最新北师大版高中数学选修4-4测试题全套及答案

玛丽莲梦兔
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2021年02月21日 08:18
最佳经验
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-

2021年2月21日发(作者:长沙水韵花都)


最新北师大版高中数学选修


4-4


测试题全套及 答案



第一讲





一、选择题


(


本大题共


10


小题,每小题


5


分,共


50


分,在 每小题给出的四小选项中,


只有一项是符合题目要求的


)




1


.原点与极点 重合,


x


轴正半轴与极轴重合,则点


(



2


,-


2< /p>


3)


的极坐标是


(




)


π


4





A< /p>





3





4


,-




C

< p>



3




解析:



由直角坐标与极坐标互化公式:



y< /p>


ρ


2



x


2



y


2

< p>


tan


θ



(


x



0)

< p>



x


把点


(



2


,-


2


3)


代入即可得


ρ



4



tan


θ



3


< p>



因为点


(



2


,-


2

< p>
3)


在第三象限,所以


θ



.


3


答案:



B


2


.在极坐标系中有如下三个结论:①点


P


在曲线


C


上,则点


P


的极坐标满足曲线


C


π


的极坐标方程;②


tan


θ



1



θ

< br>=


表示同一条曲线;③


ρ



3



ρ


=-


3


表示同一条曲线.在


4

这三个结论中正确的是


(




)


A


.①③



C


.②③



B


.①



D


.③




4





B




3





4

< p>




D




3



解析:



在直角坐标系内,曲线 上每一点的坐标一定适合它的方程,但在极坐标系内,


曲线上一点的所有坐标不一定都适 合方程,故①是错误的;



π



tan


θ



1


不仅表示

θ



这条射线,还表示


θ



这条射线,故②亦不对;


ρ

< br>=


3



ρ


=-


4


4


3


差别仅在于方向不同,但都表示一个半径为


3


的圆,故③正确.



答案:



D


x


2


y


2


3


.可以将椭圆




1


变为圆


x


2



y


2


=< /p>


4


的伸缩变换


(




)


10


8



5


x


′=< /p>


2


x


A






2

< p>
y


′=


y



2


x


′=


x


C





5


y


′=


2


x



B





2


x


′=


5


x




y


′=


2


y




5


x


′=


2


x


D





2


y


′=


y




x


2


y


2


2


x


2


y


2


解析:



方法一


:将椭圆方程



1


化为




4




10


8


5


2< /p>



2


x



2



y


< p>
2





4






5




2



2


x< /p>




x





5


< p>


y


y






2



x


2



y


2



4< /p>






x



2


< p>
y



2



4




5


x




2


x



∴伸缩变换


为所求.



< br>2


y




y


方法二


:将


x

2



y


2



4


改写为


x



2



y


′< /p>


2



4






x

< p>



λx



λ


>0




设满足题意的伸缩变换为





y




μy



μ


>0


< /p>






代入


x



2



y



2



4



λ

< br>2


x


2



μ


2


y


2



4




λ


2


x


2


μ


2


y


2





1


< br>


4


4


x


2


y


2


与椭圆




1


比较系数得

< br>


10


8



μ


1



4



8



2< /p>


λ


2


1




4


10



2


λ






5


解得



1


μ




2



2


x




x< /p>





5


∴伸缩变换为



1


y




y





2


答案:



D






5


x




2


x





.

< p>


2


y




y



θ

4


.极坐标方程


4


ρ


sin


2



5


表示的曲线是


(




)


2


A


.圆




C


.双曲线的一支




B


.椭圆



D


.抛物线



解析:



若直接由所给方程很难断定它 表示何种曲线,


因此通常要把极坐标方程化为直


角坐标方程,加 以研究.



1



cos


θ


θ


4


ρ


·


sin


2



4


ρ


·



2


ρ



2


ρ


cos


θ



5


,化为直角坐标方程:


2


x


2



y

2



2


x



5


,化简,


2


2


25



y


2



5


x


+< /p>


.


4


故该方程表示抛物线.



答案:



D


π


4




作曲 线


C


的切线,则切线


5


.在极坐标方程中,曲线


C


的方程是

< br>ρ



4sin


θ


,过点




6



长为


(




)


A



4



C



2


2


B



7


D



2


3 < /p>


π


4




化为直角坐标为


(2


3



解析:



ρ



4sin


θ


化为普通方程为


x


2



(


y


< br>2)


2



4




2)




6




线
















< br>直














线





2


3



2




2


< br>2



2



2


2



2


2 .


答案:



C

6


.已知点


P


的坐标为

< p>
(1



π)


,则过点


P


且垂直极轴的直线方程是


(




)


A



ρ



1



1


C



ρ


=-



cos


θ


B



ρ



cos


θ


< /p>


1


D



ρ




cos


θ


解析:



由 点


P


的坐标可知,


过点


P


且垂直极轴的直线方程在直角坐标系中为


x


=-


1



< p>
ρ


cos


θ


=-


1


,故选


C




答案:



C


7


.圆


ρ



4cos


θ


的圆心到直线

tan


θ



1

的距离为


(




)


A



2



2


B



2


D



2


2


C



2



π


解析:




ρ



4cos


θ


的圆心


C


(2,0)



如图所示,


|


OC


|



2




Rt



COD

< p>
中,



ODC




2


π



COD





4




|


CD


|



2.


答案:



B


8


.在极坐标中,与圆


ρ


< p>
4sin


θ


相切的一条直线方程为


(




)


A



ρ


sin


θ



2



C



ρ


cos


θ



4



B



ρ


cos


θ



2


D



ρ


cos


θ


=-


4


π


2




,半径 为


r



2


,< /p>



解析:



圆< /p>


ρ



4sin


θ


的圆心为




2



对于选项


A

,方程


ρ


sin


θ



2


对应的直线


y



2


,与圆相交;


< /p>


对于选项


B


,方程


ρ


cos


θ


2


对应的直线


x



2


,与圆相切;



选项


C



D


对应的直线与 圆相离.



答案:



B


π


θ


+< /p>



(


r



0)


的公共弦所在直线的方程为


(

< p>



)


9


.圆


ρ



r


与圆


ρ


=-


2


r


sin




4



A


2


ρ


(sin


θ

< br>+


cos


θ


)

< br>=


r


C


2


ρ


(sin


θ

< br>+


cos


θ


)

< br>=


r


B


2


ρ


(sin


θ

< br>+


cos


θ


)

< br>=-


r



D


2


ρ


(sin

< br>θ



cos


θ

< br>)


=-


r



解析:




ρ



r


的直角坐标方程为


x


2



y

2



r


2




π


θ


+< /p>





ρ


=-


2


r


sin




4



π


π


sin


θ


cos



cos


θ


sin



=-


2< /p>


r


(sin


θ



cos


θ


)




=-


2


r< /p>



4


4




两边同乘以


ρ


得< /p>


ρ


2


=-


2


r


(


ρ


sin


θ



ρ


cos


θ


)





x



ρ


cos


θ



y



ρ


sin


θ



ρ


2


< br>x


2



y


2





x


2



y


2



2


rx



2


ry



0




①-②整理得


2(


x



y


)


=-


r




即为两圆公共弦所在直线的普通方程.



再将直线


2(


x


< br>y


)


=-


r

化为极坐标方程为


2


ρ


(cos< /p>


θ



sin


θ< /p>


)


=-


r


.


答案:



D


π


1




的最 近距离等于


(




)


10


.极坐标系内曲线

< p>
ρ



2cos


θ


上的动点


P


与定点


Q< /p>




2



A



2


< p>
1



C



1


< /p>


B



5



1


D



2


解析:



将曲线


ρ



2cos


θ

化成直角坐标方程为


(


x



1)


2



y


2



1




Q


的直角坐标为


(0,1 )




P


到< /p>


Q


的最短距离为点


Q

与圆心的距离减去半径,即


2



1 .


答案:



A

二、填空题


(


每小题


5

< p>
分,共


20


分.把正确答案填在题中的横线上


)


π


11


.在极 坐标系中,由三条直线


θ



0



θ




ρ


cos


θ



ρ


sin


θ



1


围成图 形的面积是



3


________.



解析:



三 条直线在直角坐标系下的方程依次为


y



0



y



3


x



x



y



1.


如图可知 ,



1


S


△< /p>


POQ



×


|< /p>


OQ


|


×


|


y


p


|


2


3



3


1

< p>
3



×


1


×



.


2

< br>4


3



1


答案:



3



3



4


π


π


4




绕极点逆时针旋转


得到点


B


,且


|


OA


|


12


.已知极坐标系中,极点 为


O


,将点


A




6



4< /p>



|


OB


|


,则点


B


的直角坐标



________.



4






解析:



依题意,点

< br>B


的极坐标为




12




cos


π


π



< p>


cos



< p>
4



6




12


π


π

< br>π


π



cos


cos



sin


sin



4


6


4


6



=< /p>


sin


2


3


2


1


×



×



2


2


2


2


6



2




4


π

< br>π




sin




4


6




12


π


π


π


π



sin


cos



cos


sin



4


6


4


6



6



2


2


3


2


1


×



×

< br>=




2


2


2


2


4


6



2



6



2




4



x



ρ


cos


θ


< p>
4


×


y



ρ


sin


θ



4


×


6


< br>2



6



2.


4


∴点


B

的直角坐标为


(


6



2



6


< br>2)




答案:



(


6



2



6



2)


13


.从 极点作圆


ρ



2


a


cos


θ


的弦,则各条弦中点的轨迹方程为



________.


a


< p>
a



0


为圆心,


为半径的圆.求得方程是


ρ


< br>解析:



数形结合,易知所求轨迹是以

< br>



2



2


π


π




θ




.


a


cos


θ



2




2< /p>


π


π




θ





答案:



ρ



a


cos


θ



2




2


3


3


9



14


.点


A


的直角坐标为



-< /p>


,则它的球坐标为



________.



2



2



3



解析:



r




3


3



2




9


< br>2



3


2



6.



2




2



9


2


3


1


π


cos


φ




,∴


φ



.tan


θ




3




6


2


3


3


3


2


π



θ


< br>,



3


π


π


6





.


∴它的球坐标为




3


3


π


π


6






答案:





3


3



三、解答题


(


本 大题共


4


小题,共


50


分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤


)


1 5



(12



)


设极点


O


到直线

l


的距离为


d


,由点


O


向直线


l


作垂线,由极轴 到垂线


OA


的角度为


α


(


如图所示


)


.求直线


l


的极坐标方程.




解析:



在直线


l


上任取一点


M


(

< br>ρ



θ


)





在直角三角形


OMA


中,



由三角知识得< /p>


ρ


cos(


α



θ


)



d




d



ρ



.


这就是直线


l


的极坐标方程.



cos



α



θ



16



(12



)


在平面直角坐标系中,已知 点


A


(3,0)


P


是圆


x


2



y


2



1


上的一个动点,且



AOP

< p>
的平分线交


P


A



Q


点,求


Q


点的轨迹 的极坐标方程.



解析:


< p>
以圆心


O


为极点,


x


轴正半轴为轴建立坐标系,



< p>
Q


(


ρ



θ


)



P

(1,2


θ


)


< br>


因为


S


OAQ



S


OQP



S


OAP




1

1


1


所以


·


3


ρ


·


sin


θ



ρ


·


s in


θ



×


3


×


1


×


sin 2


θ


.


2


2


2


3


整理得


ρ



cos


θ


.


2


2


17


.< /p>


(12



)


已知 ⊙


C



ρ


=< /p>


cos


θ



sin


θ


,直线


l



ρ



2


.


求⊙


C


上点到直线


l


距离


π




cos



θ



4



的最小值.




解析:




C


的直角坐标方程是


x


2



y


2


x



y



0




1< /p>


1


1


x




2



< p>
y




2



.



< br>


2




2



2


又直线


l


的极坐标方程为


ρ


(cos


θ



sin


θ


)



4


,< /p>



所以直线


l


的 直角坐标方程为


x



y



4



0.


1


2


1


2


M




cos


θ




sin


θ



为⊙


C< /p>


上任意一点,


M


点到直线


l


的距离



2


2



2


2


d




1



2


cos


θ




1


2




4




sin


θ


< /p>


2


2



2


2




2

< p>


π


θ




4



cos




4





2



3


3


2



θ



时,


d< /p>


min




.


4


2


2


18< /p>



(14



)< /p>


在直角坐标系


xOy


中,以


O


为极点,


x


轴正半轴为极 轴建立极坐标系.曲线


π


θ





1



M



N


分别为


C



x


轴,


y


轴的交点.



C

< p>
的极坐标方程为


ρ


cos




3



(1 )


写出


C


的直角坐标方程,并求


M



N


的极坐标;< /p>



(2)



MN


的中点为


P


,求直线

< br>OP


的极坐标方程.



π


θ




< p>
1




解析:



(1)



ρ


cos




3



1


3



ρ



cos


θ



sin


θ




1.


2



2



1


3


从而


C


的直角坐标方程为


x



y



1




2


2



x



3


y



2.



θ



0


时,


ρ


< p>
2


,得


M


(2,0)




π


2


3


2


3


π




θ


< br>时,


ρ



,得

< br>N



.


2

3



3



2



2


3


< /p>


(2)


M


点的直角坐标为


(2,0)



N


点的直角坐标 为



0



.


3




所以< /p>


P


点的直角坐标为


1




3





3


< /p>



P


点的极坐标为



2


3


π



.



3


,< /p>


6



π


所以直线


OP


的极坐标方程为


θ




ρ


R


.


6



第二讲





一、选择题


(


本大题共


10


小题,每小题


5


分,共< /p>


50


分,在每小题给出的四个选项中,


只 有一项是符合题目要求的


)



x


=-


1



t



1


.极坐标方程


ρ



cos


θ


和 参数方程



(


t


为参数


)


所表示的图形分别是


(




)



y



2


< p>
3


t




A


.圆、直线










C


.圆、圆




解析:




ρ



cos


θ


, ∴


x


2



y< /p>


2



x






x

< p>
=-


1



t


∴表示一个圆.由




< /p>


y



2



3


t



B

< p>
.直线、圆



D


.直线、直线




得到直线


3


x



y


=-


1 .


答案:



A



x


=-


2



t



2


.直线



(


t


为参数


)


被圆


(


x



3)


2



(


y



1)


2



25


所截得的弦长为


(




)



y< /p>



1



t




A



7


2


C



82




x


=-


2< /p>



t



解析:< /p>






y



1


< p>
t



1


B



40



4

< br>D



93


4


3




x


=-


2



2


2


·


2


t< /p>





2


y



1


< p>
·


2


t




2



t






x


=-


2



2


2


t




2


t


,把



2


y


< p>
1



t




2



代入


(


x



3)


2



(


y



1)


2



25.


整理,得


t

< br>′


2



7


2


t




4



0




|


t



1



t



2


|




t

< br>′


1



t



2



2



4


t



1


t



2




82.


答案:



C






x< /p>



3cos


θ




θ


是参数,


0



θ



π< /p>





3



点集


M





x



y



|


N

< br>=


{(


x


y


)|


y



x



b


}




M



N




y



3sin


θ







,则


b


满足


(




)


A


.-


3


2



b



3


2


C



0



b

< p>


3


2


解析:



用数形结合法解.



答案:



D




x



x< /p>


0



t


cos< /p>


α



4


.已知直 线



(


t


为参 数


)


上的两点


A



B


所对应的参数分别为


t


1



t


2


,且


AP



y



y


0


< br>t


sin


α


< br>B


.-


3


b



3


2


D


.-


3



b



3


2





λ


PB< /p>


(


λ


≠-


1)< /p>


,则点


P


所对应的参数为


(




)

< br>t


1



t


2


A




2


t


1



λt< /p>


2


C




1



λ


答案:



C


5


.已知集合


A



{(


x< /p>



y


)|(


x< /p>



1)


2



y


2



1}





y

< p>
y



=-


1


B




< br>x



y




x


·


x



2





t


1



t


2


B




1



λ


t

< br>2



λt


1

D




1



λ












k


π


ρ

< br>=


2cos


θ



θ




k


Z





C





ρ



θ




4







< br>




x



1



cos


θ



θ



k


π



k



Z





D





x



y


< br>




y



sin


θ








下列等式成立的是


(




)


A


.< /p>


A



B



C



A


< p>
C



B



B



D


D



B



C



解析:



集合


B



D


都 是曲线


(


x



1)


2



y


2



1(


x


≠< /p>


0



x



2)




答案:



B



x



r


< /p>


cos


φ



φ< /p>


sin


φ



< /p>


6


.已知圆的渐开线


< br>(


φ


为参数


)

< br>上有一点的坐标为


(3,0)


,则渐开线对



y



r

< br>


sin


φ


< br>φ


cos


φ


< br>



应的基圆的面积为


(




)


A



π



C





解析:



把已知点

(3,0)


代入参数方程得



< /p>



3



r



cos


φ



φ


sin


φ
















0



r



sin


φ



φ


cos


φ



.










B





D







×


cos


φ


+②


×


si n


φ



r


=< /p>


3




所以基圆的面积为


9π.



答案:



D



x



2


t< /p>



7



过抛物线



(


t


为参数


)


的焦点的弦长为


2

< br>,


则弦长所在直线的倾斜角为


(




)


y


=< /p>


3


t



π


A




3

< p>
π


C




6


π



B

< br>.




3


3


π



D





6


6


2



3



3


解析:



将抛物线的参数方程化成普通方程为


y< /p>


2



x


,它的焦 点为




8



0



.


设弦所 在直


2


y



x




2


3




线的方程为


y



k



x



8



,由




x


< p>
3




y



k



8



2


3



消去


y


,得


6 4


k


2


x


2< /p>



48(


k


2< /p>



2)


x



9


k


2



0




设弦的两端点坐 标为


(


x


1



y


1


)



(


x


2



y


2


)





|


x

< br>1



x


2


|




x


1



x


2



2



4


x


1


x


2




k



2

< br>


2


9



3


·



4


k


2




16< /p>



2


2


π



解得


k



±


3.


故倾斜角为




3


3


答案:



B



x


=< /p>


3sec


θ


8



下列双曲线中,


与双曲线


< p>
(


θ


为参数


)

< p>
的离心率和渐近线都相同的是


(




)



y< /p>



tan


θ


y< /p>


2


x


2


A





1



3


9


y


2


2


C




x



1



3


x


2


y


2


解析:



双曲线的普通方程为



< br>1


3


1


离心率为


2


2


3


3

< br>=


,渐近线为


y



±


x



3

< br>3


3


y


2


x


2


B




=-


1


3


9


y


2


2


D




x


=-


1


3



y


2


x


2


B




=-


1


3


9


x


2

< br>y


2


2


3


3





1


其离心率为


,渐近线为


y



x



< br>9


3


3


3


故与原双曲线的离心率及渐近线相同.



答案:



B


9


.已知点


P


在椭圆

< br>x


2



8


y


2



8


上 ,且


P


到直线


l



x



y



4



0


的距离 最小,则


P


点坐


标是

< br>(




)

8


1






A



< /p>



3


3



C



(0



±


1)



1


8



B





3


< br>3




D




2


2



0)



x



1



5cos


θ


解析:





(


θ


为参数


)



y


=-


2



5sin


θ


x



2


y



1



5c os


θ



4



2


5sin


θ




5



5co s


θ



2


5s in


θ




5



5sin(


θ



φ


)




故最大值为


10.


答案:



B




x



3


t



10


.已知直 线


l




(< /p>


t


为参数


)


,抛 物线


C


的方程


y


2



2


x



l



C


交于< /p>


P


1



P


2




y

< p>


2



t


则点


A


(0,2)



P


1



P


2


两点距离之和是


(




)


A


.< /p>


4



3


C



4(2



3)



B



2(2



3)


D



8



3


< /p>



x


=-


2


3


t




解析:



把直线参数方程化为

< br>


1


y



2



t




2


代入


y


2< /p>



2


x




求得


t



1



t



2


=-


4(2


< p>
3)





(


t



为参数


)




t

< br>′


1


t



2



16>0


,知在


l


上两点


P


1



P


2


都在

< br>A


(0,2)


的下方,




|


AP


1


|



|


AP

< p>
2


|



|


t



1


|


|


t



2


|



|


t



1



t



2


|



4(2



3)




答案:



C


二、填空题


(


本大题共

4


小题,每小题


5


分,共


20


分,把答案填在题中横线上


)

< p>
11



如图所示,


齿轮的 廓线


AB


为圆的渐开线的一段弧.


已知 此渐开线的基圆的直径为


225 mm


,则此渐开线的参数方程为


________.




答案:




225


y




2



sin


t



t


cos


t



225


x




cos


t



t


sin


t



2



(


t


为参数


)




y



sin


θ



1< /p>



12


.在直角坐标系

< br>xOy


中,已知曲线


C


的参数方 程是



(


θ


是 参数


)


,以


O



x



cos


θ




为极点 ,


x


轴的正半轴为极轴,则曲线


C


的极坐标方程可写为


________.


解析:



由题意知,曲线


C




x

< br>2



(


y



1)


2



1





x< /p>


2



y


2



2


y


< p>
0




所以


(


ρ


cos


θ

< p>
)


2



(


ρ


sin


θ


)


2



2


ρ

< br>sin


θ



0




化简得


ρ



2sin


θ


.


答案:



ρ



2sin


θ



x


2


y


2


13


.点


M


(


x



y


)


在椭圆




1


上,则点


M


到直线


x



y



4



0

< p>
的距离的最大值为


12


4


________


,此时点


M


的坐标是


________.



x

< p>


2


3cos


θ



解析:



椭圆的参数方程为



(


θ


为参数


)





y


2sin


θ


则点


M


(2


3cos


θ



2sin


θ


)


到直线



x



y



4



0


的距离



|2


3cos


θ



2sin


θ



4|


d




2



=< /p>



4sin



θ



π




4





3




2


.


π


3



θ




π

时,


d


max


< br>4


2




3


2


此时


M


(



3


,-


1 )




答案:



4


2



(



3


,-


1) < /p>



x



2



2


t


cos


α



cos


α


14


.若曲线


y


2< /p>



4


x


与直线< /p>



(


t


为参数< /p>


)


相切,则



_ _______.


cos


β



y


=-


4



t


cos


β





x



2



2


t

< br>cos


α


解析:








y


=-


4



t


cos


β





< p>
x



2


cos

< p>
α



2



2


m



y



4


cos

β


cos


α


其中

< br>m





cos


β

-


-


-


-


-


-


-


-