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2018年高考数学新课标1--理22

(2018新课标Ⅰ卷计算题)

选修4-4:坐标系与参数方程

在直角坐标系$xOy$中,曲线$C_1$的方程为$y=k|x|+2$。以坐标原点为极点,$x$轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线$C_2$的极坐标方程为$\rho ^2 + 2 \rho \cos \theta -3 =0 $。

(1)求$C_2$的直角坐标方程;

(2)若$C_1$与$C_2$有且仅有三个公共点,求$C_1$的方程。

【出处】
2018年普通高等学校招生全国统一考试(新课标Ⅰ卷):理数第22题
【答案】

(1)因为$C_2:\rho ^2 + 2 \rho \cos \theta -3 =0$,

所以$C_2$的直角坐标方程为:$x^2+y^2+2x-3=0$。

(2)因为$C_2:x^2+y^2+2x-3=0$,即$C_2:(x+1)^2+y^2=4$,

所以$C_2$是以$(-1,0)$为圆心,$2$为半径的圆。

又因为$C_1:y=k|x|+2$是关于$y$轴对称的曲线,

且$C_1:y=\begin{cases}kx+2&,x \geqslant 0\\-kx+2&,x<0\end{cases}$,

显然,若$k=0$时,$C_1$与$C_2$相切,此时只有一个交点;

若$k>0$时,$C_1$与$C_2$无交点。

若$C_1$与$C_2$有且仅有三个公共点,

则必须满足$k<0$且$y=kx+2(x>0)$与$C_2$相切,

所以圆心到射线的距离为$d$,则$d=\dfrac{|2-k|}{\sqrt{1+k^2}}=2$,

所以$k=0$或$k=-\dfrac{4}{3}$,

因为$k<0$,所以$k=-\dfrac{4}{3}$,

所以$C_1:y=k=-\dfrac{4}{3}|x|+2$。

【解析】

本题主要考查极坐标和圆的方程。

(1)直接利用极坐标与直角坐标的关系可求。

(2)要对题目中的三个交点的情况进行分析,尤其是绝对值函数进行分类讨论,最终利用直线与圆相切即可求得。

【考点】
坐标系圆与方程
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