在直角坐标系 x o y #,曲线 C _ 1: arra…——2015 高考数学第 23 题答案解析

2015_新课标II卷

2015 全国 第 23 题 解答题 区分题
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23.在直角坐标系 ${ \tt x o y } \# \tt$ ,曲线 $\mathsf { C } _ { 1 }$ : $\left\{ \begin{array} { l l } { \mathbf { x } = \mathbf { t } \cos \alpha } \\ { \mathbf { y } = \mathbf { t } \sin \alpha } \end{array} \right.$ (t为参数, $\mathsf { t } \neq \mathsf { 0 } )$ ,其中0≤α≤π,在以O为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线 ${ \mathsf C } _ { 2 } \colon \mathsf { \Gamma } \mathsf { \rho } = 2 { \mathsf { s i n } } \Theta , { \mathsf C } _ { 3 } \colon \mathsf { \rho } =$ $2 \sqrt { 3 } \mathrm { c o s } \Theta$

(1)求 $\mathsf { C } _ { 2 }$ 与 ${ \mathsf { C } } _ { 3 }$ 交点的直角坐标;

(2)若 $\mathsf { C } _ { 1 }$ 与 ${ \sf C } _ { 2 }$ 相交于点A, $\mathsf C _ { 1 }$ 与 ${ \mathsf { C } } _ { 3 }$ 相交于点B,求 $\left| \mathsf { A B } \right|$ 的最大值

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【考点】Q4:简单曲线的极坐标方程;QH:参数方程化成普通方程

【专题】5S:坐标系和参数方程

【分析】(I)由曲线 ${ \sf C } _ { 2 } \colon ~ \mathsf { \Gamma } \mathsf { \rho } { = } 2 \mathsf { s i n } \Theta$ ,化为 $\scriptstyle \rho ^ { 2 } = 2 \rho \sin \theta$ ,把 $\scriptstyle { \left\{ \begin{array} { l l } { \scriptstyle { \mathfrak { p } } ^ { 2 } = \mathbf { x } ^ { 2 } + \mathbf { y } ^ { 2 } } \\ { \mathbf { y } = \boldsymbol { \mathfrak { p } } \sin \theta } \end{array} \right. }$ 代入可得直角坐标方程.同理由 $\mathsf C _ { 3 } \colon \mathsf \rho = 2 \sqrt { 3 } \mathsf { c o s } \Theta$ .可得直角坐标方程,联立解出可得 $\mathsf { \Lambda } . \mathsf { C } _ { 2 }$ 与 ${ \mathsf { C } } _ { 3 }$ 交点的直角坐标

> ②由曲线 $\mathsf C _ { 1 }$ 的参数方程,消去参数t,化为普通方程: $\scriptstyle \mathsf { y } = \mathsf { x t a n c }$ ,其中 $0 { \leq } \alpha { \leq } \pi$ $\mathfrak { a } \ne \frac { \pi } { 2 } ; \mathfrak { a } = \frac { \pi } { 2 }$ 时,为 $\scriptstyle \mathtt { x } = 0 \ \mathrm { ~ ( ~ } \mathtt { y } \neq 0 \ )$ .其极坐标方程为: $\scriptstyle \Theta = \alpha ~ ( \digamma _ { 0 } \in \mathbb { R } , ~ \mathsf { p } \neq 0 )$ 利用 $| \mathsf { A B } | = | 2 \mathsf { s i n } \bar { \mathsf { a } } - 2 \sqrt { 3 } \mathsf { c o s } \bar { \mathsf { a } }$ 即可得出

【解答】解:(I)由曲线 ${ \sf C } _ { 2 } \colon ~ \mathsf { \Omega } \mathsf { \rho } = 2 \mathsf { s i n } \mathsf { \theta }$ ,化为 $\scriptstyle \mathsf { p } ^ { 2 } = 2 \mathsf { p s i n } \theta$

$\therefore x ^ { 2 } + y ^ { 2 } = 2 y$

同理由 $\mathsf C _ { 3 } \colon \mathsf \Delta \rho { = } 2 \sqrt { 3 } \mathsf { c o s } \Theta$ .可得直角坐标方程: $\mathbf { x } ^ { 2 } + \mathbf { y } ^ { 2 } = 2 { \sqrt { 3 } } \mathbf { x } ^ { } $

联立 $\left\{ \begin{array} { l l } { { \tt x } ^ { 2 } + { \tt y } ^ { 2 } - 2 { \tt y } = 0 } \\ { { \tt x } ^ { 2 } + { \tt y } ^ { 2 } - 2 \sqrt { 3 } { \tt x } = 0 } \end{array} \right.$

解得 $\left\{ \begin{array} { l } { \displaystyle \mathbf { x } = \boldsymbol { 0 } } \\ { \displaystyle \mathbf { y } = \boldsymbol { 0 } } \end{array} \right\} \mathbf { x } = \frac { \sqrt { 3 } } { 2 } ,$

$\therefore C _ { 2 }$ 与 ${ \mathsf { C } } _ { 3 }$ 交点的直角坐标为(0,0), $( \frac { \sqrt { 3 } } { 2 } , ~ \frac { 3 } { 2 } )$

(2)曲线 $\mathsf C _ { 1 } : \ \left\{ \begin{array} { l l } { \tt x = t c o s a } \\ { \tt y = t s i n a } \end{array} \right.$ (t为参数, $\mathsf { t } \neq \mathsf { 0 } )$ ,化为普通方程:y=xtanα,其中 $0 \leq$ $\alpha { \leq } \pi$ $\alpha { \neq } \frac { \pi } { 2 } ; \alpha { = } \frac { \pi } { 2 }$ 时,为 $1 \times = 0 ( y \neq 0 )$ .其极坐标方程为: $\scriptstyle \Theta = \alpha \ ( \mathsf { p } \in \mathsf { R } , \mathsf { \ p } \neq 0$ ),

∵A,B都在C<sub>1</sub>上,

∴A $( 2 \mathsf { s i n a } , \mathsf { a } ) , \mathsf { B } ( 2 \sqrt { 3 } \mathsf { c o s } \mathbb { a } , \bar { \mathsf { a } } )$

$$ \therefore \vert A \mathbf { B } \vert = \vert 2 \sin \alpha - 2 \sqrt { 3 } \cos \alpha \vert = 4 \vert \sin ( \alpha - \frac { \pi } { 3 } ) \vert , $$

当 $a = \frac { 5 \pi } { 6 }$ 时,|AB|取得最大值4

【点评】本题考查了极坐标方程化为直角坐标方程、参数方程化为普通方程、曲线的交点、两点之间的距离公式、三角函数的单调性,考查了推理能力与计算能力,属于中档题

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