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专题07 极坐标与参数方程——【备考2023】高考数学大题精练 (全国通用)(原卷版+解析版)
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专题07 极坐标与参数方程 极坐标与参数方程试题是处于高考全国甲乙卷的二选一22题位置,始终是作为基础大题来考察的。高考考察简单图形的极坐标方程,极坐标与直角坐标的互化,考察直线、圆,圆锥曲线的参数方程以及参数方程与直角坐标互化,考察应用极坐标与参数方程求解线段长度、面积、最值范围等问题。涉及到三角函数恒等变形,函数与曲线图像等综合知识,考察难度不大,综合性强。 常考题型:参数方程消参及限制范围型,曲线上动点参数型应用,极坐标方程与轨迹型,极坐标“一线两点与两线一点”型,直线参数方程标准化型,直线方程线段与定比分点应用型 一、参数方程消参及限制范围型例题、在直角坐标系中,曲线的参数方程为为参数),若以直角坐标系中的原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为为参数).(1)求曲线的普通方程和曲线的直角坐标方程;(2)若曲线与曲线有公共点,求的取值范围.【答案】(1),;(2).【详解】(1)由,得,又由所以曲线可化为,又由,得,即,所以所以曲线可化为.(2)若曲线M,N有公共点,则当直线过点时满足要求,此时,并且向左下方平行移动直到相切之前总有公共点,相切时仍然只有一个公共点,联立,得,由,解得.综上可求得t的取值范围是. 参数方程消参主要思维:1、反解代入消参型。参数与变量符合“一次型”,则多数可以通过反解代入来消参2.参数方程含有正余弦的,可以借助公式平方消元3.可以借助代数结构“对偶”来构造消参 在平面直角坐标系xOy中,曲线方程为:(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,曲线的极坐标方程为: (1)求曲线的直角坐标方程;(2)已知点P、点Q分别是曲线和上的动点,求的最小值.【答案】(1)(2)【分析】(1)由公式化极坐标方程为直角坐标方程;(2)由的参数方程直接设出点坐标,求出点到直线的距离,由基本不等式得出的范围,结合绝对值性质得最小值.(1)由的极坐标方程变形为,又,∴(2)设,则P到直线:的距离为: ∵或,∴,即 1.(2023届安徽省示范高中皖北协作区高三联考理科数学试题)平面直角坐标系中,曲线的参数方程为(为参数,且).以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.(1)求曲线的普通方程和曲线的直角坐标方程;(2)已知点P的极坐标为,Q为曲线上的动点,求的中点M到曲线的距离的最大值.【答案】(1),.(2)【详解】(1)因为,所以3×①+4×②,得.又,所以的普通方程为,将,代入曲线的极坐标方程,得曲线的直角坐标方程为.(2)由点P的极坐标,可得点P的直角坐标为.设点,因为M为的中点,所以将Q代入的直角坐标方程得,即M在圆心为,半径为1的圆上.所以点M到曲线距离的最大值为,由(1)知不过点,且,即直线与不垂直.综上知,M到曲线的距离的最大值为.2、(2023届安徽省淮北市高三模拟理科数学试题)在直角坐标系,曲线的参数方程为(为参数),以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴,取相同长度单位建立极坐标系,直线的极坐标方程为(1)求曲线的普通方程和直线的直角坐标方程;(2)设直线与轴的交点为,经过点的动直线与曲线交于,两点,证明:为定值【答案】(1);(2)证明见解析;【详解】(1)由得由得,得,的普通方程是,的直角坐标方程为.(2)由(1)知设的参数方程为为参数),代入的方程得,当时,设方程的两根为,所以为定值. 1、(普通高等学校招生考试数学(文)试题(全国卷))参数方程(t为参数).(1)化为直角坐标方程,并画出方程的曲线的略图;(2)当及时,各得到曲线的哪一部分?【答案】(1);(2)答案见解析【分析】(1)先利用公式,将参数t消去,即可得到曲线的直角坐标普通方程;(2)根据t的范围求出x与y的取值范围,结合图象可得到的是曲线的哪一部分.【详解】(1)利用公式,得.∴曲线的直角坐标方程为;(2)当时,,得到的是曲线在第一象限的部分(包括(1,0)点);当时,,得到的是曲线在第二象限的部分(包括(−1,0)点)2、(2022年高考全国乙卷数学(文)真题)在直角坐标系中,曲线C的参数方程为,(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.(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)(2)【分析】(1)根据极坐标与直角坐标的互化公式处理即可;(2)方法一: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.【详解】(1)因为l:,所以,又因为,所以化简为,整理得l的直角坐标方程:(2)[方法一]:【最优解】参数方程联立l与C的方程,即将,代入中,可得,化简为,要使l与C有公共点,则有解,令,则,令,,对称轴为,开口向上,,,,即m的取值范围为.[方法二]:直角坐标方程由曲线的参数方程为,为参数,消去参数,可得,联立,得,即,即有,即,的取值范围是. 二、曲线上点为参数点型例题1、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,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程为.(1)求曲线的普通方程和直线的直角坐标方程;(2)过曲线上任意一点作与直线的夹角为45°的直线,且与交于点,求的最小值.【答案】(1)曲线的普通方程为;直线的直角坐标方程为.(2)【分析】(1)对曲线的参数方程消去参数,可得曲线的普通方程;将代入的极坐标方程中,可得直线的直角坐标方程;(2)设,利用点到直线的距离公式和三角函数的性质求解即可.【详解】(1)曲线的参数方程为(为参数),由,消去参数,可得曲线的普通方程为.将代入直线的极坐标方程中,可得直线的直角坐标方程为.(2)设,则点到的距离其中.因为过点的直线与的夹角为45°,所以,故的最小值为.例题2、在平面直角坐标系中,曲线的参数方程为(为参数),以原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.(Ⅰ)求的普通方程和的直角坐标方程;(Ⅱ)若与交于,两点,求的值.【答案】(Ⅰ)的普通方程为;的直角坐标方程;(Ⅱ).【详解】(1)由(为参数),消去参数,得,即的普通方程为.由,得,将,代入,得,即的直角坐标方程.(2)由(为参数),可得(),故的几何意义是抛物线上的点(原点除外)与原点连线的斜率.由题意知,当时,,则与只有一个交点不符合题意,故.把(为参数)代入,得,设此方程的两根分别为,,由韦达定理可得,,,所以. 曲线参数方程,可以理解为曲线上的动点。所以曲线与曲线交点型,可以通过把一个曲线参数点代入另一个曲线方程来求解 在直角坐标系中,曲线C的参数方程为,(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l的极坐标方程为.(1)求C的普通方程和l的直角坐标方程 ;(2)求C上的点到l距离的最小值.【答案】(1)C的普通方程为,l的直角坐标方程为;(2). 【分析】(1)由可得,,然后可得C的普通方程,根据可得l的直角坐标方程;(2)设C上的点为,然后结合点到直线的距离公式和三角函数的知识可得答案.(1)由可得所以, 因为,所以,化简得即C的普通方程为,由可得,所以l的直角坐标方程为,(2)设C上的点为,其到l的的距离为其中所以当时,C上的点到l距离最小,最小值为. 1.(安徽省六安市舒城中学2023届高三仿真模拟(三)文科数学试题)已知在平面直角坐标系中,曲线的参数方程是(θ为参数);以原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为(1)求曲线,的普通方程.(2)设Р是曲线上任意一点,求点Р到曲线的距离的最值.【答案】(1),;(2),.【分析】(1)直接三角消参可把的参数方程化为普通方程;用可把直线的极坐标方程化为直角坐标方程;(2)把距离表示出来,利用函数求最值即可.【详解】(1)将两边平方得,,,两式相减,即可转化,还要注意到,所以x的取值范围是,所以普通方程为.曲线的普通方程为.(2)设,则P到直线的距离∵,∴当时,;当时,.2.(陕西省西安中学2023届高三高考模拟数学(文)试题(三))在平面直角坐标系中,直线l的参数方程为(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,且直线l经过曲线C的左焦点F.(1)求直线l的普通方程;(2)设曲线C的内接矩形的周长为L,求L的最大值.【答案】(1);(2).【分析】(1)直接利用即可得到曲线C的普通方程,求出F,带入求出m,即可得到直线l的普通方程;(2)设椭圆C的内接矩形在第一象限的顶点为,把周长表示出来,利用三角函数求最值即可.【详解】解:(1)曲线C的极坐标方程为,即,可得直角坐标方程:,化为:.,可得左焦点.直线l的参数方程为(t为参数),消去参数t可得:,把代入可得:.直线l的普通方程为:.(2)设椭圆C的内接矩形在第一象限的顶点为.椭圆C的内接矩形的周长为(其中).椭圆C的内接矩形的周长的最大值为. 1.(2014年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标Ⅰ))已知曲线,直线:(为参数).(I)写出曲线的参数方程,直线的普通方程;(II)过曲线上任意一点作与夹角为的直线,交于点,的最大值与最小值.【答案】(I);(II)最大值为,最小值为.【详解】试题分析:(I)由椭圆的标准方程设,得椭圆的参数方程为,消去参数即得直线的普通方程为;(II)关键是处理好与角的关系.过点作与垂直的直线,垂足为,则在中,,故将的最大值与最小值问题转化为椭圆上的点,到定直线的最大值与最小值问题处理.试题解析:(I)曲线C的参数方程为(为参数).直线的普通方程为.(II)曲线C上任意一点到的距离为.则.其中为锐角,且.当时,取到最大值,最大值为.当时,取到最小值,最小值为.2.(2017年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标1卷精编版))在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(θ为参数),直线l的参数方程为.(1)若,求C与l的交点坐标;(2)若C上的点到l的距离的最大值为,求.【答案】(1),;(2)或.【详解】试题分析:(1)直线与椭圆的参数方程化为直角坐标方程,联立解交点坐标;(2)利用椭圆参数方程,设点,由点到直线距离公式求参数.试题解析:(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. 三、极坐标方程与轨迹型例题1、多样化的体育场地会为学生们提供更丰富的身体锻炼方式.现有一个标准的铅球场地如图,若场地边界曲线M分别由由两段同心圆弧和两条线段四部分组成,在极坐标系中,,A、O、B三点共线.,点C在半径为1的圆上.(1)分别写出组成边界曲线M的两段圆弧和两条线段的极坐标方程;(2)若需设置一个距边界曲线M距离不小于1且关于极轴所在直线对称的矩形警示区域,如图,求警示区域所围的最小面积.注:,【答案】(1),,,;(2).【分析】(1)根据极坐标系中极径和极角的定义即可求解;(2)求警示区域最小值即让内界线到M距离恰好为1,则矩形长,矩形宽.(1)解:由题意,以O为原点,的垂直平分线为极轴建立极坐标系,线段,线段,弧,弧;(2)解:求警示区域最小值即让内界线到M距离恰好为1,设矩形长为l,则(包括弧长半径、圆半径、两边距距离),矩形宽为d,则,,所以.例题2、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.(1)求的极坐标方程;(2)若曲线C的参数方程为(t为参数),求曲线C与交点的极坐标.【答案】(1);(2).【分析】(1)求得的直角坐标方程,再转化为极坐标方程即可;(2)求得曲线的普通方程,结合的直角坐标方程,求得交点的直角坐标,再转化为极坐标即可.【详解】(1)对点,设其直角坐标为,则,即其直角坐标为,故在直角坐标系下的方程为:,由可得:,故的极坐标方程为:.(2)由题可得曲线的普通方程为:,联立,可得,解得或,又,故,则,即曲线C与交点的直角坐标为,设其极坐标为,则,,即曲线C与交点的极坐标为. 极坐标点的坐标形式,是极径与绕原点旋转的角度,所以在涉及到极坐标的方程或者求极坐标的轨迹时,要注意运用这个概念意义进行运算求解,写出的方程程也要注意涉及到的角度的范围。 下图所示形如花瓣的曲线称为四叶玫瑰线,并在极坐标系中,其极坐标方程为.(1)若射线:与相交于异于极点的点,与极轴的交点为,求;(2)若,为上的两点,且,求面积的最大值.【答案】(1)(2)【分析】(1)根据已知得到、两点的极坐标,代入距离公式即可;(2)设, ,根据极坐标方程求出、,将三角形面积表示为的三角函数,根据三角恒等变换求三角函数的最大值.【详解】(1)将代入方程,得, ,则的极坐标为.又与极轴的交点为的极坐标为.则.(2)不妨设,,则, 所以,的面积所以,当,即时,.所以,面积最大值为. 1.(四川省雅安市2023届高三零诊考试数学(理)试题)数学中有许多美丽的曲线,如在平面直角坐标系xOy中,曲线的形状如心形(如图),称这类曲线为心形曲线.以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.当时,(1)求E的极坐标方程;(2)已知P,Q为曲线E上异于O的两点,且,求的面积的最大值.【答案】(1);(2).【分析】(1)将,代入曲线E,化简可得答案;(2)不妨设,,,,则的面积,令,可得,再利用配方计算可得答案.【详解】(1)将,代入曲线E,得,即,所以,E的极坐标方程为;(2)不妨设,,即,,则的面积,由于,令,则,,则,故当时,,即的面积的最大值为.2.(黑龙江省哈尔滨市第九中学校2023届高三第五次模拟考试(理科)数学试题)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),【分析】先将曲线的极坐标方程化成直角坐标系中的方程,再利用圆的参数方程即可得解;使用代入法求轨迹方程,设为,设为,再根据题意可得两点坐标的关系,代入,从而得点轨迹的极坐标方程.【详解】(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,. (2019年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅲ))如图,在极坐标系中,,,,,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,若点在上,且,求的极坐标.【答案】(1), , ,(2) ,,,.【分析】(1)将三个过原点的圆方程列出,注意题中要求的是弧,所以要注意的方程中的取值范围.(2)根据条件逐个方程代入求解,最后解出点的极坐标.【详解】(1)由题意得,这三个圆的直径都是2,并且都过原点.,,.(2)解方程得,此时P的极坐标为解方程得或,此时P的极坐标为或解方程得,此时P的极坐标为故P的极坐标为,,,. 四、极坐标“一线两点与两线一点”线段型例题1、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,轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.(1)求曲线的极坐标方程和曲线的直角坐标方程;(2)在极坐标系中,射线与曲线交于点,射线与曲线交于点,求的面积.【答案】(1),;(2)2【分析】(1)先将化为普通方程,再根据极坐标与普通方程的互化公式即可求出结果;先利用两角和的正弦公式化简整理,再结合极坐标与普通方程的互化公式即可求出结果;(2)先求得和,然后结合三角形的面积公式以及点的极坐标的几何意义即可求解.【详解】(1)由题意得:的普通方程为的极坐标方程为,.由,得即的直角坐标方程为:.(2)射线与曲线交点的极坐标为由得,的面积为.例题2、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,已知射线的极坐标方程为.(1)求曲线的极坐标方程与射线的直角坐标方程;(2)若射线与曲线交于,两点,求.【答案】(1)..(2)【详解】(1)由得,即,故曲线的极坐标方程为.射线的直角坐标方程为.(2)将代入,得,即,设两点对应的为,则,,所以.解题技巧2、极坐标中 在平面直角坐标系中,直线的参数方程为(为参数),在以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴的极坐标系中,曲线的极坐标方程为(且).(I)求直线的极坐标方程及曲线的直角坐标方程;(Ⅱ)已知是直线上的一点,是曲线上的一点, ,,若的最大值为2,求的值.【答案】(I) ;. (Ⅱ) 【详解】(I)消去参数,得直线的普通方程为,由,,得直线的极坐标方程为,即.曲线的极坐标方程为(且),即,由,,得曲线的直角坐标方程为.(Ⅱ)∵在直线上,在曲线上,∴,,∴∴,. 1.(四川省部分学校2022-2023学年高三下学期大联考理科数学试题)在直角坐标系中,曲线的方程为,曲线的方程为以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程为(1)求曲线,的极坐标方程;(2)若,直线与曲线交于,两点,与曲线的一个交点为点,且,求的值【答案】(1),(2)【分析】(1)根据曲线的直角坐标与极坐标转化公式,即可求解;(2)将代入曲线的极坐标方程,得,将代入曲线的极坐标方程,得到韦达定理,并表示,即可求.【详解】(1)由,得,所以曲线的极坐标方程为由,得,即,此即曲线的极坐标方程;(2)将代入(),得将代入,得,设对应的参数分别是,则,,所以,解得:2.(慕华优策联考2022-2023学年高三第一次联考文科数学试题)在直角坐标系中,已知曲线:(为参数).经伸缩变换后的曲线为,以原点О为极点,x轴非负半轴为极轴建立极坐标系.(1)求曲线的极坐标方程;(2)M,N是曲线上的两点,且,求面积的取值范围.【答案】(1)(2)【分析】(1)根据伸缩变换求出的普通方程,再根据根据极坐标与直角坐标转化的公式转化为极坐标方程(2)转化为极角的关系,用三角函数解决.【详解】(1)为参数,经过伸缩变换即为参数,所以为参数,根据极坐标与直角坐标转化的公式,可得(2)由(1)知曲线的普通方程为且极坐标方程为,设的极坐标为,则的极坐标为,, 又因为,所以,面积的取值范围为 1.(2016年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(全国2卷参考版))在直角坐标系中,圆的方程为.(Ⅰ)以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴建立极坐标系,求的极坐标方程;(Ⅱ)直线的参数方程是(为参数),与交于两点,,求的斜率.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).【详解】试题分析:(Ⅰ)利用,化简即可求解;(Ⅱ)先将直线化成极坐标方程,将的极坐标方程代入的极坐标方程得,再利用根与系数的关系和弦长公式进行求解.试题解析:(Ⅰ)化圆的一般方程可化为.由,可得圆的极坐标方程.(Ⅱ)在(Ⅰ)中建立的极坐标系中,直线的极坐标方程为.设,所对应的极径分别为,,将的极坐标方程代入的极坐标方程得.于是,..由得,.所以的斜率为或.2.(2015年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标Ⅱ))在直角坐标系中,曲线 (t为参数,且 ),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,求最大值.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)4.【详解】(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. 五、直线参数方程标准化型例题1、在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(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.(1)求直线l的普通方程与曲线C的直角坐标方程;(2)已知点P的直角坐标为,过点P作直线l的垂线交曲线C于D、E两点(D在x轴上方),求的值.【答案】(1)直线的普通方程为,曲线的直角坐标方程;(2)【分析】(1)由直线的参数方程直接消去参数,可得直线的普通方程,把两边同时乘以,再由极坐标与直角坐标的互化公式可得曲线的直角坐标方程;(2)依题意,设直线的参数方程为为参数),代入,可得关于的一元二次方程,由根与系数的关系结合参数的几何意义求解.【详解】(1)由,消去参数得,即直线的普通方程为;由,得,,,,即曲线的直角坐标方程;(2)依题意,直线,所以,设直线的参数方程为为参数),代入,得,设点对应的参数为,点对应的参数为,则,且在轴上方,有,.故,即的值为.例题2、在直角坐标系中,以原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线,直线l的参数方程为:(t为参数),直线l与曲线C分别交于两点.(1)写出曲线C和直线l的普通方程;(2)若点,求的值.【答案】(1);(2)【分析】(1)利用极坐标和直角坐标方程得转化公式即可得出曲线C的普通方程,消去直线l参数方程中的t即可得直线l的普通方程;(2)联立直线l的参数方程和曲线C的普通方程得出关于参数的一元二次方程,利用参数的几何意义和韦达定理即可求得的值.【详解】(1)将等号两边同时乘以可得,所以;即;所以曲线C的普通方程为;将消去参数t可得,,整理得;即直线l的普通方程为(2)注意到在直线l上,直线倾斜角为,, ,解得所以直线参数方程为为参数),联立C的直角坐标方程与l的参数方程得 整理得,设方程的解为,则,,异号.不妨设,,有. 在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(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.(1)求曲线C的直角坐标方程;(2)若直线l与曲线C交于A,B两点,求.【答案】(1)(2)【分析】(1)对曲线C的极坐标方程变形后,利用求出答案;(2)将直线的参数方程化为,联立椭圆方程后,利用的几何意义求弦长.【详解】(1)变形为,即,因为,故,即;(2)变形为,与联立得:,故,故. 1.(河南省2023届高三模拟考试理科数学试题)在平面直角坐标系中,直线l的参数方程为(t为参数).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.(1)求直线l的普通方程和曲线C的直角坐标方程;(2)设直线l与y轴交于点A,与曲线C交于M,N两点,求的值.【答案】(1);(2)【分析】(1)通过直线的参数方程,通过消参得到直线的普通方程;通过将曲线化成直角坐标即可.(2)首先求出点的坐标,再利用直线参数方程中参数的几何意义,将直线代入曲线的直角坐标方程,结合韦达定理即可求解.【详解】(1)因为直线的参数方程为(为参数),所以直线的普通方程为;已知曲线的极坐标方程为,化简整理得:.即得,化简整理得曲线的直角坐标方程为.(2)将代入中得,将直线的参数方程化为(为参数).将直线代入曲线的方程中得:,化简整理得:.设,两点对应的参数分别为,,得:,..2.(广西梧州市藤县第六中学2023届高三上学期热身考试数学(文)试题)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)求曲线的普通方程,曲线的直角坐标方程;(2)设,曲线,的交点为A,,求的值.【答案】(1),:;(2)6【分析】(1)消去参数可得普通方程,由可化极坐标方程为直角坐标方程;(2)化直角方程为标准的参数方程,代入曲线的直角坐标方程,应用韦达定理求解.【详解】(1)由消去参数得,即为的普通方程,,,平方整理得,即为的直角坐标方程;(2)曲线为直线,其标准参数方程为(为参数),代入的直角坐标方程并化简得,对应的参数分别为,则,所以. (2014年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标Ⅰ))已知曲线,直线(为参数)写出曲线的参数方程,直线的普通方程;过曲线上任意一点作与夹角为30°的直线,交于点,求的最大值与最小值.【答案】(1)曲线C的参数方程为,(为参数),直线的普通方程为.(2)最大值为;最小值为.【详解】试题分析:(1)联想三角函数的平方关系可取得曲线的参数方程,直接消掉得直线的普通方程;(2)设曲线上任意一点,由点到直线的距离公式得到到直线的距离,除以进一步得到,由三角函数的范围,即可求出的最大值与最小值.试题解析:(1)曲线C的参数方程为(为参数)直线的普通方程为(2)曲线C上任意一点到的距离为 则,其中为锐角,且当时,取得最大值,最大值为当时,取得最小值,最小值为考点:参数方程化为普通方程;参数方程的应用. 六、直线参数方程线段与定比分点型例题1、在平面直角坐标系xoy中,曲线 过点 ,其参数方程为(t为参数, ).以O为极点,x轴非负半轴为极轴,建立极坐标系,曲线 的极坐标方程为.(1)求曲线的普通方程和曲线的直角坐标方程;(2)已知曲线与曲线交于A、B两点,且|PA|=2|PB|,求实数a的值.【答案】(1) (2)或【分析】(1)根据参数方程,消去参数可得其普通方程;根据曲线的极坐标方程,利用直角坐标和极坐标之间的转换公式即可求得直角坐标方程.(2)将参数方程为化为,和曲线的直角坐标方程联立,结合|PA|=2|PB|。利用参数的几何意义,求得答案.【详解】(1)曲线参数方程为,∴其普通方程,由曲线的极坐标方程为,∴,∴ ,即曲线的直角坐标方程;(2)参数方程为可化为,(为参数),设A、B两点所对应参数分别为 ,联解 ,得,曲线与曲线有两个不同的交点,则 ,即 ,由韦达定理有,∵|PA|=2|PB|,∴当时,根据直线参数方程的几何意义可知 ,则 ,解得a,a0,符合题意,当时,根据直线参数方程的几何意义可知,则,解得a,a0,符合题意,∴实数a的值为或.例题2、在平面直角坐标系中,已知直线的参数方程为(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)求直线的普通方程和曲线的直角坐标方程;(2)设点,直线与曲线的交点为,,求的值.【答案】(1), (2)【分析】(1)直接消去参数,将直线 的方程化为普通方程,利用互化公式将曲线 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 的普通方程,得到 ,得到 ,化简,代入韦达定理,即可得到答案(1)直线的参数方程为(为参数),消去参数可得的普通方程为.曲线的极坐标方程为,即,根据,可得.∴曲线的直角坐标方程为(2)在直线的参数方程(为参数)中,设点,对应的参数分别为,,将直线的参数方程(为参数),代入,得,∴,.∴应用直线参数方程求解一些线段题型时,注意直线参数方程一些转化:(河南省郑州市2023届高三第一次质量预测文科数学试题)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,轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程为.(1)求曲线的普通方程和直线的直角坐标方程;(2)已知点,若直线与曲线交于A,两点,求的值.【答案】(1)C:,直线l:(2)【分析】(1)用消参数法化参数方程为普通方程,由公式化极坐标方程为直角坐标方程;(2)化直线方程为点的标准参数方程,代入抛物线方程利用参数几何意义结合韦达定理求解.【详解】(1)曲线C的参数方程为(为参数,),所以,所以即曲线C的普通方程为.直线l的极坐标方程为,则,转换为直角坐标方程为.(2)直线l过点,直线l的参数方程为(t为参数)令点A,B对应的参数分别为,,由代入,得,则,,即t1、t2为负,故. 1.(黑龙江省佳木斯市第一中学2023届高三模拟数学(理)试题)在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(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,曲线C的极坐标方程为.(1)写出直线l的普通方程和曲线C的直角坐标方程:(2)在平面直角坐标系xOy中,设直线l与曲线C相交于A,B两点,若点恰为线段AB的一个三等分点,求正数m的值.【答案】(1)l:,C:(2)【分析】(1)消去参数得直线的普通方程,利用可得曲线的直角坐标方程;(2)把直线转化为标准形式,再用几何意义求解即可(1)直线l的参数方程为(t为参数),转换为普通方程为;曲线C的极坐标方程为,根据,转换为直角坐标方程为;(2)将直线l的方程转换为参数方程为(n为参数),代入;得到;所以;;由于点恰为线段AB的一个三等分点,不妨设,由,,得;又,解得.2.(四川省泸州市2023届高三下学期第二次教学质量诊断性考试数学(文科)试题)在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(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,已知直线的极坐标方程为.(1)写出的直角坐标方程;(2)已知点,若l与C交于A,B两点,且,求m的值.【答案】(1)(2)或【分析】(1)先利用正弦函数的和差公式化简直线的极坐标方程,再利用代入即可得解;(2)结合(1)中条件写出直线过点的参数方程,再利用三角函数的平方关系求得曲线C的直角坐标方程,联立方程,利用参数的几何意义得到关于的方程,从而得解.【详解】(1)因为,所以,即,又,则,即,所以直线的直角坐标方程为.(2)由(1)可得直线的方程为,则点落在直线上,且直线的斜率为,所以直线的倾斜角为,又,所以直线过点的参数方程为(为参数),因为曲线C的参数方程为(为参数),所以曲线C的直角坐标方程为,将直线的参数方程代入曲线C的直角坐标方程得,整理得,则,解得,不妨设方程的两根为,则,由直线参数方程的参数的几何意义可知,则,解得或,皆满足题意,所以或. 1.(2016年全国普通高等学校招生统一考试数学(江苏卷参考版))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C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.【答案】【详解】试题分析:将参数方程化为普通方程,再根据弦长公式或两点间距离公式求弦长.试题解析:解:椭圆的普通方程为,将直线的参数方程,代入,得,即,解得,.所以.2.(2018年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标III卷))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.【答案】(1)(2)为参数,【详解】分析:(1)由圆与直线相交,圆心到直线距离可得.(2)联立方程,由根与系数的关系求解详解:(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, .
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