在平面直角坐标系xOyxOy中,曲线CC的参数方程为{y=4sin⁡ax=4cos⁡a+2(a \begin{cases} \overset{x=4\cos a+2}{y=4\sin a}\end{cases}(a为参数)),以OO为极点,以xx轴的非负半轴为极轴的极坐标系中,直线ll的极坐标方程为θ=π6(ρ∈R)θ= \dfrac {π}{6}(ρ∈R). (1)求曲线CC的极坐标方程; (2)设直线ll与曲线CC相交于AA,BB两点,求∣AB∣|AB|的值.

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完整解法

(1)

1. 将曲线 $C$ 的参数方程化为直角坐标方程

曲线 CC 的参数方程为 {x=4cos⁡a+2y=4sin⁡a\begin{cases} x = 4\cos a + 2 \\ y = 4\sin a \end{cases} (aa 为参数),
整理得 {x−2=4cos⁡ay=4sin⁡a\begin{cases} x - 2 = 4\cos a \\ y = 4\sin a \end{cases}。
两式平方相加得:(x−2)2+y2=16cos⁡2a+16sin⁡2a=16(x-2)^2 + y^2 = 16\cos^2 a + 16\sin^2 a = 16,
展开整理得曲线 CC 的直角坐标方程为:x2+y2−4x−12=0x^2 + y^2 - 4x - 12 = 0。

2. 将直角坐标方程化为极坐标方程

将 x=ρcos⁡θx = \rho\cos\theta, y=ρsin⁡θy = \rho\sin\theta, x2+y2=ρ2x^2 + y^2 = \rho^2 代入直角坐标方程 x2+y2−4x−12=0x^2 + y^2 - 4x - 12 = 0,
得:ρ2−4ρcos⁡θ−12=0\rho^2 - 4\rho\cos\theta - 12 = 0。
所以曲线 CC 的极坐标方程为 ρ2−4ρcos⁡θ−12=0\rho^2 - 4\rho\cos\theta - 12 = 0。

答案

ρ2−4ρcos⁡θ−12=0\rho^2 - 4\rho\cos\theta - 12 = 0

(2)

1. 联立直线与曲线的极坐标方程并化简

将直线 ll 的极坐标方程 θ=π6\theta = \frac{\pi}{6} 代入曲线 CC 的极坐标方程 ρ2−4ρcos⁡θ−12=0\rho^2 - 4\rho\cos\theta - 12 = 0,
得:ρ2−4ρcos⁡π6−12=0\rho^2 - 4\rho\cos\frac{\pi}{6} - 12 = 0,
即 ρ2−23ρ−12=0\rho^2 - 2\sqrt{3}\rho - 12 = 0。

2. 利用一元二次方程根与系数的关系求弦长

设 A,BA, B 两点对应的极径分别为 ρ1,ρ2\rho_1, \rho_2,则 ρ1,ρ2\rho_1, \rho_2 是方程 ρ2−23ρ−12=0\rho^2 - 2\sqrt{3}\rho - 12 = 0 的两根。
由韦达定理得:ρ1+ρ2=23\rho_1 + \rho_2 = 2\sqrt{3},ρ1ρ2=−12<0\rho_1\rho_2 = -12 < 0。
因此,∣AB∣=∣ρ1−ρ2∣=(ρ1+ρ2)2−4ρ1ρ2=(23)2−4×(−12)=12+48=60=215|AB| = |\rho_1 - \rho_2| = \sqrt{(\rho_1 + \rho_2)^2 - 4\rho_1\rho_2} = \sqrt{(2\sqrt{3})^2 - 4 \times (-12)} = \sqrt{12 + 48} = \sqrt{60} = 2\sqrt{15}。

答案

2152\sqrt{15}

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