题目内容

(选修4-4:坐标系与参数方程)已知曲线C的参数方程是
x=acosφ
y=
3
sinφ
(φ为参数,a>0),直线l的参数方程是
x=3+t
y=-1-t
(t为参数),曲线C与直线l有一个公共点在x轴上,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立坐标系.
(Ⅰ)求曲线C普通方程;
(Ⅱ)若点A(ρ1,θ),B(ρ2,θ+
3
),C(ρ3,θ+
3
)
在曲线C上,求
1
|OA|2
+
1
|OB|2
+
1
|OC|2
的值.
分析:(Ⅰ)消去直线l的参数t得普通方程,令y=0,得x的值,即求得直线与x轴的交点;消去曲线C的参数即得C的普通方程,再把上面求得的点代入此方程即可求出a的值;
(Ⅱ)把点A、B、C的极坐标化为直角坐标,代入曲线C的方程,可得
ρ12cos2θ
4
+
ρ12sin2θ
3
=1
,即
1
ρ12
=
cos2θ
4
+
sin2θ
3
,同理得出其它,代入即可得出答案.
解答:解:(Ⅰ)∵直线l的参数方程是
x=3+t
y=-1-t
(t为参数),消去参数t得x+y=2,令y=0,得x=2.
∵曲线C的参数方程是
x=acosφ
y=
3
sinφ
(φ为参数,a>0),消去参数φ得
x2
a2
+
y2
3
=1

把点(2,0)代入上述方程得a=2.
∴曲线C普通方程为
x2
4
+
y2
3
=1

(Ⅱ)∵点A(ρ1,θ),B(ρ2,θ+
3
),C(ρ3,θ+
3
)
在曲线C上,即A(ρ1cosθ,ρ1sinθ),B(ρ2cos(θ+
3
),ρ2sin(θ+
3
))
C(ρ3cos(θ+
3
),ρ3sin(θ+
3
))
在曲线C上,
1
|OA|2
+
1
|OB|2
+
1
|OC|2
=
1
ρ12
+
1
ρ22
+
1
ρ32
=
1
4
(cos2θ+cos2(θ+
3
)+
cos2(θ+
3
))
+
1
3
(sin2θ+sin2(θ+
3
)+
sin2(θ+
3
))

=
1
4
(
1+cos2θ
2
+
1+cos(2θ+
3
)
2
+
1+cos(2θ+
3
)
2
)
+
1
3
(
1-cos2θ
2
+
1-cos(2θ+
3
)
2
+
1-cos(2θ+
3
)
2
)

=
3+cos2θ-cso(2θ+
π
3
)+cos(2θ-
π
3
)
8
+
3-cos2θ+cos(2θ+
π
3
)-cos(2θ+
3
)
6

=
3
8
+
3
6
=
7
8
点评:正确消去参数化为普通方程、把极坐标化为直角坐标并代入曲线C的方程得出结论及熟练进行恒等变形是解题的关键.
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