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[基础题组练]
1.在直角坐标系xOy中,直线l 的参数方程为(t为参数),直线l 的参数方程为(m为参
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数).设l 与l 的交点为P,当k变化时,P的轨迹为曲线C.
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(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l:ρ(cos θ+sin θ)-=0,M
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为l 与C的交点,求M的极径.
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解:(1)消去参数t得l 的普通方程l:y=k(x-2);消去参数m得l 的普通方程l:y=(x+
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2).
设P(x,y),由题设得
消去k得x2-y2=4(y≠0).
所以C的普通方程为x2-y2=4(y≠0).
(2)C的极坐标方程为ρ2(cos2θ-sin2θ)=4(0<θ<2π,θ≠π).
联立
得cos θ-sin θ=2(cos θ+sin θ).
故tan θ=-,从而cos2θ=,sin2θ=,
代入ρ2(cos2θ-sin2θ)=4得ρ2=5,所以交点M的极径为.
2.(2018·高考全国卷Ⅲ)在平面直角坐标系xOy中,⊙O的参数方程为(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:(1)⊙O的直角坐标方程为x2+y2=1.
当α=时,l与⊙O交于两点.
当α≠时,记tan α=k,则l的方程为y=kx-.l与⊙O交于两点当且仅当<1,解得k<-
1或k>1,即α∈或α∈.
综上,α的取值范围是.
(2)l的参数方程为(t为参数,<α<).
设A,B,P对应的参数分别为t ,t ,t ,则t =,且t ,t 满足t2-2tsin α+1=0.
A B P P A B
于是t +t =2sin α,t =sin α.
A B P
又点P的坐标(x,y)满足
所以点P的轨迹的参数方程是
(α为参数,<α<).
3.在平面直角坐标系xOy中,以坐标原点为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,
已知曲线C的极坐标方程为ρ=2cos.
(1)求曲线C的直角坐标方程;
(2)已知直线l过点P(1,0)且与曲线C交于A,B两点,若|PA|+|PB|=,求直线l的倾斜角α.
解:(1)由ρ=2cos=2(cos θ+sin θ) ρ2=2(ρcos θ+ρsin θ) x2+y2=2x+2y (x-1)2+
(y-1)2=2.
⇒ ⇒ ⇒
故曲线C的直角坐标方程为(x-1)2+(y-1)2=2.
(2)由条件可设直线l的参数方程为(t为参数),代入圆的方程,有t2-2tsin α-1=0,
设点A,B对应的参数分别为t,t,
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则t+t=2sin α,tt=-1,|PA|+|PB|=|AB|=|t-t|===,
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解得sin α=或sin α=-(舍去),故α=或.
4.(2019·合肥质检)在直角坐标系中,曲线C的参数方程为(α为参数),以原点为极点,x
轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线D的极坐标方程为ρ=4sin.
(1)写出曲线C的极坐标方程以及曲线D的直角坐标方程;
(2)若过点A(极坐标)且倾斜角为的直线l与曲线C交于M,N两点,弦MN的中点为P,
求的值.
解:(1)由题意可得曲线C的普通方程为+=1,
将代入曲线C的普通方程可得,曲线C的极坐标方程为+=1.
因为曲线D的极坐标方程为ρ=4sin,
所以ρ2=4ρsin=4ρ,
又ρ2=x2+y2,x=ρcos θ,y=ρsin θ,
所以x2+y2=2y-2x,
所以曲线C的极坐标方程为+=1;曲线D的直角坐标方程为x2+y2+2x-2y=0.
(2)点A,则所以A(2,2).
因为直线l过点A(2,2)且倾斜角为,所以直线l的参数方程为(t为参数),代入+=1可得,
t2+(8+18)t+16=0,
设M,N对应的参数分别为t,t,
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由一元二次方程根与系数的关系得,t+t=-,tt=,
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所以==.
[综合题组练]
1.(2019·沈阳模拟)在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数).在以坐标
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ρsin2θ+4sin θ=
ρ.
(1)写出直线l的普通方程和曲线C的直角坐标方程;
(2)已知点M在直角坐标系中的坐标为(2,2),若直线l与曲线C相交于不同的两点A,B,
求|MA|·|MB|的值.
解:(1)由消去参数t可得y=(x-2)+2,
所以直线l的普通方程为x-y+2-2=0.
因为ρsin2θ+4sin θ=ρ,所以ρ2sin2θ+4ρsin θ=ρ2.因为ρsin θ=y,ρ2=x2+y2,
所以曲线C的直角坐标方程为x2=4y.
(2)将代入抛物线方程x2=4y中,可得(2+t)2=4(2+t),即t2+(8-8)t-16=0.
因为Δ>0,且点M在直线l上,
所以此方程的两个实数根为直线l与曲线C的交点A,B对应的参数t,t,所以tt=-
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16,
所以|MA|·|MB|=|tt|=16.
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2.在直角坐标系xOy中,以O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线
C:ρsin2θ=2acos θ(a>0),直线l:(t为参数).
(1)求曲线C的直角坐标方程,直线l的普通方程;
(2)设直线l与曲线C交于M,N两点,点P(-2,0),若|PM|,|MN|,|PN|成等比数列,求实
数a的值.
解:(1)由ρsin2θ=2acos θ(a>0)两边同乘以ρ得,曲线C:y2=2ax,由直线l:(t为参数),消
去t,得直线l:x-y+2=0.
(2)将代入y2=2ax得,t2-2at+8a=0,
由Δ>0得a>4,设M,N(-2+t,t),则t+t=2a,tt=8a,
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因为|PM|,|MN|,|PN|成等比数列,所以|t-t|2=|tt|,所以(2a)2-4×8a=8a,所以a=5.
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3.(综合型)在平面直角坐标系xOy中,圆C的参数方程为(t为参数),在以原点O为极点,
x轴的非负半轴为极轴建立的极坐标系中,直线l的极坐标方程为ρcos(θ+)=-.
(1)求圆C的普通方程和直线l的直角坐标方程;
(2)设直线l与x轴,y轴分别交于A,B两点,点P是圆C上任意一点,求A,B两点的极坐
标和△PAB面积的最小值.
解:(1)由,消去参数t,得(x+5)2+(y-3)2=2,
所以圆C的普通方程为(x+5)2+(y-3)2=2.
由ρcos (θ+)=-,得ρcos θ-ρsin θ=-2,
所以直线l的直角坐标方程为x-y+2=0.
(2)直线l与x轴,y轴的交点分别为A(-2,0),B(0,2),化为极坐标为A(2,π),B,
设点P的坐标为(-5+cos t,3+sin t),则点P到直线l的距离为d=
=.
所以d ==2,又|AB|=2.
min
所以△PAB面积的最小值是S=×2×2=4.