题目内容
【题目】[选修4-4:坐标系与参数方程]在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为 (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C2的极坐标方程为ρsin(θ+ )=2 .
(1)写出C1的普通方程和C2的直角坐标方程;
(2)设点P在C1上,点Q在C2上,求|PQ|的最小值及此时P的直角坐标.
【答案】
(1)
解:曲线C1的参数方程为 (α为参数),
移项后两边平方可得 +y2=cos2α+sin2α=1,
即有椭圆C1: +y2=1;
曲线C2的极坐标方程为ρsin(θ+ )=2 ,
即有ρ( sinθ+ cosθ)=2
由x=ρcosθ,y=ρsinθ,可得x+y﹣4=0,
即有C2的直角坐标方程为直线x+y﹣4=0
(2)
解:由题意可得当直线x+y﹣4=0的平行线与椭圆相切时,
|PQ|取得最值.
设与直线x+y﹣4=0平行的直线方程为x+y+t=0,
联立 可得4x2+6tx+3t2﹣3=0,
由直线与椭圆相切,可得△=36t2﹣16(3t2﹣3)=0,
解得t=±2,
显然t=﹣2时,|PQ|取得最小值,
即有|PQ|= = ,
此时4x2﹣12x+9=0,解得x= ,
即为P( , )
【解析】(1)运用两边平方和同角的平方关系,即可得到C1的普通方程,运用x=ρcosθ,y=ρsinθ,以及两角和的正弦公式,化简可得C2的直角坐标方程;
(2)由题意可得当直线x+y﹣4=0的平行线与椭圆相切时,|PQ|取得最值.设与直线x+y﹣4=0平行的直线方程为x+y+t=0,代入椭圆方程,运用判别式为0,求得t,再由平行线的距离公式,可得|PQ|的最小值,解方程可得P的直角坐标.
本题考查参数方程和普通方程的互化、极坐标和直角坐标的互化,同时考查直线与椭圆的位置关系,主要是相切,考查化简整理的运算能力,属于中档题.