Question

【題目】選修4-4：坐標系與參數(shù)方程

在平面直角坐標系中，以坐標原點為極點，以軸正半軸為極軸，建立極坐標系，曲線的極坐標方程為，射線交曲線于點，傾斜角為的直線過線段的中點且與曲線交于、兩點．

（1）求曲線的直角坐標方程及直線的參數(shù)方程；

（2）當直線傾斜角為何值時，取最小值，并求出最小值．

Answer 1

【答案】（1）曲線的直角坐標方程為；直線的參數(shù)方程為（為參數(shù)）（2）

【解析】

（1）利用，，可將曲線的極坐標系方程轉化為直角坐標系方程，然后求出點A的極坐標并轉化為直角坐標，可得點B的坐標，結合傾斜角為，直接寫出直線的參數(shù)方程；（2）將直線的參數(shù)方程直接代入曲線方程，得到韋達定理，設、對應的參數(shù)值分別是、，則有，然后可求出最小值.

（1）因為，，

所以曲線的直角坐標方程為，即．

射線交曲線于點，故點的極坐標為，

點的直角坐標為，的中點．

所以傾斜角為且過點的直線的參數(shù)方程為（為參數(shù)）．

（2）將直線的參數(shù)方程（為參數(shù)）代入曲線方程中，

并整理得：．

設、對應的參數(shù)值分別是、，則有：

故．

當，即時，取最小值，最小值為．