人教新课标版数学高二-2014年春数学人教选修4-4练习2.3直线的参数方程
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第二讲 2.31.直线的参数方程为⎩⎨⎧ x =-1+t 2,y =2-32t (t 为参数),M 0(-1,2)和M (x ,y )是该直线上的定点和动点,则|t |的几何意义是( C )A .M 0M →B .MM 0→C .||M 0M →D .以上都不是 解析:由参数t 的几何意义及向量模的定义知选C .2.直线⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+at ,y =y 0+bt (a ,b 为常数,t 为参数)的方向向量可以是( B ) A .(-a ,b )B .(-a ,-b )C .(a ,-b )D .⎝⎛⎭⎫1,b a 解析:由参数方程知直线的方向向量为(-a ,-b ),也可以是(a ,b ),不能选D ,原因是a 有可能等于0,故选B .3.已知曲线C 1的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧ x =t ,y =3t 3(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C 2的极坐标方程是ρ=2,则C 1与C 2 解析:由⎩⎪⎨⎪⎧ x =t ,y =3t 3,消去t 得y =33x (x ≥0),即曲线C 1的普通方程是y =33x (x ≥0);由ρ=2,得ρ2=4,得x 2+y 2=4,即曲线C 2的直角坐标方程是x 2+y 2=4.联立⎩⎪⎨⎪⎧ y =33x (x ≥0),x 2+y 2=4,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =3,y =1故曲线C 1与C 2交点的直角坐标是(3,1). 4.(2016·全国卷Ⅱ)在直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为(x +6)2+y 2=25.(1)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求C 的极坐标方程;(2)直线l 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =t cos α,y =t sin α(t 为参数),l 与C 交于A ,B 两点,|AB |=10.求l 的斜率.解析:(1)将⎩⎪⎨⎪⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ代入(x +6)2+y 2=25 得ρ2+12ρcos θ+11=0.(2)设直线l 的斜率为k , 由⎩⎪⎨⎪⎧ x =t cos α,y =t sin α得l :y =kx . 联立⎩⎪⎨⎪⎧ y =kx ,(x +6)2+y 2=25得(k 2+1)x 2+12x +11=0 ∴x 1+x 2=-12k 2+1,x 1x 2=11k 2+1, ∴|AB |=10=1+k 2(x 1+x 2)2-4x 1x 2 =1+k 2·⎝ ⎛⎭⎪⎫-12k 2+12-4×11k 2+1⇒k =±153.。
统考作业题目——4-46.21.在平面直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为12,(2x t t y t =+⎧⎨=-⎩为参数),以原点O 为极点,以x 轴非负半轴为极轴建立极坐标系,两坐标系取相同的长度单位。
曲线C 的极坐标方程为 22cos 4sin 40ρρθρθ+++=. (1)求l 的普通方程和C 的直角坐标方程;(2)已知点M 是曲线C 上任一点,求点M 到直线l 距离的最大值.2.已知极坐标的极点在平面直角坐标系的原点处,极轴与轴的正半轴重合,且长度单位相同。
直线的极坐标方程为:,点,参数.(I )求点轨迹的直角坐标方程; (Ⅱ)求点到直线距离的最大值.1、【详解】(1)12,2x t y t=+⎧⎨=-⎩10x y ∴+-= 因为222,cos ,sin x y x y ρρθρθ=+==,所以222440x y x y ++++=,即22(1)(2)1x y +++= (2)因为圆心(1,2)--到直线10x y +-=距离为222=, 所以点M 到直线l 距离的最大值为2222 1.r +=+ 2、解:(Ⅰ)设,则,且参数,消参得:所以点的轨迹方程为(Ⅱ)因为所以所以,所以直线的直角坐标方程为法一:由(Ⅰ)点的轨迹方程为圆心为(0,2),半径为2.,点到直线距离的最大值等于圆心到直线距离与圆的半径之和, 所以点到直线距离的最大值.法二:当时,,即点到直线距离的最大值为.6.33.在平面直角坐标系xOy 中,已知曲线的参数方程为(为参数),曲线的参数方程为(,t 为参数).(1)求曲线的普通方程和曲线的极坐标方程;(2)设P 为曲线上的动点,求点P 到上点的距离的最小值,并求此时点P 的坐标.4.在直角坐标系xOy 中曲线1C 的参数方程为cos 3x y αα=⎧⎪⎨=⎪⎩ (α为参数,以坐标原点为极点,以x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为sin 224πρθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭(1)写出1C 的普通方程和2C 的直角坐标方程;(2)设点P 在1C 上,点Q 在2C 上,求||PQ 的最小值及此时P 的直角坐标.3、【详解】 (1)对曲线:,,∴曲线的普通方程为.对曲线消去参数可得且∴曲线的直角坐标方程为.又,从而曲线的极坐标方程为。
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新人教A版选修4—4一、选择题(每小题5分,共20分)1.已知直线错误!(t为参数),下列命题中错误的是( )A.直线经过点(7,-1)B.直线的斜率为3 4C.直线不过第二象限D.|t|是定点M0(3,-4)到该直线上对应点M的距离解析:直线的普通方程为3x-4y-25=0。
由普通方程可知,A、B、C正确,由于参数方程不是标准式,故|t|不具有上述几何意义,故选D.答案:D2.以t为参数的方程错误!表示( )A.过点(1,-2)且倾斜角为π3的直线B.过点(-1,2)且倾斜角为π3的直线C.过点(1,-2)且倾斜角为错误!的直线D.过点(-1,2)且倾斜角为错误!的直线解析:化参数方程错误!为普通方程得y+2=-错误!(x-1),故直线过定点(1,-2),斜率为-错误!,倾斜角为错误!.答案:C3.直线错误!(t为参数)的倾斜角为()A.10°B.80°C.100°D.170°解析:消参数t,得错误!=-错误!=错误!=tan 100°.∴直线的倾斜角为100°。
答案:C4.直线错误!(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.(-错误!,3)C.(错误!,-3) D.(4,0)解析:错误!2+错误!2=16,得t2-8t+12=0,t1+t2=8,错误!=6。
课后训练1.已知P 1,P 2是直线11,2322x t y t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=-+⎪⎩(t 为参数)上的两点,它们所对应的参数分别为t 1,t 2,则线段P 1P 2的中点到点P (1,-2)的距离是( ).A .12||||2t t + B .12||2t t + C .12||2t t - D .12||||||2t t - 2.若直线的参数方程为13,2332x t y t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩(t 为参数),则此直线的斜率为( ).A .3B .3- 3.若直线y =x -b 与曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =2+cos θ,y =sin θ(θ为参数,θ∈[0,2π))有两个不同的公共点,则实数b 的取值范围为( ).A .(2-2,1)B .[2-2,2+2]C .(-∞,2-2)∪(2+2,+∞)4.设直线的参数方程为53,104x t y t=+⎧⎨=-⎩(t 为参数),则直线的普通方程为__________. 5.直线13,:1x t l y t⎧=-+⎪⎨=+⎪⎩(t 为参数)上的点P (-4,13-)到l 与x 轴交点间的距离是________.6.直线3,1x t y t=-⎧⎨=+⎩(t 为参数)与直线y =x 相交,则交点到点(3,1)的距离为__________. 7.经过点P (1,0),斜率为34的直线和抛物线y 2=x 交于A ,B 两点,若线段AB 的中点为M ,则点M 的坐标为________.8.已知椭圆的中心在原点,焦点在y 轴上且长轴长为4,短轴长为2,直线l 的参数方程为,2x t y m t=⎧⎨=+⎩(t 为参数),当m 为何值时,直线l 被椭圆截得的弦长为6? 9.已知斜率为1的直线l 过椭圆22+=14x y 的右焦点,交椭圆于A ,B 两点,求弦AB 的长度.10.在直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为23,2252x t y t ⎧=-⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩(t 为参数).在极坐标系(与直角坐标系xOy 取相同的长度单位,且以原点O 为极点,以x 轴正半轴为极轴)中,圆C 的方程为25sin ρθ=.(1)求圆C 的直角坐标方程;(2)设圆C 与直线l 交于点A ,B ,若点P 的坐标为(3,5),求|P A |+|PB |.参考答案1. 答案:B解析:由t 的几何意义可知,P 1P 2的中点对应的参数为122t t +,P 对应的参数为t =0,∴它到点P 的距离为12||2t t +. 2. C .33 D .33- 答案:B解析:直线的参数方程为13,233,2x t y t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩可化为标准形式3cos120,3sin120x t y t ⎧=+(-)︒⎪⎨=+(-)︒⎪⎩(-t 为参数),∴直线的倾斜角为120°,斜率为3-.3. D .(2-2,2+2)答案:D解析:曲线2cos ,sin x y θθ=⎧⎨=⎩即为圆(x -2)2+y 2=1.直线y =x -b 与圆(x -2)2+y 2=1有两个不同的公共点,则圆心(2,0)到直线y =x -b 的距离小于圆的半径1, 即|2|<12b -, ∴22<<2+2b -. 4. 答案:4x +3y -50=0解析:把53x t -=代入y 的表达式,得45103x y (-)=-,化简得4x +3y -50=0. 5. 答案:232-解析:在直线13,:1x t l y t ⎧=-+⎪⎨=+⎪⎩中令y =0,得t =-1.故l 与x 轴的交点为Q (-1-3,0). ∴222||=13413431=232PQ (--+)+(-)=(-)-. 6. 答案:2解析:两直线相交时,可求得t =1,故交点坐标为(2,2),它到点(3,1)的距离为2.7. 答案:172,93⎛⎫ ⎪⎝⎭解析:设直线的倾斜角为α.由直线的斜率为34,得cos α=45,sin α=35.又直线过点P (1,0),则直线的参数方程为41,535x t y t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数),代入抛物线方程y 2=x ,得234=1+55t t ⎛⎫ ⎪⎝⎭,即9t 2-20t -25=0. 设方程的两实根分别为t 1,t 2,则 中点M 的相应参数是121029t t t +==, 所以点M 的坐标是172,93⎛⎫ ⎪⎝⎭. 8. 解:由题知椭圆的标准方程为22+=14y x .由直线l 的参数方程,2x t y m t =⎧⎨=+⎩(t 为参数), 得55,5255,5x t y m t ⎧=()⎪⎪⎨⎪=+()⎪⎩令5t't =,则得直线的参数方程的标准形式55255x t'y m t'⎧=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩,(t ′为参数,其绝对值的几何意义是直线上的点到点(0,m )的距离),将其代入椭圆方程并整理,得8t ′2+45mt'+5m 2-20=0.设方程的两根分别为t 1′,t 2′,则根据根与系数的关系,有t 1′+t 2′=52m -,t 1′·t 2′=25208m -. ∴弦长为22125520||=4648m m t 't '---⋅=, ∴2165m =,解得45±5m =. 9. 解:因为直线l 的斜率为1,所以直线l 的倾斜角为π4. 椭圆22+=14x y 的右焦点为(3,0),直线l 的参数方程为23,222x t y t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数),代入椭圆方程22+=14x y ,得222322=142t t ⎛⎫+ ⎪⎛⎫⎝⎭+ ⎪ ⎪⎝⎭, 整理,得5t 2+26t -2=0.设方程的两实根分别为t 1,t 2,则 12265t t +=-,1225t t ⋅=-, 2121212||=4t t t t t t -(+)- 22688555⎛⎫=-+= ⎪ ⎪⎝⎭,所以弦AB 的长为85. 10. 解法一:(1)由25sin ρθ=,得x 2+y 2-25y =0,即x 2+(y -5)2=5.(2)将直线l 的参数方程代入圆C 的直角坐标方程,得22223=522t t ⎛⎫⎛⎫-+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 即2324=0t t -+.由于△=(32)2-4×4=2>0,故可设t 1,t 2是上述方程的两实根. 所以121232,4.t t t t ⎧+=⎪⎨⋅=⎪⎩ 又直线l 过点P (3,5),故由上式及t 的几何意义得|P A |+|PB |=|t 1|+|t 2|=t 1+t 2=32.解法二:(1)同解法一.(2)因为圆C 的普通方程为x 2+(y -5)2=5,直线l 的普通方程为y =-x +3+5. 由2255,35,x y y x ⎧+(-)=⎪⎨=-++⎪⎩得x 2-3x +2=0. 解得1,25x y =⎧⎪⎨=+⎪⎩或2,1 5.x y =⎧⎪⎨=+⎪⎩ 不妨设A (1,2+5),B (2,1+5),又点P 的坐标为(3,5),故|P A |+|PB |=222=32+.。
更上一层楼基础·巩固1下列可以作为直线2x -y+1=0的参数方程的是( )A.⎩⎨⎧+=+=t y t x 31(t 为参数)B.⎩⎨⎧-=+=ty t x 252(t 为参数) C.⎩⎨⎧-=-=t y t x 231(t 为参数) D.⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=t y t x 5555522(t 为参数) 思路解析:根据所给的方程可知直线的斜率为2,而所给直线的参数方程中,A 选项的斜率是1,B 选项的斜率是-2,C 选项的斜率是2,D 选项的斜率是21,所以只有C 符合条件,这里C 虽然不是标准式的参数方程,但是只有C 能化成2x-y+1=0.答案:C2已知直线l 的斜率为k=-1,经过点M 0(2,-1),点M 在直线上,以M 0的数量t 为参数,则直线l 的参数方程为_____________.思路解析:∵直线的斜率k=-1,∴倾斜角α=43π.因此得cosα=22-,sinα=22.代入参数方程的标准形式即可. 答案:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=-=t y t x 221,222(t 为参数)3直线l 经过点M 0(1,5),倾斜角为3π,且交直线x-y-2=0于M 点,则|MM 0|=_________. 思路解析:直线l 的参数方程为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=t y t x 235,211(t 为参数),代入方程x-y-2=0中得 1+21t-(5+23t)-2=0⇒t=6(3-1). 根据t 的几何意义即得|MM 0|=6(3-1).答案:6(3-1)4已知直线l 的参数方程是⎩⎨⎧+-=+=ααcos 2sin 1t y t x (t 为参数),其中实数α的范围是(2π,π),则直线l的倾斜角是___________.思路解析:首先要根据α的范围把直线的参数方程化为标准参数方程,根据标准式结合α的范围得出直线的倾斜角.答案:2π-α 5已知圆x 2+y 2=r 2及圆内一点A(a,b)(a 、b 不同时为零),求被A 平分的弦所在的直线方程. 思路分析:利用直线参数方程中参数t 的性质.所以,首先设出直线的参数方程,代入圆的方程,可以得到关于参数t 的二次方程,根据参数的性质可知,方程两根的和为0.解:设所求直线的参数方程为⎩⎨⎧+=+=θθsin ,cos 00t y y t x x (t 为参数),①② 代入圆的方程x 2+y 2=r 2,整理得t 2+2(acos θ+bsinθ)t+a 2+b 2-r 2=0.设t 1、t 2为方程两根,∵A 是中点, ∴t 1+t 2=0,即acosθ+bsinθ=0.①×a+②×b,得ax+by =a 2+b 2+t(acosθ+bsinθ)=a 2+b 2,故所求直线方程是ax+by=a 2+b 2.6下表是一条直线上的点和对应参数的统计值:参数t 2 2 6 22 横坐标x2-2 1 2-23 0 纵坐标y 5+2 6 5+23 7根据数据,可知直线的参数方程是_________,转化为普通方程是(一般式)_________,直线被圆(x-2)2+(y-5)2=8截得的弦长为_________.思路解析:这是一个由统计、直线参数方程和普通方程、圆的知识组成的一个综合问题.充分考查了这几部分知识的灵活运用.首先,根据统计的基本知识,观察分析所给数据的特点给出直线的参数方程⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=-=t y t x 225,222(t 为参数),然后把参数方程转化为普通方程x+y-7=0,而由参数方程可知直线一定过点(2,5),恰好是所给圆的圆心,所以直线被圆所截得的弦长恰好是圆的直径,易知直径长为24.答案:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=-=t y t x 225,222(t 为参数) x+y-7=0 24 7已知点A(3,0),点B 在单位圆x 2+y 2=1上移动时,求∠AOB 的平分线与AB 的交点的轨迹. 思路分析:本题综合了圆和直线的参数方程两者的应用,要注意的是当点O\,A\,B 共线这种特殊情况的讨论.解:点B 在单位圆上,则可设B(cosθ,sinθ),∠AOB 的平分线与AB 的交点为P(x,y),则分 ||||OB OA PB AP ==3,又点P 在AB 上,由直线的参数方程得 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=,34sin ,334cos ,4sin 3,4cos 33y x y x θθθθ即 ∴(334-x )2+(34y )2=1.整理得(x-43)2+y 2=169. 特别地,如果点B 的坐标为(1,0),则∠AOB 的平分线与AB 交于线段AB 上任一点,P 点轨迹为线段BA;如果点B 的坐标为(-1,0),则∠AOB 的平分线与AB 交于点O.∴当点B 的坐标为(1,0)时,所求轨迹为线段BA;当点B 的坐标为(-1,0)时,所求轨迹为点O; 当点B 为单位圆上其他点时,所求轨迹为以(43,0)为圆心,以43为半径的圆. 综合·应用8给出两条直线l 1和l 2,斜率存在且不为0,如果满足斜率互为相反数,且在y 轴上的截距相等,那么直线l 1和l 2叫做“孪生直线”.(1)现在给出4条直线的参数方程如下:l 1:⎩⎨⎧--=+=ty t x 24,22(t 为参数); l 2:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=t y t x 224,223(t 为参数); l 3:⎩⎨⎧-=+=ty t x 1,1(t 为参数); l 4:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=+=t y t x 228,226(t 为参数).其中构成“孪生直线”的是__________________.(2)给出由参数方程表示的直线l 1:⎩⎨⎧+=+=1111sin ,cos ααt y y t x x (t 为参数),直线l 2:⎩⎨⎧+=+=2222sin ,cos ααt y y t x x (t 为参数),那么,根据定义,直线l 1、直线l 2构成“孪生直线”的条件是_______________.思路解析:根据条件,两条直线构成“孪生直线”意味着它的斜率存在不为0,互为相反数,且在y 轴的截距相等,也就是在y 轴上交于同一点.对于题(1),首先可以判断出其斜率分别为-1,1,-1,1,斜率互为相反数条件很明显,再判断在y 轴上的截距.令x=0得出相应的t 值,代入y 可得只有直线l 1和直线l 4在y 轴上的截距相等,而其斜率又恰好相反,可以构成“孪生直线”.对于题(2)首先写出相应斜率分别是tanα1和tanα2,因此要tanα1=-tanα2,即tanα1+tanα2=0;然后再考虑在y 轴上的截距,首先在l 1的参数方程中,令x=x 1+tcosα1=0,可得t=11cos a x -,代入得y=y 1-x 1tanα1.同理可得直线l 2在y 轴上的截距是y=y 2-x 2tanα2.由定义中的条件“截距相等”可得y 1-x 1tanα1=y 2-x 2tanα2,即y 1-y 2=x 1tanα1-x 2tanα2.如果把tanα1=-tanα2代入式子还可以进一步得到y 1-y 2=x 1tanα1+x 2tanα1,即y 1-y 2=(x 1+x 2)tanα1. 答案:(1)直线l 1和直线l 4(2)tanα1+tanα2=0且y 1-y 2=x 1tanα1-x 2tanα2〔也可以写出y 1-y 2=(x 1+x 2)tanα1〕9已知抛物线方程:y=x 2-2x+43,过焦点F 作直线交抛物线于A 、B,且AF ∶FB=1∶2.求(1)直线AB 的方程;(2)弦AB 中点到抛物线准线的距离.思路分析:由题目中的条件可知:利用直线的标准参数方程来求解,主要考虑从t 的几何意义来入手解题.解:(1)由y=x 2-2x+43,得(x-1)2=y+41,∴焦点F (1,0).可设直线AB:⎩⎨⎧=+=.sin ,cos 1ααt y t x 代入y=x 2-2x+43,∴t 2cos 2α-tsinα-41=0,由题意AF ∶FB=1∶2, ∴2121-=t t 或21t t =-2,即t 1=-21t 2或t 1=-2t 2. ∴⎩⎨⎧-=-=+⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==+.2,21,222212212221221t t t t t t t t t t t t 或 ∴(t 1+t 2)2=-21t 1t 2或(t 1+t 2)2·(-2)=t 1t 2,解得tanα=±42. ∴AB:y=±42(x-1). (2)设AB 中点为M,AB:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧•=•+=,31,3221t y t x t m =21(t 1+t 2)=21·163cos sin 2=αα, ∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=161,821m m y x准线l:y=-21.∴d=y m -(-21)=169. 10过点M (2,1)的直线l 交椭圆C :41622y x +=1于A 、B 两点,使点M 是AB 的一个三等分点,求直线方程.思路分析:本题为一直线与圆锥曲线的相交问题,由此类问题的一般求解方法:把直线的参数方程同椭圆的参数方程联立即可,考虑利用直线参数方程中参数的几何意义来解答. 解:设AB 方程为⎩⎨⎧+=+=ααsin 1,cos 2t y t x (t 为参数),A 、B 两点对应的参数为t 1\,t 2,则t 1=-2t 2. 则由t 1+t 2=-t 2,t 1t 2=-2t 22⇒t 1t 2=-2(t 1+t 2)2;联立C 与l 得(4sin 2α+cos 2α)t 2+(18sinα+4cosα)t -8=0.故t 1+t 2=αααα22cos sin 4)cos 4sin 8(++-,t 1t 2=αα22cos sin 48+-, ∴tanα=-8±72=k.∴l 方程为y-1=(-8±72)(x-2).11已知AB 是半径为R 的圆O 的直径,CN 为平行于AB 的弦,M 为CN 的中点,求BM 、ON 交点P 的轨迹方程.思路分析:求交点的轨迹方程问题,其一般方法是联立方程组求解即可.但入手的角度不同,选择的参数不一样,则解题思路及消参方法自然不同.解:建立直角坐标系:以AB 所在直线为x 轴,线段AB 中垂线为y 轴.(自行作图)则B(R,0),设P(x,y),∵CN ∥AB,∴y m =y n .设M 纵坐标为参数t,则M(0,t),t ∈(-R,R),t≠0.则N(22t R -,t),由点斜式得l ON :y=t R -21x,l BM :y=Rt -x+t. 由于动点P 是BM 、ON 的交点,故P 的坐标同时满足以上两个直线方程,两者联立消去参数t 得P 的轨迹方程为y 2=-2R(x-2R )(0<x<2R ,-R<y<R). 12给出一个参数方程⎩⎨⎧+=+=.sin 5,cos 2ααt y t x (1)如果分别以t,α为参数,则所给的参数方程表示的图象分别是什么?请分别把它们转化为普通方程.(α为参数时,设t>0,t 为参数时,设α≠2π) (2)求上述直线截上述曲线所得的弦长.(3)根据上述求解过程总结出一个结论,并用基本语句编写一个算法计算弦长.思路分析:本题综合考查参数方程,直线与曲线的位置关系以及算法等基本知识.首先根据参数方程的形式知:当t 为参数时,参数方程表示直线,当α为参数表示圆,且直线恰好过圆的圆心,所以弦长就是圆的直径.根据所给的参数方程不难得到一般结论,用算法表示弦长只需根据数据求出圆的直径,所以只需使用顺序结构即可.解:(1)以t 为参数时,所给参数方程表示的图形是过点(2,5)且斜率为tanα的直线,化为普通方程是y-5=tanα(x -2);以t 为参数时,参数方程表示以(2,5)为圆心,半径为t 的圆,化为普通方程是(x-2)2+(y-5)2=t 2.(2)上述直线恰好过圆的圆心,所以截圆所得弦长为圆的直径2t.(3)根据上述计算过程可以总结出一般的结论为:对于一个参数方程⎩⎨⎧+=+=ααsin ,cos 00t y y t x x (α为参数时,设t>0,t 为参数时,设α≠2π),如果分别以t,α为参数,则所给的参数方程表示的图象分别是一条直线和一个圆,且直线过圆的圆心,所以直线截圆所得弦长是圆的直径2t.用基本语句写出表示弦长的算法如下:INPUT“参数t(t>0)”;t,d=2t,PRINT“所给参数方程表示的直线被圆截得的弦长是”;d,END.。
自我小测1.参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1t ,y =2(t 是参数)表示的曲线是( )A .一条直线B .两条直线C .一条射线D .两条射线2.若直线的参数方程为⎩⎨⎧x =x 0+12t ,y =y 0-32t (t 为参数),则该直线的倾斜角为( )A .60°B .120°C .300°D .150°3.过点(1,1),倾斜角为135°的直线截圆x 2+y 2=4所得的弦长为( ) A .225 B .425C .2 2D .3254.对于参数方程⎩⎪⎨⎪⎧ x =1-t cos 30°,y =2+t sin 30°(t 为参数)和⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t cos 30°,y =2-t sin 30°(t 为参数),下列结论正确的是( )A .是倾斜角为30°的两条平行直线B .是倾斜角为150°的两重合直线C .是两条垂直相交于点(1,2)的直线D .是两条不垂直相交于点(1,2)的直线5.与普通方程x 2+y -1=0等价的参数方程(其中t 为参数)是( )A .⎩⎪⎨⎪⎧ x =sin t ,y =cos 2tB .⎩⎪⎨⎪⎧x =sec t ,y =-tan 2t C .⎩⎪⎨⎪⎧x =tan t ,y =1-tan 2t D .⎩⎨⎧x =1-t ,y =t6.若⎩⎪⎨⎪⎧ x =x 0-3λ,y =y 0+4λ(λ为参数)与⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+tc os α,y =y 0+t sin α(t 为参数)表示同一条直线,则λ与t的关系是( )A .λ=5tB .λ=-5tC .t =5λD .t =-5λ 7.已知直线l 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =1+3t ,y =2-4t(t 为参数)与直线l 2:2x -4y =5相交于点B ,且点A (1,2),则|AB |=________.8.已知直线l 经过点M 0(1,5),倾斜角为π3,且交直线x -y -2=0于点M ,则|MM 0|=__________.9.已知斜率为1的直线l 过椭圆x 24+y 2=1的右焦点,交椭圆于A ,B 两点,求弦AB的长度.10.已知直线l 过点P (-1,2),且方向向量为n =(-1,3),圆的方程为ρ=2c os ⎝⎛⎭⎫θ+π3. (1)求直线l 的参数方程;(2)设直线l 与圆相交于M ,N 两点,求|PM |·|PN |的值.参考答案1. 解析:y =2表示一条平行于x 轴的直线. ①当t >0时,x =t +1t ≥2t ·1t=2,当且仅当t =1时,取等号; ②当t <0时,x =t +1t≤-2t ·1t=-2,当且仅当t =-1时,取等号, 综上,x ≥2或x ≤-2.故参数方程表示的曲线是两条射线. 答案:D2.解析:y -y 0=-3(x -x 0),斜率k =-3,倾斜角为120°. 答案:B3.解析:直线的参数方程为⎩⎨⎧x =1-22t ,y =1+22t (t 为参数),将其代入圆的方程得t 2+2=4,解得t 1=-2,t 2=2,所以所求弦长为|t 1-t 2|=|-2-2|=2 2. 答案:C4.解析:因为参数方程⎩⎪⎨⎪⎧ x =1-t cos 30°,y =2+t sin 30°可化为标准形式⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t cos 150°,y =2+t sin 150°,所以其倾斜角为150°.同理,参数方程⎩⎪⎨⎪⎧ x =1+t cos 30°,y =2-t sin 30°可化为标准形式⎩⎪⎨⎪⎧x =1+(-t )cos 150°,y =2+(-t )sin 150°,所以其倾斜角也为150°.又因为两直线都过点(1,2),故两条直线重合.答案:B5.解析:原方程中x ∈R ,而选项A 中x ∈[-1,1],选项D 中x ≥0,原方程中y =1-x 2≤1,选项B 中y ≤0,故选C.答案:C6.解析:由⎩⎪⎨⎪⎧ x =x 0-3λ,x =x 0+tc os α,得-3λ=tc os α.由⎩⎪⎨⎪⎧y =y 0+4λ,y =y 0+t sin α,得4λ=t sin α,消去α的三角函数,得25λ2=t 2,得t =±5λ,借助于直线的斜率,可排除t =-5λ,所以t =5λ.答案:C7.解析:将⎩⎪⎨⎪⎧x =1+3t ,y =2-4t代入2x -4y =5,得t =12,则B ⎝⎛⎭⎫52,0.又A (1,2),所以|AB |=52. 答案:528.解析:由题意可得直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =1+12t ,y =5+32t (t 为参数),代入直线方程x-y -2=0,得1+12t -⎝⎛⎭⎫5+32t -2=0,解得t =-6(3+1).根据t 的几何意义可知|MM 0|=6(3+1).答案:6(3+1)9.解:因为直线l 的斜率为1,所以直线l 的倾斜角为π4.椭圆x 24+y 2=1的右焦点为(3,0),直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =3+22t ,y =22t(t 是参数),代入椭圆方程x24+y 2=1,得⎝⎛⎭⎫3+22t 24+⎝⎛⎭⎫22t 2=1,整理,得5t 2+26t -2=0. 设方程的两实根分别为t 1,t 2,则 t 1+t 2=-265,t 1·t 2=-25,|t 1-t 2|=(t 1+t 2)2-4t 1t 2=⎝⎛⎭⎫-2652+85=85, 所以弦AB 的长为85.10. 解:(1)∵n =(-1,3), ∴直线l 的倾斜角为2π3.∴直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =-1+tc os2π3,y =2+t sin 2π3(t 为参数),即⎩⎨⎧x =-1-12t ,y =2+32t (t 为参数).(2)∵ρ=2⎝⎛⎭⎫12c os θ-32sin θ=c os θ-3sin θ,∴ρ2=ρc os θ-3ρsin θ. ∴x 2+y 2-x +3y =0.将直线的参数方程代入得t 2+(3+23)t +6+23=0. ∴|t 1t 2|=6+23, 即|PM |·|PN |=6+2 3.。
一、选择题
3.直线⎩⎪⎨⎪⎧
x =2+3t ,y =-1+t (t 为参数)上对应t =0,t =1两点间的距离是( ) A .1
B.10 C .10 D .2 2
解析:因为题目所给方程不是参数方程的标准形式,参数t 不具有几何意义,故不能直接由1-0=1来得距离,应将t =0,t =1分别代入方程得到两点坐标(2,-1)和(5,0),由两点间距离公式来求出距离,即
(2-5)2+(-1-0)2=10. 答案:B
4.若直线⎩⎪⎨⎪⎧
x =t cos α,y =t sin α(t 为参数)与圆⎩⎪⎨⎪⎧ x =4+2cos φ,y =2sin φ(φ为参数)相切,那么直线倾斜角α为( ) A.π6
B.π4
C.π3
D.π6或5π6 解析:直线化为y x =tan α,即y =tan α·x ,
圆方程化为(x -4)2+y 2=4, ∴由|4tan α|tan 2α+1
=2⇒tan 2α=13, ∴tan α=±33,又α∈[0,π),∴α=π6或5π6
. 答案:D
二、填空题
5.已知点A (1,2)和点B (-1,5)在直线⎩⎪⎨⎪⎧
x =1+2t ,y =2-3t 上,则它们所对应的参数分别为________.
答案:0;-1
6.若直线l 的参数方程为⎩⎨⎧ x =1-35t ,
y =45t
(t 为参数),则直线l 的斜率为______.
解析:由参数方程可知,cos θ=-35,sin θ=45
.(θ为倾斜角). ∴tan θ=-43
,即为直线斜率. 答案:-43
7.已知直线l 1:⎩⎪⎨⎪⎧ x =1-2t ,y =2+kt (t 为参数),l 2:⎩⎪⎨⎪⎧
x =s ,y =1-2s (s 为参数),若l 1∥l 2,则k =____________;若l 1⊥l 2,则k =________.
解析:将l 1,l 2的方程化为普通方程,得
l 1:kx +2y -4-k =0,l 2:2x +y -1=0,
l 1∥l 2⇒k 2=21≠4+k 1
⇒k =4. l 1⊥l 2⇒(-2)·(-k 2
)=-1⇒k =-1. 答案:4 -1
三、解答题
8.已知直线l 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧ x =-1+2t ,y =-1+4t ,l 2的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧ x =1+2t ,y =-52-t .试判断l 1与
l 2的位置关系.
解:法一:将直线l 1化为普通方程,得y =2x +1,
将l 2化为普通方程,得y =-12
x -2. 因为k 1·k 2=2×(-12
)=-1,所以两直线垂直. 法二:由参数方程知,
l 1的方向向量是a 1=(2,4),
l 2的方向向量是a 2=(2,-1),
又2×2+4×(-1)=0,∴l 1⊥l 2.
即两条直线垂直.
10.(2012·辽宁高考)在直角坐标系xOy 中,圆C 1:x 2+y 2=4,圆C 2:(x -2)2+y 2=4.
(1)在以O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,分别写出圆C 1,C 2的极坐标方程,
并求出圆C 1,C 2的交点坐标(用极坐标表示);
(2)求圆C 1与C 2的公共弦的参数方程. 解:(1)圆C 1的极坐标方程为ρ=2, 圆C 2的极坐标方程ρ=4cos θ. 解⎩⎪⎨⎪⎧
ρ=2,ρ=4cos θ,
得ρ=2,θ=±π3, 故圆C 1与圆C 2交点的坐标为(2,π3),(2,-π3
). 注:极坐标系下点的表示不唯一. (2)法一:由⎩⎪⎨⎪⎧ x =ρcos θ,
y =ρsin θ,
得圆C 1与C 2交点的直角坐标分别为(1,3),(1,-3). 故圆C 1与C 2的公共弦的参数方程为 ⎩⎪⎨⎪⎧ x =1,y =t ,-3≤t ≤ 3. (或参数方程写成⎩⎪⎨⎪⎧ x =1,
y =y ,-3≤y ≤3). 法二:将x =1代入⎩⎪⎨⎪⎧
x =ρcos θ,
y =ρsin θ,
得ρcos θ=1, 从而ρ=1cos θ . 于是圆C 1与C 2的公共弦的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧
x =1,y =tan θ,
-π3≤θ≤π3
.。