极坐标与参数方程高考常见题型及解题策略
【考纲要求】
(1)坐标系
①了解坐标系的作用,了解在平面直角坐标系伸缩变换作用下平面图形的变化情况。
②了解极坐标的基本概念,会在极坐标系中用极坐标刻画点的位置,能进行极坐标和直角坐标的互化。
表示点的位置,理解在极坐标系和平面直角坐标系中表示点的位置的区别,能进行极坐标和直角坐标的互化。
③能在极坐标系中给出简单图形表示的极坐标方程。
④了解参数方程,了解参数的意义。
能在极坐标系中给出简单图形的方程,通过比较这些图形在极坐标系和平面直角坐标系中的方程,理解用方程表示平面图形时选择适当坐标系的意义。
⑤能选择适当的参数写出直线,圆和椭圆的参数方程。
了解柱坐标系、球坐标系中表示空间中点的位置的方法,并与空间直角坐标系中表示点的位置的方法相比较,了解他们的区别。
(2)参数方程
①了解参数方程,了解参数的意义
②能选择适当的参数写出直线、圆和圆锥曲线的参数方程。
③了解平摆线、渐开线的生成过程,并能推导出他们的参数方程。
④了解其他摆线的生成过程,了解摆线在实际中的应用,了解摆线在表示行星运动轨迹中的作用。
【热门考点】
高考题中这一部分主要考查简单图形的极坐标方程,极坐标与直角坐标的互化,直线、圆和圆锥曲线的参数方程,参数方程化为直角坐标方程等。
热点是极坐标与直角坐标的互化、参数方程化为直角坐标方程。
冷点是推导简单图形的极坐标方程、直角坐标方程化为参数方程。
盲点是柱坐标系、球坐标系中表示空间中点的位置的方法,摆线在实际中的应用,摆线在表示行星运动轨道中的作用。
涉及较多的是极坐标与直角坐标的互化及简单应用。
多以选做题形式出现,以考查基本概念,基本知识,基本运算为主,一般属于中档题。
【常见题型】
知识块 能力层次 知识点 11年 12年 13年 14年 备注 十八、坐标系与参数方程
理解 54.坐标系 23 23 23 23 理解
55.参数方程
23
23
23
23
一.极坐标方程与直角坐标方程的互化
例 1.(2011新课标1,第23题)在直角坐标系xoy 中,曲线1C 的参数方程为
2cos 22sin x a
y a
=⎧⎨
=+⎩ (σ为参数)M 是1C 上的动点,P 点满足2OP OM =,P 点的轨迹为曲线2C 。
(1)求2C 的方程;
(2)在以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线3
π
θ=与1C 的异于极点的
交点为A ,与2C 的异于极点的交点为B ,求AB . 【解析】:(1)设),(y x P ,则由条件知)2
,2(y
x M .
由于M 点在1C 上,所以2cos ,2
22sin ,2
x
a y a ⎧=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩即4cos ,44sin ,x a y a =⎧⎨=+⎩
从而2C 的参数方程为4cos ,
44sin ,x a y a =⎧⎨=+⎩
(σ为参数)
(2)曲线1C 的极坐标方程为θρsin 4=,曲线2C 的极坐标方程为θρsin 8=。
射线
3
π
θ=
与1C 的交点A 的极径为3
sin
41π
ρ=,射线3
π
θ=
与2C 的交点B 的极径为
3
sin
82π
ρ=,所以3221=-=
ρρAB 。
例2. (2013新课标1,第23题)已知曲线1C 的参数方程为45cos ,
55sin x t y t
=+⎧⎨
=+⎩(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2C 的极坐标方程为
θρsin 2=。
(1)把1C 的参数方程化为极坐标方程;
(2)求1C 与2C 交点的极坐标(πθ≤≤≥0,0t ). 【解析】(1)将⎩⎨
⎧+=+=t
y t x sin 54cos 54消去参数t ,化为普通方程25)5()4(2
2=-+-y x ,
即016108:2
21=+--+y x y x C 。
将⎩⎨
⎧==θ
ρθ
ρsin cos y x 代入上式得1C 的极坐标方程:
016sin 10cos 82=+--θρθρρ。
(2)2C 的普通方程为022
2
=-+y y x 。
由⎩
⎨⎧=-+=+--+020161082
222y y x y x y x 得:⎩⎨⎧==11
y x 或⎩⎨
⎧==2
0y x 。
所以1C 与2C 交点的极坐标分别为)2,2(),4,2(π
π。
二.参数方程与直角坐标方程的互化
例 3.(2010新课标1第23题)已知直线⎩⎨
⎧=+=α
α
sin cos 1:1t y t x C (t 为参数),圆2C :
cos sin x y θ
θ
=⎧⎨
=⎩ (θ为参数). (1)当α=
3
π
时,求1C 与2C 的交点坐标; (2)过坐标原点O 作1C 的垂线,垂足为A ,P 为OA 的中点,当α变化时,求P 点轨迹的参数方程,并指出它是什么曲线. 【解析】(1)当α=
3
π
时,1C
的普通方程为1)y x =-,2C 的普通方程为2
2
1x y +=。
联立方程组221)
1
y x x y ⎧=-⎪⎨+=⎪⎩ ,解得1C 与2C 的交点为(1,0))23,21(-。
(2)1C 的普通方程为sin cos sin 0x y ααα--=。
A 点坐标为(
)2
sin
cos sin ααα-,
故当α变化时,P 点轨迹的参数方程为:(
)21sin 2
1sin cos 2
x y αααα⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩为参数 P 点轨迹的普通方程为161)4
1
(2
2=+-y x 。
故P 点轨迹是以104⎛⎫
⎪⎝⎭
,为圆心,半径为14的
圆。
例4.(2014课标1,第23题)已知曲线22
1:149x y C +=,直线l :2,22,
x t y t =+⎧⎨=-⎩(t 为参数).(1)写出曲线C 的参数方程,直线l 的普通方程;
(2)过曲线C 上任意一点P 作与l 夹角为30︒的直线,交l 于点A ,PA 的最大值与最小值.
【解析】(1)曲线C 的参数方程为为参数)
θθ
θ
(sin 3cos 2⎩⎨
⎧==y x , 直线l 的普通方程为062=-+y x
(2)曲线C 上任意一点)sin 3,cos 2(θθP 到直线l 的距离为
6sin 3cos 455-+=
θθd ,则6)sin(555230sin -+==αθ
d PA ,其中α是锐角,且34
tan =
α。
当1)sin(-=+αθ时,PA 取得最大值5522,当1)sin(=+αθ时,
PA 取得最小值
5
5
2 例5.(2012新课标1,第23题)已知曲线1C 的参数方程是2cos 3sin x y ϕϕ⎧⎨
⎩=,
=,
(ϕ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2C 的极坐标方程是2=ρ.正方形ABCD 的顶点在2C 上,且D C B A ,,,依逆时针次序排列,点A 的极坐标为(2,π
3
). (1)求点D C B A ,,,的直角坐标;
(2)设P 为1C 上任意一点,求2
2
2
2
PD PC PB PA +++的取值范围. 【解析】(1)点,,,A B C D 的极坐标为5411(2,
),(2,
),(2,),(2,)3
636
π
πππ
,
则点,,,A B C D
的直角坐标为1,1)--。
(2)设00(,)P x y ;则00
2cos ()3sin x y ϕ
ϕϕ=⎧⎨=⎩为参数,则
2
2
2
2
224440t PA PB PC PD x y =+++=++25620sin [56,76]ϕ=+∈
【应试策略】
极坐标与参数方程是解析几何初步、平面向量、三角函数等内容的综合应用和进一步深化,所以必须掌握好与以上相关内容。
由于高考评分参考答案标准较为简捷,因而书写只需说清问题即可,即“问什么,就回答什么”。
高考是在第(22)、(23)、(24)三题中任选一题做答,如果你掌握极坐标参数方程内容,建议你选择“极坐标与参数方程”,因为该题较容易得满分。
同时,由于极坐标与参数方程近三年考题的难易程度都差不多,因而预计2015年的考题的难易程度也不会有太大的变动。