本题导读

本题考查极坐标方程,以及极坐标与直角坐标的转换。

📌【题干】

Question

(1989年全国卷(理)) 已知椭圆的极坐标方程是 ,那么它的短轴长是 ()

A.          B.          C.          D.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 去分母转化: 将极坐标方程 去分母展开,得到 。
  2. 坐标代换: 利用极坐标与直角坐标的转换公式 和 进行代换,移项平方以消去根号。
  3. 化为标准方程: 将得到的直角坐标方程进行配方,化为椭圆的标准方程 ,直接读取 的值,从而计算短轴长 。

✅【答案】

Success

C

✍【详细解析】

Abstract

方法一:代数转换法(通用) 由原方程 去分母得:

将 代入上式:

两边同时平方:

将 代入:

移项整理得:

对 进行配方:

两边同时除以 45,化为标准方程:

由椭圆标准方程可知,长半轴平方 ,短半轴平方 。 因为 ,所以 。 椭圆的短轴长为:

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点: 极坐标方程与直角坐标方程的互化,椭圆几何性质中短轴长()的定义。
  2. 核心方法: * 标准代换法: 抓住 整体代换,孤立含有 的项后再平方,能高效消去根号。
  3. 避坑指南: * 混淆“短半轴长 ”与“短轴长 ”。求出 后若不加注意,容易错选 B。
    • 平方时注意符号。在 两边平方时,必须保证右侧 ,化简后标准方程中心在 ,左顶点 时 ,说明平移后范围完全契合,无增根。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 本题属于坐标系与参数方程的核心经典题型,其高等数学背景为以焦点为极点的圆锥曲线统一极坐标方程。
  2. 结论推广: 设椭圆的极点在左焦点(或右焦点),极轴沿 轴正方向,则统一极坐标方程可写为: (其中 为离心率, 为焦点到准线的距离, )。 将本题方程变形: 对比可知,离心率 ,且 。 因为 ,由椭圆性质: 代入 得 。 从而 。短轴长 。此几何定义法无需配方,能直接读取曲线的核心特征参数。

🔗【关联脉络】

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