Question

12．在平面直角坐标系中，直线l过点P（2，$\sqrt{3}$）且倾斜角为α，以坐标原点为极点，x轴的非负半轴为极轴，建立极坐标系，曲线C的极坐标方程为ρ=4cos（θ-$\frac{π}{3}$），直线l与曲线C相交于A，B两点；
（1）求曲线C的直角坐标方程；
（2）若$|AB|=\sqrt{13}$，求直线l的倾斜角α的值．

Answer 1

分析 （1）由ρ²=x²+y²，ρcosθ=x，ρsinθ=y，能求出曲线C的直角坐标方程．
（2）设出直线方程，求出圆心到直线的距离，由已知求出直线的斜率，由此能求出直线l的倾斜角α的值．

解答 解：（1）∵$ρ=4cos（θ-\frac{π}{3}）$，∴$ρ=4（cosθcos\frac{π}{3}+sinθsin\frac{π}{3}）=2（cosθ+\sqrt{3}sinθ）$…（3分）
∴${ρ^2}=2（ρcosθ+\sqrt{3}ρsinθ）$，∴${x^2}+{y^2}=2x+2\sqrt{3}y$，
∴曲线C的直角坐标方程为${（x-1）^2}+{（y-\sqrt{3}）^2}=4$．…（5分）
（2）当α=90⁰时，直线l：x=2，∴$|AB|=2\sqrt{3}≠\sqrt{13}$，∴α=90⁰舍  …（6分）
当α≠90⁰时，设tanα=k，则$l：y-\sqrt{3}=k（x-2），即kx-y-2k+\sqrt{3}=0$，
∴圆心$C（1，\sqrt{3}）$到直线$kx-y-2k+\sqrt{3}=0$的距离$d=\frac{{|k-\sqrt{3}-2k+\sqrt{3}|}}{{\sqrt{{k^2}+1}}}=\frac{|k|}{{\sqrt{{k^2}+1}}}$
由${d^2}+{（{\frac{|AB|}{2}}）^2}=4得：\frac{k^2}{{{k^2}+1}}+\frac{13}{4}=4，解得：k=±\sqrt{3}$，
∴$tanα=±\sqrt{3}$，∵α∈（0，π），∴$α=\frac{π}{3}或\frac{2π}{3}$．…（10分）

点评 本题考查曲线的直角坐标的求法，考查直线的倾斜角的求法，是基础题，解题时要注意极坐标方程、直角坐标方程互化公式的合理运用．