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1、2022年高考數(shù)學(xué)第二輪復(fù)習 坐標系與參數(shù)方程 理
真題試做
1.(xx·上海高考,理10)如圖,在極坐標系中,過點M(2,0)的直線l與極軸的夾角α=.若將l的極坐標方程寫成ρ=f(θ)的形式,則f(θ)=__________.
2.(xx·廣東高考,理14)在平面直角坐標系xOy中,曲線C1和C2的參數(shù)方程分別為(t為參數(shù))和(θ為參數(shù)),則曲線C1與C2的交點坐標為__________.
3.(xx·江西高考,理15)曲線C的直角坐標方程為x2+y2-2x=0,以原點為極點,x軸的正半軸為極軸建立極坐標系,則曲線C的極坐標方程為__________.
4.(xx·湖南高考,
2、理9)在直角坐標系xOy中,已知曲線C1:(t為參數(shù))與曲線C2:(θ為參數(shù),a>0)有一個公共點在x軸上,則a=__________.
5.(xx·遼寧高考,文23)在直角坐標系xOy中,圓C1:x2+y2=4,圓C2:(x-2)2+y2=4.
(1)在以O(shè)為極點,x軸正半軸為極軸的極坐標系中,分別寫出圓C1,C2的極坐標方程,并求出圓C1,C2的交點坐標(用極坐標表示);
(2)求圓C1與C2的公共弦的參數(shù)方程.
考向分析
從近幾年的高考情況看,該部分主要有三個考點:一是平面坐標系的伸縮變換;二是極坐標方程與直角坐標方程的互化;三是極坐標方程與參數(shù)方程的綜合應(yīng)用.對于平面坐標系的
3、伸縮變換,主要是以平面直角坐標系和極坐標系為平臺,考查伸縮變換公式的應(yīng)用,試題設(shè)計大都是運用坐標法研究點的位置或研究幾何圖形的形狀.對于極坐標方程與直角坐標方程的互化,是高考的重點和熱點,涉及到直線與圓的極坐標方程,從點與直線、直線與圓的位置關(guān)系等不同角度考查,研究求距離、最值、軌跡等常規(guī)問題.極坐標方程與參數(shù)方程的綜合應(yīng)用,主要是以直線、圓和圓錐曲線的參數(shù)方程為背景,轉(zhuǎn)化為普通方程,從而進一步判斷位置關(guān)系或進行有關(guān)距離、最值的運算.
預(yù)計xx年高考中,本部分內(nèi)容主要考查極坐標方程與直角坐標方程的互化、參數(shù)方程與普通方程的互化,考查簡單曲線的極坐標方程和參數(shù)方程,試題多以填空題、解答題的形式
4、呈現(xiàn),屬于中檔題.
熱點例析
熱點一 平面坐標系的伸縮變換
【例1】在同一平面直角坐標系中,將直線x-2y=2變成直線2x′-y′=4,求滿足圖象變換的伸縮變換.
規(guī)律方法 1.平面坐標系的伸縮變換對圖形的變化起到了一個壓縮或拉伸的作用,如三角函數(shù)圖象周期的變化.
2.設(shè)點P(x,y)是平面直角坐標系中的任意一點,在變換φ:的作用下,點P(x,y)對應(yīng)到點P′(x′,y′),稱φ為平面直角坐標系中的坐標伸縮變換,簡稱伸縮變換.
變式訓(xùn)練1 在同一平面直角坐標系中,經(jīng)過伸縮變換后,曲線C變?yōu)榍€2x′2+8y′2=1,則曲線C的方程為( ).
A.50x2+72y2=1
5、 B.9x2+100y2=1
C.25x2+36y2=1 D.x2+y2=1
熱點二 極坐標方程與直角坐標方程的互化
【例2】在極坐標系中,已知圓ρ=2cos θ與直線3ρcos θ+4ρsin θ+a=0相切,求實數(shù)a的值.
規(guī)律方法 1.直角坐標和極坐標的互化
把直角坐標系的原點作為極點,x軸的正半軸作為極軸,并在兩坐標系中取相同的長度單位,設(shè)M是平面內(nèi)任意一點,它的直角坐標是(x,y),極坐標是(ρ,θ),則
x=ρcos θ,y=ρsin θ且ρ2=x2+y2,tan θ=(x≠0).
這就是直角坐標和極坐標的互化公式.
2.曲線的極坐標方程的概念:在極坐標系
6、中,如果平面曲線C上任意一點的極坐標至少有一個滿足方程f(ρ,θ)=0,并且坐標適合f(ρ,θ)=0的點都在曲線C上,那么方程f(ρ,θ)=0就叫做曲線C的極坐標方程.
變式訓(xùn)練2 圓O1和圓O2的極坐標方程分別為ρ=4cos θ,ρ=-sin θ.
(1)把圓O1和圓O2的極坐標方程化為直角坐標方程;
(2)求經(jīng)過圓O1,圓O2兩個交點的直線的直角坐標方程.
熱點三 參數(shù)方程與普通方程的互化
【例3】把下列參數(shù)方程化為普通方程:
(1) (2)
規(guī)律方法 1.參數(shù)方程部分,重點還是參數(shù)方程與普通方程的互化,主要是將參數(shù)方程消去參數(shù)化為普通方程.
2.參數(shù)方程與普通方程的互化
7、:參數(shù)方程化為普通方程的過程就是消參過程,常見方法有三種:
①代入法:利用解方程的技巧求出參數(shù)t,然后代入消去參數(shù);
②三角法:利用三角恒等式消去參數(shù);
③整體消元法:根據(jù)參數(shù)方程本身的結(jié)構(gòu)特征,從整體上消去參數(shù).
化參數(shù)方程為普通方程F(x,y)=0:在消參過程中注意變量x,y取值范圍的一致性,必須根據(jù)參數(shù)的取值范圍,確定f(t)和g(t)的值域即x,y的取值范圍.
變式訓(xùn)練3 把下列參數(shù)方程化為普通方程,并說明它們各表示什么曲線:
(1)(t為參數(shù));
(2)(θ為參數(shù)).
熱點四 極坐標方程與參數(shù)方程的綜合應(yīng)用
【例4】在平面直角坐標系xOy中,已知曲線C的參數(shù)方程為(
8、α為參數(shù)).以直角坐標系原點O為極點,x軸的正半軸為極軸建立極坐標系,直線l的極坐標方程為ρcos=2.點P為曲線C上的動點,求點P到直線l距離的最大值.
規(guī)律方法 如果直接由曲線的極坐標方程看不出曲線是什么圖形,往往先將曲線的極坐標方程化為相應(yīng)的直角坐標方程,再通過直角坐標方程判斷出曲線是什么圖形.
變式訓(xùn)練4 在直角坐標系xOy中,直線l的方程為x-y+4=0,曲線C的參數(shù)方程為(α為參數(shù)).
(1)已知在極坐標系(與直角坐標系xOy取相同的長度單位,且以原點O為極點,以x軸正半軸為極軸)中,點P的極坐標為,判斷點P與直線l的位置關(guān)系;
(2)設(shè)點Q是曲線C上的一個動點,求它到直線
9、l的距離的最小值.
1.(xx·廣東江門調(diào)研,理15)已知在極坐標系下,點A,B,O是極點,則△AOB的面積等于__________.
2.設(shè)直線的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),則其斜截式方程為__________.
3.(xx·廣東梅州中學(xué)三模,15)在極坐標系中,若過點A(3,0)且與極軸垂直的直線交曲線ρ=4cos θ于A,B兩點,則|AB|=__________.
4.(xx·北京豐臺三月模擬,11)在平面直角坐標系xOy中,直線l的參數(shù)方程是(t為參數(shù)).以O(shè)為極點,x軸正方向為極軸的極坐標系中,圓C的極坐標方程是ρ2-4ρcos θ+3=0.則圓心到直線的距離是_______
10、___.
5.(xx·廣東肇慶二模,理14)在極坐標系中,曲線ρ=2與cos θ+sin θ=0(0≤θ≤π)的交點的極坐標為__________.
6.(xx·廣東深圳第二次調(diào)研,理15)在極坐標系中,已知直線l:ρ(sin θ-cos θ)=a把曲線C:ρ=2cos θ所圍成的區(qū)域分成面積相等的兩部分,則常數(shù)a的值是__________.
7.(xx·廣東茂名二模,理14)已知曲線C的參數(shù)方程為(θ為參數(shù)),則曲線C上的點到直線x+y+2=0的距離的最大值為__________.
參考答案
命題調(diào)研·明晰考向
真題試做
1. 解析:如圖所示,根據(jù)正弦定理,有=,∴ρ=.
11、
2.(1,1) 解析:由C1得y=,即y2=x(y≥0).①
由C2得x2+y2=2.②
由①②聯(lián)立得
3.ρ=2cos θ
4. 解析:∵C1:∴C1的方程為2x+y-3=0.
∵C2:
∴C2的方程為+=1.
∵C1與C2有一個公共點在x軸上,且a>0,
∴C1與x軸的交點在C2上,
代入解得a=.
5.解:(1)圓C1的極坐標方程為ρ=2,
圓C2的極坐標方程為ρ=4cos θ.
解得ρ=2,θ=±,
故圓C1與圓C2交點的坐標為,.
注:極坐標系下點的表示不唯一.
(2)解法一:由得圓C1與C2交點的直角坐標分別為(1,),(1,-).
故圓C1與C2
12、的公共弦的參數(shù)方程為-≤t≤.
(或參數(shù)方程寫成-≤y≤)
解法二:將x=1代入得ρcos θ=1,從而ρ=.
于是圓C1與C2的公共弦的參數(shù)方程為-≤θ≤.
精要例析·聚焦熱點
熱點例析
【例1】 解:設(shè)變換為代入第二個方程,得2λx-μy=4與x-2y=2比較,將其變成2x-4y=4,比較系數(shù)得λ=1,μ=4.
∴伸縮變換公式為
即直線x-2y=2圖象上所有點的橫坐標不變,縱坐標擴大到原來的4倍可得到直線2x′-y′=4.
【變式訓(xùn)練1】 A 解析:將代入曲線方程2x′2+8y′2=1,得:2·(5x)2+8·(3y)2=1,即50x2+72y2=1.
【例2】 解:將
13、極坐標方程化為直角坐標方程,得圓的方程x2+y2=2x,即(x-1)2+y2=1,
直線的方程為3x+4y+a=0.
由題設(shè)知,圓心(1,0)到直線的距離為1,
即有=1,
解得a=-8,或a=2.故a的值為-8或2.
【變式訓(xùn)練2】 解:(1)因為圓O1和圓O2的極坐標方程分別為
ρ=4cos θ,ρ=-sin θ,
又因為ρ2=x2+y2,ρcos θ=x,ρsin θ=y(tǒng),
所以由ρ=4cos θ,ρ=-sin θ得,
ρ2=4ρcos θ,ρ2=-ρsin θ.
即x2+y2-4x=0,x2+y2+y=0.
所以圓O1和圓O2的直角坐標方程分別為
x2+y2-4
14、x=0,x2+y2+y=0.
(2)由(1)易得,經(jīng)過圓O1和圓O2兩個交點的直線的直角坐標方程為4x+y=0.
【例3】 解:(1)由已知
由三角恒等式cos2θ+sin2θ=1,
可知(x-3)2+(y-2)2=1,這就是它的普通方程.
(2)由已知,得t=2x-2,代入y=5+t中,得y=5+(2x-2),
即x-y+5-=0就是它的普通方程.
【變式訓(xùn)練3】 解:(1)由x=1+t,得t=2x-2.
∴y=2+(2x-2).
∴x-y+2-=0,此方程表示直線.
(2)由得兩式平方相加得+=1,此方程表示橢圓.
【例4】 解:ρcos=2化簡為ρcos θ+ρsi
15、n θ=4,則直線l的直角坐標方程為x+y=4.
設(shè)點P的坐標為(2cos α,sin α),得P到直線l的距離d=,
即d=,其中cos φ=,sin φ=.
當sin(α+φ)=-1時,dmax=2+.
【變式訓(xùn)練4】解:(1)把極坐標系中的點P化為直角坐標,得P(0,4).
因為點P的直角坐標(0,4)滿足直線l的方程x-y+4=0,所以點P在直線l上.
(2)因為點Q在曲線C上,故可設(shè)點Q的坐標為(cos α,sin α),
從而點Q到直線l的距離是
d=
=
=cos+2,
由此得,當cos=-1時,d取得最小值,且最小值為.
創(chuàng)新模擬·預(yù)測演練
1. 解析
16、:由題意,得∠AOB=-=,
∴S△AOB=OA·OB·sin∠AOB=×1×3×=.
2.y=x+3-2
3.2 4.
5. 解析:方法一:由或(舍去),得.
方法二:由cos θ+sin θ=0tan θ=-1,因為0≤θ≤π,所以θ=,故交點的極坐標為.
6.-1 解析:由題意,得直線l和曲線C的直角坐標方程分別為:y-x-a=0,(x-1)2+y2=1.又因為(1,0)在直線l上,所以,0-1-a=0,即a=-1.
7.+1 解析:把曲線C的參數(shù)方程化為普通方程為(x-1)2+y2=1.
曲線C上的點到直線x+y+2=0的最大距離是圓心(1,0)到直線的距離加上半徑,
∵d==,
∴最大距離為+1.