第二讲 参数方程
一、曲线的参数方程
第2课时 圆的参数方程
A级 基础巩固
一、选择题
1.已知圆P:(θ为参数),则圆心P及半径r分别是( )
A.P(1,3),r=10 B.P(1,3),r=
C.P(1,-3),r= D.P(1,-3),r=10
解析:由圆P的参数方程可知圆心(1,-3),半径r=.
答案:C
2.圆x2+y2+4x-6y-3=0的参数方程为( )
A.(θ为参数)
B.(θ为参数)
C.(θ为参数)
D.(θ为参数)
解析:圆的方程配方为:(x+2)2+(y-3)2=16,所以圆的圆心为(-2,3),半径为4,故参数方程为B选项.
答案:B
3.已知圆O的参数方程是(0≤θ<2π),圆上点A的坐标是(4,-3),则参数θ=( )
A. B. C. D.
解析:由题意(0≤θ<2π),
所以(0≤θ<2π),解得θ=.
答案:D
4.若P(x,y)是圆(α为参数)上任意一点,则(x-5)2+(y+4)2的最大值为( )
A.36 B.6 C.26 D.25
解析:依题意P(2+cos α,sin α),
所以(x-5)2+(y+4)2=(cos α-3)2+(sin α+4)2=
26-6cos α+8sin α=26+10sin(α-φ)
,
所以当sin(α-φ)=1,即α=2kπ++φ(k∈Z)时,有最大值为36.
答案:A
5.直线:3x-4y-9=0与圆:(θ为参数)的位置关系是( )
A.相切 B.相离
C.直线过圆心 D.相交但直线不过圆心
解析:圆心坐标为(0,0),半径为2,显然直线不过圆心,
又圆心到直线距离d=<2.
所以直线与圆相交,但不过圆心.
答案:D
二、填空题
6.已知圆的方程为x2+y2=2x,则它的一个参数方程是______.
解析:将x2+y2=2x化为(x-1)2+y2=1知圆心坐标为(1,0),半径r=1,
所以它的一个参数方程为(θ为参数).
答案:(θ为参数)
7.已知曲线方程(θ为参数),则该曲线上的点与定点(-1,-2)的距离的最小值为________.
解析:设曲线上动点为P(x,y),定点为A,
则|PA|==
,
故|PA|min==2-1.
答案:2-1
8.曲线C:(θ为参数)的普通方程为__________.如果曲线C与直线x+y+a=0有公共点,那么a的取值范围是________.
解析:(θ为参数)消参可得
x2+(y+1)2=1,
利用圆心到直线的距离d≤r得≤1,
解得1-≤a≤1+.
答案:x2+(y+1)2=1 [1-,1+]
三、解答题
9.已知曲线C的极坐标方程是ρ=2cos θ,以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x轴的正半轴,建立平面直角坐标系,直线l的参数方程是(t为参数).
(1)求曲线C的直角坐标方程和直线l普通方程;
(2)当m=2时,直线l与曲线C交于A、B两点,求|AB|的值.
解:(1)由ρ=2cos θ,得:ρ2=2ρcos θ,
所以x2+y2=2x,即(x-1)2+y2=1,
所以曲线C的直角坐标方程为(x-1)2+y2=1.
由得x=y+m,即x-y-m=0,
所以直线l的普通方程为x-y-m=0.
(2)设圆心到直线l的距离为d,
由(1)可知直线l:x-y-2=0,
曲线C:(x-1)2+y2=1,
圆C的圆心坐标为(1,0),半径为1.
则圆心到直线l的距离为d==,
所以|AB|=2 =,
因此|AB|的值为.
10.在直角坐标系xOy中,以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,半圆C的极坐标方程为ρ=2cos θ,θ∈.
(1)求C的参数方程;
(2)设点D在C上,C在D处的切线与直线l:y=x+2垂直,根据(1)中你得到的参数方程,确定D的坐标.
解:(1)C的普通方程为(x-1)2+y2=1(0≤y≤1).
可得C的参数方程为(t为参数,0≤t≤π).
(2)设D(1+cos t,sin t),由(1)知C是以G(1,0)为圆心,1为半径的上半圆.
因为C在点D处的切线与l垂直,
所以直线GD与l的斜率相同,tan t=,t=.
故D的直角坐标为,即.
B级 能力提升
1.已知点P(x,y)在曲线C:(θ为参数)上,则x-2y的最大值为( )
A.2 B.-2
C.1+ D.1-
解析:由题意,得
所以x-2y=1+cos θ-2sin θ=1-(2sin θ-cos θ)=
1-=1-sin(θ-φ),
所以x-2y的最大值为1+.
答案:C
2.已知圆C:(θ∈[0,2π),θ为参数)与x轴交于A,B两点,则|AB|=________.
解析:令y=2cos θ=0,则cos θ=0,因为θ∈[0,2π),
故θ=或,当θ=时,x=-3+2sin=-1,
当θ=时,x=-3+2sin=-5,
故|AB|=|-1+5|=4.
答案:4
3.将圆x2+y2=1上每一点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的2倍,得曲线C.
(1)写出C的参数方程;
(2)设直线l:2x+y-2=0与C的交点为P1,P2,以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求过线段P1P2的中点且与l垂直的直线的极坐标方程.
解:(1)设(x1,y1)为圆上的点,在已知变换下变为曲线C上的点(x,y),依题意,得
由x+y=1得x2+=1,
即曲线C的方程为x2+=1.
故C的参数方程为(t为参数).
(2)由解得或
不妨设P1(1,0),P2(0,2),则线段P1P2的中点坐标为,所求直线斜率为k=,
于是所求直线的方程为y-1=,
化为极坐标方程,并整理得2ρcos θ-4ρsin θ=-3,
即ρ=为过线段P1P2的中点且与l垂直的直线的极坐标方程.