袁娟 于真靈
近幾年高考數(shù)學全國卷中的極坐標與參數(shù)方程,通常與直線方程、網(wǎng)的方程、網(wǎng)錐曲線等知識相結(jié)合,考查極坐標與參數(shù)方程的應(yīng)用、數(shù)形結(jié)合的思想方法以及考生的運算求解能力.
題型1:把極坐標方程化成直角坐標方程,把參數(shù)方程化成普通方程
例1 在平面直角坐標系xOy中,直線l的參數(shù)方程為
(t為參數(shù)),以坐標原點為極點,x軸的正半軸為極軸建立極坐標系,曲線C的極坐標方程為ρ=4cosθ.
(Ⅰ)把直線l的參數(shù)方程化為極坐標方程,把曲線C的極坐標方程化為普通方程.
(Ⅱ)求直線l與曲線C交點的極坐標.(ρ≥0,0≤θ<2π)
解題規(guī)律 若只是涉及簡單的坐標互化,將方程互化;若涉及兩圓外切、內(nèi)切問題,往往先把曲線的極坐標方程化成直角坐標方程,參數(shù)方程化成普通方程,轉(zhuǎn)化為常規(guī)問題處理.
題型2:利用極坐標中ρ的幾何意義設(shè)題
例2 在平面直角坐標系xOy中,網(wǎng)C1的參數(shù)方程為
(t為參數(shù)),圓C2與圓C1外切于原點O,且兩圓圓心的距離|C1C2|=3,以坐標原點為極點,x軸的正半軸為極軸建立極坐標系.
(Ⅰ)求圓C1和網(wǎng)C2的極坐標方程.
(Ⅱ)過點O的直線l1,l2與圓C2異于點O的交點分別為點A和點D,與圓C1異于點O的交點分別為點C和點B,且l1⊥l2,求四邊形ABCD面積的最大值.
解 (Ⅰ)由圓C1的參數(shù)方程{x=-1+cost,
y=sint (t為參數(shù)),可得(x+1)2+y2=1,所以點C1的坐標為(-1,0),r1=1.由圓C2與圓C1外切于原點O,且兩圓圓心的距離|C1C2|=3,可得點C2的坐標為(2,0),r2=2,則圓C2的方程為(x-2)2+y2=4.
由{x=ρcosθ,
y=ρcosθ,可得網(wǎng)C1的極坐標方程為ρ:-2cosθ,網(wǎng)C2的極坐標方程為ρ=4cosθ.
(Ⅱ)由已知可設(shè)點A的坐標為(ρ1,θ),則由l1⊥l2,可得點B的坐標為(ρ2,θ+π/2),點C的坐標為
解題規(guī)律 當涉及距離問題時,如果題中給出的是極坐標方程,用常規(guī)方法不好處理時,常常想到利用極坐標中ρ的幾何意義:極坐標系的點P(ρ,θ)中的ρ表示點P與點O之間的距離|OP|,即|OP|=ρ.
題型3:利用直線的參數(shù)方程中的幾何意義設(shè)題
例3 已知曲線C1的參數(shù)方程為(t為參數(shù),0≤α<π),以坐標原點O為極點,x軸的正半軸為極軸建立極坐標系,曲線C2的極坐標方程為
(I)若極坐標為
的點A在曲線C1上,求曲線C1與曲線C2的交點坐標.
(Ⅱ)若點P的坐標為(-1,3),且曲線C1與曲線C2交于B,D兩點,求|PB|·|PD|.
解 (Ⅰ)點
對應(yīng)的直角坐標為(1,1).由曲線C1的參數(shù)方程,可知曲線C1是過定點(-1,3)的直線,故曲線C1的直角坐標方程為x+y-2=0,而曲線C2的直角坐標方程為x2+y2-2x-2y=0.聯(lián)立方程得
故曲線C1與曲線C2的交點坐標分別為(2,0)和(0,2).
(Ⅱ)由判斷可知點P在C1上,將代入方程x2+y2-2x-2y=0,可得t2-4t(cosα-sinα)+6=0.設(shè)點B,D對應(yīng)的參數(shù)分別為t1,t2,則|PB|=|t1|,|PD|=|t2|.又t1t2=6,所以|PB|·|PD|=|t1|·|t2|=|t1t2|=6.
解題規(guī)律 當涉及距離問題時,如果題中給出的是直線或直線的參數(shù)方程,用常規(guī)方法不好處理時,常常想到利用直線的參數(shù)方程(t為參數(shù))中t的幾何意義,即|t|=|P0P|.使用該直線的參數(shù)方程時,直線上任意兩點P1,P2對應(yīng)的參數(shù)分別為t1,t2,則:①|(zhì)P1P2|=|t1-t2|;②線段P1P2的中點對應(yīng)的參數(shù)為1/2(t1+t2).