问题 解答题

选修4-4:坐标系与参数方程

在直角坐标系xOy中,直线l经过点P(-1,0),其倾斜角为α,以原点O为极点,以x轴非负半轴为极轴,与直角坐标系xOy取相同的长度单位,建立极坐标系.设曲线C的极坐标方程为ρ2-6ρcosθ+5=0.

(1)若直线l与曲线C有公共点,求α的取值范围;

(2)设M(x,y)为曲线C上任意一点,求x+y的取值范围.

答案

(1)将曲线ρ2-6ρcosθ+5=0化成直角坐标方程,得圆C:x2+y2-6x+5=0

直线l的参数方程为

x=-1+tcosα
y=tsinα
(t为参数)

将其代入圆C方程,得(-1+tcosα)2+(tsinα)2-6tsinα+5=0

整理,得t2-8tcosα+12=0

∵直线l与圆C有公共点,

∴△≥0,即64cos2α-48≥0,可得cosα≤-

3
2
或cosα≥
3
2

∵α为直线的倾斜角,得α∈[0,π)

∴α的取值范围为[0,

π
6
]∪[
6
,π)

(2)由圆C:x2+y2-6x+5=0化成参数方程,得

x=3+2cosθ
y=2sinθ
(θ为参数)

∵M(x,y)为曲线C上任意一点,

∴x+y=3+2cosθ+2sinθ=3+2

2
sin(θ+
π
4

∵sin(θ+

π
4
)∈[-1,1]

∴2

2
sin(θ+
π
4
)∈[-2
2
,2
2
],可得x+y的取值范围是[3-2
2
,3+2
2
].

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