选修4-4;坐标系与参数方程 已知曲线 C_ 1 的参数方…——2012 高考数学第 23 题答案解析

2012_老新课标卷 (2012·文)

2012 全国 第 23 题 解答题 区分题
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23.选修4-4;坐标系与参数方程
已知曲线 $C_{1}$ 的参数方程是 $\left\{\begin{array}{l}x=2 \cos \phi \\ y=3 \sin \phi\end{array}\right.$( $\phi$ 为参数),以坐标原点为极点,$x$ 轴的正半轴为极轴建立坐标系,曲线 $\mathrm{C}_{2}$ 的坐标系方程是 $\rho=2$ ,正方形 ABCD 的顶点都在 $C_{2}$ 上,且 $A, B, C, D$ 依逆时针次序排列,点 $A$ 的极坐标为( $2, \frac{\pi}{3}$ ).
(1)求点 $A, B, C$ ,$D$ 的直角坐标;
②设 $P$ 为 $C_{1}$ 上任意一点,求 $|P A|^{2}+|P B|^{2}+|P C|^{2}+|P D|^{2}$ 的取值范围.

完整解析 · 逐步详解

【考点】Q4:简单曲线的极坐标方程; Q 8 :点的极坐标和直角坐标的互化; QL :椭圆的参数方程.

【专题】15:综合题;16:压轴题.
【分析】(1)确定点A,B,C,D的极坐标,即可得点A,B,C,D的直角坐标
(2)利用参数方程设出 P 的坐标,借助于三角函数,即可求得 $|\mathrm{PA}|^{2}+|\mathrm{PB}|^{2}+\mid \mathrm{PC} \left|2+|P D|^{2}\right.$ 的取值范围.

【解答】解:(1)点 $\mathrm{A}, \mathrm{B}, \mathrm{C}, \mathrm{D}$ 的极坐标为
$\left(2, \frac{\pi}{3}\right),\left(2, \frac{5 \pi}{6}\right),\left(2, \frac{4 \pi}{3}\right),\left(2, \frac{11 \pi}{6}\right)$
点 $A, B, C$ ,$D$ 的直角坐标为 $(1, \sqrt{3}),(-\sqrt{3}, 1),(-1,-\sqrt{3}),(\sqrt{3},-1)$
②设 $P\left(x_{0}, y_{0}\right)$ ,则 $\left\{\begin{array}{l}x_{0}=2 \cos \phi \\ y_{0}=3 \sin \phi\end{array}\right.$( $\phi$ 为参数)
$\mathrm{t}=|\mathrm{PA}|^{2}+|\mathrm{PB}|^{2}+|\mathrm{PC}|^{2}+|\mathrm{PD}|^{2}=4 \mathrm{x}^{2}+4 \mathrm{y}^{2}+16=32+20 \sin ^{2} \phi$
$\because \sin ^{2} \phi \in[0,1]$
$\therefore \mathrm{t} \in[32$ ,52]
【点评】本题考查极坐标与直角坐标的互化,考查圆的参数方程的运用,属于中档题。

✅ 来源:2012年 · 全国 · 2012_老新课标卷 (2012·文) · 第 23 题 · 本题已通过人工审核与系统自动校验

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