1、第45练坐标系与参数方程题型一极坐标与直角坐标的互化例1在以O为极点的极坐标系中,直线l与曲线C的极坐标方程分别是cos()3和sin28cos ,直线l与曲线C交于点A、B,求线段AB的长破题切入点(1)在由点的直角坐标化为极坐标时,一定要注意点所在的象限和极角的范围,否则点的极坐标将不唯一(2)在与曲线的方程进行互化时,一定要注意变量的范围,要注意转化的等价性解cos()cos cos sin sin cos sin 3,直线l对应的直角坐标方程为xy6.又sin28cos ,2sin28cos .曲线C对应的直角坐标方程是y28x.解方程组,得或,所以A(2,4),B(18,12),所以
2、AB16.即线段AB的长为16.题型二参数方程与普通方程的互化例2已知直线l的参数方程为(t为参数),P是椭圆y21上的任意一点,求点P到直线l的距离的最大值破题切入点参数方程化为普通方程,主要用“消元法”消参,常用代入法、加减消元法、利用三角恒等式消元等在参数方程化为普通方程时,要注意保持同解变形解由于直线l的参数方程为(t为参数),故直线l的普通方程为x2y0.因为P为椭圆y21上的任意一点,故可设P(2cos ,sin ),其中R.因此点P到直线l的距离是d.所以当k,kZ时,d取得最大值.题型三参数方程及其应用例3在极坐标系中,已知圆C的圆心C,半径r1.(1)求圆C的极坐标方程;(2
3、)若,直线l的参数方程为 (t为参数),点P的直角坐标为(2,2),直线l交圆C于A,B两点,求的最小值破题切入点(1)参数方程化为普通方程的关键是消参数,要根据参数的特点进行(2)利用参数方程解决问题,关键是选准参数,理解参数的几何意义解(1)设M(,)为圆C上任一点,在OMC中,MOC,MC1,MO,OC,由余弦定理得:122()22cos,即22cos10为圆C的极坐标方程(2)圆C的普通方程为(x1)2(y1)21,将直线l的参数方程代入上述圆方程化简得t22(sin cos )t10,由直线参数方程的几何意义得PAPB2|sin cos |,PAPB1,故,由,得的最小值为.总结提高
4、(1)主要题型有极坐标方程、参数方程和普通方程的互化,在极坐标方程或参数方程背景下的直线与圆的相关问题(2)规律方法方程解决直线、圆和圆锥曲线的有关问题,将极坐标方程化为直角坐标方程或将参数方程化为普通方程,有助于对方程所表示的曲线的认识,从而达到化陌生为熟悉的目的,这是化归与转化思想的应用在涉及圆、椭圆的有关最值问题时,若能将动点的坐标用参数表示出来,借助相应的参数方程,可以有效地简化运算,从而提高解题的速度(3)极坐标方程与普通方程互化核心公式,.(4)过点A(0,0) 倾斜角为的直线方程为.特别地,过点A(a,0),垂直于极轴的直线l的极坐标方程为cos a.平行于极轴且过点A(b,)的
5、直线l的极坐标方程为sin b.(5)圆心在点A(0,0),半径为r的圆的方程为r2220cos(0)(6)重点掌握直线的参数方程(t为参数),理解参数t的几何意义1在极坐标系中,曲线C1:(cos sin )1与曲线C2:a(a0)的一个交点在极轴上,求a的值解(cos sin )1,即cos sin 1对应的普通方程为xy10,a(a0)对应的普通方程为x2y2a2.在xy10中,令y0,得x.将代入x2y2a2得a.2(2014安徽改编)以平面直角坐标系的原点为极点,x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,两种坐标系中取相同的长度单位已知直线l的参数方程是(t为参数),圆C的极坐标方程是4co
6、s ,求直线l被圆C截得的弦长解直线l的参数方程(t为参数)化为直角坐标方程是yx4,圆C的极坐标方程4cos 化为直角坐标方程是x2y24x0.圆C的圆心(2,0)到直线xy40的距离为d.又圆C的半径r2,因此直线l被圆C截得的弦长为22.3(2014福建)已知直线l的参数方程为(t为参数),圆C的参数方程为(为参数)(1)求直线l和圆C的普通方程;(2)若直线l与圆C有公共点,求实数a的取值范围解(1)直线l的普通方程为2xy2a0,圆C的普通方程为x2y216.(2)因为直线l与圆C有公共点,故圆C的圆心到直线l的距离d4,解得2a2.4(2013课标全国)已知动点P、Q都在曲线C:(
7、t为参数)上,对应参数分别为t与t2(02),M为PQ的中点(1)求M的轨迹的参数方程;(2)将M到坐标原点的距离d表示为的函数,并判断M的轨迹是否过坐标原点解(1)依题意有P(2cos ,2sin ),Q(2cos 2,2sin 2),因此M(cos cos 2,sin sin 2)M的轨迹的参数方程为(为参数,02)(2)M点到坐标原点的距离d(00,故可设t1,t2是上述方程的两实根,所以又直线l过点P(3,),故由上式及t的几何意义得PAPB|t1|t2|t1t23.方法二(1)同方法一(2)因为圆C的圆心为点(0,),半径r,直线l的普通方程为yx3.由得x23x20.解得或不妨设A
8、(1,2),B(2,1),又点P的坐标为(3,),故PAPB3.11已知曲线C1的参数方程是(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C2的极坐标方程是2,正方形ABCD的顶点都在C2上,且A,B,C,D按逆时针次序排列,点A的极坐标为.(1)求点A,B,C,D的直角坐标;(2)设P为C1上任意一点,求PA2PB2PC2PD2的取值范围解(1)由已知可得A,B,C,D,即A(1,),B(,1),C(1,),D(,1)(2)设P(2cos ,3sin ),令SPA2PB2PC2PD2,则S16cos236sin2163220sin2.因为0sin21,所以S的取值范围是32,5212已知直线l的参数方程是(t为参数),圆C的极坐标方程为4cos.(1)将圆C的极坐标方程化为直角坐标方程;(2)若圆上有且仅有三个点到直线l的距离为,求实数a的值解(1)由4cos,得4cos 4sin .即24cos 4sin .由得x2y24x4y0,得(x2)2(y2)28.所以圆C的直角坐标方程为(x2)2(y2)28.(2)直线l的参数方程可化为y2xa,则由圆的半径为2知,圆心(2,2)到直线y2xa的距离恰好为.所以,解得a6.