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《极坐标与参数方程》题型归纳

《极坐标与参数方程》高考高频题型除了简单的极坐标与直角坐标的转化、参数方程与普通方程的转化外,还涉及(一)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”(二)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:【2016高考新课标3理数】在直角坐标系中,曲线的参数方程为,以坐标原点为极点,以轴的正半轴为极轴,,建立极坐标系,曲线的极坐标方程为(I )写出的普通方程和的直角坐标方程;(II )设点在上,点在上,求的最小值及此时的直角坐标的直角坐标方程为.这里没有加减移项省去,直接化同,那系数除到左边(Ⅱ)由题意,可设点的直角坐标为 因为是直线,所以的最小值即为到的距离的最小值,.(欧萌说:利用点到直接的距离列式子,然后就是三角函数的辅助公式进行化一)当时)(13sin =+πα即当时,,此时的直角坐标为.xOy 1C ()sin x y ααα⎧=⎪⎨=⎪⎩为参数x 2C sin()4ρθπ+=1C 2C P 1C Q 2C PQ P 2C 40x y +-=P ,sin )αα2C ||PQ P 2C ()d α()sin()2|3d παα==+-2()6k k Z παπ=+∈()d αP 31(,)22(三)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)|P A |·|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 a b 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.(四)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:(2016•福建模拟)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=ρcosθ,y=ρsinθ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=2cos θ. (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﹣.(五)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2016•包头校级二模)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.极坐标与直角坐标、参数方程与普通方程的转化一、直角坐标的伸缩设点P(x ,y)是平面直角坐标系中的任意一点,在变换φ:⎩⎨⎧>='>=')()(0,0,μμλλy y x x 的作用下,点P(x ,y)对应到点P′(x′,y′),称φ为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换,简称伸缩变换.平面图形的伸缩变换可以用坐标伸缩变换来表示.在伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x′=λ·x ,λ>0y′=μ·y ,μ>0下,直线仍然变成直线,抛物线仍然变成抛物线,双曲线仍然变成双曲线,圆可以变成椭圆,椭圆也可以变成圆(重点考察). 【强化理解】1.曲线C 经过伸缩变换后,对应曲线的方程为:x 2+y 2=1,则曲线C 的方程为( )A .B .C .D .4x 2+9y 2=1【解答】解:曲线C 经过伸缩变换①后,对应曲线的方程为:x′2+y′2=1②,把①代入②得到:故选:A2、在同一直角坐标系中,求满足下列图形变换的伸缩变换:由曲线4x 2+9y 2=36变成曲线x ′2+y ′2=1.【解答】解:设变换为φ:⎩⎪⎨⎪⎧x ′=λx (λ>0),y ′=μy (μ>0),可将其代入x ′2+y ′2=1,得λ2x 2+μ2y 2=1.将4x 2+9y 2=36变形为x 29+y 24=1,比较系数得λ=13,μ=12.所以⎩⎪⎨⎪⎧x ′=13x ,y ′=12y .将椭圆4x 2+9y 2=36上的所有点的横坐标变为原来的13,纵坐标变为原来的12,可得到圆x ′2+y ′2=1.亦可利用配凑法将4x 2+9y 2=36化为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 32+⎝ ⎛⎭⎪⎫y 22=1,与x ′2+y ′2=1对应项比较即可得⎩⎪⎨⎪⎧x ′=x3,y ′=y2.3、(2015春•浮山县校级期中)曲线x 2+y 2=1经过伸缩变换后,变成的曲线方程是( )A .25x 2+9y 2=1B .9x 2+25y 2=1C .25x+9y=1D .+=1【解答】解:由伸缩变换,化为,代入曲线x 2+y 2=1可得25(x′)2+9(y′)2=1,故选:A .二、极坐标 1.公式:(1)极坐标与直角坐标的互化公式如下表:2.极坐标与直角坐标的转化(1)点:有关点的极坐标与直角转化的思路 A :直角坐标化为极坐标的步骤①运用 ②在内由求时,由直角坐标的符号特征判断点所在的象限. B::极坐标化为直角坐标的步骤,运用(2)直线:直线的极坐标与直角坐标转化的思路 A :直角坐标转化成极坐标思路:直接利用公式,将式子里面的x 和y 用θρθρsin cos 和转化,最后整理化简即可。

例如:x+3y-2=0:用公式将x 和y 转化,即02-sin 3cos =+θρθρ B :极坐标转化成直角坐标类型①:直接转化---直接利用公式转化(),x y (),ρθ()222tan 0x y yx x ρθ⎧=+⎪⎨=≠⎪⎩[)0,2π()tan 0yx xθ=≠θ(),ρθ(),x y cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩类型②:利用三角函数的两角和差公式,即()()2sin 2cos k kρθαρθα±=±=或思路:第一步:利用两角和差公式把sin(θ±α)或cosθ±α)化开,特殊角的正余弦值化成数字,整理化简第二步:利用公式转化解:第一步:利用两角和差公式把sin(θ±α)或cosθ±α)化开特殊角的正余弦值化成数字,整理化简,即第二步:第二步:利用公式转化类型③:角可以不是特殊角)为倾斜角,可以是特殊(ααθ=,该直线经过原点(极点),对应的直角坐标方程为kx x即y tanαy =⋅=cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩(注:直线的直角坐标方程一般要求写成一般式:Ax+By+C=0) 三、曲线极坐标与直角坐标互换 (一)圆的直角与极坐标互换 1.圆的极坐标转化成直角坐标 类型一:θθρsin cos +=详解:一般θθsin ,cos 要转化成x 、y 都需要跟ρ搭配,一对一搭配。

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