本题导读

本题考查消参化为普通方程。核心在于消参数法、坐标转化法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2022年甲卷文) 在直角坐标系 中,曲线 的参数方程为 ( 为参数),曲线 的参数方程为 ( 为参数).

(1)写出 的普通方程;

(2)以坐标原点为极点, 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 的极坐标方程为 ,求 与 交点的直角坐标,及 与 交点的直角坐标.

🔍【思路分析】

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  1. 第一问(消去参数):通过观察参数方程中 和参数 的关系(),直接得出 并代入 的表达式中,完成消参。特别注意: 隐含了 的限制条件,必须在普通方程后注明,否则轨迹会多出一半。

  2. 第二问(极坐标互化与求交点):

    • 化简 :同理,消去参数 ,注意此时 。

    • 极坐标化为直角坐标:对 的极坐标方程两边同乘 ,利用 和 转化为直角坐标方程(直线方程)。

    • 联立求解:将直线的普通方程分别与 的普通方程联立求解二次方程组,结合 的取值范围验证并写出交点坐标。

✅【答案】

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(1)

(2) 与 的交点为 与

与 的交点为 与

✍【详细解析】

Abstract

(1)写出 的普通方程

  1. 提取参数表达式:

    已知曲线 的参数方程为 ( 为参数且 ).

  2. 实施代入消元:

    由 可知,,且两边平方得 .

    将 代入 的表达式中:

    整理得:

  3. 补充范围限制:

    由于原参数方程限制了 ,所以该普通方程仅表示抛物线上半部分的一段.

    结论:曲线 的普通方程为 .

(2)求 与 交点的直角坐标

1. 化简 的普通方程:

曲线 的参数方程为 ( 为参数且 ).

由 知 ,两边平方得 .

代入 的表达式:.

故 的普通方程为 .

2. 将 化为直角坐标方程:

曲线 的极坐标方程为 .

两边同乘极径 (因为 即原点也满足 ,故同乘等价):

根据转换公式 ,代入得:

即 是一条过原点、斜率为 的直线.

3. 求解 与 的交点:

联立方程组:

代入消去 得:.

化简为:.

解得 或 .

  • 当 时,(符合条件),交点为 ;

  • 当 时,(符合条件),交点为 .

    故 与 交点的直角坐标为 与 .

4. 求解 与 的交点:

联立方程组:

代入消去 得:.

化简为:.

解得 或 .

  • 当 时,(符合条件),交点为 ;

  • 当 时,(符合条件),交点为 .

    故 与 交点的直角坐标为 与 .

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 核心技巧:

    1. 极坐标化直角的“同乘 ”法:当极坐标方程中只有 和 (且等于 0)时,方程两边同乘以 就能迅速利用 的转换公式。

    2. 二次方程根的求解:十字相乘法是提高计算效率的关键。

  • 避坑指南:

    • 等价性陷阱(重中之重):将参数方程转化为普通方程时,必须确保其表示的图形完全一致(等价性)。本题的参数方程中 严格限定了曲线只是半个抛物线,遗漏 或 是该题最主要的扣分点。如果在解答题中没有写出此范围限制,通常会被扣除 1-2 分。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:待补

  2. 结论推广:待补

🔗【关联脉络】

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