问题
解答题
在直角坐标系xOy中,已知圆M的方程为x2+y2-4xcosα-2ysinα+3cos2α=0(α为参数),直线l的参数方程为
(I)求圆M的圆心的轨迹C的参数方程,并说明它表示什么曲线; (II)求直线l被轨迹C截得的最大弦长. |
答案
(Ⅰ)∵圆M的方程为x2+y2-4xcosα-2ysinα+3cos2α=0(α为参数),
配方得(x-2cosα)2+(y-sinα)2=1,
∴圆M的圆心(x,y)的轨迹C的参数方程为
(α为参数),x=2cosα y=sinα
变为
=cosα,y=sinα,x 2
将上两式分别平方相加得
+y2=1,x2 4
∴圆心(x,y)的轨迹C为:焦点在x轴上,长半轴长是2,短半轴长是1的椭圆.
(Ⅱ)直线l的参数方程为
(t为参数),x=tcosθ y=1+tsinθ
令t=0,则x=0,y=1,∴(0,1)在直线l上,并且是圆M的圆心的轨迹椭圆
+y2=1的短轴的上顶点,x2 4
设点P(2cosα,sinα)是直线l与椭圆相交的另一个交点,
则弦长|PQ|的平方|PQ|2=(2cosα-0)2+(sinα-1)2=-3sin2α-2sinα+5
=-3(sinα+
)2+1 3
,16 3
∵-1≤sinα≤1,∴当sinα=-
时,上式的最大值为1 3
.16 3
即弦长|PQ|的最大值为
.4 3 3