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(完整版)圆的参数方程练习题有答案

来源:尚车旅游网
圆的参数方程

1.已知曲线C的参数方程为x=2cos θ

,(θ为参数,0≤θ<2π)判断点A(2,0),

y=3sin θB

-3,3

2是否在曲线C上?若在曲线上,求出点对应的参数的值. 解:将点A(2,0)的坐标代入x=2cos θcos θ=1,=3sin θ,得

ysin θ=0.

由于0≤θ<2π,

解得θ=0,所以点A(2,0)在曲线C上,对应θ=0.

将点B-3,3x=2cos θ2的坐标代入,

y=3sin θ

-3=2cos θ,

得

32=3sin θ,

cos θ=-32,

sin θ=1

2.

由于0≤θ<2π, 解得θ=5π

6

所以点B-3,352在曲线C上,对应θ=π

6

. 2.已知曲线C的参数方程是x=2t

,(t为参数

y=3t2-1).

(1)判断点M1(0,-1)和M2(4,10)与曲线C的位置关系; (2)已知点M(2,a)在曲线C上,求a的值.

[思路点拨] (1)将点的坐标代入参数方程,判断参数是否存在. (2)将点的坐标代入参数方程,解方程组.

[解] (1)把点M,-1)的坐标代入参数方程x=2t,0=1(0

y=3t2-1,得2t

2-1,∴t=

-1=3t0.

即点M1(0,-1)在曲线C上.

把点Mx=2t,2(4,10)的坐标代入参数方程4=2t



y=3t2-1,得,方程组无解. 10=3t2-1即点M2(4,10)不在曲线C上. (2)∵点M(2,a)在曲线C上,

∴

2=2t,

a=3t2-1. ∴t=1,a=3×12-1=2. 即a的值为2.

3.已知曲线C的参数方程为x=t2+1



y=2t,(t为参数).

①判断点A(1,0),B(5,4),E(3,2)与曲线C的位置关系; ②若点F(10,a)在曲线C上,求实数a的值. 解:①把点A(1,0)的坐标代入方程组,解得t=0, 所以点A(1,0)在曲线上.

把点B(5,4)的坐标代入方程组,解得t=2, 所以点B(5,4)也在曲线上.

把点E(3,2)的坐标代入方程组,得到

3=t2+1,t=±2,=2t,即2t=1.

故t不存在,所以点E不在曲线上. ②令10=t2+1,解得t=±3,故a=2t=±6.

4.(1)曲线C:x=t

,(t为参数)与y轴的交点坐标是____________

y=t-2.

解析:令x=0,即t=0得y=-2,∴曲线C与y轴交点坐标是(0,-2). 答案:(0,-2)

(2)在直角坐标系xOy中,已知曲线C:x=t+1

1y=1-2t,(t为参数)与曲线C2:



x=asin θ,(θ为参数,a>0)有一个公共点在x轴,则a=________.

y=3cos θ 解析:由y=0知1-2t=0,t=113π

2,所以x=t+1=2+1=2.令3cos θ=0,则θ=

2+kπ(k∈Z),sin θ=±1,

所以33

2=±a.又a>0,所以a=2.

答案:32

5.已知某条曲线C的参数方程为x=1+2t

,(其中t为参数,a∈R).点

y=at2M(5,4)在该曲线上,则常数a=________.

解析:∵点M(5,4)在曲线C上,

∴5=1+2tt4=at2,解得=2,

∴a的值为1. 

a=1.答案:1

6.圆(x+1)2+(y-1)2=4的一个参数方程为____________.

解析:令x+12=cos θ,y-1

2=sin θ得x=-1+2cos θy=1+2sin θ(θ为参数).

答案:

x=-1+2cos θy=1+2sin θ

(θ为参数)(注本题答案不唯一)

7.已知圆的普通方程x2+y2+2x-6y+9=0,则它的参数方程为____________.

解析:由x2+y2+2x-6y+9=0,得(x+1)2+(y-3)2=1.

令x+1=cos θ,y-3=sin θ,所以参数方程为x=-1+cos θ

y=3+sin θ,(θ为参数).

答案:

x=-1+cos θ,(θ为参数)(注答案不唯一)

y=3+sin θ8.圆(x+2)2+(y-3)2=16的参数方程为( )

A.x=2+4cos θ

y=-3+4sin θ,(θ为参数) B.x=-2+4cos θy=3+4sin θ,(θ为参数) C.x=2-4cos θ,(y=3-4sin θθ为参数) D.x=-2-4cos θ,(θ为参数) y=3-4sin θ

解析:选B.∵圆(x-a)2+(y-b)2=r2的参数方程为

x=a+rcos θy=b+rsin θ,(θ为参数)

∴圆(x+2)2+(y-3)2=16的参数方程为

x=-2+4cos θy,(θ为参数)

=3+4sin θ9.已知圆的方程为x2+y2=2x,则它的一个参数方程是____________.

解析:将x2+y2=2x化为(x-1)2+y2=1知圆心坐标为(1,0),半径r=1,∴它的

一个参数方程为x=1+cos θ



y=sin θ(θ为参数).

答案:x=1+cos θ



y=sin θ(θ为参数)

10.已知圆P:x=1+10cos θ

y=-3+10sin θ

,(θ为参数),则圆心P及半径r分别是( )

A.P(1,3),r=10 B.P(1,3),r=10 C.P(1,-3),r=10

D.P(1,-3),r=10

解析:选C.由圆P的参数方程可知圆心P(1,-3),半径r=10.

11.圆的参数方程为x=2+2cos θ

,(θ为参数),则圆的圆心坐标为( 

y=2sin θ )

A.(0,2) B.(0,-2)

C.(-2,0) D.(2,0) 解析:选D.由x=2+2cos θ

得(x-2)2+y2=4,其圆心为(2,0),半径r=y=2sin θ2.

12.直线:3x-4y-9=0与圆:x=2cos θ



y=2sin θ(θ为参数)的位置关系是( )

A.相切 B.相离 C.直线过圆心

D.相交但直线不过圆心

解析:选D.圆心坐标为(0,0),半径为2,显然直线不过圆心,又圆心到直线距离d=9

5

<2,故选D.

13.已知圆C:x=-3+2sin θ

,(θ∈[0,2π),θ为参数)与x轴交于A,B两点,则

y=2cos θ

|AB|=________.

解析:令y=2cos θ=0,则cos θ=0,因为θ∈[0,2π),故θ=π3ππ

2或2,当θ=

2时,x=-3+2sin π2=-1,当θ=3π2时,x=-3+2sin 3π

2

=-5,故|AB|=|-1+5|=4.

答案:4

14.已知动圆x2+y2-2xcos θ-2ysin θ=0.求圆心的轨迹方程.

解:设P(x,y)为所求轨迹上任一点. 由x2+y2-2xcos θ-2ysin θ=0得: (x-cosθ)2+(y-sin θ)2=cos2θ+sin2θ,

∴x=cos θ

这就是所求的轨迹方程. 

y=sin θ

15.P是以原点为圆心,r=2的圆上的任意一点,Q(6,0),M是PQ中点, (1)画图并写出⊙O的参数方程;

(2)当点P在圆上运动时,求点M的轨迹的参数方程. 解:(1)如图所示,

⊙O的参数方程x=2cos θ,

y=2sin θ.

(2)设M(x,y),P(2cos θ,2sin θ),因Q(6,0), x=6+2cos θ

∴M的参数方程为2

,y=2sin θ

2,

即x=3+cos θ,

y=sin θ. 16.已知点P(2,0),点Q是圆x=cos θ

y=sin θ上一动点,求PQ中点的轨迹方程,并说明轨

迹是什么曲线.

解:设Q(cos θ,sin θ),PQ中点M(x,y),则由中点坐标公式得x=2+cos θ1

2=

2cos θ+1,y=0+sin θ1

2=2

sin θ.

x=1

cos ∴所求轨迹的参数方程为2

θ+1(θ为参数)

y=12

sin θ消去θ可化为普通方程为(x-1)2+y2=1

4,

它表示以(1,0)为圆心、半径为1

2

的圆.

17.设Q(x1,y1)是单位圆x2+y2=1上一个动点,则动点P(x21-y2

1,x1y1)的轨迹方程是

____________.

解析:设x1=cos θ,y1=sin θ,P(x,y).

则x=x21-y2

1=cos 2θ,x=cos 2θ,y=x1y1=1

2sin 2θ.即y=12

sin 2θ,为所求. 答案:

x=cos 2θy=1

2

sin 2θ18.已知P是曲线x=2+cos α

,(α为参数)上任意一点,则(x-1)2

y=sin α+(y+1)2的最大值

为________.

解析:将x=2+cos α

代入(x-1)2+(y+1)2得(1+cos α)2+(1+sin α)2=2sin α+

y=sin α2cos α+3=

22sinπ

α+4+3, ∴当sinα+π

4=1时有最大值为3+22. 答案:3+22

19.已知点P(x,y)在曲线C:x=1+cos θ

,(θ为参数)上,则x-2y的最大值为( 

y=sin θ )

A.2 B.-2 C.1+5

D.1-5

解析:选C.由题意,得x=1+cos θ,



y=sin θ,

所以x-2y=1+cos θ-2sin θ=1-(2sin θ-cos θ) =1-521

5sin θ-5cos θ

=1-5sin(θ-φ)其中tan φ=12, 所以x-2y的最大值为1+5.

20.已知曲线C的参数方程为x=1+cos θ

,(θ为参数),求曲线C上的点到直线l

y=sin θ:x

-y+1=0的距离的最大值.

解:点C(1+cos θ,sin θ)到直线l的距离 d=|1+cos θ-sinθ+1|

12+12

|2+cos θ-sin θ|

2

2+2cosθ+π=

4

≤2+2

2

2=2+1,

即曲线C上的点到直线l的最大距离为2+1.

21.(2016·高考全国卷Ⅰ)在直角坐标系xOy中,曲线Cx=acos t,1的参数方程为

y=1+asin t,(t

为参数,a>0).在以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C2:ρ=4cos θ.

(1)说明C1是哪一种曲线,并将C1的方程化为极坐标方程;

(2)直线C3的极坐标方程为θ=α0,其中α0满足tan α0=2,若曲线C1与C2的公共点都在C3上,求a.

[解] (1)消去参数t得到C1的普通方程x2+(y-1)2=a2.C1是以(0,1)为圆心,a为半径的圆.

将x=ρcos θ,y=ρsin θ代入C1的普通方程中,得到C1的极坐标方程为ρ2-2ρsin θ+1-a2=0.

(2)曲线C1,C2的公共点的极坐标满足方程组

ρ2-2ρsin θ+1-a2=0,



ρ=4cos θ. 若ρ≠0,由方程组得16cos2θ-8sin θcos θ+1-a2=0,由已知tan θ=2,可得16cos2θ-8sin θcos θ=0,从而1-a2=0,解得a=-1(舍去)或a=1.

a=1时,极点也为C1,C2的公共点,在C3上. 所以a=1.

22.若P(x,y)是曲线

x=2+cos α,(α为参数)上任意一点,则(x-5)2+(y+4)2=sin α

的最大

y值为( )

A.36 B.6 C.26

D.25

解析:选A.依题意P(2+cos α,sin α),

∴(x-5)2+(y+4)2=(cos α-3)2+(sin α+4)2=26-6cos α+8sin α=26+10sin(α-φ)(其中cos φ=45,sin φ=3

5

)

∴当sin(α-φ)=1,即α=2kπ+π

2

+φ(k∈Z)时,有最大值为36.

23.已知点P132,2x=cos θ,Q是圆,(θ为参数)上的动点,则|PQ|的最大值是

y=sin θ

________.

解析:由题意,设点Q(cos θ,sin θ), 则|PQ|=

122

cos θ-2+sin θ-32

=2-3sin θ-cos θ =

2-2sinθ+π6 故|PQ|max=2+2=2. 答案:2

24.已知曲线方程x=1+cos θ

,(θ为参数),则该曲线上的点与定点(-1,-2)的距离

y=sin θ的最小值为________.

解析:设曲线上动点为P(x,y),定点为A,

则|PA|=(1+cos θ+1)2+(sin θ+2)2 =

9+42sinθ+π4

, 故|PA|min=9-42=22-1. 答案:22-1

25.已知圆Cx=cos θ



y=-1+sin θ,与直线x+y+a=0有公共点,求实数a的取值范围.

解:法一:∵

x=cos θ,消去θ,得x2+(y+1)2θ

=1.

y=-1+sin ∴圆C的圆心为(0,-1),半径为1. ∴圆心到直线的距离d=|0-1+a|

2≤1.

解得1-2≤a≤1+2.

法二:将圆C的方程代入直线方程, 得cos θ-1+sin θ+a=0,

即a=1-(sin θ+cos θ)=1-2sinθ+π4. ∵-1≤sinθ+π

4≤1,∴1-2≤a≤1+2.

26.设P(x,y)是圆x2+y2=2y上的动点.

①求2x+y的取值范围;

②若x+y+c≥0恒成立,求实数c的取值范围.

解:圆的参数方程为x=cos θ

,(θ为参数)

y=1+sin θ.

①2x+y=2cos θ+sin θ+1=5sin(θ+φ)+1(φ由tan φ=2确定),∴1-5≤2x+y≤1+5.

②若x+y+c≥0恒成立,即c≥-(cos θ+sin θ+1)对一切θ∈R成立.

且-(cos θ+sin θ+1)=-2sinθ+π

4-1的最大值是2-1,则当c≥2-1时,x+y+c≥0恒成立.

27.已知圆的极坐标方程为ρ2-42ρcosθ-π

4

+6=0. (1)将极坐标方程化为普通方程,并选择恰当的参数写出它的参数方程; (2)若点P(x,y)在该圆上,求x+y的最大值和最小值. [解] (1)由ρ2-42ρcosθ-π

4+6=0, 得ρ2-4ρcos θ-4ρsin θ+6=0, 即x2+y2-4x-4y+6=0,

∴圆的标准方程(x-2)2+(y-2)2=2,3分 令x-2=2cos α,y-2=2sin α,

得圆的参数方程为x=2+2cos α

y=2+2sin α

,(α为参数)6分

(2)由(1)知x+y=4+2(cos α+sin α) =4+2sinα+π

4,9分 又-1≤sinα+π

4

≤1, 故x+y的最大值为6,最小值为2.12分

28.圆的直径AB上有两点C,D,且|AB|=10,|AC|=|BD|=4,P为圆上一点,求|PC|+|PD|的最大值.

解:如图所示,以AB所在直线为x轴,线段AB的中点为坐标原点建立平面直角坐标系.

圆的参数方程为x=5cos θ,



y=5sin θ(θ为参数).易知点C(-1,0),D(1,0).

因为点P在圆上,所以可设P(5cos θ,5sin θ). 所以|PC|+|PD|

=(5cos θ+1)2+(5sin θ)2+(5cos θ-1)2+(5sin θ)2 =26+10cos θ+26-10cos θ =(26+10cos θ+26-10cos θ)2 =52+2262-100cos2θ.

当cos θ=0时,|PC|+|PD|有最大值为226.

29.(2014·高考课标全国卷Ⅱ)在直角坐标系xOy中,以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,半圆C的极坐标方程为ρ=2cos θ,θ∈0,π

2

. (1)求C的参数方程;

(2)设点D在C上,C在D处的切线与直线l:y=3x+2垂直,根据(1)中你得到的参数方程,确定D的坐标.

解:(1)C的普通方程为(x-1)2+y2=1(0≤y≤1).

可得C的参数方程为

x=1+cos t,

y=sin t(t为参数,0≤t≤π).

(2)设D(1+cos t,sin t),由(1)知C是以G(1,0)为圆心,1为半径的上半圆.因为C在点D处的切线与l垂直,

所以直线GD与l的斜率相同,tan t=3,t=π

3.

故D的直角坐标为1+cosπ3,sin π333,即2,2

.

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