系下:经过点 的直线 的倾斜角为 或 .
即直线 的倾斜角是 或 .
当直线 的倾斜角为 时, 直线 的方程为 ,
令 得 , , ,,
所以
.
当直线 的倾斜角为 时,
直线 的方程为 ,
令 得 ,
,
所以
.
综上所述, 面积的取值范围是 .
3.(2022·河南开封·三模(文))在极坐标系Ox中,已知点 ,直线l过点A,与极轴相交于点N,
且 .
(1)求直线l的极坐标方程;
(2)将OA绕点O按顺时针方向旋转 ,与直线l交于点B,求 的面积.
【答案】(1) ;(2) .
【解析】(1)设 为直线l上除点A外的任意一点,则 , .由点A的极坐标为 知 , .
设直线l与极轴交于点N,由已知 .
在 中,由正弦定理得: ,
即 ,即 .
显然,点A的坐标 也是该方程的解.
所以,直线l的极坐标方程为 .
(2)将OA绕点O按顺时针方向旋转 ,与直线l交于点B,则B的极坐标为 ,
代入直线l的极坐标方程得 ,即 ,即 ,
所以 .
4.(2022·全国·二模(理))直线 过点 ,倾斜角为 .
(1)以平面直角坐标系的原点 为极点, 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.过 作 的垂线,垂足为 ,
求点 的极坐标 ;
(2)直线 与曲线 ( 为参数)交于 、 两点,证明: 、 、 成等比数列.
【答案】(1) ;(2)证明见解析
【解析】(1)直线 的斜率为 ,故直线 的方程为 ,即 ,
所以,直线 与 轴交点为 ,与 轴的交点为 ,易知 ,所以, 为等腰直角三角形,且 ,
因为 ,则 为线段 的中点,即点 ,
设点 的极坐标为 ,则 , ,
又因为点 在第四象限,则 .
(2)将曲线 的参数方程化为普通方程可得 ,
将直线 的参数方程 ( 为参数),代入曲线 的方程 .
可得 ,则 ,
设 、 对应的参数分别为 、 ,由韦达定理可得 , ,
所以, , ,
所以, ,因此, 、 、 成等比数列.
5.(2022·四川省泸县第一中学模拟预测(理))在极坐标系中, 为极点,如图所示,已知
以 为直径作圆 .
(1)求圆 的极坐标方程 ;
(2)若 为圆 左上半圆弧 的三等分点,求 点的极坐标.【答案】(1) ;(2) .
【解析】(1)设点 为圆上任意一点,则 ,
在 中, .
∴ 圆 的极坐标方程为 .
(2)圆 左上半圆弧 的三等分点对应的极角分别 ,
代入圆 的极坐标方程中,
∴ 圆 左上半圆弧 的三等分点分别为
6.(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 中,曲边三
角形 为勒洛三角形,且 , ,以极点O为直角坐标原点,极轴 为x轴正半轴建立
平面直角坐标系 ,曲线 的参数方程为 (t为参数).
(1)求 的极坐标方程和 所在圆 的直角坐标方程;
(2)已知点M的直角坐标为 ,曲线 和圆 相交于A,B两点,求 .【答案】(1) ; ;(2)3
【解析】(1)因为 , ,所以 的极坐标方程: ,
因为点P的直角坐标是 ,
所以 所在圆的直角坐标方程为 .
(注: 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 ,
将 代入 得:
所以
因为 ,由t的几何意义得:
7.(2022·湖北省仙桃中学模拟预测)已知椭圆 ,和一条过定点 且不与 轴重合的直
线 相交于 两点,线段 的中点为点 ,
(1)求点 的轨迹方程;
(2)射线 交椭圆于点 , 为直线 上一点,且 为 的等比中项,过点 作圆
的两条切线,切点为 ,求 面积的最小值 .
【答案】(1) .(2) .【解析】(1)由题意,可设直线l: .不妨设 ,则 ,
消去x可得: ,其中 , , .
设线段 的中点为点 ,所以 , .
即 (m为参数).
消去m得: .
所以点 的轨迹方程为: .
(2)以坐标原点O为极点,x轴非负半轴为极轴,建立极坐标系.
由点 的轨迹方程为: 化为极坐标方程为 ,即
.
椭圆 化为极坐标方程为 ,即 .
可设射线 的极坐标方程为: .
因为射线 交椭圆于点 , 为直线 上一点,所以 , .
因为 为 的等比中项,所以 ,即 ,解得:
.
所以F点的轨迹的极坐标方程为 或 ,化为直角坐标方程为 或 .
如图示:连接DM、DN,则 .连接MN交DF于K,则 .设 .
若点F在直线 上时,由对称性可知,当F位于F 时, 最大,此时由 , ,
1
可得: .
若点F在直线 上时,由对称性可知,当F位于F 时, 最大,此时由 , ,
2
可得: ,所以 .
在直角三角形DNF中,由 ,可得: .
在直角三角形KNF中, , .
所以 .
记 ,则 .
因为 ,所以 ,所以 在 上单调递减.
要求 面积的最小值,只需 最大.
若点F在直线 上时, F位于F 时, 最大.此时 .
1若点F在直线 上时, F位于F 时, 最大,有 .此时 .
2
综上所述: 面积的最小值为 .
8.(2022·黑龙江·哈九中模拟预测(理))在极坐标系下,设点 为曲线 : 在极轴 上方的
一点,且 ,以极点为原点,极轴为 轴正半轴建立平面直角坐标系 .
(1)求曲线 的参数方程;
(2)以 为直角顶点, 为一条直角边作等腰直角三角形 在 的右下方 ,求点 轨迹的极坐标方
程.
【答案】(1) , 其中 为参数 ;(2) ,
【解析】(1)曲线 : , , , ,
在直角坐标系中,曲线 是以 为圆心, 为半径的圆,
曲线 的参数方程为 , 其中 为参数 ;
(2)设 为 ,则 ,且 ,
设 为 ,则根据题意可得: ,
,又 ,且 ,
, ,, ,
点 轨迹的极坐标方程为 , .
1t2
x ,
1t2
4t
y
1t2
1.(2019全国I理22)在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为 (t为参数).以坐标原点
2cos 3sin110
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 .
(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 ,且 ,所以C的直角坐标方程为
.
的直角坐标方程为 .
(2)由(1)可设C的参数方程为 ( 为参数, ).
C上的点到 的距离为 .
当 时, 取得最小值7,故C上的点到 距离的最小值为 .
2.(2017新课标Ⅰ)在直角坐标系 中,曲线 的参数方程为 ,( 为参数),直线 的参
数方程为 ( 为参数).(1)若 ,求 与 的交点坐标;
(2)若 上的点到 距离的最大值为 ,求 .
【解析】(1)曲线 的普通方程为 .
当 时,直线 的普通方程为 .
由 解得 或 .
从而 与 的交点坐标为 , .
(2)直线 的普通方程为 ,故 上的点 到 的距离为
.
当 时, 的最大值为 .由题设得 ,所以 ;
当 时, 的最大值为 .由题设得 ,所以 .
综上, 或 .
3.【2017年高考江苏卷数学】在平面直角坐标系 中,已知直线 的参考方程为 ( 为参
数),曲线 的参数方程为 ( 为参数).设 为曲线 上的动点,求点 到直线 的距离的最
小值.
【解析】直线 的普通方程为 .
因为点 在曲线 上,设 ,
从而点 到直线 的的距离 ,
当 时, .
因此当点 的坐标为 时,曲线 上点 到直线 的距离取到最小值 .4.(2017新课标Ⅱ)在直角坐标系 中,以坐标原点为极点, 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲
线 的极坐标方程为 .
(1) 为曲线 上的动点,点 在线段 上,且满足 ,求点 的轨迹 的直角
坐标方程;
(2)设点 的极坐标为 ,点 在曲线 上,求 面积的最大值.
【解析】(1)设 的极坐标为 , 的极坐标为 .
由椭圆知 , .
由 得 的极坐标方程 .
因此 的直角坐标方程为 .
(2)设点 的极坐标为 .由题设知 , ,于是 面积
.
当 时, 取得最大值 .
所以 面积的最大值为 .
5. 在直角坐标系 中, 的圆心为 ,半径为1.
(1)写出 的一个参数方程;
(2)过点 作 的两条切线.以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求这两条切
线的极坐标方程.
【解析】(1)由题意, 的普通方程为 ,
所以 的参数方程为 ,( 为参数)
(2)由题意,切线的斜率一定存在,设切线方程为 ,即 ,
由圆心到直线的距离等于1可得 ,
解得 ,所以切线方程为 或 ,
将 , 代入化简得或
6.(2014新课标Ⅱ)在直角坐标系 中,以坐标原点为极点, 轴正半轴为极轴建立极坐标系,半圆
C的极坐标方程为 , .
(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 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 .
可得C的参数方程为
(t为参数, )
(Ⅱ)设D .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, .
故D的直角坐标为 ,即 .
7.(2020•全国3卷)在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为 (t为参数且t≠1),C与
坐标轴交于A、B两点.
(1)求 ;
(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 ,则 ,解得 或 (舍),则 ,即 .
令 ,则 ,解得 或 (舍),则 ,即 .
;
(2)由(1)可知 ,
则直线 的方程为 ,即 .
由 可得,直线 的极坐标方程为 .
8.(2016年全国II)在直角坐标系 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;(II)直线l的参数方程是 (t为参数),l与C交于A、B两点, ,求l的斜率.
【解析】(Ⅰ)整理圆的方程得 ,
由 可知圆 的极坐标方程为 .
(Ⅱ)记直线的斜率为 ,则直线的方程为 ,
由垂径定理及点到直线距离公式知: ,
即 ,整理得 ,则 .
9.(2018全国卷Ⅱ)在直角坐标系 中,曲线 的参数方程为 ( 为参数),直线 的参数
方程为 ( 为参数).
(1)求 和 的直角坐标方程;
(2)若曲线 截直线 所得线段的中点坐标为 ,求 的斜率.
【解析】(1)曲线 的直角坐标方程为 .
当 时, 的直角坐标方程为 ,
当 时, 的直角坐标方程为 .
(2)将 的参数方程代入 的直角坐标方程,整理得关于 的方程
.①
因为曲线 截直线 所得线段的中点 在 内,所以①有两个解,设为 , ,则 .
又由①得 ,故 ,于是直线 的斜率 .
10.(2015新课标Ⅰ)在直角坐标系 中,直线 : ,圆 : ,以坐标
原点为极点, 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(Ⅰ)求 , 的极坐标方程;
(Ⅱ)若直线 的极坐标方程为 ,设 与 的交点为 , ,求 的面积.
【解析】(Ⅰ)因为 ,∴ 的极坐标方程为 , 的极坐标方程为 .
(Ⅱ)将 代入 ,得 ,
解得 = , = ,|MN|= - = ,
因为 的半径为1,则 的面积 = .
11.(2016年全国I)在直角坐标系 中,曲线 的参数方程为 (t为参数,a>0).
在以坐标原点为极点, 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线 : .
(I)说明 是哪种曲线,并将 的方程化为极坐标方程;
(II)直线 的极坐标方程为 ,其中 满足 ,若曲线 与 的公共点都在 上,
求a.
xacost
【解析】(1)
y1asint
(t均为参数)∴
x2 y12 a2
①
∴ C 1为以 0,1 为圆心,a为半径的圆.方程为 x2 y2 2y1a2 0
x2 y2 2,ysin 2 2sin1a2 0 C
∵ ∴ 即为 1的极坐标方程
C :4cos
(2) 2
2 4cos 2 x2 y2,cosx
两边同乘 得
x2 y2 4x x22 y2 4
即 ②
C y2x C C C
3:化为普通方程为 ,由题意: 1和 2的公共方程所在直线即为 3
4x2y1a2 0 C
①—②得: ,即为 3
∴1a2 0,∴a1
12.(2015 新课标Ⅱ)在直角坐标系 中,曲线 : ( 为参数, ≠0)其中
,在以 O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线 : , :
.
(Ⅰ)求 与 交点的直角坐标;
(Ⅱ)若 与 相交于点A, 与 相交于点B,求 的最大值.
【 解 析 】 ( Ⅰ ) 曲 线 的 直 角 坐 标 方 程 为 , 曲 线 的 直 角 坐 标 方 程 为.联立 解得 或
所以 与 交点的直角坐标为 和 .
(Ⅱ)曲线 的极坐标方程为 ,其中 .
因此 得到极坐标为 , 的极坐标为 .
所以 ,
当 时, 取得最大值,最大值为 .
13.(2020·新课标Ⅰ)在直角坐标系 中,曲线 的参数方程为 为参数 .以坐标原点
为极点, 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 的极坐标方程为 .
(1)当 时, 是什么曲线?
(2)当 时,求 与 的公共点的直角坐标.
【解析】(1)当 时,曲线 的参数方程为 为参数),
两式平方相加得 ,
所以曲线 表示以坐标原点为圆心,半径为1的圆;
(2)当 时,曲线 的参数方程为 为参数),
所以 ,曲线 的参数方程化为 为参数),
两式相加得曲线 方程为 ,
得 ,平方得 ,
曲线 的极坐标方程为 ,
曲线 直角坐标方程为 ,联立 方程 ,
整理得 ,解得 或 (舍去),
, 公共点的直角坐标为 .
14.(2019全国III理22)如图,在极坐标系Ox中, , , , ,弧
, , 所在圆的圆心分别是 , , ,曲线 是弧 ,曲线 是弧 ,曲线
是弧 .
(1)分别写出 , , 的极坐标方程;
(2)曲线 由 , , 构成,若点 在M上,且 ,求P的极坐标.
【解析】(1)由题设可得,弧 所在圆的极坐标方程分别为 , ,
.
所以 的极坐标方程为 , 的极坐标方程为 ,
的极坐标方程为 .
(2)设 ,由题设及(1)知
若 ,则 ,解得 ;
若 ,则 ,解得 或 ;
若 ,则 ,解得 .
综上,P的极坐标为 或 或 或 .15.(2017新课标Ⅲ)在直角坐标系 中,直线 的参数方程为 ( 为参数),直线 的参数
方程为 ( 为参数).设 与 的交点为 ,当 变化时, 的轨迹为曲线 .
(1)写出 的普通方程;
(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.
【解析】(1)消去参数 得 的普通方程 ;
消去参数 得 的普通方程 .
设 ,由题设得 ,消去 得 .
所以 的普通方程为
(2) 的极坐标方程为
联立 得 .
故 ,从而
代入 得 ,所以交点 的极径为 .
x45cost
y 55sint t x
16.(2013新课标Ⅰ)已知曲线 的参数方程为 ( 为参数),以坐标原点为极点, 轴的
2sin
正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 的极坐标方程为 。
(Ⅰ)把 的参数方程化为极坐标方程;
(Ⅱ)求 与 交点的极坐标( , ).
x45cost
y 55sint t (x4)2 (y5)2 25
【解析】将 消去参数 ,化为普通方程 ,xcos
C x2 y2 8x10y160 y sin x2 y2 8x10y160
即 1: ,将 代入 得,
2 8cos10sin160
,
C 2 8cos10sin160
∴ 1的极坐标方程为 ;
C x2 y2 2y 0
(Ⅱ) 2的普通方程为 ,
x2 y2 8x10y160 x1 x0
x2 y2 2y 0 y 1 y 2
由 解得 或 ,
2, (2, )
C C
4 2
∴ 1与 2的交点的极坐标分别为( ), .
17.【2021年甲卷】 在直角坐标系 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C
的极坐标方程为 .
(1)将C的极坐标方程化为直角坐标方程;
(2)设点A的直角坐标为 ,M为C上的动点,点P满足 ,写出Р的轨迹 的参数方
程,并判断C与 是否有公共点.
【解析】(1)由曲线C的极坐标方程 可得 ,
将 代入可得 ,即 ,
即曲线C的直角坐标方程为 ;
(2)设 ,设
,
,
则 ,即 ,
故P的轨迹 的参数方程为 ( 为参数)
曲线C的圆心为 ,半径为 ,曲线 的圆心为 ,半径为2,
则圆心距为 , , 两圆内含,
故曲线C与 没有公共点.18.(2020·新课标Ⅱ)已知曲线C ,C 的参数方程分别为C : (θ为参数),C :
1 2 1 2
(t为参数).
(1)将C ,C 的参数方程化为普通方程;
1 2
(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 ,C 的交点为P,求圆心在极轴上,且经过
1 2
极点和P的圆的极坐标方程.
【解析】(1)由 得 的普通方程为: ;
由 得: ,两式作差可得 的普通方程为: .
(2)由 得: ,即 ;
设所求圆圆心的直角坐标为 ,其中 ,
则 ,解得: , 所求圆的半径 ,
所求圆的直角坐标方程为: ,即 ,
所求圆的极坐标方程为 .
19.(2019全国II理22)在极坐标系中,O为极点,点 在曲线 上,直线
l过点 且与 垂直,垂足为P.
(1)当 时,求 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 在C上,当 时, .
由已知得 .设 为l上除P的任意一点.在 中 ,
经检验,点 在曲线 上.
所以,l的极坐标方程为 .
(2)设 ,在 中, 即 .
因为P在线段OM上,且 ,故 的取值范围是 .
所以,P点轨迹的极坐标方程为 .
20.(2018全国卷Ⅲ)在平面直角坐标系 中, 的参数方程为 ,( 为参数),过点
且倾斜角为 的直线 与 交于 , 两点.
(1)求 的取值范围;
(2)求 中点 的轨迹的参数方程.
【解析】(1) 的直角坐标方程为 .
当 时, 与 交于两点.
当 时,记 ,则 的方程为 . 与 交于两点当且仅当 ,解得
或 ,即 或 .
综上, 的取值范围是 .
(2) 的参数方程为 为参数, .
设 , , 对应的参数分别为 , , ,则 ,
且 , 满足 .
于是 , .又点 的坐标 满足所以点 的轨迹的参数方程是 为参数, .