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1、
高考數(shù)學精品復習資料
2019.5
考 點
考 情
極坐標方程及其應用
坐標系與參數(shù)方程是新課標選考內(nèi)容之一,高考對本講內(nèi)容的考查主要有:
(1)直線與圓的極坐標方程以及極坐標與直角坐標系的互化,如廣東T14,新課標全國卷ⅠT23.
(2)直線、圓與圓錐曲線的參數(shù)方程以及參數(shù)方程與普通方程的互化.
參數(shù)方程及其應用
極坐標與參數(shù)方程的綜合應用
1.(20xx新課標全國卷Ⅰ)已知曲線C1的參數(shù)方程為 (t為參數(shù)),以坐標原點為極點,x軸的正半軸為極軸建立極坐標系,曲線C2的極坐標方程為ρ
2、=2sin θ .
(1)把C1的參數(shù)方程化為極坐標方程;
(2)求C1與C2交點的極坐標(ρ≥0,0≤θ<2π).
解:(1)將消去參數(shù)t,化為普通方程(x-4)2+(y-5)2=25,即C1:x2+y2-8x-10y+16=0.
將代入x2+y2-8x-10y+16=0,
得ρ2-8ρcos θ-10ρsin θ+16=0.
所以C1的極坐標方程為ρ2-8ρcos θ-10ρsin θ+16=0.
(2)C2的普通方程為x2+y2-2y=0.
由解得或
所以C1與C2交點的極坐標分別為,.
2.(20xx福建高考)在平面直角坐標系中,以坐標原點為極點,x軸的非負半軸為極
3、軸建立極坐標系.已知點A的極坐標為,直線l的極坐標方程為ρcos=a,且點A在直線l上.
(1)求a的值及直線l的直角坐標方程;
(2)圓C的參數(shù)方程為(α為參數(shù)),試判斷直線l與圓C的位置關系.
解:(1)由點A在直線ρcos=a上,
可得a=.
所以直線l的方程可化為ρcos θ+ρsin θ=2,
從而直線l的直角坐標方程為x+y-2=0.
(2)由已知得圓C的直角坐標方程為(x-1)2+y2=1,
所以圓C的圓心為(1,0),半徑r=1,
因為圓心C到直線l的距離d==<1,
所以直線l與圓C相交.
1.直角坐標與極坐標的互化
把直角坐標系的原點作為極點,x
4、軸正半軸作為極軸,并在兩坐標系中取相同的長度單位.設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
2.圓的極坐標方程
若圓心為M(ρ0,θ0),半徑為r,則圓的方程為:ρ2-2ρ0ρcos(θ-θ0)+ρ-r2=0.
幾個特殊位置的圓的極坐標方程:
(1)當圓心位于極點,半徑為r:ρ=r;
(2)當圓心位于M(a,0),半徑為a:ρ=2acos θ;
(3)當圓心位于M,半徑為a:ρ=2asin θ.
3.直線的極坐標方程
若直線過點M(ρ0,θ0),且極軸到此直線的角為α,則它的方程為:ρsin(θ-α)=ρ0sin(θ0-α).
幾個特殊位置的直線
5、的極坐標方程:
(1)直線過極點:θ=θ0和θ=π-θ0;
(2)直線過點M(a,0)且垂直于極軸:ρcos θ=a;
(3)直線過M且平行于極軸:ρsin θ=b.
4.幾種常見曲線的參數(shù)方程
(1)圓
以O′(a,b)為圓心,r為半徑的圓的參數(shù)方程是其中α是參數(shù).
當圓心在(0,0)時,方程為其中α是參數(shù).
(2)橢圓
橢圓+=1(a>b>0)的參數(shù)方程是其中φ是參數(shù).
橢圓+=1(a>b>0)的參數(shù)方程是其中φ是參數(shù).
(3)直線
經(jīng)過點P0(x0,y0),傾斜角為α的直線的參數(shù)方程是其中t是參數(shù).
熱點一
極坐標方程及其應用
[例1] (1)
6、(20xx北京高考改編)在極坐標系中,求點到直線ρsin θ=2的距離.
(2)已知點P(1+cos α,sin α),參數(shù)α∈[0,π],點Q在曲線C:ρ=上.
①求點P的軌跡方程和曲線C的直角坐標方程;
②求點P與點Q之間距離的最小值.
[自主解答] (1)極坐標系中點對應的直角坐標為(,1),直線ρsin θ=2對應的直線方程為y=2,所以點到直線的距離為1.
(2)①由消去α,
得點P的軌跡方程為(x-1)2+y2=1(y≥0),
又由ρ=,得ρ=,
所以ρsin θ+ρcos θ=9.
所以曲線C的直角坐標方程為x+y=9.
②因為半圓(x-1)2+y2=1(y≥
7、0)的圓心(1,0)到直線x+y=9的距離為4,
所以|PQ|min=4-1.
——————————規(guī)律總結——————————————————————
研究極坐標方程往往要與直角坐標方程進行相互轉(zhuǎn)化.當條件涉及到角度和到定點距離時,引入極坐標系會對問題的解決帶來很大方便.
1.在極坐標系Ox中,已知點A,B0<α<,求過AB的中點,且與OA垂直的直線的極坐標方程.
解:設AB的中點為C,
則|OC|=cos ,
過C作CD⊥OA于D.
則|OD|=|OC|cos =cos2 .
設M(ρ,θ)是直線CD上的任意一點,則∠MOD=θ-,
在△MOD中,|OD|=
8、|OM|cos,
即cos2 =ρcos,
所以直線CD的極坐標方程為cos2 =ρcos.
熱點二
參數(shù)方程及其應用
[例2] (20xx鄭州模擬)已知直線C1:(t為參數(shù)),曲線C2:(θ為參數(shù)).
(1)當α=時,求C1與C2的交點坐標;
(2)過坐標原點O作C1的垂線,垂足為A,P為OA的中點,當α變化時,求P點軌跡的參數(shù)方程,并指出它是什么曲線?
[自主解答] (1)當α=時,C1的普通方程為y=(x-1),C2的普通方程為x2+y2=1,
聯(lián)立方程組
解得C1與C2的交點坐標為(1,0),.
(2)C1的普通方程為xsin α-ycos α-sin α=
9、0,
A點坐標為(sin2α,-sin αcos α),
故當α變化時,P點軌跡的參數(shù)方程為(α為參數(shù)),
P點軌跡的普通方程為2+y2=,
故P點的軌跡是圓心為,半徑為的圓.
——————————規(guī)律總結———————————————————————
在解答參數(shù)方程的有關問題時常用的方法
(1)將參數(shù)方程化為普通方程,再利用相關知識解決,注意消參后x,y的取值范圍.
(2)觀察參數(shù)方程有什么幾何意義,利用參數(shù)的幾何意義解題.
2.已知直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),P是橢圓+y2=1上任意一點,求點P到直線l的距離的最大值.
解:由于直線l的參數(shù)方程為(t為參
10、數(shù)),
故直線l的普通方程為x+2y=0.
因為P為橢圓+y2=1上的任意一點,
故可設P(2cos θ,sin θ),其中θ∈R.
因此點P到直線l的距離是
d==,
所以當θ=kπ+,k∈Z時,d取得最大值.
熱點三
極坐標方程與參數(shù)方程的綜合應用
[例3] (20xx遼寧高考)在直角坐標系xOy中,以O為極點,x軸正半軸為極軸建立極坐標系.圓C1,直線C2的極坐標方程分別為ρ=4sin θ,ρcos=2.
(1)求C1與C2交點的極坐標;
(2)設P為C1的圓心,Q為C1與C2交點連線的中點.已知直線PQ的參數(shù)方程為(t∈R為參數(shù)),求a,b的值.
[自主解
11、答] (1)圓C1的直角坐標方程為x2+(y-2)2=4,
直線C2的直角坐標方程為x+y-4=0.
解得
所以C1與C2交點的極坐標為,.
注:極坐標系下點的表示不唯一.
(2)由(1)可得,P點與Q點的直角坐標分別為(0,2),(1,3).
故直線PQ的直角坐標方程為x-y+2=0,
由參數(shù)方程可得y=x-+1.
所以解得a=-1,b=2.
——————————規(guī)律總結———————————————————————
對于同時含有極坐標方程和參數(shù)方程的題目,可先同時將它們轉(zhuǎn)化為直角坐標方程求解.
3.在直角坐標系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為(α為參數(shù)),以原點
12、O為極點,以x軸正半軸為極軸建立極坐標系,曲線C2的極坐標方程為ρsin=4.
(1)求曲線C1的普通方程與曲線C2的直角坐標方程;
(2)設P為曲線C1上的動點,求點P到C2上點的距離的最小值,并求此時點P的坐標.
解:(1)對于曲線C1有?2+y2=cos2α+sin2α=1.即C1的普通方程為+y2=1.
對于曲線C2有ρsin=ρ(cos θ+sin θ)=4?ρcos θ+ρsin θ=8?x+y-8=0,所以C2的直角坐標方程為x+y-8=0.
(2)顯然橢圓C1與直線C2無公共點,橢圓上點P(cos α,sin α)到直線x+y-8=0的距離為
d==,
當sin=1時,d取最小值為3,此時點P的坐標為.