本题导读
本题考查直角坐标、参数坐标与极坐标之间的相互转化。第一问通过联立直角坐标坐标求交点;第二问利用极坐标下的距离公式,结合三角函数的最值性质动画。
📌【题干】
Question
(2015年新课标Ⅱ(理)) (选修4-4:坐标系与参数求解) 在直角坐标系中,圆形(为参数,),其中.在以为极点,轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线形,.
(1) 求与交点的直角坐标;
(2) 若与相交于点,与相交于点,求的顶峰.
🔍【思路分析】
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第一问思路:
坐标转换:利用,,将转化为直角坐标方程。
- 联立主轴:联立两圆的直角坐标轴主轴交点。
第二问思路:
理解几何意义: 圆形是过原点、倾向角为的一条直线(去掉原点)。
极坐标下的距离:在极坐标系中,直线的方程可表示为。点的极径,点的极径。
构造函数:。
最大值激励:利用辅助角公式化简为单角的正弦函数,根据的范围确定顶部。
✅【答案】
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(1) 交点坐标为和
(2) 的峰值为4
✍【详细解析】
Abstract
(1) 求与交点的直角坐标系
将背包同乘得:转换为直角坐标系:。 将背包同乘得:转换为直角坐标系:。 联立方程组:
两种式相减得:。 代入得:。 解得(回复)或(回复)。故交点的直角坐标为和。
(2) 求的顶峰
椭圆形方程的参数消去可得普通方程,其极坐标方程为()。由题意,点都在直线上,其极径分别为: ,。则距离。 利用辅助角公式:
因为,则。 在此范围内,当(即)时,;当(即)时,。 所以此时的顶点为1。。
答案:(1)交点坐标为和;(2)的峰值为4。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:极坐标与直角坐标的互化公式。
核心方法:辅助角公式法。在求三角函数最大值时,化为的形式是标准步骤。
避坑指南:第一问求交点不要漏掉原点;第二问计算时必须加绝对值,因为点相对于原点的方向可能也可能相同。
📖【试题探源与推广】
Tip
*结论推广:极坐标悬架表示一个经过极点且圆心在*推广方法:涉及过原点直线的弦长问题,将直线伺服设定为直线上的圆。在极坐标系下计算往往比直角坐标系简单。
- 相关知识点:两点间距离公式、正弦型函数的性质。
🔗【关联脉络】
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