本题导读

本题考查不同坐标系下方程的转化及交点求解。解题核心在于将直线 的参数方程和曲线 的极坐标方程统一转化为直角坐标系下的普通方程,联立求解得到交点的直角坐标,最后按题目要求转换回极坐标。

📌【题干】

Question

(2015年重庆卷(理)) (选做题-坐标系与参数方程选讲) 已知直线 的参数方程为 ( 为参数),以坐标原点为极点, 轴的正半轴为极轴建立坐标系,曲线 的极坐标方程为 (),则直线 与曲线 的交点的极坐标为.

🔍【思路分析】

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  1. 转化直线 :由参数方程消去参数 ,得到直角坐标下的直线方程。
  2. 转化曲线 :利用倍角公式 展开极坐标方程,再利用转换公式 化为直角坐标方程。
  3. 联立求解:解方程组求出交点的直角坐标 。
  4. 极坐标转换:根据 和 (注意 的范围限制),将结果转换为极坐标 。

✅【答案】

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✍【详细解析】

Abstract

第一步:转化直线 的方程 由参数方程 用 ② - ① 得:,即直线 的普通方程为 。

第二步:转化曲线 的方程 极坐标方程为 。 利用倍角公式得: 即 。 代入 ,得到曲线 的直角坐标方程为 (此为等轴双曲线)。

第三步:联立方程组求交点 将 代入 : 。 代入直线方程得 。 故交点的直角坐标为 。

第四步:转换为极坐标 对于点 : 。 由于该点在 轴负半轴上,且题目给定范围 , 故极角 。 交点的极坐标为 。

故答案为:。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 互化公式核心:熟记 和 。处理 或 时,一定要先展开。
  2. 范围判定的必要性:极坐标表示不唯一(如 也可以表示为 等),必须严格遵守题目给出的 区间。
  3. 计算技巧:参数方程消参最简单的方法通常是加减消元或代入消元。

📖【试题探源与推广】

Tip

  • 方法拓展: 如果曲线方程非常复杂,也可以直接在极坐标系下联立。将直线转化为 ,代入 求解,但通常直角坐标化更符合运算习惯。
  • 变式思考: 若曲线 的方程变为 ,它在直角坐标系中代表什么图形? (提示:两边同乘 得 ,即 ,是一个圆。)

🔗【关联脉络】

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