题目内容

8.已知曲线C1的参数方程是$\left\{\begin{array}{l}{x=2cosφ}\\{y=2sinφ}\end{array}\right.$(φ为参数),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C2的极坐标系方程是$ρ=\frac{6}{{\sqrt{4+5{{sin}^2}θ}}}$,正方形ABCD的顶点都在C1上,且A,B,C,D依逆时针次序排列,点A的极坐标为$(2,\frac{π}{6})$.
(Ⅰ)求点A,B,C,D的直角坐标;
(Ⅱ)设P为C2上任意一点,求|PA|2+|PB|2+|PC|2+|PD|2的最大值.

分析 (I)曲线C1的普通方程是x2+y2=4,极坐标方程是ρ=2.即可得出点A,B,C,D的极坐标.
(II)曲线C2的极坐标系方程是$ρ=\frac{6}{{\sqrt{4+5{{sin}^2}θ}}}$,两边平方可得:ρ2(4+5sin2θ)=36,利用ρ2=x2+y2,y=ρsinθ可得直角坐标方程,可得参数方程是$\left\{\begin{array}{l}{x=3cosθ}\\{y=2sinθ}\end{array}\right.$,(θ为参数).故可设P(3cosθ,2sinθ)其中θ为参数.利用两点之间的距离公式可得t=|PA|2+|PB|2+|PC|2+|PD|2=32+20cos2θ,即可得出.

解答 解:(I)曲线C1的普通方程是x2+y2=4,极坐标方程是ρ=2.
∴点A,B,C,D的极坐标为$(2,\frac{π}{6}),(2,\frac{2π}{3}),(2,\frac{7π}{6}),(2,\frac{5π}{3})$,
从而点A,B,C,D的直角坐标为$(\sqrt{3},1),(-1,\sqrt{3}),(-\sqrt{3},-1),(1,-\sqrt{3})$.
(II)曲线C2的极坐标系方程是$ρ=\frac{6}{{\sqrt{4+5{{sin}^2}θ}}}$,两边平方可得:ρ2(4+5sin2θ)=36,可得直角坐标方程:4x2+9y2=36,即曲线C2的直角坐标方程是$\frac{x^2}{9}+\frac{y^2}{4}=1$,其参数方程是$\left\{\begin{array}{l}{x=3cosθ}\\{y=2sinθ}\end{array}\right.$,(θ为参数).
故可设P(3cosθ,2sinθ)其中θ为参数.
∴t=|PA|2+|PB|2+|PC|2+|PD|2=36cos2θ+16sin2θ+16=32+20cos2θ,
∴|PA|2+|PB|2+|PC|2+|PD|2的最大值为52.

点评 本题考查了参数方程化为普通方程、极坐标方程化为直角坐标方程、两点之间的距离公式、同角三角函数基本关系式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.

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