Question

3．已知极坐标系的极点在直角坐标系的原点处，极轴与x轴非负半轴重合．直线l的参数方程为$\left\{\begin{array}{l}{2+tcosα}\\{1+tsinα}\end{array}\right.$（t为参数），曲线C的极坐标方程为ρ=4cos θ+2sin θ．
（1）写出曲线C的直角坐标方程，并指明C是什么曲线；
（2）设直线l与曲线C相交于P，Q两点，求证|PQ|为定值．

Answer 1

分析 （1）由已知ρ²=ρ（4cos θ+2sin θ）=4ρcos θ+2ρsin θ，利用ρ²=x²+y²，ρcosθ=x，ρsinθ=y，能求出曲线C的直角坐标方程及它表示的曲线．
（2）由已知得直线l过定点（2，1），也就是过圆（x-2）²+（y-1）²=5的圆心，由此能证明|PQ|为定值．

解答 解：（1）∵ρ=4cos θ+2sin θ，
∴ρ²=ρ（4cos θ+2sin θ）=4ρcos θ+2ρsin θ，
由ρ²=x²+y²，ρcosθ=x，ρsinθ=y，得x²+y²=4x+2y，
∴曲线C的直角坐标方程为（x-2）²+（y-1）²=5，
它表示以（2，1）为圆心，$\sqrt{5}$为半径的圆．（5分）
证明：（2）∵直线l的参数方程为$\left\{\begin{array}{l}{x=2+tcosα}\\{y=1+tsinα}\end{array}\right.$，（t为参数），
∴直线l过定点（2，1），也就是过圆（x-2）²+（y-1）²=5的圆心，
∴|PQ|=2$\sqrt{5}$，为定值．

点评 本题考查曲线的直角坐标方程的求法，考查线段为定值的证明，解题时要认真审题，注意极坐标方程、参数方程、直角坐标方程转化公式的合理运用．