从选考内容《极坐标与参数方程》谈数学复习策略
目前我国高考地域不公平现象比较凸显,分省命题加重了高考不公平。较为理想的高考形式,仍应是全国统一命题,但要提高命题的针对性,关注教育的差异性,鼓励学生发展专长,以促进有潜质学生的发展,为他们进入高校后的学习打下良好基础,高考应该逐步适应高中课程改革的导向性。
针对国家逐步收回高考考试自主命题权,数学教学应如何应对?在复习备考中还需作哪些细微的改变?本文通过对新课程近五年高考选考内容《极坐标与参数方程》试题分析研究,明确提出所涉及的基本考点和应试策略,为高考复习提出一些建议以供参考。
1 新课程近五年高考极坐标与参数方程试题考点分析
考点1:理解参数方程是以参变量为中介表示曲线上的点的坐标的方程,是同一曲线在同一坐标系下的又一种表现形式,掌握参数方程和普通方程的互化.
例1[2014·新课标全国卷Ⅰ] 已知曲线C:4(x2)+9(y2)=1,直线l:y=2-2t(x=2+t,)(t为参数).
(1)写出曲线C的参数方程,直线l的普通方程;
(2)过曲线C上任意一点P作与l夹角为30°的直线,交l于点A,求|PA|的最大值与最小值.
解析:(1)曲线C的参数方程为y=3sin θ(x=2cos θ,)(θ为参数),
直线l的普通方程为2x+y-6=0.
(2)曲线C上任意一点P(2cos θ,3sin θ)到l的距离
d=5(5)|4cos θ+3sin θ-6|,
则|PA|=sin 30°(d) =5(5)|5sin(θ+α)-6|,
其中α为锐角,且tanα=3(4).
当sin(θ+α)=-1时,|PA|取得最大值,最大值为5(5).
当sin(θ+α)=1时,|PA|取得最小值,最小值为5(5).
说明:本题主要考查参数方程与普通方程的相互转化,点到直线的距离公式,三角恒等变形等,属于中等难度。
考点2:理解极坐标方程是以极径、极角为变量的方程,掌握极点在原点,极轴在轴正半轴上时,极坐标方程和直角坐标方程可以互化.
例2( 2012年新课标卷)已知曲线C1的参数方程式(为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立坐标系,曲线C2的极坐标方程式=2.正方形ABCD的顶点都在C2上,且A,B,C,D依逆时针次序排列,点A的极坐标为(2,)。
(Ⅰ)求点A,B,C,D的直角坐标;
解析:(Ⅰ)点A,B,C,D的极坐标分别为(2,),(2,),(2,),(2,)
点A,B,C,D的直角坐标分别为(1,),(-,1),(-1,-),(,-1)
+++=4x2+4y2+40=56+20sin2[56,76]
考点3:掌握极坐标方程中的几何意义,会用的几何意义解决有关距离问题.
例3 (2011年新课标卷)在直角坐标系xoy中,曲线C1的参数方程为(为参数),M是C1上的动点,点满足,点的轨迹为曲线C2.
(Ⅰ)求C2的方程;
(Ⅱ)在以O为极点,X轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线与C1的异于极点的交点为,与C2的异于极点的交点为,求.
解析:(Ⅰ)设P(x,y),M(x0,y0),则由条件,得(x,y)=2(x0,y0),即M(,).由于点在C1上,所以 ,即,从而C2的参数方程为(为参数).
(Ⅱ)由曲线C1的参数方程(为参数)得,两式平方相加得C1普通方程为,即,从而,又,所以曲线的极坐标方程为,同理,曲线C2的极坐标方程为=8sin.
射线与的交点的极径为,
射线与的交点的极径为.
根据极径的几何意义,得==2.
考点4:会根据曲线的极坐标方程,求出曲线的参数方程.
例4 (2014新课标卷)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∈2(π).
(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=x+2垂直,根据(1)中你得到的参数方程,确定D的坐标.
解析:(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
y=sin t,(x=1+cos 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=,t=3(π).
故D的直角坐标为3(π),即3().
说明:本题考查极坐标与直角坐标方程的互化,直角坐标方程与参数方程的互化,圆的标准方程,参数方程中参数t的几何意义等,属于中等难度。
考点5:掌握根据曲线的参数方程设曲线上任意一点的坐标的方法.
例5(2013年新课标卷)已知动点都在曲线为参数上,对应参数分别为与,为的中点.
(Ⅰ)求的轨迹的参数方程;
(Ⅱ)将到坐标原点的距离表示为的函数,并判断的轨迹是否过坐标原点.
解析:(Ⅰ)依题意有P(2cos,2sin),Q(2cos2α,2sin2α),因此M(cosα+cos2α,sinα+sin2α)
M的轨迹的参数方程为(α为参数,0<α<2π)
(Ⅱ)到坐标原点的距离== (0<α<2π),它是关于α的函数,当α=π时,d=0,故M的轨迹过坐标原点.
说明:本题考查中点坐标公示及两点间的距离公式,属于中等难度。
考点6:掌握根据所给曲线的参数方程、极坐标方程分别化为普通方程和直角坐标方程,从而判断曲线类型的方法.
例6 (2010年新课标卷)已知直线C1(t为参数),C2(为参数),
(Ⅰ)当=时,求C1与C2的交点坐标;
(Ⅱ)过坐标原点O做C1的垂线,垂足为A,P为OA中点,当变化时,求P点的轨迹的参数方程,并指出它是什么曲线。
解析:(Ⅰ)因为直线C1:(为参数)表示过定点(1,0),倾斜角为的直线,所以当=时,C1的普通方程为y=(x-1),圆C2:(为参数)是圆心在圆点半径为的圆,C2的普通方程为.
联立方程组 ,解得C1与C2的交点为(1,0),(,-).
(Ⅱ)由(Ⅰ)C1的普通方程为,
即 又直线OA垂直于C1,所以直线OA的方程为.
联立方程组,解得A点坐标为,
P为OA的中点,故当变化时,P点轨迹的参数方程为:(为参数),
由得,即,
两式平方相加得,P点轨迹的普通方程为.
故P点轨迹是圆心为(,0)半径为的圆.
2 复习策略
根据新课改近五年的全国卷试题分析,极坐标与参数方程作为选考内容中的解答题,命题形式符合新课改要求,命题的难易程度基本维持在中等水平,既考查了学生综合应用知识的能力又未增加学生的过重课业负担,对高考改革方案具有一定的导向作用,达到高考改革适应新课程改革。
2.1 理解和掌握以上6个基本考点的内容,是解决好极坐标与参数方程问题的关键.
2.2 由于极坐标与参数方程是解析几何初步、平面向量、三角函数等内容的综合应用和进一步深化,所以必须掌握好与以上内容相关的知识点.
如辅助角公式:,其中,,当,即,时,有最大值;当,即,时,有最小值.
2.3 新课标高考卷是在第(22)、(23)、(24)三题中任选一题做答,如果学生掌握了极坐标与参数方程,则选择“极坐标与参数方程”,比较容易得满分,同时,由于极坐标与参数方程近五年考题的难易程度都差不多,因而预计2015年的考题的难易程度也不会有太大的变动。
总之,极坐标与参数方程问题相对来说比较容易掌握,注意在复习过程中把握方法:
1.在参数方程与普通方程互化的过程中,要保持化简过程的同解变形,避免改变变量x,y的取值范围而造成错误;
2.消除参数的常用方法有:①代入消参法;②三角消参法;③根据参数方程的特征,采用特殊的消参手段;
3.参数的方法在求曲线的方程等方面有着广泛的应用,要注意合理选参、巧妙消参.