题目内容

1.已知曲线C的极坐标方程是ρ2=4ρcosθ+6ρsinθ-12,以极点为原点,极轴为x轴的正半轴建立平面直角坐标系,直线l的参数方程为$\left\{{\begin{array}{l}{x=2-\frac{1}{2}t}\\{y=1+\frac{{\sqrt{3}}}{2}t}\end{array}}\right.$(t为参数).
(I)写出直线l的一般方程与曲线C的直角坐标方程,并判断它们的位置关系;
(II)将曲线C向左平移2个单位长度,向上平移3个单位长度,得到曲线D,设曲线D经过伸缩变换$\left\{\begin{array}{l}x'=x\\ y'=2y\end{array}\right.$得到曲线E,设曲线E上任一点为M(x,y),求$\sqrt{3}x+\frac{1}{2}y$的取值范围.

分析 (I)直线l的参数方程消去数t,能求出直线l的一般方程,由ρcosθ=x,ρsinθ=y,ρ2=x2+y2,能求出曲线C的直角坐标方程,由圆心(2,3)到直线l的距离d=r,得到直线l和曲线C相切.
(II)曲线D为x2+y2=1.曲线D经过伸缩变换$\left\{\begin{array}{l}x'=x\\ y'=2y\end{array}\right.$,得到曲线E的方程为${x^2}+\frac{y^2}{4}=1$,从而点M的参数方程为$\left\{\begin{array}{l}x=cosθ\\ y=2sinθ\end{array}\right.$(θ为参数),由此能求出$\sqrt{3}x+\frac{1}{2}y$的取值范围.

解答 解:(I)∵直线l的参数方程为$\left\{{\begin{array}{l}{x=2-\frac{1}{2}t}\\{y=1+\frac{{\sqrt{3}}}{2}t}\end{array}}\right.$(t为参数).
∴消去数t,得直线l的一般方程为$\sqrt{3}x+y-2\sqrt{3}-1=0$,
∵曲线C的极坐标方程是ρ2=4ρcosθ+6ρsinθ-12,
∴由ρcosθ=x,ρsinθ=y,ρ2=x2+y2,
得曲线C的直角坐标方程为(x-2)2+(y-3)2=1.
∵圆心(2,3)到直线l的距离d=$\frac{{|{2\sqrt{3}+3-2\sqrt{3}-1}|}}{{\sqrt{{{({\sqrt{3}})}^2}+1}}}=1$=r,
∴直线l和曲线C相切.
(II)曲线D为x2+y2=1.
曲线D经过伸缩变换$\left\{\begin{array}{l}x'=x\\ y'=2y\end{array}\right.$,得到曲线E的方程为${x^2}+\frac{y^2}{4}=1$,
则点M的参数方程为$\left\{\begin{array}{l}x=cosθ\\ y=2sinθ\end{array}\right.$(θ为参数),
∴$\sqrt{3}x+\frac{1}{2}y=\sqrt{3}cosθ+sinθ=2sin({θ+\frac{π}{3}})$,
∴$\sqrt{3}x+\frac{1}{2}y$的取值范围为[-2,2].

点评 本题考查直线的一般方程和曲线的直角坐标方程的求法,考查直线与圆的位置关系的判断,考查代数式的取值范围的求法,考查极坐标方程、直角坐标方程、参数方程的互化等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,考查化归与转化思想、函数与方程思想,是中档题.

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