题目内容

13.在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为$\left\{\begin{array}{l}x=\frac{{\sqrt{2}}}{2}t\\ y=-1+\frac{{\sqrt{2}}}{2}t\end{array}\right.$(t为参数),以坐标原点为极点,x轴正半轴为极坐标建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρcos2θ=2sinθ.
(I)写出直线l和曲线C的直角坐标方程;
(Ⅱ)若动点P在直线l上,Q在曲线C上,求|PQ|的最小值.

分析 (I)直线l的参数方程为$\left\{\begin{array}{l}x=\frac{{\sqrt{2}}}{2}t\\ y=-1+\frac{{\sqrt{2}}}{2}t\end{array}\right.$(t为参数),消去参数t可得普通方程.曲线C的极坐标方程为ρcos2θ=2sinθ,即ρ2cos2θ=2ρsinθ,利用x=ρcosθ,y=ρsinθ,即可化为直角坐标方程.
(II)设Q$(x,\frac{{x}^{2}}{2})$,则点Q到直线l的距离d=$\frac{2(x-\frac{1}{4})^{2}+\frac{15}{8}}{2\sqrt{2}}$,再利用二次函数的单调性即可得出最小值.

解答 解:(I)直线l的参数方程为$\left\{\begin{array}{l}x=\frac{{\sqrt{2}}}{2}t\\ y=-1+\frac{{\sqrt{2}}}{2}t\end{array}\right.$(t为参数),消去参数t可得普通方程:x-y-1=0.
曲线C的极坐标方程为ρcos2θ=2sinθ,即ρ2cos2θ=2ρsinθ,∴直角坐标方程为:x2=2y.
(II)设Q$(x,\frac{{x}^{2}}{2})$,则点Q到直线l的距离d=$\frac{|x-\frac{{x}^{2}}{2}-1|}{\sqrt{2}}$=$\frac{2(x-\frac{1}{4})^{2}+\frac{15}{8}}{2\sqrt{2}}$≥$\frac{15\sqrt{2}}{32}$.
∴当取Q$(\frac{1}{4},\frac{1}{32})$时,|PQ|取得最小值$\frac{15\sqrt{2}}{32}$.

点评 本题考查了极坐标与直角坐标方程的互化、参数方程化为普通方程、点到直线的距离公式公式、二次函数的单调性,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.

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