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( )[来源:学.科.网]
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|.[来源:学|科|网Z|X|X|K]
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.[来源:Z§xx§k.Com]
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.[来源:学科网]
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).[来源:学§科§网Z§X§X§K]
(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.
模块检测卷(二)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分)
1.点M的直角坐标是(-1,),则点M的极坐标为( )
A. B.
C. D.,(k∈Z)
解析:选D ρ2=(-1)2+()2=4,∴ρ=2.又
∴
∴θ=+2kπ,k∈Z.
即点M的极坐标为,(k∈Z).
2.设r>0,那么直线xcos θ+ysin θ=r(θ是常数)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:选B 圆心到直线的距离d==|r|=r,故相切.
3.方程(t为参数)表示的曲线是( )
A.双曲线 B.双曲线的上支
C.双曲线的下支 D.圆
解析:选B 将参数方程的两个等式两边分别平方,再相减,得:
x2-y2=(2t-2-t)2-(2t+2-t)2=-4,即y2-x2=4.
又注意到2t>0,2t+2-t≥2=2,即y≥2.
可见与以上参数方程等价的普通方程为:y2-x2=4(y≥2).
显然它表示焦点在y轴上,以原点为中心的双曲线的上支.
4.直线(t为参数)被圆x2+y2=9截得的弦长为( )
A. B. C. D.
解析:选B ?
把直线代入x2+y2=9,
得(1+2t)2+(2+t)2=9,5t2+8t-4=0,
|t1-t2|===,
弦长为|t1-t2|=.
5.极坐标ρ=cos表示的曲线是( )
A.双曲线 B.椭圆 C.抛物线 D.圆
解析:选D 法一:由于ρ不恒等于0,方程两边同乘ρ,得
ρ2=ρcos=ρ=(ρcos θ+ρsin θ),
化为直角坐标方程得x2+y2=(x+y),故方程ρ=cos表示圆.
法二:极坐标方程ρ=2acos θ表示圆,而-θ与极轴的旋转有关,它只影响圆心的位置,而不改变曲线的形状,故方程ρ=cos表示圆.
6.柱坐标P转换为直角坐标为( )
A.(5,8,8) B.(8,8,5) C.(8,8,5) D.(4,8,5)
解析:选B 由公式得即P点的直角坐标为(8,8,5).
7.双曲线(θ为参数),那么它的两条渐近线所成的锐角是( )
A.30° B.45° C.60° D.75°
解析:选C 由?y2-=1,两条渐近线的方程是y=±x,
所以两条渐近线所夹的锐角是60°.
8.若动点(x,y)在曲线+=1(b>0)上变化,则x2+2y的最大值为( )
A. B.
C.+4 D.2b
解析:选A 设动点的坐标为(2cos θ,bsin θ),代入x2+2y=
4cos2θ+2bsin θ=-2+4+,
当0当b≥4时,(x2+2y)max=-2+4+=2b.
9.若直线y=x-b与曲线(θ∈[0,2π))有两个不同的公共点,则实数b的取值范围为( )
A.(2-,1)
B.[2-,2+ ]
C.(-∞,2-)∪(2+,+∞)
D.(2-,2+)
解析:选D 将参数方程
化为普通方程(x-2)2+y2=1.依题意得,圆心(2,0)到直线y=x-b,
即x-y-b=0的距离小于圆的半径1,
则有<1,|2-b|<,-<2-b<,
即2-<b<2+.
10.关于渐开线和摆线的叙述,正确的是( )
A.只有圆才有渐开线
B.渐开线和摆线的定义是一样的,只是绘图的方法不一样,所以才能得到不同的图形
C.正方形也可以有渐开线
D.对于同一个圆,如果建立的直角坐标系的位置不同,画出的渐开线形状就不同
解析:选C 不仅圆有渐开线,其他图形如椭圆、正方形也有渐开线,渐开线和摆线的定义虽然从字面上有相似之处,但是它们的实质是完全不一样的,因此得出的图形也不相同.对于同一个圆不论在什么地方建立直角坐标系,画出的图形的大小和形状都是一样的,只是方程的形式及图形在坐标系中的位置可能不同.
11.已知过曲线(θ为参数且0≤θ≤)上一点P与原点O的距离为,则P点坐标为( )
A. B.
C. D.
解析:选A 设P(3cos θ,5sin θ),则|OP|2=9cos2θ+25sin2θ=9+16sin2θ=13,
得sin2θ=.又0≤θ≤,∴sin θ=,cos θ=.
∴x=3cos θ=,y=5sin θ=,∴P点坐标为.
12.设曲线与x轴交点为M、N,点P在曲线上,则PM与PN所在直线的斜率之积为( )
A.- B.- C. D.
解析:选A 令y=0得:sin θ=0,∴cos θ=±1.
∴M(-2,0),N(2,0).设P(2cos θ,sin θ).
∴kPM·kPN=·==-.
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.已知圆O:x2+y2=9,圆O1:(x-3)2+y2=27,则大圆被小圆截得的劣弧的长________.
解析:设O1的参数方程为:(0≤θ<2π),
将上式代入圆O的方程得:
(3+3cos θ)2+(3sin θ)2=9.整理得cos θ=-,
∴θ1=,θ2=.∠MO1N=-=.
∴的长为:3·=π.
答案:π
14.(江西高考)设曲线C的参数方程为(t为参数),若以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,则曲线C的极坐标方程为________.
解析:消去曲线C中的参数t得y=x2,将x=ρcos θ,y=ρsin θ代入y=x2中,得ρ2cos2θ=ρsin θ,即ρcos2θ-sin θ=0.
答案:ρcos2θ-sin θ=0
15.(湖北高考)在直角坐标系xOy中,以原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知射线θ=与曲线(t为参数)相交于A,B两点,则线段AB的中点的直角坐标为________.
解析:曲线可化为y=(x-2)2,
射线θ=可化为y=x(x>0),
联立这两个方程得:x2-5x+4=0,点A(x1,y1),B(x2,y2)的横坐标就是此方程的根,∴x1+x2=5,线段AB的中点的直角坐标为.
答案:
16.(天津高考)在以O为极点的极坐标系中,圆ρ=4sin θ和直线ρsin θ=a相交于A,B两点.若△AOB是等边三角形,则a的值为________.
解析:由于圆和直线的直角坐标方程分别为x2+y2=4y和y=a,它们相交于A,B两点,△AOB为等边三角形,所以不妨取直线OB的方程为y=x,联立消去y,得x2=x,解得x=或x=0,所以y=x=3,即a=3.
答案:3
三、解答题(本大题共6小题,满分70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(本小题满分10分)已知P为半圆C:(θ为参数,0≤θ≤π)上的点,点A的坐标为(1,0),O为坐标原点,点M在射线OP上,线段OM与C的弧的长度均为.
(1)以O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,求点M的极坐标;
(2)求直线AM的参数方程.
解:(1)由已知,得点M的极角为,且点M的极径等于,故点M的极坐标为.
(2)点M的直角坐标为,A(1,0),故直线AM的参数方程为(t为参数).
18.(本小题满分12分)已知曲线C1:(t为参数),C2:(θ为参数).
(1)化C1,C2的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线;
(2)若C1上的点P对应的参数为t=,Q为C2上的动点,求PQ中点M到直线x-2y-7=0距离的最小值.
解:(1)C1:(x+4)2+(y-3)2=1,C2:+=1.
C1为圆心是(-4,3),半径是1的圆.
C2为中心是坐标原点,焦点在x轴上,长半轴长是8,短半轴长是3的椭圆.
(2)当t=时,P(-4,4),Q(8cos θ,3sin θ),
故M(-2+4cos θ,2+sin θ).M到C3的距离d=|4cos θ-3sin θ-13|=|5sin (φ-θ)-13|φ为锐角且tan φ=.
从而当sin(φ-θ)=1时,d取得最小值.
19.(本小题满分12分)已知某圆的极坐标方程为ρ2-4ρcos (θ-)+6=0,求:
(1)圆的普通方程和参数方程;
(2)在圆上所有的点(x,y)中x·y的最大值和最小值.
解:(1)原方程可化为ρ2-4ρ(cos θcos +sin θsin )+6=0,
即ρ2-4ρcos θ-4ρsin θ+6=0.①
因为ρ2=x2+y2,x=ρcos θ,y=ρsin θ,所以①可化为x2+y2-4x-4y+6=0,即(x-2)2+(y-2)2=2,此方程即为所求圆的普通方程.
设cos θ=,sin θ=,
所以参数方程为(θ为参数).
(2)由(1)可知xy=(2+cos θ)·(2+sin θ)
=4+2(cos θ+sin θ)+2cos θ·sin θ
=3+2(cos θ+sin θ)+(cos θ+sin θ)2.②
设t=cos θ+sin θ,则t=sin (θ+),t∈[-,].
所以xy=3+2t+t2=(t+)2+1.
当t=-时xy有最小值为1;
当t=时,xy有最大值为9.
20.(新课标全国卷Ⅱ)(本小题满分12分)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.
21.(福建高考)(本小题满分12分)在平面直角坐标系中,以坐标原点为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系.已知点A的极坐标为,直线l的极坐标方程为ρcos=a,且点A在直线l上.
(1)求a的值及直线l的直角坐标方程;
(2)圆C的参数方程为(α为参数),试判断直线l与圆C的位置关系.
解:(1)由点A在直线ρcos=a上,可得a=.
所以直线l的方程可化为ρcos θ+ρsin θ=2,
从而直线l的直角坐标方程为x+y-2=0.
(2)由已知得圆C的直角坐标方程为(x-1)2+y2=1,
所以圆C的圆心为(1,0),半径r=1,
因为圆心C到直线l的距离d==<1,
所以直线l与圆C相交.
22.(本小题满分12分)已知曲线C1的参数方程是(φ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ρ=2.正方形ABCD的顶点都在C2上,且A,B,C,D依逆时针次序排列,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|PA|2+|PB|2+|PC|2+|PD|2的取值范围.
解:(1)由已知可得C2的直角坐标方程为x2+y2=4,
A,B2cos,2sin,
C,
D,
即A(1,),B(-,1),C(-1,-),D(,-1).
(2)设P(2cos φ,3sin φ),
令S=|PA|2+|PB|2+|PC|2+|PD|2,则
S=16cos2φ+36sin2φ+16=32+20sin2φ.
因为0≤sin2φ≤1,
所以S的取值范围是[32,52].
阶段质量检测(二) A卷
一、选择题(本大题共10小题,每小题6分,满分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.已知曲线的方程为(t为参数),则下列点中在曲线上的是( )
A.(1,1) B.(2,2) C.(0,0) D.(1,2)
解析:选C 当t=0时,x=0且y=0,即点(0,0)在曲线上.
2.(北京高考)曲线(θ为参数)的对称中心( )
A.在直线y=2x上 B.在直线y=-2x上
C.在直线y=x-1上 D.在直线y=x+1上
解析:选B 曲线(θ为参数)的普通方程为
(x+1)2+(y-2)2=1,该曲线为圆,圆心(-1,2)为曲线的对称中心,其在直线y=-2x上,故选B.
3.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P(a,b)之间的距离是( )
A.|t1| B.2|t1| C.|t1| D.|t1|
解析:选C ∵P1(a+t1,b+t1),P(a,b),
∴|P1P|===|t1|.
4.已知三个方程:①②
③(都是以t为参数).那么表示同一曲线的方程是( )
A.①②③ B.①② C.①③ D.②③
解析:选B ①②③的普通方程都是y=x2,但①②中x的取值范围相同,都是x∈R,而③中x的取值范围是-1≤x≤1.
5.参数方程(t为参数)所表示的曲线是( )
A.一条射线 B.两条射线 C.一条直线 D.两条直线
解析:选B 因为x=t+∈(-∞,-2]∪[2,+∞),
即x≤-2或x≥2,故是两条射线.
6.已知曲线C的参数方程为(θ为参数,π≤θ<2π).已知点M(14,a)在曲线C上,则a=( )
A.-3-5 B.-3+5 C.-3+ D.-3-
解析:选A ∵(14,a)在曲线C上,
∴
由①得:cos θ=,又π≤θ<2π.
∴sin θ=-=-,∴tan θ=-.
∴a=5·(-)-3=-3-5.
7.直线(t为参数)上与点P(-2,3)的距离等于的点的坐标是( )
A.(-4,5) B.(-3,4)
C.(-3,4)或(-1,2) D.(-4,5)或(0,1)
解析:选C 可以把直线的参数方程转化成标准式,或者直接根据直线参数方程的非标准式中参数的几何意义可得·|t|=,解得t=±,将t代入原方程,得或所以所求点的坐标为(-3,4)或(-1,2).
8.若圆的参数方程为(θ为参数),直线的参数方程为(t为参数),则直线与圆的位置关系是( )
A.过圆心 B.相交而不过圆心
C.相切 D.相离
解析:选B 将圆、直线的参数方程化成普通方程,利用圆心到直线的距离与圆的半径进行比较,可知圆心到直线的距离小于半径,并且圆心不在直线上.
9.设F1和F2是双曲线(θ为参数)的两个焦点,点P在双曲线上,且满足∠F1PF2=90°,那么△F1PF2的面积是( )
A.1 B. C.2 D.5
解析:选A 方程化为普通方程是-y2=1,∴b=1.
由题意,得
∴2|PF1|·|PF2|=4b2.
∴S=|PF1|·|PF2|=b2=1.
10.已知方程x2-ax+b=0的两根是sin θ和cos θ,则点(a,b)的轨迹是( )
A.椭圆弧 B.圆弧 C.双曲线弧 D.抛物线弧
解析:选D 由题知即
a2-2b=(sin θ+cos θ)2-2sin θ·cos θ=1.
又|θ|≤.∴表示抛物线弧.
二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,满分20分.把答案填写在题中的横线上)
11.若直线l:y=kx与曲线C:(参数θ∈R)有唯一的公共点,则实数k=________.
解析:曲线C的普通方程为(x-2)2+y2=1,由题意知,=1,∴k=±.
答案:±
12.(湖南高考)在平面直角坐标系xOy中,若直线l:(t为参数)过椭圆C:(φ为参数)的右顶点,则常数a的值为________.
解析:由直线l的参数方程(t为参数)消去参数t得直线l的一般方程:y=x-a,由椭圆的参数方程可知其右顶点为(3,0).因为直线l过椭圆的右顶点,所以3-a=0,即a=3.
答案:3
13.已知点P在直线(t为参数)上,点Q为曲线(θ为参数)上的动点,则|PQ|的最小值等于________.
解析:直线方程为3x-4y-5=0,由题意,点Q到直线的距离
d==,
∴dmin=,即|PQ|min=.
答案:
14.(天津高考)已知抛物线的参数方程为
(t为参数),其中p>0,焦点为F,准线为l.过抛物线上一点M作l的垂线,垂足为E.若|EF|=|MF|,点M的横坐标是3,则p=________.
解析:由题意知,抛物线的普通方程为y2=2px(p>0),焦点F,准线x=-,设准线与x轴的交点为A.由抛物线定义可得|EM|=|MF|,所以△MEF是正三角形,
在Rt△EFA中,|EF|=2|FA|,即3+=2p,得p=2.
答案:2
三、解答题(本大题共6个小题,满分70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(本小题满分10分)求曲线C1:(t为参数)被直线l:y=x-所截得的线段长.
解:曲线C1:得t=,代入①,化简得x2+y2=2x.
又x=≠0,
∴C1的普通方程为(x-1)2+y2=1(x≠0).
圆C1的圆心到直线l:y=x-的距离d==.
所求弦长为2=.
16.(本小题满分12分)已知实数x,y满足x2+(y-1)2=1,求t=x+y的最大值.
解:方程x2+(y-1)2=1表示以(0,1)为圆心,以1为半径的圆.
∴其参数方程为
∴t=x+y=cos θ+sin θ+1
=sin(θ+)+1
∴当sin (θ+)=1时tmax=+1.
17.(本小题满分12分)在平面直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(φ为参数),曲线C2的参数方程为(a>b>0,φ为参数).在以O为极点,x轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线l:θ=α与C1,C2各有一个交点.当α=0时,这两个交点间的距离为2,当α=时,这两个交点重合.
(1)分别说明C1,C2是什么曲线,并求出a与b的值;
(2)设当α=时,l与C1,C2的交点分别为A1,B1,当α=-时,l与C1,C2的交点分别为A2,B2,求四边形A1A2B2B1的面积.
解:(1)C1,C2的普通方程分别为x2+y2=1和+=1.因此C1是圆,C2是椭圆.
当α=0时,射线l与C1,C2交点的直角坐标分别为(1,0),(a,0),因为这两点间的距离为2,所以a=3.
当α=时,射线l与C1,C2交点的直角坐标分别为(0,1),(0,b),因为这两点重合,所以b=1.
(2)C1,C2的普通方程分别为x2+y2=1和+y2=1.
当α=时,射线l与C1交点A1的横坐标为x=,与C2交点B1的横坐标为x′=.
当α=-时,射线l与C1,C2的两个交点A2,B2分别与A1,B1关于x轴对称,因此四边形A1A2B2B1为梯形,故四边形A1A2B2B1的面积为=.
18.(本小题满分12分)舰A在舰B的正东,距离6千米;舰C在舰B的北偏西30°,距离4千米.它们准备围捕海中某动物,某时刻A发现动物信号,4秒后B、C同时发现这种信号,A于是发射麻醉炮弹,假设舰与动物都是静止的,动物信号的传播速度为1千米/秒,炮弹初速度为 千米/秒,其中g为重力加速度,空气阻力不计,求舰A炮击的方位角与仰角.
解:以BA为x轴,BA中垂线为y轴建立直角坐标系(如图),则B(-3,0),A(3,0),C(-5,2).设海中动物为P(x,y).
因为|BP|=|CP|,
所以P在线段BC的中垂线上,易知中垂线方程是y=(x+7).
又|PB|-|PA|=4,所以P在以A、B为焦点的双曲线右支上,双曲线方程是-=1.从而得P(8,5).
设∠xAP=α,则tan α=kAP=,
∴α=60°,这样炮弹发射的方位角为北偏东30°.再以A为原点,AP为x′轴建立坐标系x′Ay′,(如图).|PA|=10,设弹道曲线方程是
(其中θ为仰角)
将P(10,0)代入,消去t便得sin 2θ=,θ=30°或60°这样舰A发射炮弹的仰角为30°或60°.
19.(本小题满分12分)已知曲线C1:(t是参数),C:(θ是参数).
(1)化C1,C2的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线;
(2)若C1上的点P对应的参数为t=,Q为C2上的动点,求PQ中点M到直线C3:(t是参数)距离的最小值.
解:(1)C1:(x+4)2+(y-3)2=1,C2:+=1,
C1为圆心是(-4,3),半径是1的圆.
C2为中心是坐标原点,焦点在x轴上,长半轴长是8,短半轴长是3的椭圆.
(2)当t=时,P(-4,4),Q(8cos θ,3sin θ),
故M.
C3为直线x-2y-7=0,
M到C3的距离d=|4cos θ-3sin θ-13|.
从而当cos θ=,sin θ=-时,d取得最小值.
20.(本小题满分12分)在平面直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(θ为参数,且0≤θ≤2π),点M是曲线C1上的动点.
(1)求线段OM的中点P的轨迹的参数方程;
(2)以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,若直线l的极坐标方程为ρcos θ-ρsin θ+1=0(ρ>0),求点P到直线l距离的最大值.
解:(1)曲线C1上的动点M的坐标为(4cos θ,4sin θ),坐标原点O(0,0),设P的坐标为(x,y),则由中点坐标公式得x=(0+4cos θ)=2cos θ,y=(0+4sin θ)=2sin θ,所以点P的坐标为(2cos θ,2sin θ),因此点P的轨迹的参数方程为,(θ为参数,且0≤θ≤2π).
(2)由直角坐标与极坐标关系得直线l的直角坐标方程为x-y+1=0,
又由(1)知点P的轨迹为圆心在原点,半径为2的圆,
因为原点(0,0)到直线x-y+1=0的距离为==,
所以点P到直线l距离的最大值为2+.
阶段质量检测(二)B卷
一、选择题(本大题共10小题,每小题6分,满分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.方程(θ为参数)表示的曲线上的一个点的坐标是( )
A.(2,-7) B.(1,0) C. D.
解析:选C 由y=cos 2θ得y=1-2sin2θ,
∴参数方程化为普通方程是y=1-2x2(-1≤x≤1),
当x=时,y=1-2×2=,故选C.
2.直线x+y=0被圆(θ为参数)截得的弦长是( )
A.3 B.6 C.2 D.
解析:选B 圆的普通方程为x2+y2=9,半径为3,直线x+y=0过圆心,故所得弦长为6.
3.过点(3,-2)且与曲线(θ为参数)有相同焦点的椭圆方程是( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
解析:选A 化为普通方程是:+=1,焦点坐标为(-,0),(,0),排除B、C、D.
4.直线(t为参数)的斜率是( )
A.2 B. C.-2 D.-
解析:选C 由
①×2+②得2x+y-1=0,∴k=-2.
5.参数方程(θ为参数)所表示的曲线为( )
A.抛物线的一部分 B.一条抛物线
C.双曲线的一部分 D.一条双曲线
解析:选A x+y2=cos2θ+sin2θ=1,即y2=-x+1.
又x=cos2θ∈[0,1],y=sin θ∈[-1,1],
∴为抛物线的一部分.
6.当参数θ变化时,动点P(2cos θ,3sin θ)所确定的曲线必过( )
A.点(2,3) B.点(2,0) C.点(1,3) D.点
解析:选B 令x=2cos θ,y=3sin θ,则动点(x,y)的轨迹是椭圆:+=1,∴曲线过点(2,0).
7.若P(x,y)是椭圆2x2+3y2=12上的一个动点,则x+y的最大值为( )
A.2 B.4 C.+ D.2
解析:选D 椭圆为+=1,设P(cos θ,2sin θ),
x+y=cos θ+sin θ=2sin≤2.
8.若直线(t为参数)与圆(φ为参数)相切,那么直线倾斜角α为( )
A. B. C. D.或
解析:选D 直线化为=tan α,即y=tan α·x,
圆方程化为(x-4)2+y2=4,
∴由=2?tan2α=,
∴tan α=±,又α∈[0,π),∴α=或.
9.点P(x,y)在椭圆+(y-1)2=1上,则x+y的最大值为( )
A.3+ B.5+ C.5 D.6
解析:选A 椭圆的参数方程为(θ为参数),
x+y=2+2cos θ+1+sin θ=3+sin (θ+φ),
∴(x+y)max=3+.
10.曲线(θ为参数)的图形是( )
A.第一、三象限的平分线
B.以(-a,-a)、(a,a)为端点的线段
C.以(-a,-a)、(-a,-a)为端点的线段和以(a,a)、(a,a)为端点的线段
D.以(-a,-a)、(a,a)为端点的线段
解析:选D 显然y=x,而x=asin θ+acos θ=asinθ+,-|a|≤x≤|a|.
故图形是以(-a,-a)、(a,a)为端点的线段.
二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,满分20分.把答案填写在题中的横线上)
11.双曲线(θ为参数)的渐近线方程为______________.
解析:双曲线的普通方程为-x2=1,
由-x2=0,得y=±2x,即为渐近线方程.
答案:y=±2x
12.圆的参数方程为(θ为参数),则此圆的半径为________.
解析:平方相加得x2+y2=9sin2θ+24sin θcos θ+16cos 2θ+16sin 2θ-24sin θcos θ+9cos 2θ=25,所以圆的半径为5.
答案:5
13.在平面直角坐标系中,已知直线l与曲线C的参数方程分别为l:(s为参数)和C:(t为参数),若l与C相交于A,B两点,则|AB|=________.
解析:直线l可化为x+y-2=0,①
曲线C可化为y=(x-2)2,②
联立①②消去y,得x2-3x+2=0,解得x1=1,x2=2.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则|AB|=·
=|x1-x2|=.
答案:
14.(广东高考)在平面直角坐标系xOy中,曲线C1和C2的参数方程分别为(t为参数)和(θ为参数),则曲线C1与C2的交点坐标为________.
解析:由得y=,又由得x2+y2=2.
由得即曲线C1与C2的交点坐标为(1,1).
答案:(1,1)
三、解答题(本大题共6个小题,满分70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(本小题满分10分)半径为r的圆沿直轨道滚动,M在起始处和原点重合,当M转过和时,求点M的坐标.
解:由摆线方程可知:
φ=时,xM=r,yM=r,
∴M点坐标为.
φ=时,xM=r(7π+2),yM=r,
∴点M坐标为.
16.(本小题满分12分)求直线(t为参数)被曲线ρ=cos所截的弦长.
解:将方程ρ=cos分别化为普通方程3x+4y+1=0,x2+y2-x+y=0,
圆心C,
半径为,圆心到直线的距离d=,
弦长=2=2=.
17.(本小题满分12分)已知某曲线C的参数方程为,(其中t是参数,a∈R),点M(3,1)在该曲线上.(1)求常数a;(2)求曲线C的普通方程.
解:(1)由题意可知有故∴a=1.
(2)由已知及(1)可得,曲线C的方程为
由第一个方程得t=代入第二个方程得y=()2,
即(x-1)2=4y为所求方程.
18.(本小题满分12分)已知经过A(5,-3)且倾斜角的余弦值是-的直线,直线与圆x2+y2=25交于B、C两点.
(1)求BC中点坐标;
(2)求过点A与圆相切的切线方程及切点坐标.
解:(1)直线参数方程为(t为参数),
代入圆的方程得t2-t+9=0,∴tM==,
则xM=,yM=,中点坐标为M.
(2)设切线方程为(t为参数),
代入圆的方程得t2+(10cos α-6sin α)t+9=0.
Δ=(10cos α-6sin α)2-36=0,
整理得cos α(8cos α-15sin α)=0,
cos α=0或tan α=.
∴过A点切线方程为x=5,8x-15y-85=0.
又t切=-=3sin α-5cos α,
由cos α=0得t1=3,由8cos α-15sin α=0,
解得可得t2=-3.
将t1,t2代入切线的参数方程知,相应的切点为(5,0),.
19.(本小题满分12分)在双曲线x2-2y2=2上求一点P,使它到直线x+y=0的距离最短,并求这个最短距离.
解:设双曲线-y2=1上一点P(sec α,tan α)0≤α<2π,且α≠,α≠,
则它到直线x+y=0的距离为d==.
于是d2=,化简得,
(1+2d2)sin2α+2sin α+2(1-d2)=0.
∵sin α是实数,
∴Δ=(2)2-8(1+2d2)(1-d2)≥0,∴d≥.
当d=时,sin α=-,
∴α=或,这时x0=sec=-2,y0=tan=1.
或x0=sec=2,y0=tan =-1.
故当双曲线上的点P为(-2,1)或(2,-1)时,
它到直线x+y=0的距离最小,这个最小值为.
20.(新课标全国卷Ⅰ)(本小题满分12分)已知曲线C1的参数方程为 (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C2的极坐标方程为ρ=2sin θ .
(1)把C1的参数方程化为极坐标方程;
(2)求C1与C2交点的极坐标(ρ≥0,0≤θ<2π).
解:(1)将
消去参数t,化为普通方程(x-4)2+(y-5)2=25,
即C1:x2+y2-8x-10y+16=0.
将代入x2+y2-8x-10y+16=0,
得ρ2-8ρcos θ-10ρsin θ+16=0.
所以C1的极坐标方程为ρ2-8ρcos θ-10ρsin θ+16=0.
(2)C2的普通方程为x2+y2-2y=0.
由
得相交弦方程x+y-2=0,
联立得解得或
所以C1与C2交点的极坐标分别为,.