本文由 118899 收集发布,转载请注明出处,如有问题请联系我们!人教版高中数学选修4-4练习:第一讲三简单曲线的极坐标方程 Word版含解析
第一讲 坐标系
三、简单曲线的极坐标方程
A级 基础巩固
一、选择题
1.极坐标方程ρcos θ=-6表示( )
A.过点(6,π)垂直于极轴的直线
B.过点(6,0)垂直于极轴的直线
C.圆心为(3,π),半径为3的圆
D.圆心为(3,0),半径为3的圆
解析:将ρcos θ=-6化为直角坐标方程是:x=-6,它表示过点(6,π)垂直于极轴的直线.
答案:A
2.圆ρ=(cos θ+sin θ)的圆心的极坐标是( )
A. B.
C. D.
解析:将圆的极坐标方程化为直角坐标方程是x2+y2-x-y=0,圆心的直角坐标是,化为极坐标是.
答案:A
3.在极坐标系中与圆ρ=4sin θ相切的一条直线的方程为( )
A.ρcos θ=2 B.ρsin θ=2
C.ρ=4sin D.ρ=4sin
解析:将圆ρ=4sin θ化为直角坐标方程为x2+y2=4y,即x2+(y-2)2=4,它与直线x-2=0相切,将x-2=0化为极坐标方程为ρcos θ=2.
答案:A
4.已知点P的极坐标是(1,π),则过点P且垂直于极轴的直线的方程是( )
A.ρ=1 B.ρ=cos θ
C.ρ=- D.ρ=
解析:设M为所求直线上任意一点(除P外),其极坐标为(ρ,θ),在直角三角形OPM中(O为极点),ρcos|π-θ|=1,即ρ=-.经检验,(1,π)也适合上述方程.
答案:C
5.在极坐标系中,圆ρ=2cos θ的垂直于极轴的两条切线方程分别为( )
A.θ=0(ρ∈R)和ρcos θ=2 B.θ=(ρ∈R)和ρcos θ=2
C.θ=(ρ∈R)和ρcos θ=1 D.θ=0(ρ∈R)和ρcos θ=1
解析:由ρ=2cos θ,得ρ2=2ρcos θ,化为直角坐标方程为x2+y2-2x=0,即(x-1)2+y2=1,其垂直于极轴的两条切线方程为x=0和x=2,相应的极坐标方程为θ=(ρ∈R)和ρcos θ=2.
答案:B
二、填空题
6.直线x-y=0的极坐标方程为__________________.
解析:直线方程x-y=0变为极坐标方程为ρcos θ-ρsin θ=0,即cos θ-sin θ=0,故tan θ=,
故θ=或θ=π,
所以直线x-y=0的极坐标方程为θ=或θ=.
答案:θ=或
7.圆心为C,半径为3的圆的极坐标方程为___________.
解析:将圆心的极坐标化为直角坐标为.因为圆的半径为3,故圆的直角坐标方程为+=9,化为极坐标方程为ρ=6cos.
答案:ρ=6cos
8.已知直线l的极坐标方程为2ρsin=,点A的极坐标为A,则点A到直线l的距离为________.
解析:将直线l的极坐标方程2ρsin=化为直角坐标方程为x-y+1=0.
由A得A点的直角坐标为(2,-2),
从而点A到直线l的距离d==.
答案:
三、解答题
9.在极坐标系中,已知点P为圆ρ2+2ρsin θ-7=0上任意一点.求点P到直线ρcos θ+ρsin θ-7=0的距离的最小值与最大值.
解:圆ρ2+2ρsin θ-7=0的直角坐标方程为
x2+y2+2y-7=0,即x2+(y+1)2=8,
直线ρcos θ+ρsin θ-7=0的直角坐标方程为x+y-7=0.
根据题意可设点P(2cos α,2sin α-1),
则点P到直线x+y-7=0的距离
d==,
当sin=1时,dmin==2;
当sin=-1时,dmax==6.
10.已知两个圆的极坐标方程分别是ρ=cos θ和ρ=sin θ.
(1)求两个圆的圆心距;
(2)求经过两圆的交点的直线的极坐标方程.
解:两个圆的直角坐标方程分别是x2+y2-x=0,x2+y2-y=0.
(1)两个圆的圆心坐标分别是,,所以两圆的圆心距是.
(2)易得经过两圆的交点的直线的直角坐标方程是x-y=0,故它的极坐标方程是θ=(ρ∈R).
B级 能力提升
1.若以直角坐标系的原点为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,则线段y=1-x(0≤x≤1)的极坐标方程为( )
A.ρ=,0≤θ≤
B.ρ=,0≤θ≤
C.ρ=cos θ+sin θ,0≤θ≤
D.ρ=cos θ+sin θ,0≤θ≤
解析:因为所以y=1-x化为极坐标方程为
ρcos θ+ρsin θ=1,即ρ=.
因为0≤x≤1,0≤y≤1,
所以线段在第一象限内(含端点),所以0≤θ≤.
答案:A
2.在直角坐标系xOy中,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.若曲线C的极坐标方程为ρ=2sin θ,则曲线C的直角坐标方程为______________.
解析:因为 ρ=2sin θ,所以 ρ2=2ρsin θ,
所以 x2+y2=2y,
即x2+y2-2y=0.
答案:x2+y2-2y=0
3.在极坐标系(ρ,θ)(0≤θ<2π)中,求曲线ρ(cos θ+sin θ)=1与ρ(sin θ-cos θ)=1的交点的极坐标.
解:曲线ρ(cos θ+sin θ)=1化为直角坐标方程为x+y=1,
曲线ρ(sin θ-cos θ)=1化为直角坐标方程为y-x=1,
联立方程组得
则交点为(0,1),对应的极坐标为.
三、简单曲线的极坐标方程
A级 基础巩固
一、选择题
1.极坐标方程ρcos θ=-6表示( )
A.过点(6,π)垂直于极轴的直线
B.过点(6,0)垂直于极轴的直线
C.圆心为(3,π),半径为3的圆
D.圆心为(3,0),半径为3的圆
解析:将ρcos θ=-6化为直角坐标方程是:x=-6,它表示过点(6,π)垂直于极轴的直线.
答案:A
2.圆ρ=(cos θ+sin θ)的圆心的极坐标是( )
A. B.
C. D.
解析:将圆的极坐标方程化为直角坐标方程是x2+y2-x-y=0,圆心的直角坐标是,化为极坐标是.
答案:A
3.在极坐标系中与圆ρ=4sin θ相切的一条直线的方程为( )
A.ρcos θ=2 B.ρsin θ=2
C.ρ=4sin D.ρ=4sin
解析:将圆ρ=4sin θ化为直角坐标方程为x2+y2=4y,即x2+(y-2)2=4,它与直线x-2=0相切,将x-2=0化为极坐标方程为ρcos θ=2.
答案:A
4.已知点P的极坐标是(1,π),则过点P且垂直于极轴的直线的方程是( )
A.ρ=1 B.ρ=cos θ
C.ρ=- D.ρ=
解析:设M为所求直线上任意一点(除P外),其极坐标为(ρ,θ),在直角三角形OPM中(O为极点),ρcos|π-θ|=1,即ρ=-.经检验,(1,π)也适合上述方程.
答案:C
5.在极坐标系中,圆ρ=2cos θ的垂直于极轴的两条切线方程分别为( )
A.θ=0(ρ∈R)和ρcos θ=2 B.θ=(ρ∈R)和ρcos θ=2
C.θ=(ρ∈R)和ρcos θ=1 D.θ=0(ρ∈R)和ρcos θ=1
解析:由ρ=2cos θ,得ρ2=2ρcos θ,化为直角坐标方程为x2+y2-2x=0,即(x-1)2+y2=1,其垂直于极轴的两条切线方程为x=0和x=2,相应的极坐标方程为θ=(ρ∈R)和ρcos θ=2.
答案:B
二、填空题
6.直线x-y=0的极坐标方程为__________________.
解析:直线方程x-y=0变为极坐标方程为ρcos θ-ρsin θ=0,即cos θ-sin θ=0,故tan θ=,
故θ=或θ=π,
所以直线x-y=0的极坐标方程为θ=或θ=.
答案:θ=或
7.圆心为C,半径为3的圆的极坐标方程为___________.
解析:将圆心的极坐标化为直角坐标为.因为圆的半径为3,故圆的直角坐标方程为+=9,化为极坐标方程为ρ=6cos.
答案:ρ=6cos
8.已知直线l的极坐标方程为2ρsin=,点A的极坐标为A,则点A到直线l的距离为________.
解析:将直线l的极坐标方程2ρsin=化为直角坐标方程为x-y+1=0.
由A得A点的直角坐标为(2,-2),
从而点A到直线l的距离d==.
答案:
三、解答题
9.在极坐标系中,已知点P为圆ρ2+2ρsin θ-7=0上任意一点.求点P到直线ρcos θ+ρsin θ-7=0的距离的最小值与最大值.
解:圆ρ2+2ρsin θ-7=0的直角坐标方程为
x2+y2+2y-7=0,即x2+(y+1)2=8,
直线ρcos θ+ρsin θ-7=0的直角坐标方程为x+y-7=0.
根据题意可设点P(2cos α,2sin α-1),
则点P到直线x+y-7=0的距离
d==,
当sin=1时,dmin==2;
当sin=-1时,dmax==6.
10.已知两个圆的极坐标方程分别是ρ=cos θ和ρ=sin θ.
(1)求两个圆的圆心距;
(2)求经过两圆的交点的直线的极坐标方程.
解:两个圆的直角坐标方程分别是x2+y2-x=0,x2+y2-y=0.
(1)两个圆的圆心坐标分别是,,所以两圆的圆心距是.
(2)易得经过两圆的交点的直线的直角坐标方程是x-y=0,故它的极坐标方程是θ=(ρ∈R).
B级 能力提升
1.若以直角坐标系的原点为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,则线段y=1-x(0≤x≤1)的极坐标方程为( )
A.ρ=,0≤θ≤
B.ρ=,0≤θ≤
C.ρ=cos θ+sin θ,0≤θ≤
D.ρ=cos θ+sin θ,0≤θ≤
解析:因为所以y=1-x化为极坐标方程为
ρcos θ+ρsin θ=1,即ρ=.
因为0≤x≤1,0≤y≤1,
所以线段在第一象限内(含端点),所以0≤θ≤.
答案:A
2.在直角坐标系xOy中,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.若曲线C的极坐标方程为ρ=2sin θ,则曲线C的直角坐标方程为______________.
解析:因为 ρ=2sin θ,所以 ρ2=2ρsin θ,
所以 x2+y2=2y,
即x2+y2-2y=0.
答案:x2+y2-2y=0
3.在极坐标系(ρ,θ)(0≤θ<2π)中,求曲线ρ(cos θ+sin θ)=1与ρ(sin θ-cos θ)=1的交点的极坐标.
解:曲线ρ(cos θ+sin θ)=1化为直角坐标方程为x+y=1,
曲线ρ(sin θ-cos θ)=1化为直角坐标方程为y-x=1,
联立方程组得
则交点为(0,1),对应的极坐标为.
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