在直角坐标系 $xOy$ 中,曲线 $C_1:\begin{cases}
x=t\cos\alpha,\\y=t\sin\alpha,
\end{cases}$($t$ 为参数,$t\ne 0$),其中 $0\leqslant \alpha<{\mathrm \pi} $.在以 $O$ 为极点,$x$ 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线 $C_2:\rho=2\sin \theta$,$C_3:\rho=2\sqrt 3\cos \theta$.
【难度】
【出处】
2015年高考全国II卷(理)
【标注】
  • 知识点
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    解析几何
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    参数方程
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    解析几何
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    极坐标方程
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    解析几何
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    解析几何
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    极坐标方程
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    三角
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    三角恒等变换
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    辅助角公式
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    函数
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    常见初等函数
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    三角函数
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    函数
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    函数的图象与性质
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    函数的最值和值域
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    解析几何
  • 题型
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    函数
  1. 求 $C_2$ 与 $C_3$ 交点的直角坐标;
    标注
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      解析几何
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      参数方程
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      解析几何
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      极坐标方程
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      解析几何
    答案
    $\left(0,0\right)$ 和 $\left(\dfrac{\sqrt3}2,\dfrac32\right)$
    解析
    求两个已知极坐标方程的曲线的交点,一般先将极坐标方程转化为直角坐标方程,在联立求解.由直角坐标与极坐标的互化公式得:
    $C_2$ 的直角坐标方程为 $x^2+y^2=2y$;
    $C_3$ 的直角坐标方程为 $x^2+y^2=2\sqrt3 x$.
    由\[\begin{cases}x^2+y^2=2y, \\ x^2+y^2=2\sqrt3 x.\end{cases}\]解得\[ \begin{cases}x=0,\\y=0\end{cases}或 \begin{cases}x=\dfrac{\sqrt3}2,\\y=\dfrac32.\end{cases}\]所以交点的直角坐标为 $\left(0,0\right)$ 和 $\left(\dfrac{\sqrt3}2,\dfrac32\right)$.
  2. 若 $C_1$ 与 $C_2$ 相交于点 $A$,$C_1$ 与 $C_3$ 相交于点 $B$,求 ${\left|{AB}\right|}$ 的最大值.
    标注
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      极坐标方程
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      解析几何
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      函数
    答案
    $4$
    解析
    本小题是一道极坐标与参数方程以及三角变换的综合题.$C_1$ 的直角坐标方程为 $y=\tan\alpha x\left(x\ne0\right)$ 或 $x=0\left(x\ne0\right)$,所以其极坐标方程为 $\theta=\alpha\left(\rho\in \mathbb R,\rho\ne 0\right)$,其中 $0\leqslant \alpha<{\mathrm \pi} $.因此 $A$ 的极坐标为 $\left(2\sin\alpha,\alpha\right) $,$B$ 的极坐标为 $\left(2\sqrt 3\cos\alpha,\alpha\right) $.
    所以\[\begin{split}|AB|&\overset{\left[a\right]}=|2\sin\alpha-2\sqrt 3\cos\alpha|\\&\overset{\left[b\right]}=4\left|\sin\left(\alpha-\dfrac{\mathrm \pi} 3\right)\right|.\end{split}\](推导中用到 $\left[a\right]$,$\left[b\right]$)
    当 $\alpha=\dfrac {5{\mathrm \pi} }{6}$ 时,${\left|{AB}\right|}$ 取得最大值,最大值为 $4$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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