Question

12．在平面直角坐标系中，直线l的参数方程为$\left\{\begin{array}{l}x=-4+\frac{{\sqrt{2}}}{2}t\\ y=-2+\frac{{\sqrt{2}}}{2}t\end{array}\right.$（其中t为参数）．现以坐标原点为极点，x轴的正半轴为极轴建立极坐标系，已知曲线C的极坐标方程为ρ=2cosθ．
（Ⅰ） 写出直线l和曲线C的普通方程；
（Ⅱ） 已知点P为曲线C上的动点，求P到直线l的距离的最大值．

Answer 1

分析 （Ⅰ）直线l的参数方程k消去参数t得直线l普通方程又由曲线C的极坐标方程为ρ=2cosθ，得ρ²=2ρcosθ，由此能求出曲线C的直角坐标方程．
（Ⅱ）曲线C的方程可化为（x-1）²+y²=1，设与直线l平行的直线为y=x+b，当直线l与曲线C相切时，$b=-1±\sqrt{2}$，当$b=-1-\sqrt{2}$时，P到直线l的距离达到最大，最大值为两平行线的距离．

解答 选修4-4：坐标系与参数方程
解：（Ⅰ）由题，直线l的参数方程为$\left\{\begin{array}{l}x=-4+\frac{{\sqrt{2}}}{2}t\\ y=-2+\frac{{\sqrt{2}}}{2}t\end{array}\right.$（其中t为参数）．
消去直线l参数方程中的参数t得直线l普通方程为y=x+2．
又由曲线C的极坐标方程为ρ=2cosθ，得ρ²=2ρcosθ，
由$\left\{\begin{array}{l}{x=ρcosθ}\\{y=ρsinθ}\end{array}\right.$，得曲线C的直角坐标方程为x²+y²-2x=0．（5分）
（Ⅱ）曲线C的极坐标方程为ρ=2cosθ可化为（x-1）²+y²=1，
设与直线l平行的直线为y=x+b，
当直线l与曲线C相切时，有$\frac{{|{1+b}|}}{{\sqrt{2}}}=1$，即$b=-1±\sqrt{2}$，
于是当$b=-1-\sqrt{2}$时，P到直线l的距离达到最大，最大值为两平行线的距离即$\frac{{|{2-（-1-\sqrt{2}）}|}}{{\sqrt{2}}}=\frac{{3\sqrt{2}}}{2}+1$．
（或先求圆心到直线的距离为$\frac{{3\sqrt{2}}}{2}$，再加上半径1，即为P到直线l距离的最大值$\frac{{3\sqrt{2}}}{2}+1$）（10分）

点评 本题考查极坐标方程、参数方程和普通方程的互化，是中档题，解题时要认真审题，注意圆的简单性质的合理运用．