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2020_2021学年高考数学考点第十二章坐标系与参数方程不等式选讲参数方程与普通方程的互化与应用理
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2020_2021学年高考数学考点第十二章坐标系与参数方程不等式选讲参数方程与普通方程的互化与应用理

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参数方程与普通方程的互化与应用

1.必记的曲线参数方程

已知条件

普通方程

参数方程

经过点P(x0,y0),倾斜角为α

为参数)

圆心在点M0(x0,y0),半径为r

为参数)

长半轴a和短半轴b

椭圆=1(a>b>0)

为参数)

实轴a和虚轴b

双曲线=1(a>0,b>0)

为参数)

已知p

抛物线y2=2px(p>0)

 

  1. 参数方程与普通方程的转化

(1)参数方程转化成普通方程

类型一:含t的消参

思路:含有t的参数方程消参时,想办法把参数t消掉就可以啦,有两个思路:

思路一:代入消元法,把两条式子中比较简单的一条式子转化成t=f(x)t=f(y),

思路二:加减消元:让含有t前面的系数相同或成相反数后相加减。

例如:曲线C

解:思路一:代入消元:x=2+t,∴tx-2,代入y=1+tyx-1,

xy-1=0.

   思路二:加减消元:两式相减,xy-1=0.

类型二:含三角函数的消参

思路:三角函数类型的消参一般的步骤就是:移项-化同-平方-相加

移项:把除了三角函数的其他相加减数字移动左边

化同:把三角函数前面的系数化成相同

平方:两道式子左右同时平方

相加:平方后的式子进行相加

(注:有时候并不需要全部步骤)

例如:圆消参数θ化为普通方程是(x-1)2+(y+2)2=1.

解:移项:三角函数前面系数已经相同,省去化同,直接平方)

平方:

相加:

  1. 参数方程涉及题型

(1)直线参数方程的几何意义

(2)距离最值(点到点、曲线点到线、)

距离的最值: ---用“参数法”

1.曲线上的点到直线距离的最值问题

2.点与点的最值问题

“参数法”:设点---套公式--三角辅助角

①设点: 设点的坐标,点的坐标用该点在所在曲线的的参数方程来设

②套公式:利用点到线的距离公式

③辅助角:利用三角函数辅助角公式进行化一

直线参数方程的几何意义.经过点P(x0y0),倾斜角为α的直线l的参数方程为AB直线l上两点,其对应的参数分别为t1t2线段AB的中点为MM所对应的参数为t0则以下结论在解题中经常用到:

(1)t0=;(2)|PM|=|t0|=;(3)|AB|=|t2t1|;(4)|PA|·|PB|=|t1·t2|

 

(5)

(注:记住常见的形式,P是定点AB是直线与曲线的交点,P、A、B三点在直线上)

【特别提醒】1.直线的参数方程中,参数t的系数的平方和为1t才有几何意义且其几何意义为:|t|是直线上任一点M(xy)M0(x0y0)的距离,即|M0M|=|t|.

直线与圆锥曲线相交,交点对应的参数分别为则弦长

  1. 解题思路

第一步:曲线化成普通方程,直线化成参数方程

第二步:将直线的参数方程代入曲线的普通方程,整理成关于t的一元二次方程:

第三步:韦达定理

第四步:选择公式代入计算。

3.直线与两曲线分别相交,求交点间的距离:

思路:一般采用直线极坐标与曲线极坐标联系方程求出2个交点的极坐标,利用极径相减即可。

4.面积的最值问题:

面积最值问题一般转化成弦长问题+点到线的最值问题

1.(2020•上海)已知直线方程的一个参数方程可以是  

A为参数) B为参数) 

C为参数) D为参数)

【答案】B

【解析】为参数)的普通方程为:,即,不正确;

为参数)的普通方程为:,即,正确;

为参数)的普通方程为:,即,不正确;

为参数)的普通方程为:,即,不正确;

故选

2.(2019•北京)已知直线的参数方程为为参数),则点到直线的距离是  

A B C D

【答案】D

【解析】由为参数),消去,可得

则点到直线的距离是

故选

3.(2019•天津)设,直线和圆为参数)相切,则的值为__________

【答案】

【解析】,直线和圆为参数)相切,

圆心到直线的距离:

解得

故答案为:

4.(2020•新课标Ⅲ)在直角坐标系中,曲线的参数方程为为参数且与坐标轴交于两点.

1)求

2)以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴建立极坐标系,求直线的极坐标方程.

【解析】(1)当时,可得舍去),代入,可得

时,可得舍去),代入,可得

所以曲线与坐标轴的交点为

2)由(1)可得直线过点

可得的方程为

即为

可得直线的极坐标方程为

5.(2020•新课标Ⅱ)已知曲线的参数方程分别为为参数),为参数).

1)将的参数方程化为普通方程;

2)以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴建立极坐标系.设的交点为,求圆心在极轴上,且经过极点和的圆的极坐标方程.

【解析】(1)曲线,参数方程为:为参数),转换为直角坐标方程为:

所以的普通方程为

曲线的参数方程:为参数).

所以①整理得直角坐标方程为

所以的普通方程为

2)法一:由,得,即的直角坐标为

设所求圆的圆心的直角坐标为,由题意得

解得

因此,所求圆的极坐标方程为

法二:由,整理得,解得:,即

设圆的方程

由于圆经过点和原点,

所以,解得

故圆的方程为:,即,转换为极坐标方程为

6.(2020•新课标Ⅰ)在直角坐标系中,曲线的参数方程为为参数).以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为

1)当时,是什么曲线?

2)当时,求的公共点的直角坐标.

【解析】(1)当时,曲线的参数方程为为参数),

消去参数,可得

是以原点为圆心,以1为半径的圆;

2)法一:当时,,消去得到的直角坐标方程为

的极坐标方程为可得的直角坐标方程为

,解得

的公共点的直角坐标为

法二:当时,曲线的参数方程为为参数),

两式作差可得

,得

整理得:

,又

联立,解得(舍,或

的公共点的直角坐标为

7.(2019•新课标Ⅰ)在直角坐标系中,曲线的参数方程为为参数).以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程为

1)求的直角坐标方程;

2)求上的点到距离的最小值.

【解析】(1)由为参数),得

两式平方相加,得

的直角坐标方程为

,得

即直线的直角坐标方程为得

2)法一、设上的点

到直线得的距离为:

时,有最小值为

法二、设与直线平行的直线方程为

联立,得

由△,得

时,直线与曲线的切点到直线的距离最小,为

8.(2018•新课标Ⅲ)在平面直角坐标系中,的参数方程为为参数),过点且倾斜角为的直线交于两点.

1)求的取值范围;

2)求中点的轨迹的参数方程.

【解析】(1的参数方程为为参数),

的普通方程为,圆心为,半径

时,过点且倾斜角为的直线的方程为,成立;

时,过点且倾斜角为的直线的方程为

倾斜角为的直线交于两点,

圆心到直线的距离

综上的取值范围是

2的参数方程为为参数,

对应的参数分别为,则

满足

满足

中点的轨迹的参数方程为:为参数,

9.(2018•新课标Ⅱ)在直角坐标系中,曲线的参数方程为为参数),直线的参数方程为为参数).

1)求的直角坐标方程;

2)若曲线截直线所得线段的中点坐标为,求的斜率.

【解析】(1)曲线的参数方程为为参数),

转换为直角坐标方程为:

直线的参数方程为为参数).

转换为直角坐标方程为:

2)把直线的参数方程为参数),

代入椭圆的方程得到:

整理得:

则:,(由于对应的参数)

由于为中点坐标,

所以利用中点坐标公式

则:

解得:

即:直线的斜率为

10.(2017•江苏)在平面直角坐标系中,已知直线的参数方程为为参数),曲线的参数方程为为参数).设为曲线上的动点,求点到直线的距离的最小值.

【解析】直线的直角坐标方程为

到直线的距离

时,取得最小值

11.(2017•新课标Ⅰ)在直角坐标系中,曲线的参数方程为为参数),直线的参数方程为为参数).

1)若,求的交点坐标;

2)若上的点到距离的最大值为,求

【解析】(1)曲线的参数方程为为参数),化为标准方程是:

时,直线的参数方程化为一般方程是

联立方程,解得

所以椭圆和直线的交点为

2的参数方程为参数)化为一般方程是:

椭圆上的任一点可以表示成

所以点到直线的距离为:

满足,且的的最大值为

①当时,即时,

解得符合题意.

②当时,即

解得18符合题意.

综上,

12.(2017•新课标Ⅲ)在直角坐标系中,直线的参数方程为为参数),直线的参数方程为为参数).设的交点为,当变化时,的轨迹为曲线

1)写出的普通方程;

2)以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴建立极坐标系,设的交点,求的极径.

【解析】(1直线的参数方程为为参数),

消掉参数得:直线的普通方程为:①;

又直线的参数方程为为参数),

同理可得,直线的普通方程为:②;

联立①②,消去得:,即的普通方程为

2的极坐标方程为

其普通方程为:

联立得:

的交点的极径为

1.(2020•杨浦区校级模拟)已知曲线的参数方程为,其中参数,则曲线  

A.关于轴对称 B.关于轴对称 C.关于原点对称 D.没有对称性

【答案】C

【解析】由于为奇函数,

为奇函数,

故曲线关于原点对称.

故选

2.(2020•杨浦区二模)已知曲线的参数方程为是参数),曲线的参数方程为是参数),则的两个交点之间的距离为__________

【答案】

【解析】由曲线的参数方程是参数),得其普通方程为

由曲线的参数方程是参数),得其普通方程为

则曲线是以为圆心,半径的圆,

圆心到直线的距离

的两个交点之间的距离为

故答案为:

3.(2020•奉贤区二模)已知圆的参数方程为为参数),则此圆的半径是__________

【答案】2

【解析】圆的参数方程为为参数),转换为直角坐标方程为

所以该圆为以为圆心,2为半径的圆.

故答案为:2

4.(2020•长宁区二模)直线是参数)的斜率为__________

【答案】2

【解析】直线是参数),消去参数为:,可得斜率

故答案为:2

5.(2020•浦东新区模拟)若点在曲线为参数,上,则的取值范围是__________

【答案】

【解析】由为参数,可得:

因此可以看作与圆:上的点的连线的直线的斜率的取值范围.

设过点的直线方程为:,化为

,解得

解得

的取值范围是

故答案为:

6.(2020•武汉模拟)已知曲线的参数方程为为参数),曲线的参数方程为为参数),以直角坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系.

1)求曲线和曲线的的极坐标方程;

2)射线与曲线和曲线分别交于,已知点,求的面积.

【解析】(1)曲线的参数方程为为参数),

由于①,,②,

②得:

根据整理得

曲线的参数方程为为参数),转换为普通方程为

转换为极坐标方程为

2)射线与曲线和曲线分别交于

所以

所以

的面积为

7.(2020•韩城市模拟)在平面直角坐标系中,直线的参数方程为为参数),曲线的参数方程为为参数),以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为

(Ⅰ)求的值;

(Ⅱ)已知点的直角坐标为,直线与曲线交于两点,求

【解析】(Ⅰ)由,得

曲线的直角坐标方程为

又曲线的参数方程为

化为普通方程,即

(Ⅱ)将直线的参数方程为参数)代入即

对应的参数分别为,则

8.(2020•沙坪坝区校级模拟)在平面直角坐标系中,直线的参数方程为为参数),以为极点,正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为

1)求曲线的直角坐标方程;

2)设直线与曲线交于两点,点的中点,点,求的取值范围.

【解析】(1)由题意可得,

所以曲线的直角坐标方程为

2)联立方程

得到

对应的参数分别为

因为的中点,

所以

时,

时,

因为,所以

综上所述,

9.(2020•汉阳区校级模拟)在平面直角坐标系中,曲线的参数方程为:为参数),以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程为:

1)求曲线的极坐标方程并指出曲线类型;

2)若曲线与直线交于不同的两点,求的值.

【解析】(1)由,消去参数,得

则有

,曲线为等轴双曲线;

2)将直线的极坐标方程代入,得

曲线与曲线交于不同的两点

,可得

解得:

,得

10.(2020•运城模拟)在平面直角坐标系中,曲线的参数方程为为参数),在以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴的极坐标系中,直线的极坐标方程为

1)求曲线的普通方程及直线的直角坐标方程;

2)求曲线上的点到直线的距离的最大值.

【解析】(1)曲线的参数方程为为参数),消去参数得到普通方程为

直线的极坐标方程为.根据转换为普通方程为

2)设点,则点到直线的距离

时,点到直线的距离的最大值为

11.(2020•金凤区校级四模)在平面直角坐标系中,曲线的参数方程为为参数),在以原点为极点,轴的非负半轴为极轴建立的极坐标系中,直线的极坐标方程为

1)求曲线的普通方程和直线的直角坐标方程;

2)设直线轴,轴分别交于两点,点是曲线上任意一点,求面积的最大值.

【解析】(1)曲线的参数方程为为参数),消去参数得:

直线的极坐标方程为.根据转换为直角坐标方程为

2)直线轴的交点坐标为轴的交点坐标为

设点到直线的距离

由于

所以

12.(2020•湖北模拟)在平面直角坐标系中,直线的参数方程为为参数),以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线的极坐标方程为

1)求直线的普通方程和曲线的直角坐标方程;

2)设,直线与曲线的交点为,线段的中点为,求

【解析】(1)直线的参数方程为为参数),转换为普通方程为

曲线的极坐标方程为,根据,转换为直角坐标方程为

2)将代入到中得到

所对应的参数分别为,则

线段的中点所对应的参数为

13.(2020•香坊区校级一模)已知曲线的参数方程为为参数),以坐标原点为极点,轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程为

(Ⅰ)写出曲线的极坐标方程和直线的直角坐标方程;

(Ⅱ)若射线与曲线交于两点,与直线交于点,射线与曲线交于两点,求的面积.

【解析】(Ⅰ)

直线的极坐标方程为

曲线的极坐标方程为

直线的直角坐标方程为

(Ⅱ)由题意可知,设点的极坐标为,点的极坐标为,点的极坐标为

到直线的距离为

14.(2020•衡阳三模)在直角坐标系中,直线的参数方程为为参数),以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线的极坐标方程为

1)写出直线及曲线的直角坐标方程;

2)若上的点到的距离的最小值为,求实数的值

【解析】(1)直线的参数方程为为参数),消去可得:直线直角坐标方程为

依题:

可得:曲线的直角坐标方程为

2)令曲线上动点

到直线的距离

(其中

因为

所以

.当时,

解得(舍去)

.当时,

解得(舍去)

故所求的值为9

15.(2020•襄州区校级四模)在平面直角坐标中,直线的参数方程为为参数),以原点为极点,轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为

1)求直线的普通方程和曲线的直角坐标方程;

2)设,直线与曲线的交点为,线段的中点为,求的值.

【解析】(1)直线的参数方程为为参数).消去参数可得直线的普通方程为

,得

则有

则曲线的直角坐标方程为

2)将的参数方程代入,得,设两根为,则

所以,线段的中点为对应的参数为

所以,

16.(2020•武昌区校级模拟)在平面直角坐标系中,已知曲线为参数),为参数).

1)将的参数方程化为普通方程;

2)曲线交于两点,点,求的值.

【解析】(1)已知曲线为参数),转换为直角坐标方程为

曲线为参数).转换为直角坐标方程为

2)把直线的参数方程代入

整理得,即

所以

 

 

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