本题导读
本题考查极坐标方程与直角坐标方程的互化、直线的参数方程与斜率的关系。核心在于正确理解题意并选用恰当方法求解。
📌【题干】
Question
(2016年全国卷II(理)) 在直角坐标系 中,圆 的方程为 .
(1)以坐标原点为极点, 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求 的极坐标方程;
(2)直线 的参数方程是 ( 为参数), 与 交于 两点,,求 的斜率.
🔍【思路分析】
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- 第一问思路:
- 利用极坐标转换公式:。
- 将圆 的方程展开并代入公式。
- 第二问思路:
识别直线:观察参数方程,直线过原点且倾斜角为 ,故其斜率 。直线的一般方程为 。
垂径定理:在圆中,弦长 ,其中 为半径, 为圆心到直线的距离。
列式计算:由 和 求出 ,再利用点到直线距离公式求出 。
✅【答案】
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(1)𝐶1是以(0,1)为圆心、𝑎为半径的圆,极坐标方程为𝜌2−2𝜌sin𝜃+1−𝑎2=0.(2)𝑎=1.
✍【详细解析】
Abstract
解:
(1)圆 的直角坐标方程为 , 展开得:,即 。 将 及 代入上式, 得圆 的极坐标方程为:。
(2)
- 确定直线方程: 由参数方程 知直线 过原点,其斜率 (由题意知 )。 直线 的一般方程为 。
- 利用圆的性质: 圆 的圆心为 ,半径 。 设圆心到直线 的距离为 ,由弦长公式 , 得 。
- 求解斜率: 由点到直线的距离公式:。 两边平方得:。 。 。 则 。 所以直线 的斜率为 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 公式互化:掌握 和 是解决极坐标方程的基础。
- 几何法优于代数法:在解决直线与圆的相交弦长问题时,利用勾股定理构建的“弦心距-半径-半弦长”直角三角形(即几何法)通常比联立方程(即代数法)计算量更小且更直观。
- 参数含义:直线的参数方程 和 直观反映了直线的方向和斜率,是本题的切入点。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 变式训练:第(2)问用几何法:弦心距 ,再由圆心 到直线 的距离列方程得 ;若改 ,则 ,同法解得 。
- 知识关联:直线与圆的相交弦长问题中,几何法(弦心距—半径—半弦长直角三角形)的计算量远小于代数联立;极坐标互化 、 是选考题的基本功。
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