题目内容

4.以平面直角坐标系的原点为极点,x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,两种坐标系中取相同的长度单位,已知曲线C1的参数方程为$\left\{\begin{array}{l}x=cosα\\ y=sinα\end{array}\right.$,(α为参数,且α∈[0,π)),曲线C2的极坐标方程为ρ=-2sinθ.
(1)求C1的极坐标方程与C2的直角坐标方程;
(2))若P是C1上任意一点,过点P的直线l交C2于点M,N,求|PM|•|PN|的取值范围.

分析 (1)求出C1的普通方程,即可求C1的极坐标方程,利用极坐标方程与直角坐标方程的互化方法得出C2的直角坐标方程;
(2)直线l的参数方程为:$\left\{\begin{array}{l}{x={x}_{0}+tcosα}\\{y={y}_{0}+tsinα}\end{array}\right.$(t为参数),代入C2的直角坐标方程得(x0+tcosα)2+(y0+tsinα+1)2=1,由直线参数方程中t的几何意义可知|PM|•|PN|=|1+2y0|,即可求|PM|•|PN|的取值范围.

解答 解:(1)消去参数可得x2+y2=1,因为α∈[0,π),所以-1≤x≤1,0≤y≤1,
所以曲线C1是x2+y2=1在x轴上方的部分,
所以曲线C1的极坐标方程为ρ=1(0≤θ≤π).…(2分)
曲线C2的直角坐标方程为x2+(y+1)2=1…(5分)
(2)设P(x0,y0),则0≤y0≤1,直线l的倾斜角为α,
则直线l的参数方程为:$\left\{\begin{array}{l}{x={x}_{0}+tcosα}\\{y={y}_{0}+tsinα}\end{array}\right.$(t为参数).…(7分)
代入C2的直角坐标方程得(x0+tcosα)2+(y0+tsinα+1)2=1,
由直线参数方程中t的几何意义可知|PM|•|PN|=|1+2y0|,
因为0≤y0≤1,所以|PM|•|PN|=∈[1,3]…(10分)

点评 本题考查三种方程的互化,考查参数方程的运用,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.

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