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23解析几何★★★☆☆
已知曲线 C1C_{1}:
{x=cos⁡θ,y=sin⁡θ\begin{cases} x = \cos \theta ,\\ y = \sin \theta \end{cases}
(θ\theta 为参数),曲线 C2C_2:
{x=22t−2,y=22t,\begin{cases} x = \frac{\sqrt{2}}{2} t - \sqrt{2},\\ y = \frac{\sqrt{2}}{2} t, \end{cases}
(tt 为参数).
(1) 指出 C1C_1,C2C_2 各是什么曲线,并说明 C1C_1 与 C2C_2 公共点的个数; (2) 若把 C1C_1,C2C_2 上各点的纵坐标都压缩为原来的一半,分别得到曲线 C1′C_1',C2′C_2'. 写出 C1′C_1',C2′C_2' 的参数方程. C1′C_1' 与 C2′C_2' 公共点的个数和 C1C_1 与 C2C_2 公共点的个数是否相同?说明你的理由.
\begin{solution} \begin{enumerate} \item 对 C1C_1 消去参数,得 x2+y2=cos⁡2θ+sin⁡2θ=1x^{2}+y^{2}=\cos^{2}\theta+\sin^{2}\theta=1,所以 C1C_1 是以原点为圆心、半径为 11 的圆.
对 C2C_2 的参数方程作差,得 x−y=(22t−2)−22t=−2x-y=\left(\frac{\sqrt{2}}{2}t-\sqrt{2}\right)-\frac{\sqrt{2}}{2}t=-\sqrt{2},所以 C2C_2 是直线 x−y+2=0x-y+\sqrt{2}=0. 该直线到原点的距离为 212+(−1)2=1\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{1^{2}+(-1)^{2}}}=1, 恰好与单位圆相切,因此 C1C_1 与 C2C_2 有一个公共点.
\item 纵坐标压缩为原来的一半后,横坐标不变,故
C1′:{x=cos⁡θ,y=12sin⁡θ,C2′:{x=22t−2,y=24tC_1':\begin{cases} x=\cos\theta,\\ y=\dfrac12\sin\theta, \end{cases} \qquad C_2':\begin{cases} x=\dfrac{\sqrt{2}}{2}t-\sqrt{2},\\ y=\dfrac{\sqrt{2}}{4}t \end{cases}
由 C1′C_1' 得 x2+4y2=1x^{2}+4y^{2}=1,由 C2′C_2' 得 x=2y−2x=2y-\sqrt{2}. 代入可得 (2y−2)2+4y2=1(2y-\sqrt{2})^{2}+4y^{2}=1,即 8y2−42y+1=08y^{2}-4\sqrt{2}y+1=0. 其判别式为 (−42)2−4×8×1=0\left(-4\sqrt{2}\right)^{2}-4\times8\times1=0, 所以 C1′C_1' 与 C2′C_2' 仍有一个公共点. 因此压缩前后公共点的个数相同,均为 11. \end{enumerate} \end{solution}

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