已知曲线 C _ 1 , C _ 2 的参数方程分别为C:…——2020 高考数学第 22 题答案解析

2020_新课标II卷

2020 全国 第 22 题 解答题 区分题
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22.已知曲线 $C _ { 1 } , \ C _ { 2 }$ 的参数方程分别为C : $\left\{ \begin{array} { l l } { x = 4 \cos ^ { 2 } \theta , } \\ { y = 4 \sin ^ { 2 } \theta } \end{array} \right.$ (θ为参数), $C _ { 2 } \colon \begin{array} { l } { \displaystyle \left\{ x = t + \frac { 1 } { t } , \right. } \\ { \displaystyle \left. \vphantom { \int } \ d _ { t } \right\} = t - \frac { 1 } { t } } \end{array}$ (t为

参数).

(1)将 $C _ { 1 } , \ C _ { 2 }$ 的参数方程化为普通方程;

(2)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系.设 $C _ { 1 } , \ C _ { 2 }$ 的交点为P,求圆心在极轴上,且经过极点和P的圆的极坐标方程.

参考答案

(1) $C _ { 1 } : x + y = 4 \ ; C _ { 2 } : x ^ { 2 } - y ^ { 2 } = 4$; (2) $\rho = \frac { 1 7 } { 5 } \cos \theta$

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【答案】① $C _ { 1 } : x + y = 4 \ ; C _ { 2 } : x ^ { 2 } - y ^ { 2 } = 4$ ;② $\rho = \frac { 1 7 } { 5 } \cos \theta$

【解析】

【分析】

(1)分别消去参数q和t即可得到所求普通方程;

(2)两方程联立求得点P,求得所求圆的直角坐标方程后,根据直角坐标与极坐标的互化即可得到所求极坐标方程.

【详解】①由 $\cos ^ { 2 } \theta + \sin ^ { 2 } \theta = 1$ 得 $C _ { 1 }$ 的普通方程为: $x + y = 4$

由 $\left\{ { \begin{array} { l } { \displaystyle x = t + { \frac { 1 } { t } } } \\ { \displaystyle y = t - { \frac { 1 } { t } } } \end{array} } \right.$ 得: $\left\{ \begin{array} { l } { { x ^ { 2 } = t ^ { 2 } + \displaystyle \frac { 1 } { t ^ { 2 } } + 2 } } \\ { { \displaystyle y ^ { 2 } = t ^ { 2 } + \displaystyle \frac { 1 } { t ^ { 2 } } - 2 } } \end{array} \right.$ ,两式作差可得 $C _ { 2 }$ 的普通方程为: $x ^ { 2 } - y ^ { 2 } = 4$

> ②由 $\scriptstyle { \left\{ \begin{array} { l l } { x + y = 4 } \\ { x ^ { 2 } - y ^ { 2 } = 4 } \end{array} \right. }$ 得: $\left\{ { \begin{array} { l } { x = { \frac { 5 } { 2 } } } \\ { y = { \frac { 3 } { 2 } } } \end{array} } \right.$ ,即 $P \left( \frac { 5 } { 2 } , \frac { 3 } { 2 } \right)$ •

设所求圆圆心的直角坐标为(a,0),其中 $a > 0$

则 $\left( a - { \frac { 5 } { 2 } } \right) ^ { 2 } + \left( 0 - { \frac { 3 } { 2 } } \right) ^ { 2 } = a ^ { 2 }$ ,解得: $a = { \frac { 1 7 } { 1 0 } }$ ,\所求圆的半径 $r = { \frac { 1 7 } { 1 0 } }$

$\therefore$ 所求圆的直角坐标方程为: $\left( x - { \frac { 1 7 } { 1 0 } } \right) ^ { 2 } + y ^ { 2 } = \left( { \frac { 1 7 } { 1 0 } } \right) ^ { 2 }$ ,即 $x ^ { 2 } + y ^ { 2 } = { \frac { 1 7 } { 5 } } x$

$\therefore$ 所求圆的极坐标方程为 $\rho = \frac { 1 7 } { 5 } \cos \theta$

【点睛】本题考查极坐标与参数方程的综合应用问题,涉及到参数方程化普通方程、直角坐标方程化极坐标方程等知识,属于常考题型.

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