已知点P(2,1),直线 l : array l x =…——2023 高考数学第 22 题答案解析

2023_全国甲卷

2023 全国 第 22 题 解答题 区分题
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22. 已知点P(2,1),直线 $l : \left\{ \begin{array} { l } { { x = 2 + t \mathrm { c o s } \alpha , } } \\ { { y = 1 + t \mathrm { s i n } \alpha } } \end{array} \right.$ (t为参数),a为l的倾斜角,l与x轴正半轴、y轴正半轴分别交于A B, ,且 $\left| P A \right| \cdot \left| P B \right| = 4$

(1)求a;

(2)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求l的极坐标方程

参考答案

(1) $\frac { 3 \pi } { 4 }$ >; (2) $\rho \cos \alpha + \rho \sin \alpha - 3 = 0$

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【答案】① $\frac { 3 \pi } { 4 }$

> ② $\rho \cos \alpha + \rho \sin \alpha - 3 = 0$

【解析】

【分析】(1)根据t的几何意义即可解出;

(2)求出直线l的普通方程,再根据直角坐标和极坐标互化公式即可解出

【小问 1 详解】

因为l与x 轴,y轴正半轴交于A B, 两点,所以 $\frac { \pi } { 2 } < \alpha < \pi$

$x = 0 , t _ { 1 } = - \frac { 2 } { \cos \alpha }$ ,令 y = 0 , $t _ { 2 } = - { \frac { 1 } { \sin \alpha } }$

所以 $\left| P A \right| \left| P B \right| = \left| t _ { 2 } t _ { 1 } \right| = \frac { 2 } { \sin \alpha \cos \alpha } \Biggr | = \Biggr | \frac { 4 } { \sin 2 \alpha } \Biggr | = 4$ ,所以 $\sin 2 \alpha = \pm 1$

即 $2 \alpha = \frac { \pi } { 2 } + k \pi$ ,解得 $\alpha = \frac { \pi } { 4 } + \frac { 1 } { 2 } k \pi , k \in \mathbf { Z }$

因为 $\frac { \pi } { 2 } < \alpha < \pi$ ,所以 $\alpha = \frac { 3 \pi } { 4 }$

【小问2详解】

由①可知,直线l的斜率为 $\tan \alpha = - 1$ ,且过点(2,1),

所以直线l的普通方程为: $y - 1 = - { \bigl ( } x - 2 { \bigr ) }$ ,即 $x + y - 3 = 0$

由 $x = \rho \cos \alpha , y = \rho \sin \alpha$ 可得直线l的极坐标方程为 $\rho \cos \alpha + \rho \sin \alpha - 3 = 0$

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