1、选修44坐标系与参数方程A级基础过关|固根基|1.在平面直角坐标系xOy中,直线C1:x2,圆C2:(x1)2(y2)21,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系(1)求C1,C2的极坐标方程;(2)若直线C3的极坐标方程为(R),设C2与C3的交点为M,N,求C2MN的面积解:(1)因为xcos ,ysin ,所以C1的极坐标方程为cos 2,C2的极坐标方程为22cos 4sin 40.(2)将代入22cos 4sin 40,得2340,解得12,2.故12,即|MN|.由于C2的半径为1,所以C2MN是等腰直角三角形,所以C2MN的面积为.2(2019年全国卷)如图,在极坐标系
2、Ox中,A(2,0),B,C,D(2,),弧,所在圆的圆心分别是(1,0),(1,),曲线M1是弧,曲线M2是弧,曲线M3是弧(1)分别写出M1,M2,M3的极坐标方程;(2)曲线M由M1,M2,M3构成,若点P在M上,且|OP|,求P的极坐标解:(1)由题设可得,弧,所在圆的极坐标方程分别为2cos ,2sin ,2cos ,所以M1的极坐标方程为2cos ,M2的极坐标方程为2sin ,M3的极坐标方程为2cos .(2)设P(,),由题设及(1)知,若0,则2cos ,解得;若,则2sin ,解得或;若,则2cos ,解得.综上,P的极坐标为或或或.3设直线l的参数方程为(t为参数,为倾
3、斜角),圆C的参数方程为(为参数)(1)若直线l经过圆C的圆心,求直线l的斜率;(2)若直线l与圆C交于两个不同的点,求直线l的斜率的取值范围解:(1)由已知得直线l经过的定点是P(3,4),而圆C的圆心是C(1,1),所以,当直线l经过圆C的圆心时,直线l的斜率k.(2)由圆C的参数方程(为参数),得圆C的圆心是C(1,1),半径为2.由直线l的参数方程(t为参数,为倾斜角),得直线l的普通方程为y4k(x3)(斜率存在),即kxy43k0.当直线l与圆C交于两个不同的点时,圆心到直线的距离小于圆的半径,即.所以直线l的斜率的取值范围为.4(2020届广州四校联考)在平面直角坐标系xOy中,
4、已知曲线M的参数方程为(为参数),以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴,建立极坐标系,直线l1的极坐标方程为,直线l2的极坐标方程为.(1)写出曲线M的极坐标方程,并指出它是何种曲线;(2)设l1与曲线M交于A,C两点,l2与曲线M交于B,D两点,求四边形ABCD面积的取值范围解:(1)由(为参数),消去参数得(x1)2(y1)24,即x2y22x2y2,由xcos ,ysin ,x2y22将曲线M的方程化成极坐标方程得22(sin cos )20,曲线M是以(1,1)为圆心,2为半径的圆(2)设|OA|1,|OC|2,将l1与圆M的方程联立可得22(sin cos )20,122(sin co
5、s ),122.|AC|12|,同理可得|BD|.l1l2,S四边形ABCD|AC|BD| .sin220,1,S四边形ABCD4,6B级素养提升|练能力|5.(2019届武汉市调研测试)以坐标原点O为极点,x轴正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C1:24sin 30,曲线C2:sin0.(1)求C1,C2的直角坐标方程;(2)已知曲线C1与y轴交于A,B两点,P为C2上任一点,求|PA|PB|的最小值解:(1)由C1:24sin 30得x2y24y30,即C1的直角坐标方程为x2y24y30.由C2:sin0得sin cos 0,所以yx10,即C2的直角坐标方程为xy10.(2)不妨取x2y
6、24y30与y轴的交点为A(0,3),B(0,1),又B(0,1)关于直线yx1的对称点为B1(2,1),所以|PA|PB|AB1|2.故|PA|PB|的最小值为2.6(2020届湖北部分重点中学联考)在平面直角坐标系xOy中,已知曲线C1:xy1,曲线C2:(为参数),以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系(1)写出曲线C1,C2的极坐标方程;(2)在极坐标系中,已知l:(0)与C1,C2的公共点分别为A,B,当4时,求的值解:(1)因为xcos ,ysin ,所以曲线C1的极坐标方程为cos sin 10.曲线C2化为普通方程为(x2)2y24,即x24xy20,因为xcos
7、,x2y22,所以曲线C2的极坐标方程为4cos .(2)设点A,B的极坐标分别为(1,)和(2,),10,20.因为点A在曲线C1上,所以1cos 1sin 10,则1,同理,点B在曲线C2上,所以24cos .由极坐标的几何意义知,4,所以cos (cos sin )1,即cos2cos sin 1,则cos sin sin2.又,所以sin 0,则cos sin ,所以.7(2020届成都摸底)在平面直角坐标系xOy中,过点P(1,1)的直线l的参数方程为(t为参数)以坐标原点O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4cos .(1)求曲线C的直角坐标方程;(2)若
8、直线l与曲线C相交于A,B两点,求的最小值解:(1)4cos ,24cos .由直角坐标与极坐标的互化关系2x2y2,cos x,得曲线C的直角坐标方程为x2y24x0.(2)将直线l的参数方程代入曲线C的直角坐标方程,并整理得t2(2sin 2cos )t20.(2sin 2cos )280,可设t1,t2是方程的两个实数根,则t1t22cos 2sin ,t1t220.,当时,等号成立,的最小值为.8(2019届河南、河北、山西三省大联考)在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数),以O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C1的极坐标方程为2cos ,点P是曲线C1上
9、的动点,点Q在OP的延长线上,且|PQ|3|OP|,点Q的轨迹为C2.(1)求直线l及曲线C2的极坐标方程;(2)若射线与直线l交于点M,与曲线C2交于点N(N与极点不重合),求的最大值解:(1)消去直线l参数方程中的t,得xy4,由cos x,sin y,得直线l的极坐标方程为cos sin 4,即.由点Q在OP的延长线上,且|PQ|3|OP|,得|OQ|4|OP|.设Q(,),则P,由点P是曲线C1上的动点,可得2cos ,即8cos ,所以C2的极坐标方程为8cos .(2)因为直线l及曲线C2的极坐标方程分别为,8cos ,所以|OM|,|ON|8cos ,所以2cos (cos sin )1cos 2sin 21sin.因为0,所以2,所以当2,即时,取得最大值,为1.