2019极坐标与参数方程高考题型全归纳一.题型部分(一) 极坐标与直角坐标的转化、参数方程与普通方程的转化,极坐标与参数方程的转化1. 极坐标与直角坐标互化公式:若以直角坐标系的原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立坐标系,点P 的极坐标为(,)ρθ,直角坐标为(,)x y ,则cos x ρθ=, sin y ρθ=, 222x y ρ=+,tan yxθ=。
2. 参数方程:直线参数方程:00cos ()sin x x t t y y t θθ=+⎧⎨=+⎩为参数 00(,)x y 为直线上的定点, t 为直线上任一点(,)x y 到定点00(,)x y 的数量;圆锥曲线参数方程:圆的参数方程:cos ()sin x a r y b r θθθ=+⎧⎨=+⎩为参数(a,b)为圆心,r 为半径; 椭圆22221xy a b +=的参数方程是cos ()sin x a y b θθθ=⎧⎨=⎩为参数; 双曲线2222-1x y a b =的参数方程是sec ()tan x a y b φθφ=⎧⎨=⎩为参数; 抛物线22y px =的参数方程是22()2x pt t y pt⎧=⎨=⎩为参数(二)有关圆的题型题型一:圆与直线的位置关系(圆与直线的交点个数问题)----利用圆心到直线的距离与半径比较相离,无交点;:r d >个交点;相切,1:r d =个交点;相交,2:r d <用圆心(x 0,y 0)到直线Ax+By+C=0的距离2200BA C By Ax d +++=,算出d ,在与半径比较。
题型二:圆上的点到直线的最值问题(不求该点坐标,如果求该点坐标请参照距离最值求法)思路:第一步:利用圆心(x 0,y 0)到直线Ax+By+C=0的距离2200BA C By Ax d +++=第二步:判断直线与圆的位置关系第三步:相离:代入公式:r d d +=max ,r d d -=min 相切、相交:r d d +=max min 0d =题型三:直线与圆的弦长问题 弦长公式222d r l -=,d 是圆心到直线的距离延伸:直线与圆锥曲线(包括圆、椭圆、双曲线、抛物线)的弦长问题 (弦长:直线与曲线相交两点,这两点之间的距离就是弦长) 弦长公式21t t l -=,解法参考“直线参数方程的几何意义” (三)距离的最值: ---用“参数法” 1.曲线上的点到直线距离的最值问题 2.点与点的最值问题“参数法”:设点---套公式--三角辅助角①设点: 设点的坐标,点的坐标用该点在所在曲线的的参数方程来设 ②套公式:利用点到线的距离公式③辅助角:利用三角函数辅助角公式进行化一例如:在直角坐标系xOy 中,曲线1C的参数方程为()sin x y ααα⎧=⎪⎨=⎪⎩为参数,以坐标原点为极点,以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sin()224ρθπ+=.(I )写出1C 的普通方程和2C 的直角坐标方程;(II )设点P 在1C 上,点Q 在2C 上,求PQ 的最小值及此时P 的直角坐标Ⅰ)C 的普通方程为2213x y =,2C 的直角坐标方程为40x y +-=.(解说:C 1:相加-平方-化同-利用三角消元:移项sinαy cosα3x ⎩⎨⎧==这里没有加减移项省去,直接化同,那系数除到左边1y 3x 两道式子相加asin y αcos 3x 两边同时平方sinαy cosα3x 222222=+⇒⎪⎩⎪⎨⎧==⇒⎪⎩⎪⎨⎧==(Ⅱ)由题意,可设点P 的直角坐标为3,sin )αα(解说:点直接用该点的曲线方程的参数方程来表示)因为2C 是直线,所以||PQ 的最小值即为P 到2C 的距离()d α的最小值,3()2sin()2|32d παα==+-.解说:利用点到直线的距离列式子,然后就是三角函数的辅助公式进行化一)当时)(13sin =+πα即当2()6k k Z παπ=+∈时,()d α2,此时P 的直角坐标为31(,)22.(四)直线参数方程的几何意义1.经过点P (x 0,y 0),倾斜角为α的直线l 的参数方程为为参数)t t y y t x x (sin cos 00⎩⎨⎧+=+=αα若A ,B 为直线l 上两点,其对应的参数分别为t 1,t 2,线段AB 的中点为M ,点M 所对应的参数为t 0,则以下结论在解题中经常用到:(1)t 0=t 1+t 22;(2)|PM |=|t 0|=t 1+t 22;(3)|AB |=|t 2-t 1|;(4)|PA |·|PB |=|t 1·t 2|(5)⎪⎩⎪⎨⎧>+<-+=-=+=+0,0,4)(212121212212121t t t t t t t t t t t t t t PB PA 当当(注:记住常见的形式,P 是定点,A 、B 是直线与曲线的交点,P 、A 、B 三点在直线上)【特别提醒】直线的参数方程中,参数t 的系数的平方和为1时,t 才有几何意义且其几何意义为:|t |是直线上任一点M (x ,y )到M 0(x 0,y 0)的距离,即|M 0M |=|t |.直线与圆锥曲线相交,交点对应的参数分别为12,t t ,则弦长12l t t =-; 2.解题思路第一步:曲线化成普通方程,直线化成参数方程第二步:将直线的参数方程代入曲线的普通方程,整理成关于t 的一元二次方程:02=++c bt at第三步:韦达定理:a ct t ab t t =-=+2121,第四步:选择公式代入计算。
例如:已知直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =5+32t ,y =3+12t(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ρ=2cos θ.(1)将曲线C 的极坐标方程化为直角坐标方程;(2)设点M 的直角坐标为(5,3),直线l 与曲线C 的交点为A ,B ,求|MA |·|MB |的值.解:(1)ρ=2cos θ等价于ρ2=2ρcos θ.①将ρ2=x 2+y 2,ρcos θ=x 代入①即得曲线C 的直角坐标方程为x 2+y 2-2x =0.②(2)将⎩⎪⎨⎪⎧x =5+32t ,y =3+12t 代入②式,得t 2+53t +18=0.设这个方程的两个实根分别为t 1,t 2,则由参数t 的几何意义即知,|MA |·|MB |=|t 1t 2|=18.(五).极坐标中ρ的几何意义一直线与两曲线分别相交,求交点间的距离 思路:一般采用直线极坐标与曲线极坐标联系方程求出2个交点的极坐标,利用极径相减即可。
例如:在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为(其中α为参数),曲线C 2:(x ﹣1)2+y 2=1,以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.(Ⅰ)求曲线C 1的普通方程和曲线C 2的极坐标方程;(Ⅱ)若射线θ=(ρ>0)与曲线C 1,C 2分别交于A ,B 两点,求|AB|. 解:(Ⅰ)∵曲线C 1的参数方程为(其中α为参数),∴曲线C 1的普通方程为x 2+(y ﹣2)2=7. ∵曲线C 2:(x ﹣1)2+y 2=1,∴把x=ρcos θ,y=ρsin θ代入(x ﹣1)2+y 2=1,得到曲线C 2的极坐标方程(ρcos θ﹣1)2+(ρsin θ)2=1,化简,得ρ=2cosθ.(Ⅱ)依题意设A(),B(),∵曲线C1的极坐标方程为ρ2﹣4ρsinθ﹣3=0,将(ρ>0)代入曲线C1的极坐标方程,得ρ2﹣2ρ﹣3=0,解得ρ1=3,同理,将(ρ>0)代入曲线C 2的极坐标方程,得,∴|AB|=|ρ1﹣ρ2|=3﹣.(六).面积的最值问题面积最值问题一般转化成弦长问题+点到线的最值问题例题:在平面直角坐标系xOy中,圆C的参数方程为,(t为参数),在以原点O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立的极坐标系中,直线l 的极坐标方程为,A,B两点的极坐标分别为.(1)求圆C的普通方程和直线l的直角坐标方程;(2)点P是圆C上任一点,求△PAB面积的最小值.解:(1)由,化简得:,消去参数t,得(x+5)2+(y﹣3)2=2,∴圆C的普通方程为(x+5)2+(y﹣3)2=2.由ρcos(θ+)=﹣,化简得ρcosθ﹣ρsinθ=﹣,即ρcosθ﹣ρsinθ=﹣2,即x﹣y+2=0,则直线l的直角坐标方程为x﹣y+2=0;(Ⅱ)将A(2,),B(2,π)化为直角坐标为A(0,2),B(﹣2,0),∴|AB|==2,设P点的坐标为(﹣5+cost,3+sint),∴P点到直线l的距离为d==,∴d min==2,则△PAB面积的最小值是S=×2×2=4.附:2019极坐标与参数方程高考题型全归纳二.:精典配套练习(含答案)部分。