2019高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第17講 坐標(biāo)系與參數(shù)方程練習(xí) 理.docx

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第17講　坐標(biāo)系與參數(shù)方程 1.已知直線l的參數(shù)方程為x=1+12t,y=3+3t(t為參數(shù)).在以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸非負(fù)半軸為極軸的極坐標(biāo)系中,曲線C的方程為sin θ-3ρcos2θ=0. (1)求曲線C的直角坐標(biāo)方程; (2)寫出直線l與曲線C交點(diǎn)的一個(gè)極坐標(biāo). 2.(2018安徽聯(lián)考)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,以原點(diǎn)O為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,已知曲線C1的極坐標(biāo)方程為ρ2-22ρsinθ-π4-2=0,曲線C2的極坐標(biāo)方程為θ=π4,C1與C2相交于A,B兩點(diǎn). (1)把C1和C2的極坐標(biāo)方程化為直角坐標(biāo)方程,并求點(diǎn)A,B的直角坐標(biāo); (2)若P為C1上的動(dòng)點(diǎn),求|PA|2+|PB|2的取值范圍. 3.(2018沈陽質(zhì)量檢測(一))設(shè)過平面直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)O的直線與圓(x-4)2+y2=16的一個(gè)交點(diǎn)為P,M為線段OP的中點(diǎn),以原點(diǎn)O為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系. (1)求點(diǎn)M的軌跡C的極坐標(biāo)方程; (2)設(shè)點(diǎn)A的極坐標(biāo)為3,π3,點(diǎn)B在曲線C上,求△OAB面積的最大值. 4.(2018福州質(zhì)量檢測)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C1的極坐標(biāo)方程為ρcosθ-π6=2.已知點(diǎn)Q為曲線C1上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)P在線段OQ上,且滿足|OQ||OP|=4,動(dòng)點(diǎn)P的軌跡為C2. (1)求C2的直角坐標(biāo)方程; (2)設(shè)點(diǎn)A的極坐標(biāo)為2,π3,點(diǎn)B在曲線C2上,求△AOB面積的最大值. 5.(2018鄭州第二次質(zhì)量預(yù)測)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,點(diǎn)A的極坐標(biāo)為2,π4,直線l的極坐標(biāo)方程為ρcosθ-π4=a,且l過點(diǎn)A,曲線C1的參數(shù)方程為x=2cosα,y=3sinα(α為參數(shù)). (1)求曲線C1上的點(diǎn)到直線l的距離的最大值; (2)過點(diǎn)B(-1,1)且與直線l平行的直線l1與曲線C1交于M,N兩點(diǎn),求|BM||BN|的值. 6.(2018課標(biāo)全國Ⅰ,22,10分)在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C1的方程為y=k|x|+2.以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C2的極坐標(biāo)方程為ρ2+2ρcos θ-3=0. (1)求C2的直角坐標(biāo)方程; (2)若C1與C2有且僅有三個(gè)公共點(diǎn),求C1的方程. 7.(2018武漢調(diào)研測試)在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C的參數(shù)方程為x=4cosθ,y=2sinθ(θ為參數(shù)),直線l的參數(shù)方程為x=t+3,y=2t-23(t為參數(shù)),直線l與曲線C交于A,B兩點(diǎn). (1)求|AB|; (2)若F為曲線C的左焦點(diǎn),求FAFB的值. 8.(2018濰坊統(tǒng)一考試)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為x=2cosα,y=2+2sinα(α為參數(shù)),以原點(diǎn)O為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C2的極坐標(biāo)方程為ρcos2θ=sin θ(ρ≥0,0≤θ<π). (1)寫出曲線C1的極坐標(biāo)方程,并求C1與C2交點(diǎn)的極坐標(biāo); (2)射線θ=βπ6≤β≤π3與曲線C1,C2分別交于點(diǎn)A,B(A,B異于原點(diǎn)),求|OA||OB|的取值范圍. 答案全解全析 1.解析　(1)∵sin θ-3ρcos2θ=0, ∴ρsin θ-3ρ2cos2θ=0, 即y-3x2=0. ∴曲線C的直角坐標(biāo)方程為y-3x2=0. (2)將x=1+12t,y=3+3t代入y-3x2=0,得3+3t-31+12t2=0,即t1=t2=0, 從而,交點(diǎn)坐標(biāo)為(1,3), ∴交點(diǎn)的一個(gè)極坐標(biāo)為2,π3. 2.解析　(1)由ρ2-22ρsinθ-π4-2=0得ρ2-22ρsin θcosπ4+22ρcos θsinπ4-2=0,即x2+y2-2y+2x=0,即(x+1)2+(y-1)2=4,即C1的直角坐標(biāo)方程為(x+1)2+(y-1)2=4,由C2:θ=π4得C2的直角坐標(biāo)方程為x-y=0. 聯(lián)立,得(x+1)2+(y-1)2=4,x-y=0,解得x=1,y=1或x=-1,y=-1. 所以A(-1,-1),B(1,1)或A(1,1),B(-1,-1). (2)設(shè)P(-1+2cos α,1+2sin α),不妨設(shè)A(-1,-1),B(1,1), 則|PA|2+|PB|2=(2cos α)2+(2sin α+2)2+(2cos α-2)2+(2sin α)2=16+8sin α-8cos α=16+82sinα-π4, 所以|PA|2+|PB|2的取值范圍為[16-82,16+82]. 3.解析　(1)設(shè)M(ρ,θ),則P(2ρ,θ), 則點(diǎn)P的直角坐標(biāo)為(2ρcos θ,2ρsin θ),代入(x-4)2+y2=16得ρ=4cos θ, ∴點(diǎn)M的軌跡C的極坐標(biāo)方程為ρ=4cos θ. (2)由題意得點(diǎn)A的直角坐標(biāo)為32,332, 則直線OA的直角坐標(biāo)方程為y=3x,|OA|=3, 由(1)易得軌跡C的直角坐標(biāo)方程為(x-2)2+y2=4, 則圓心(2,0)到直線OA的距離d=3, ∴點(diǎn)B到直線OA的距離的最大值為3+2, ∴△OAB面積的最大值為12(3+2)|OA|=3+223=3+332. 4.解析　(1)設(shè)點(diǎn)P的極坐標(biāo)為(ρ,θ)(ρ>0),Q的極坐標(biāo)為(ρ1,θ)(ρ1>0), 由題設(shè),知|OP|=ρ,|OQ|=ρ1=2cosθ-π6, 由|OQ||OP|=4,得C2的極坐標(biāo)方程為ρ=2cosθ-π6(ρ>0), 因此C2的直角坐標(biāo)方程為x-322+y-122=1,但不包括點(diǎn)(0,0). (2)設(shè)點(diǎn)B的極坐標(biāo)為(ρB,α)(ρB>0), 由題設(shè)知|OA|=2,ρB=2cosα-π6, 于是△AOB的面積S=12|OA|ρBsin∠AOB =2cosα-π6sinα-π3 =2sin2α-34≤32, 當(dāng)α=0時(shí),S可取得最大值32, 所以△AOB面積的最大值為32. 5.解析　(1)由直線l過點(diǎn)A可得2cosπ4-π4=a,故a=2, 則易得直線l的直角坐標(biāo)方程為x+y-2=0. 根據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式可得曲線C1上的點(diǎn)到直線l的距離d=|2cosα+3sinα-2|2=|7(sinα+φ)-2|2,其中sin φ=277,cos φ=217,∴dmax=7+22=14+222. 即曲線C1上的點(diǎn)到直線l的距離的最大值為14+222. (2)由(1)知直線l的傾斜角為3π4, 則直線l1的參數(shù)方程為x=-1+tcos3π4,y=1+tsin3π4(t為參數(shù)). 易知曲線C1的普通方程為x24+y23=1. 把直線l1的參數(shù)方程代入曲線C1的普通方程可得72t2+72t-5=0, 設(shè)M,N對應(yīng)的參數(shù)分別為t1,t2, ∴t1t2=-107,根據(jù)參數(shù)t的幾何意義可知|BM||BN|=|t1t2|=107. 6.解析　(1)由x=ρcos θ,y=ρsin θ得C2的直角坐標(biāo)方程為(x+1)2+y2=4. (2)由(1)知C2是圓心為A(-1,0),半徑為2的圓. 由題設(shè)知,C1是過點(diǎn)B(0,2)且關(guān)于y軸對稱的兩條射線.記y軸右邊的射線為l1,y軸左邊的射線為l2. 由于點(diǎn)B在圓C2的外面,故C1與C2有且僅有三個(gè)公共點(diǎn)等價(jià)于l1與C2只有一個(gè)公共點(diǎn)且l2與C2有兩個(gè)公共點(diǎn),或l2與C2只有一個(gè)公共點(diǎn)且l1與C2有兩個(gè)公共點(diǎn). 當(dāng)l1與C2只有一個(gè)公共點(diǎn)時(shí),點(diǎn)A到l1所在直線的距離為2,所以|-k+2|k2+1=2,故k=-43或k=0. 經(jīng)檢驗(yàn),當(dāng)k=0時(shí),l1與C2沒有公共點(diǎn); 當(dāng)k=-43時(shí),l1與C2只有一個(gè)公共點(diǎn),l2與C2有兩個(gè)公共點(diǎn). 當(dāng)l2與C2只有一個(gè)公共點(diǎn)時(shí),點(diǎn)A到l2所在直線的距離為2,所以|k+2|k2+1=2,故k=0或k=43. 經(jīng)檢驗(yàn),當(dāng)k=0時(shí),l1與C2沒有公共點(diǎn); 當(dāng)k=43時(shí),l2與C2沒有公共點(diǎn). 綜上,所求C1的方程為y=-43|x|+2. 7.解析　(1)由x=4cosθ,y=2sinθ(θ為參數(shù)),消去參數(shù)θ得x216+y24=1. 由x=t+3,y=2t-23消去參數(shù)t得y=2x-43. 將y=2x-43代入x2+4y2=16中,得17x2-643x+176=0. 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1+x2=64317,x1x2=17617. 所以|AB|=1+22|x1-x2|=1+417(643)2-417176=4017. (2)由(1)易知F(-23,0).FAFB=(x1+23,y1)(x2+23,y2) =(x1+23)(x2+23)+(2x1-43)(2x2-43) =x1x2+23(x1+x2)+12+4[x1x2-23(x1+x2)+12] =5x1x2-63(x1+x2)+60 =517617-6364317+60 =44. 所以FAFB的值為44. 8.解析　(1)由題意可得曲線C1的普通方程為x2+(y-2)2=4, 把x=ρcos θ,y=ρsin θ代入,得曲線C1的極坐標(biāo)方程為ρ=4sin θ, 由ρ=4sinθ,ρcos2θ=sinθ,得4sin θcos2θ=sin θ,因?yàn)?≤θ<π, 所以①當(dāng)sin θ=0時(shí),θ=0,ρ=0,得交點(diǎn)的極坐標(biāo)為(0,0); ②當(dāng)sin θ≠0時(shí),cos2θ=14,當(dāng)cos θ=12時(shí),θ=π3,ρ=23,得交點(diǎn)的極坐標(biāo)為23,π3, 當(dāng)cos θ=-12時(shí),θ=2π3,ρ=23,得交點(diǎn)的極坐標(biāo)為23,2π3, ∴C1與C2交點(diǎn)的極坐標(biāo)為(0,0),23,π3,23,2π3. (2)將θ=β代入C1的極坐標(biāo)方程中,得ρ1=4sin β, 代入C2的極坐標(biāo)方程中,得ρ2=sinβcos2β, ∴|OA||OB|=4sinβsinβcos2β=4cos2 β, ∵π6≤β≤π3, ∴1≤4cos2 β≤3, ∴|OA||OB|的取值范圍為[1,3].