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高中数学选修4-4-极坐标与参数方程-知识点与题型

一、极坐标系
1.极坐标系与点的极坐标
(1)极坐标系:如图4-4-1所示,在平面内取一个定点O ,叫做极点,自极点O 引一条射线Ox ,叫做极轴;再选定一个长度单位,一个角度单位(通常取弧度)及其正方向(通常取逆时针方向),这样就建立了一个极坐标系.
(2)极坐标:平面上任一点M 的位置可以由线段OM 的长度ρ和从Ox 到OM 的角度θ来刻画,这两个数组成的有序数对(ρ,θ)称为点M 的极坐标.其中ρ称为点M 的极径,θ称为点M 的极角. 2
题型一 极坐标与直角坐标的互化
1、已知点P 的极坐标为,则点P 的直角坐标为 ( )
A.(1,1)
B.(1,-1)
C.(-1,1)
D.(-1,-1)
2、设点的直角坐标为,以原点为极点,实轴正半轴为极轴建立极坐标系,则点的极坐标为( )
A .
B .
C .
D .
3.若曲线的极坐标方程为ρ=2sin θ+4cos θ,以极点为原点,极轴为x 轴正半轴建立直角坐标系,则该曲线的直角坐标方程为________.
4.在极坐标系中,过点(1,0)并且与极轴垂直的直线方程是( )
A .ρ=cos θ
B .ρ=sin θ
C .ρcos θ=1
D .ρsin θ=1
5.曲线C 的直角坐标方程为x 2+y 2-2x =0,以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,则曲线C 的极坐标方程为________.
6. 在极坐标系中,求圆ρ=2cos θ与直线θ=π
4
(ρ>0)所表示的图形的交点的极坐标.
题型二 极坐标方程的应用
由极坐标方程求曲线交点、距离等几何问题时,如果不能直接用极坐标解决,可先转化为直角坐标方程,然后求解.
1.在极坐标系中,已知圆C 经过点P(2,π4),圆心为直线ρsin ⎝ ⎛
⎭⎪⎫θ-π3=-32与极轴的交点,求圆C 的直角坐标方程.
2.圆的极坐标方程为ρ=4cos θ,圆心为C ,点P 的极坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫4,π3,则
|CP|=________.
3.在极坐标系中,已知直线l 的极坐标方程为ρsin ⎝ ⎛
⎭⎪⎫θ+π4=1,圆C 的圆心的极坐标
是C ⎝ ⎛⎭⎪⎫
1,π4,圆的半径为1.
(i)则圆C 的极坐标方程是________; (ii)直线l 被圆C 所截得的弦长等于________.
4.在极坐标系中,已知圆C :ρ=4cos θ被直线l :ρsin ⎝ ⎛
⎭⎪⎫θ-π6=a 截得的弦长为23,则实数a 的值是________.
二、参数方程
1.参数方程和普通方程的互化
(1)曲线的参数方程和普通方程是曲线方程的不同形式.一般地,可以通过消去参数而从参数方程得到普通方程.
(2)如果知道变数x ,y 中的一个与参数t 的关系,例如x =f (t ),把它代入普通方程,
求出另一个变数与参数的关系y =g (t ),那么,⎩
⎪⎨
⎪⎧
x =f
t ,y =g t
就是曲线的参数方程.
点的轨迹 普通方程 参数方程
直线 y -y 0=tan α(x -x 0)

⎪⎨
⎪⎧
x =x 0+t cos α
y =y 0+t sin α (t 为参数)
圆 x 2+y 2=r 2 ⎩⎪⎨⎪⎧ x =r cos θy =r sin θ(θ为参数) 椭圆
x 2a 2+y 2
b 2
=1(a >b >0) ⎩
⎪⎨
⎪⎧
x =a cos φy =b sin φ(φ为参数)
题型一 参数方程与普通方程的互化 【例1】把下列参数方程化为普通方程: (1)⎩⎨

x =3+cos θ,y =2-sin θ;
(2)⎩
⎪⎨
⎪⎧
x =1+1
2t ,y =5+3
2t .
题型二 直线与圆的参数方程的应用
1、已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨


x =1+t ,y =4-2t
(参数t ∈R ),圆C 的参数方程为

⎪⎨
⎪⎧
x =2cos θ+2,y =2sin θ(参数θ∈[0,2π]),求直线l 被圆C 所截得的弦长.
2、曲线C 的极坐标方程为:ρ=acos θ(a >0),直线l 的参数方程为: (1)求曲线C 与直线l 的普通方程;(2)若直线l 与曲线C 相切,求a 值.
3、在直角坐标系xoy中,曲线C1的参数方程为,(α为参数),以原点O为极点,x轴正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为.
(Ⅰ)求曲线C1的普通方程与曲线C2的直角坐标方程;
(Ⅱ)设P为曲线C1上的动点,求点P到C2上点的距离最小值.
综合应用
1、曲线与坐标轴的交点是()
A B C D
3、参数方程(为参数)化为普通方程为()
A. B.
C. D.
3.判断下列结论的正误.
(1)平面直角坐标系内的点与坐标能建立一一对应关系,在极坐标系中点与坐标也是一一对应关系( )
(2)若点P 的直角坐标为(1,-3),则点P 的一个极坐标是(2,-π
3)( ) (3)在极坐标系中,曲线的极坐标方程不是唯一的( ) (4)极坐标方程θ=π(ρ≥0)表示的曲线是一条直线( )
4.参数方程为1()2
x t t t y ⎧=+⎪
⎨⎪=⎩为参数表示的曲线是( )
A .一条直线
B .两条直线
C .一条射线
D .两条射线
5.与参数方程为()21x t
t y t
⎧=⎪⎨
=-⎪⎩为参数等价的普通方程为( ) A .214y +=2
x B .21(01)4
y x +=≤≤2x C .21(02)4y y +=≤≤2
x D .21(01,02)4
y x y +=≤≤≤≤2
x 15.参数方程()为参数θθ
θ⎩⎨⎧+==cot tan 2
y x 所表示的曲线是 ( )
A .直线
B .两条射线
C .线段
D .圆
16.下列参数方程(t 是参数)与普通方程y x 2
=表示同一曲线的方程是: ( )
A .x t y t ==⎧⎨⎩2
B .x t y t ==⎧⎨⎩sin sin 2
C .x t y t ==⎧⎨⎪⎩⎪
D .⎪⎩⎪
⎨⎧=+-=t y t t x tan 2cos 12cos 1
3.由参数方程()⎪⎭⎫
⎝⎛<<-⎩⎨⎧=-=202tan 21sec 22ππθθ
θ为参数,
y x 给出曲线在直角坐标系下的方程是。

4.若直线l 的参数方程是x t y t
=+=-+⎧
⎨⎪⎪⎩
⎪⎪345
235(t 是参数),则过点(4,-1)且与l 平行
的直线在y 轴上的截距是 。

5.方程x t y t =+︒
=-+︒⎧⎨

550350sin cos (t 是参数)表示的是过点 ,倾斜角为 直线。

8.在极坐标系有点M(3,3
π
),若规定极径<0, 极角[0,2],则M 的极坐标为 ;
若规定极径<0,极角(-,),则M 的极坐标为 .
9.∆OP P 12的一个顶点在极点O ,其它两个顶点分别为⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝

-12443521ππ,,,P P ,则∆OP P 12
的面积为。

6.(2013·北京高考)在极坐标系中,点⎝

⎭⎪⎫2,π6到直线ρsin θ=2的距离等于
________.
7、平面直角坐标系中,将曲线为参数)上的每一点横坐标不变,纵坐标变为原来的倍得到曲线,以坐标原点为极点,轴的非负半轴为极轴,建立的极坐标系中,曲线的方程为 (Ⅰ)求和的普通方程:(Ⅱ)求和公共弦的垂直平分线的极坐标方程.
8、已知曲线的极坐标方程是,以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为轴的正半轴,建立平面直角坐标系,直线的参数方程是 (t 为参数).
(1)求曲线的直角坐标方程和直线的普通方程; (2)若直线与曲线交于两点,求的值.
7、已知圆C :⎩⎨

x =1+cos θ,
y =sin θ
(θ为参数)和直线l :⎩⎨

x =2+t cos α,
y =3+t sin α
(其中t 为参数,α为直线l 的倾斜角).
(1)当α=2π
3
时,求圆上的点到直线l 距离的最小值;
(2)当直线l 与圆C 有公共点时,求α的取值范围.
28.参数方程cos (sin cos )
()sin (sin cos )
x y θθθθθθθ=+⎧⎨=+⎩为参数表示什么曲线?
21.点P 在椭圆
22
1169
x y +=上,求点P 到直线3424x y -=的最大距离和最小距离。

22.已知直线l 经过点(1,1)P ,倾斜角6
π
α=,
(1)写出直线l 的参数方程。

(2)设l 与圆42
2
=+y x 相交与两点,A B ,求点P 到,A B 两点的距离之积。

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