评估验收卷(二)
(时间:120分钟 满分:150分)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.下列点不在直线(t为参数)上的是( )
A.(-1,2) B.(2,-1)
C.(3,-2) D.(-3,2)
解析:直线l的普通方程为x+y-1=0,因此点(-3,2)的坐标不适合方程x+y-1=0.
答案:D
2.直线(t为参数)和圆x2+y2=16交于A,B两点,则AB的中点坐标为( )
A.(3,-3) B.(-,3)
C.(,3) D.(3,-)
解析:把(t为参数)代入x2+y2=16中,得1+t+t2+3=16,
即t2-8t+12=0.
设A,B对应的参数分别为t1,t2,则t1+t2=8,
所以AB的中点对应的参数t==4.
所以
即AB的中点坐标为(3,-).
答案:D
3.已知某曲线的参数方程是(其中a是参数),则该曲线是( )
A.线段 B.圆
C.双曲线 D.圆的一部分
解析:消参可得x2-y2=1,
又|x|=≥1,当且仅当a=时“=”成立,所以x≤-1或x≥1,该曲线为双曲线.
答案:C
4.设r>0,那么直线xcos θ+ysin θ=r与圆(φ是参数)的位置关系是( )
A.相交 B.相切
C.相离 D.视r的大小而定
解析:易知圆的圆心在原点,半径是r,则圆心(0,0)到直线的距离为d==r,恰好等于圆的半径,所以直线和圆相切.
答案:B
5.直线l的参数方程为(t为参数),l上的点P1对应的参数是t1,则点P1与点P(a,b)之间的距离是( )
A.|t1| B.2|t1|
C.|t1| D.|t1|
解析:点P1与点P之间的距离为
==|t1|.
答案:C
6.已知圆的渐开线(φ为参数)上有一点的坐标为(3,0),则渐开线对应的基圆的面积为( )
A.π B.3π
C.4π D.9π
解析:把已知点(3,0)代入参数方程得
由②可得φ=0,则把φ=0代入①得r=3,所以基圆的面积为9π.
答案:D
7.已知圆C的参数方程为(α为参数),当圆心C到直线kx+y+4=0的距离最大时,k的值为( )
A. B. C.- D.-
解析:圆C的普通方程为(x+1)2+(y-1)2=1,
所以圆心C(-1,1).直线kx+y+4=0过定点A(0,-4),故当CA与直线kx+y+4=0垂直时,圆心C到直线的距离最大,因为kCA=-5,所以-k=,所以k=-.
答案:D
8.曲线(t为参数)与坐标轴的交点是( )
A.、
B.、
C.(0,-4)、(8,0)
D.、(8,0)
解析:当x=0时,t=,而y=1-2t,即y=,
故曲线与y轴的交点为;
当y=0时,t=,而x=-2+5t,即x=,故曲线与x轴的交点为.
答案:B
9.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ρ=4cos θ,则直线l被圆C截得的弦长为( )
A. B.2 C. D.2
解析:由题意得,直线l的普通方程为y=x-4,
圆C的直角坐标方程为(x-2)2+y2=4,
圆心到直线l的距离d==,
直线l被圆C截得的弦长为2=2.
答案:D
10.若点P(3,m)在以点F为焦点的抛物线(t为参数)上,则|PF|等于( )
A.2 B.3 C.4 D.5
解析:消参得抛物线的普通方程为y2=4x,所以其焦点F(1,0),准线方程为x=-1,
由抛物线的定义,得|PF|=3-(-1)=4.
答案:C
11.已知在平面直角坐标系xOy中,点P(x,y)是椭圆+=1上的一个动点,则S=x+y的取值范围为( )
A.[,5] B.[-,5]
C.[-5,-] D.[-,]
解析:因椭圆+=1的参数方程为(φ为参数),故可设动点P的坐标为(cos φ,sin φ),因此S=x+y=cos φ+sin φ=(cos φ+sin φ)=sin(φ+γ),其中tan γ=,所以S的取值范围是[-, ],故选D.
答案:D
12.已知直线l的参数方程是(t为参数),以原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,圆C的极坐标方程为ρ=2cos θ+4sin θ,则直线l被圆所截得的弦长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:由题意知,直线l的普通方程为x-y-=0,
由极坐标与直角坐标的关系知,
圆C的标准方程为(x-1)2+(y-2)2=5.设直线l与圆C交于A、B两点,AB的中点为M,则在Rt△AMC中,
|AC|=,|CM|==1,
所以|AM|==2,
所以|AB|=2|AM|=4.故截得的弦长为4.
答案:D
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中横线上)
13.曲线C:(θ为参数)上的点到其焦点的距离的最小值为________.
解析:曲线C的普通方程为+=1,所以a=3,b=2,c= =,所以椭圆C上的点到焦点的距离的最小值为3-.
答案:3-
14.在直角坐标系Oxy中,已知曲线C的参数方程是(θ为参数),若以O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____________________.
解析:由题意知曲线C:x2+(y-1)2=1,
即x2+y2-2y=0,由x2+y2=ρ2,y=ρsin θ得
ρ2-2ρsin θ=0,化简得ρ=2sin θ.
答案:ρ=2sin θ
15.在圆的摆线上有一点(π,0),那么在满足条件的摆线的参数方程中,使圆的半径最大的摆线上,参数φ=对应的点的坐标为__________________.
解析:摆线方程为(φ为参数),
将点(π,0)代入可得
得cos φ=1,则φ=2kπ,k∈Z.
故r==(k∈Z),又r>0,所以k∈N*,
当k=1时,r最大为,
再把φ=代入摆线方程得
故
答案:
16.在直角坐标系Oxy中,以原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,设点A,B分别在曲线C1:(θ为参数)和曲线C2:ρ=1上,则|AB|的最小值为________.
解析:因为C1:(x-3)2+(y-4)2=1,C2:x2+y2=1,
所以两圆圆心之间的距离为d==5.
因为A在曲线C1上,B在曲线C2上,
所以|AB|min=5-2=3.
答案:3
三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(本小题满分10分)已知某圆的极坐标方程为ρ2-4ρcos+6=0.
(1)求圆的直角坐标方程和一个参数方程;
(2)设P(x,y)为圆上任意点,求xy的最大值,最小值.
解:(1)圆的极坐标方程可化为ρ2-4ρcos θ-4ρsin θ+6=0,化为直角坐标方程为x2+y2-4x-4y+6=0,变为标准方程为(x-2)2+(y-2)2=2,圆心为(2,2),半径为.
故其一个参数方程为(θ为参数).
(2)由(1)可得xy=(2+cos θ)(2+sin θ)=
4+2(sin θ+cos θ)+2sin θcos θ.
令sin θ+cos θ=t,t∈[-,],
则2sin θcos θ=t2-1,
则xy=t2+2t+3=(t+)2+1,t∈[-,],
故当t=-时,xy取得最小值1,
当t=时,xy取得最大值9.
18.(本小题满分12分)在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数),椭圆C的参数方程为(θ为参数),试在椭圆上求一点P,使得点P到直线l的距离最小.
解:直线l的普通方程为x+2y-4=0,设P(2cos θ,sin θ),
则点P到直线l的距离为d==
,
所以当sin=1时,d有最小值.
此时sin θ=sin=
sincos-cossin=.
cos θ=cos=
coscos+sinsin=.
所以点P的坐标为,
故所求点的坐标为.
19.(本小题满分12分)已知曲线C:+=1,直线l:(t为参数).
(1)写出曲线C的参数方程,直线l的普通方程;
(2)过曲线C上任意一点P作与l夹角为30°的直线,交l于点A,求|PA|的最大值与最小值.
解:(1)曲线C的参数方程为(θ为参数).
直线l的普通方程为2x+y-6=0.
(2)曲线C上任意一点P(2cos θ,3sin θ)到l的距离为
d=|4cos θ+3sin θ-6|,
则|PA|==|5sin(θ+α)-6|,
其中α为锐角,且tan α=.
当sin(θ+α)=-1时,|PA|取得最大值,最大值为.
当sin(θ+α)=1时,|PA|取得最小值,最小值为.
20.(本小题满分12分)已知曲线C的极坐标方程是ρ=2sin θ,设直线l的参数方程是(t为参数).
(1)将曲线C的极坐标方程化为直角坐标方程;
(2)设直线l与x轴的交点是M,N是曲线C上一动点,求|MN|的最大值.
解:(1)曲线C的极坐标方程可化为ρ2=2ρsin θ.
又x2+y2=ρ2,y=ρsin θ,
所以曲线C的直角坐标方程为x2+y2-2y=0.
(2)将直线l的参数方程化为普通方程,
得y=-(x-2).
令y=0,得x=2,即M点的直角坐标为(2,0).
因为曲线C为圆,圆心C的直角坐标为(0,1),
半径r=1,则|MC|=.
所以|MN|≤|MC|+r=+1.
故|MN|的最大值为+1.
21.(本小题满分12分)已知直线l:(t为参数)经过椭圆C:(φ为参数)的左焦点F.
(1)求m的值;
(2)设直线l与椭圆C交于A,B两点,求|FA|·|FB|的最大值,最小值.
解:(1)椭圆的参数方程化为普通方程为+=1,
则F的坐标为(-1,0),
又直线l过点(m,0),故m=-1.
(2)把x=m+tcos α,y=tsin α代入椭圆C的普通方程,化简得(3cos2α+4sin2α)t2-6tcos α-9=0,
设点A,B在直线参数方程中对应的参数分别为t1,t2,
则|FA|·|FB|=|t1·t2|==,
故当sin α=0时,|FA|·|FB|取最大值3,当sin α=1时,|FA|·|FB|取最小值.
22.(本小题满分12分)在平面直角坐标系中,已知两圆C1:(x-1)2+y2=25和C2:(x+1)2+y2=1,动圆在C1内部且和圆C1相内切并和圆C2相外切,动圆圆心的轨迹为E.
(1)求E的标准方程;
(2)点P为E上一动点,点Q为坐标原点,曲线E的右焦点为F,求|PO|2+|PF|2的最小值.
解:(1)设动圆圆心D(x,y),半径为r,
由题意|DC1|=5-r,|DC2|=1+r,
所以|DC1|+|DC2|=6>|C1C2|=2,
所以D点的轨迹是以C1,C2为焦点的椭圆.
其中2a=6,c=1,
所以a=3,b2=a2-c2=8,
故D点的轨迹方程为+=1.
(2)易知F(1,0),由点P在E上,设P(3cos θ,2sin θ),θ∈[0,2π).
则|PF|2=(3cos θ-1)2+(2sin θ)2=
9cos2θ-6cosθ+1+8sin2θ=cos2θ-6cos θ+9.
|PO|2=(3cos θ)2+(2sin θ)2=cos2θ+8,
故|PF|2+|PO|2=2cos2θ-6cos θ+17=
2+,
因为cos θ∈[-1,1],当cos θ=1时,|PF|2+|PO|2取最小值为13.