资源简介 坐标系与参数方程第一节 坐标系一、基础知识1.平面直角坐标系中的坐标伸缩变换设点P(x,y)是平面直角坐标系中的任意一点,在变换φ:的作用下,点P(x,y)对应到点P′(x′,y′),称φ为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换,简称伸缩变换.2.极坐标系的概念(1)极坐标系如图所示,在平面内取一个定点O,叫做极点;自极点O引一条射线Ox,叫做极轴;再选定一个长度单位、一个角度单位(通常取弧度)及其正方向(通常取逆时针方向),这样就建立了一个极坐标系.(2)极坐标①极径:设M是平面内一点,极点O与点M的距离|OM|叫做点M的极径,记为ρ.②极角:以极轴Ox为始边,射线OM为终边的角xOM叫做点M的极角,记为θ.3.极坐标与直角坐标的互化设M是平面内任意一点,它的直角坐标是(x,y),极坐标是(ρ,θ),则它们之间的关系为:4.简单曲线的极坐标方程曲线 极坐标方程圆心为极点,半径为r的圆 ρ=r(0≤θ<2π)圆心为(r,0),半径为r的圆 ρ=2rcos θ圆心为,半径为r的圆 ρ=2rsin θ(0≤θ<π)过极点,倾斜角为α的直线 θ=α(ρ∈R)或θ=π+α(ρ∈R)过点(a,0),与极轴垂直的直线 ρcos θ=a过点,与极轴平行的直线 ρsin θ=a(0<θ<π)考点一 平面直角坐标系下图形的伸缩变换[典例] 求双曲线C:x2-=1经过φ:变换后所得曲线C′的焦点坐标.[解题技法] 伸缩变换后方程的求法平面上的曲线y=f(x)在变换φ:的作用下的变换方程的求法是将代入y=f(x),得=f,整理之后得到y′=h(x′),即为所求变换之后的方程.[提醒] 应用伸缩变换时,要分清变换前的点的坐标(x,y)与变换后的坐标(x′,y′).[题组训练]1.若函数y=f(x)的图象在伸缩变换φ:的作用下得到曲线的方程为y′=3sin,求函数y=f(x)的最小正周期.2.将圆x2+y2=1变换为椭圆+=1的一个伸缩变换公式φ:(λ,μ>0),求λ,μ的值.[典例] 在极坐标系中,直线l的方程为ρsin=2,曲线C的方程为ρ=4cos θ,求直线l被曲线C截得的弦长.[解题技法]1.极坐标方程与直角坐标方程的互化方法(1)直角坐标方程化为极坐标方程:将公式x=ρcos θ及y=ρsin θ直接代入直角坐标方程并化简即可.(2)极坐标方程化为直角坐标方程:通过变形,构造出形如ρcos θ,ρsin θ,ρ2的形式,再应用公式进行代换.其中方程的两边同乘以(或同除以)ρ及方程两边平方是常用的变形技巧.2.极角的确定由tan θ确定角θ时,应根据点P所在象限取最小正角.(1)当x≠0时,θ角才能由tan θ=按上述方法确定.(2)当x=0时,tan θ没有意义,这时可分三种情况处理:当x=0,y=0时,θ可取任何值;当x=0,y>0时,可取θ=;当x=0,y<0时,可取θ=.[题组训练]1.(郑州质检)在极坐标系下,已知圆O:ρ=cos θ+sin θ和直线l:ρsin=(ρ≥0,0≤θ<2π).(1)求圆O和直线l的直角坐标方程;(2)当θ∈(0,π)时,求直线l与圆O的公共点的极坐标.2.已知圆O1和圆O2的极坐标方程分别为ρ=2,ρ2-2ρ·cos=2.(1)求圆O1和圆O2的直角坐标方程;(2)求经过两圆交点的直线的极坐标方程.[典例] (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,曲线C1的极坐标方程为ρcos θ=4.(1)M为曲线C1上的动点,点P在线段OM上,且满足|OM|·|OP|=16,求点P的轨迹C2的直角坐标方程;[解题技法]1.求简单曲线的极坐标方程的方法(1)设点M(ρ,θ)为曲线上任意一点,由已知条件,构造出三角形,利用三角函数及正、余弦定理求解|OM|与θ的关系.(2)先求出曲线的直角坐标方程,再利用极坐标与直角坐标的变换公式,把直角坐标方程化为极坐标方程.2.利用极坐标系解决问题的技巧(1)用极坐标系解决问题时要注意题目中的几何关系,如果几何关系不容易通过极坐标表示时,可以先化为直角坐标方程,将不熟悉的问题转化为熟悉的问题加以解决.(2)已知极坐标方程解答最值问题时,通常可转化为三角函数模型求最值问题,其比直角坐标系中求最值的运算量小.[提醒] 在曲线的方程进行互化时,一定要注意变量的范围,注意转化的等价性.[题组训练]1.(青岛质检)在平面直角坐标系xOy中,圆C的参数方程为(其中φ为参数).以O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系.(1)求圆C的极坐标方程;(2)设直线l的极坐标方程是ρsin=2,射线OM:θ=与圆C的交点为P,与直线l的2.已知曲线C的极坐标方程为ρ2=,以极点为平面直角坐标系的原点O,极轴为x轴的正半轴建立平面直角坐标系.(1)求曲线C的直角坐标方程;(2)A,B为曲线C上两点,若OA⊥OB,求+的值.1.在极坐标系中,求直线ρcos=1与圆ρ=4sin θ的交点的极坐标.2.在极坐标系中,已知圆C经过点P,圆心为直线ρsin=-与极轴的交点,求圆C的极坐标方程.3.在直角坐标系xOy中,圆C的方程为(x-)2+(y+1)2=9,以O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系.(1)求圆C的极坐标方程;(2)直线OP:θ=(ρ∈R)与圆C交于点M,N,求线段MN的长.4.在直角坐标系xOy中,以O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系.曲线C的极坐标方程为ρcos=1,M,N分别为C与x轴,y轴的交点.(1)求C的直角坐标方程,并求M,N的极坐标;(2)设MN的中点为P,求直线OP的极坐标方程.5.在平面直角坐标系xOy中,曲线C1的方程为(x-)2+(y-2)2=4,直线C2的方程为y=x,以O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系.(1)求曲线C1和直线C2的极坐标方程;(2)若直线C2与曲线C1交于P,Q两点,求|OP|·|OQ|的值.6.在直角坐标系xOy中,曲线C的方程为(x-3)2+(y-4)2=25.以坐标原点O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系.(1)求曲线C的极坐标方程;(2)设l1:θ=,l2:θ=,若l1,l2与曲线C分别交于异于原点的A,B两点,求△AOB的面积.7.在直角坐标系xOy中,曲线C1:(t为参数,t≠0),其中0≤α<π.在以O为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C2:ρ=2sin θ,C3:ρ=2cos θ.(1)求C2与C3交点的直角坐标;(2)若C1与C2相交于点A,C1与C3相交于点B,求|AB|的最大值.8.在平面直角坐标系中,曲线C1的普通方程为x2+y2+2x-4=0,曲线C2的方程为y2=x,以坐标原点O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系.(1)求曲线C1,C2的极坐标方程;(2)求曲线C1与C2交点的极坐标,其中ρ≥0,0≤θ<2π.第二节 参数方程一、基础知识1.曲线的参数方程在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标x,y都是某个变数t的函数并且对于t的每一个允许值,由这个方程组所确定的点M(x,y)都在这条曲线上,那么这个方程组就叫做这条曲线的参数方程,联系变数x,y的变数t叫做参变数,简称参数.相对于参数方程而言,直接给出点的坐标间关系的方程F(x,y)=0叫做普通方程.2.参数方程和普通方程的互化(1)参数方程化普通方程:利用两个方程相加、减、乘、除或者代入法消去参数.(2)普通方程化参数方程:如果x=f(t),把它代入普通方程,求出另一个变数与参数的关系y=g(t),则得曲线的参数方程3.直线、圆、椭圆的参数方程(1)过点M(x0,y0),倾斜角为α的直线l的参数方程为(t为参数).直线参数方程的标准形式的应用过点M0(x0,y0),倾斜角为α的直线l的参数方程是若M1,M2是l上的两点,其对应参数分别为t1,t2,则①|M1M2|=|t1-t2|.②若线段M1M2的中点M所对应的参数为t,则t=,中点M到定点M0的距离|MM0|=|t|=.③若M0为线段M1M2的中点,则t1+t2=0.④|M0M1||M0M2|=|t1t2|.(2)圆心在点M0(x0,y0),半径为r的圆的参数方程为(θ为参数).(3)椭圆+=1(a>b>0)的参数方程为 (φ为参数).[典例] 已知直线l的参数方程为(t为参数),圆C的参数方程为(θ为参数).(1)求直线l和圆C的普通方程;(2)若直线l与圆C有公共点,求实数a的取值范围.[解题技法] 将参数方程化为普通方程的方法将参数方程化为普通方程,需要根据参数方程的结构特征,选取适当的消参方法.常见的消参方法有:代入消参法、加减消参法、平方消参法等,对于含三角函数的参数方程,常利用同角三角函数关系式消参(如sin2θ+cos2θ=1等).[提醒] 将参数方程化为普通方程时,要注意两种方程的等价性,防止增解.[题组训练]1.将下列参数方程化为普通方程.(1)(t为参数).(2)(θ为参数).2.如图,以过原点的直线的倾斜角θ为参数,求圆x2+y2-x=0的参数方程.[典例] 已知过点P(m,0)的直线l的参数方程是(t为参数),以平面直角坐标系的原点为极点,x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρ=2cos θ.(1)求直线l的普通方程和曲线C的直角坐标方程;(2)若直线l和曲线C交于A,B两点,且|PA|·|PB|=2,求实数m的值.[解题技法]1.应用直线参数方程的注意点在使用直线参数方程的几何意义时,要注意参数前面的系数应该是该直线倾斜角的正、余弦值,否则参数不具备该几何含义.2.圆和圆锥曲线参数方程的应用有关圆或圆锥曲线上的动点距离的最大值、最小值以及取值范围的问题,通常利用它们的参数方程转化为三角函数的最大值、最小值求解,掌握参数方程与普通方程互化的规律是解此类题的关键.[题组训练]1.在平面直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(α为参数),以原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρsin=.(1)求曲线C1的普通方程与曲线C2的直角坐标方程;(2)设P为曲线C1上的动点,求点P到C2的距离的最大值,并求此时点P的坐标.2.在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(θ为参数),直线l的参数方程为(t为参数).(1)求C和l的直角坐标方程;(2)若曲线C截直线l所得线段的中点坐标为(1,2),求l的斜率.[典例] 在平面直角坐标系xOy中,圆C的参数方程为(t为参数),在以原点O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立的极坐标系中,直线l的极坐标方程为ρcos=-1.(1)求圆C的普通方程和直线l的直角坐标方程;(2)设直线l与x轴,y轴分别交于A,B两点,点P是圆C上任一点,求A,B两点的极坐标和△PAB面积的最小值.[解题技法] 极坐标、参数方程综合问题的解题策略(1)求交点坐标、距离、线段长.可先求出直角坐标系方程,然后求解.(2)判断位置关系.先转化为平面直角坐标方程,然后再作出判断.(3)求参数方程与极坐标方程综合问题.一般是先将方程化为直角坐标方程,利用直角坐标方程来研究问题.[题组训练]1.在直角坐标系xOy中,以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C1:ρ2-4ρcos θ+3=0,θ∈[0,2π],曲线C2:ρ=,θ∈[0,2π].(1)求曲线C1的一个参数方程;(2)若曲线C1和曲线C2相交于A,B两点,求|AB|的值.2.在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为,以坐标原点O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,已知圆C的圆心C的极坐标为,半径为2,直线l与圆C交于M,N两点.(1)求圆C的极坐标方程;(2)当φ变化时,求弦长|MN|的取值范围.1.若直线(t为参数)与圆(θ为参数)相切,求直线的倾斜角α.2.在平面直角坐标系xOy中,已知直线l的参数方程为(t为参数),曲线C的参数方程为(s为参数),设P为曲线C上的动点,求点P到直线l的距离的最小值.3.已知P为半圆C:(θ为参数,0≤θ≤π)上的点,点A的坐标为(1,0),O为坐标原点,点M在射线OP上,线段OM与C的弧AP的长度均为.(1)以O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,求点M的极坐标;(2)求直线AM的参数方程.4.以直角坐标系的原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知点P的直角坐标为(1,2),点C的极坐标为,若直线l过点P,且倾斜角为,圆C以点C为圆心,3为半径.(1)求直线l的参数方程和圆C的极坐标方程;(2)设直线l与圆C相交于A,B两点,求|PA|·|PB|.5.在平面直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(t为参数),以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.(1)求曲线C的极坐标方程;(2)若直线l1,l2的极坐标方程分别为θ1=(ρ1∈R),θ2=(ρ2∈R),设直线l1,l2与曲线C的交点分别为O,M和O,N,求△OMN的面积.6.在平面直角坐标系xOy中,⊙O的参数方程为(θ为参数),过点(0,-)且倾斜角为α的直线l与⊙O交于A,B两点.(1)求α的取值范围;(2)求AB中点P的轨迹的参数方程.7.在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(t为参数,m∈R),以原点O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρ2=(0≤θ≤π).(1)写出曲线C1的普通方程和曲线C2的直角坐标方程;(2)已知点P是曲线C2上一点,若点P到曲线C1的最小距离为2,求m的值.8.已知直线l的参数方程为(t为参数),曲线C的参数方程为(α为参数),且直线l交曲线C于A,B两点.(1)将曲线C的参数方程化为普通方程,并求θ=时,|AB|的值;(2)已知点P(1,0),求当直线l的倾斜角θ变化时,|PA|·|PB|的取值范围.选修4-5 不等式选讲第一节 绝对值不等式一、基础知识1.绝对值三角不等式定理1:如果a,b是实数,则|a+b|≤|a|+|b|,当且仅当ab≥0时,等号成立.定理2:如果a,b,c是实数,那么|a-c|≤|a-b|+|b-c|,当且仅当(a-b)(b-c)≥0时,等号成立. ↓|a|-|b|≤|a-b|≤|a|+|b|,当且仅当|a|≥|b|且ab≥0时,左边等号成立,当且仅当ab≤0时,右边等号成立.2.绝对值不等式的解法 (1)|x|a型不等式的解法不等式 a>0 a=0 a<0|x||x|>a {x|x>a或x<-a} {x|x∈R且x≠0} R(2)|ax+b|≤c(c>0)和|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法:①|ax+b|≤c -c≤ax+b≤c;②|ax+b|≥c ax+b≥c或ax+b≤-c.|x-a|+|x-b|≥c和|x-a|+|x-b|≤c型不等式的解法及体现数学思想①利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想;②利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;③通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想.[典例] (2016·全国卷Ⅰ)已知函数f(x)=|x+1|-|2x-3|.(1)画出y=f(x)的图象;(2)求不等式|f(x)|>1的解集.[题组训练]1.解不等式|x+1|+|x-1|≤2..2.已知函数f(x)=|x-a|+3x,其中a∈R.(1)当a=1时,求不等式f(x)≥3x+|2x+1|的解集;(2)若不等式f(x)≤0的解集为{x|x≤-1},求a的值.[典例] (2019·湖北五校联考)已知函数f(x)=|2x-1|,x∈R.(1)解不等式f(x)<|x|+1;(2)若对x,y∈R,有|x-y-1|≤,|2y+1|≤,求证:f(x)<1.[解题技法] 绝对值不等式性质的应用利用不等式|a+b|≤|a|+|b|(a,b∈R)和|a-b|≤|a-c|+|c-b|(a,b∈R),通过确定适当的a,b,利用整体思想或使函数、不等式中不含变量,可以求最值或证明不等式.[题组训练]1.求函数f(x)=|x+2 019|-|x-2 018|的最大值.2.若x∈[-1,1],|y|≤,|z|≤,求证:|x+2y-3z|≤.[典例] 已知函数f(x)=|2x-1|.(1)解关于x的不等式f(x)-f(x+1)≤1;(2)若关于x的不等式f(x)[解题技法] 两招解不等式问题中的含参问题(1)转化①把存在性问题转化为求最值问题;②不等式的解集为R是指不等式的恒成立问题;③不等式的解集为 的对立面也是不等式的恒成立问题,此类问题都可转化为最值问题,即f(x)<a恒成立 a>f(x)max,f(x)>a恒成立 a<f(x)min.(2)求最值求含绝对值的函数最值时,常用的方法有三种:①利用绝对值的几何意义;②利用绝对值三角不等式,即|a|+|b|≥|a±b|≥||a|-|b||;③利用零点分区间法.[题组训练]1.(2018·全国卷Ⅱ)设函数f(x)=5-|x+a|-|x-2|.(1)当a=1时,求不等式f(x)≥0的解集;(2)若f(x)≤1,求a的取值范围.2.(已知函数f(x)=|x+m|+|2x-1|(m∈R),若关于x的不等式f(x)≤|2x+1|的解集为A,且 A,求实数m的取值范围.1.求不等式|2x-1|+|2x+1|≤6的解集.2.已知函数f(x)=|x-4|+|x-a|(a∈R)的最小值为a.(1)求实数a的值;(2)解不等式f(x)≤5.3.已知f(x)=|x+1|-|ax-1|.(1)当a=1时,求不等式f(x)>1的解集;(2)若x∈(0,1)时不等式f(x)>x成立,求a的取值范围.4.设函数f(x)=|3x-1|+ax+3.(1)若a=1,解不等式f(x)≤4;(2)若f(x)有最小值,求实数a的取值范围.5.(2019·贵阳适应性考试)已知函数f(x)=|x-2|-|x+1|.(1)解不等式f(x)>-x;(2)若关于x的不等式f(x)≤a2-2a的解集为R,求实数a的取值范围.6.已知函数f(x)=|x-a|+|x+1|.(1)若a=2,求不等式f(x)>x+2的解集;(2)如果关于x的不等式f(x)<2的解集不是空集,求实数a的取值范围.7.已知函数f(x)=|2x-a|+a.(1)当a=2时,求不等式f(x)≤6的解集;(2)设函数g(x)=|2x-1|.当x∈R时,f(x)+g(x)≥3,求a的取值范围.8.设函数f(x)=|x-1|,x∈R.(1)求不等式f(x)≤3-f(x-1)的解集;(2)已知关于x的不等式f(x)≤f(x+1)-|x-a|的解集为M,若 M,求实数a的取值第二节 不等式的证明一、基础知识1.基本不等式(1)定理1:如果a,b∈R,那么a2+b2≥2ab,当且仅当a=b时,等号成立.(2)定理2:如果a,b>0,那么≥,当且仅当a=b时,等号成立,即两个正数的算术平均不小于(即大于或等于)它们的几何平均.(3)定理3:如果a,b,c∈R+,那么≥,当且仅当a=b=c时,等号成立.2.比较法(1)作差法的依据是:a-b>0 a>b.(2)作商法:若B>0,欲证A≥B,只需证≥1.3.综合法与分析法(1)综合法:一般地,从已知条件出发,利用定义、公理、定理、性质等,经过一系列的推理、论证而得出命题成立.(2)分析法:从要证的结论出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直至所需条件为已知条件或一个明显成立的事实(定义,公理或已证明的定理,性质等),从而得出要证的命题成立.[典例] 已知函数f(x)=+,M为不等式f(x)<2的解集.(1)求M;(2)证明:当a,b∈M时,|a+b|<|1+ab|.[题组训练]1.当p,q都是正数且p+q=1时,求证:(px+qy)2≤px2+qy2.2.求证:当a>0,b>0时,aabb≥(ab).[典例] (·全国卷Ⅱ)已知a>0,b>0,a3+b3=2.证明:(1)(a+b)(a5+b5)≥4;(2)a+b≤2.[解题技法] 综合法证明不等式的方法(1)综合法证明不等式,要着力分析已知与求证之间,不等式的左右两端之间的差异与联系,合理进行转换,恰当选择已知不等式,这是证明的关键;(2)在用综合法证明不等式时,不等式的性质和基本不等式是最常用的.在运用这些性质时,要注意性质成立的前提条件.[题组训练]1.设a,b,c,d均为正数,若a+b=c+d,且ab>cd,求证:+>+.2.已知不等式|x|+|x-3|(1)求m,n的值;(2)若x>0,y>0,nx+y+m=0,求证:x+y≥16xy.[典例] (2019·长春质检)设不等式||x+1|-|x-1||<2的解集为A.(1)求集合A;(2)若a,b,c∈A,求证:>1.[解题技法] 分析法证明不等式应注意的问题(1)注意依据是不等式的基本性质、已知的重要不等式和逻辑推理的基本理论.(2)注意从要证不等式出发,逐步寻求使它成立的充分条件,最后得到的充分条件是已知(或已证)的不等式.(3)注意恰当地用好反推符号“ ”或“要证明”“只需证明”“即证明”等词语.[题组训练]1.已知a>b>c,且a+b+c=0,求证:2.已知函数f(x)=|x+1|.(1)求不等式f(x)<|2x+1|-1的解集M;(2)设a,b∈M,求证:f(ab)>f(a)-f(-b).1.已知△ABC的三边a,b,c的倒数成等差数列,试用分析法证明:∠B为锐角.2.若a>0,b>0,且+=.(1)求a3+b3的最小值;(2)是否存在a,b,使得2a+3b=6?并说明理由.3.(1)解不等式|x+1|+|x+3|<4;(2)若a,b满足(1)中不等式,求证:2|a-b|<|ab+2a+2b|.4.设函数f(x)=|x-2|+2x-3,记f(x)≤-1的解集为M.(1)求M;(2)当x∈M时,求证:x[f(x)]2-x2f(x)≤0.5.已知函数f(x)=|2x-1|+|x+1|.(1)解不等式f(x)≤3;(2)记函数g(x)=f(x)+|x+1|的值域为M,若t∈M,求证:t2+1≥+3t.6.已知函数f(x)=|2x-3|+|3x-6|.(1)求f(x)<2的解集;(2)若f(x)的最小值为T,正数a,b满足a+b=,求证:+≤T.7.已知函数f(x)=|2x-1|-.(1)求不等式f(x)<0的解集M;(2)当a,b∈M时,求证:3|a+b|<|ab+9|. 展开更多...... 收起↑ 资源预览