题目内容

16.在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为$\left\{\begin{array}{l}{x=m+\sqrt{2}t}\\{y=\sqrt{2}t}\end{array}\right.$ (t为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρ2=$\frac{4}{1+si{n}^{2}θ}$,且直线l经过点F(-$\sqrt{2}$,0)
( I )求曲线C的直角坐标方程和直线l的普通方程;
(Ⅱ)设曲线C的内接矩形的周长为L,求L的最大值.

分析 ( I )利用ρ2=x2+y2,ρsinθ=y,将曲线C转化成直角坐标方程;则直线l的普通方程x-y=m,将F代入直线方程,即可求得m,求得直线l的普通方程;
(Ⅱ)由( I )可知:设椭圆C的内接矩形在第一象限的顶点(2cosθ,$\sqrt{2}$sinθ),则L=2(4cosθ+2$\sqrt{2}$sinθ)=4$\sqrt{6}$sin(θ+φ),根据正弦函数的性质,即可求得L的最大值.

解答 解:( I )由曲线C的极坐标方程:ρ2=$\frac{4}{1+si{n}^{2}θ}$,即ρ2+ρ2sin2θ=4,
将ρ2=x2+y2,ρsinθ=y,代入上式,化简整理得:$\frac{{x}^{2}}{4}+\frac{{y}^{2}}{2}=1$;
直线l的普通方程为x-y=m,将F代入直线方程,则m=$\sqrt{2}$,
∴直线l的普通方程为x-y+$\sqrt{2}$=0;
(Ⅱ)设椭圆C的内接矩形在第一象限的顶点(2cosθ,$\sqrt{2}$sinθ),(0<θ<$\frac{π}{2}$),
∴椭圆C的内接矩形的周长L=2(4cosθ+2$\sqrt{2}$sinθ)=4$\sqrt{6}$sin(θ+φ),tanφ=$\sqrt{2}$,
∴曲线C的内接矩形的周长为L的最值为4$\sqrt{6}$.

点评 本题考查参数方程与普通方程的转化,椭圆的极坐标方程及参数方程的应用,考查辅助角公式的应用,正弦函数的最值,考查计算能力,属于中档题.

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