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第二讲《参数方程》教案(新人教选修4-4)

第二讲《参数方程》教案(新人教选修4-4)
第二讲《参数方程》教案(新人教选修4-4)

参数方程

考点要求

1 了解参数方程的定义。

2 分析直线,圆,圆锥曲线的几何性质。会选择适当的参数,写出他们的参数方程。并理解直线参数方程标准形式中参数的意义。

3掌握曲线的参数方程与普通方程的互化。 考点与导学

1参数方程的定义:在取定的坐标系中。如果曲线上任意一点的坐标y x ,都是某个变量t 的函数

?

?==)

()

(t g y t f x (t ∈T) (1) 这里T 是)(),(t g t f 的公共定义域。并且对于t 的每一个允许值。由方程(1)所确定的点

),(y x M 。都在这条曲线上;那么(1)叫做这条曲线的参数方程,辅助变数t 叫做参数。

2过点),,(000y x p 倾斜角为α的直线l 的参数方程 (错误!未找到引用源。)??

?+=+=α

α

sin cos 00t y y t x x (t 为参数)

(错误!未找到引用源。)通常称(错误!未找到引用源。)为直线l 的参数方程的标准形式。其中t 表示),,(000y x p 到l 上一点),(y x p 的有向线段p p 0的数量。

t>0时,p 在0p 上方或右方;t<0时,p 在0p 下方或左方,t=0时,p 与0p 重合。 (错误!未找到引用源。)直线的参数方程的一般形式是:?

??+=+=bt y y at x x 00(t 为参数)

这里直线l 的倾斜角α的正切b

a =

αt a n (0

090

0==αα或时例外)。当且仅当

12

2

=+b

a 且b>0时. (1)中的t 才具有(错误!未找到引用源。

)中的t 所具有的几何意义。

2 圆的参数方程。

圆心在点),,(00'

y x o 半径为r 的圆的参数方程是???+=+=θ

θ

sin cos 00r y y r x x (θ为参数)

3 椭圆

12

22

2=+

b

y a

x 的参数方程。 ?

??==θθ

sin cos b y a x (θ为参数)

4 双曲线

12

22

2=-

b

y a

x 的参数方程:???==θ

θ

tan sec b y a x (θ为参数)

5 抛物线px y

22

=的参数方程。?

?

?==pt y pt x 222

(t 为参数) 例1 已知某曲线C 的参数方程为???=+=2

21at

y t

x (其中t 是参数,R a ∈),点M (5,4)在该曲线上。(1)求常数a ;(2)求曲线C 的普通方程。 解:(1)由题意可知有???==+4

5212at t 故 ???==12a t ∴1=a

(2)由已知及(1)可得,曲线C 的方程为???=+=2

21t

y t x 由第一个方程得21

-=x t 代入第二个方程得:2)2

1(

-=x y 。即y x 4)

1(2

=-为所求。

〔点评〕 参数方程化为普通方程的关键是消参数,并且要保证等价性。若不可避免地破坏了同解变形,则一定要通过)(),(t g y t f x ==。根据t 的取值范围导出y x ,的取值范围。 例2 圆M 的参数方程为03sin 4cos 4222=+--+R Ry Rx y x αα(R>0).(1)求该圆的圆心的坐标以及圆M 的半径。(2)当R 固定,α变化时。求圆心M 的轨迹。并证明此时

不论α取什么值,所有的圆M 都外切于一个定圆。

解:(1)依题意得 圆M 的方程为222)sin 2()cos 2(R R y R x =-+-αα 故圆心的坐标为M (R R R 半径为).sin 2,cos 2αα。

(2)当α变化时,圆心M 的轨迹方程为?

??==ααsin 2cos 2R y R x (其中α为参数)两式平方相加得

2

2

24R y

x =+。所以所有的圆M 的轨迹是圆心在原点。半径为2R 的圆

由于

R

R R R R R R R R R +==+-==+2)

sin 2()cos 2(32)sin 2()cos 2(2

22

2

αααα所以所有的圆M 都和定圆2

22R

y x =+外切,和定圆2

2

2

9R y x =+内切。

〔点评〕本题中所给的方程中含有多个参数,像这样的问题有时容易分不清哪个是真正的参数,究竟在具体的题目中哪个是真正的参数应视题目给定的条件,分清参数。 例3已知A ,B 分别是椭圆

19

36

2

2

=+

y

x

的右顶点和上顶点,动点C 在该椭圆上运动,求?ABC

的重心的轨迹的普通方程。

解:由动点C 在椭圆上运动,可设C 的坐标为(6cos θ,3θsin ),点G 的坐标为),(y x .

依题意可知:A (6,0),B (0,3) 由重心坐标公式可知

???????+=++=+=++=θ

θθθsin 13sin 330cos 223

cos 606y x 由此得:?????=-=-)2(sin 1)1(cos 2

2θθy x 得22)2()1(+ 1)1(4

)

2(2

2

=-+-y x 即为所求。

〔点评〕错误!未找到引用源。本题的解法体现了椭圆的参数方程对于解决相关问题的优越性。运用参数方程显得很简单。运算更简便。常用于解决有关最值问题。错误!未找到引用源。“平方法”是消参的常用方法。

例4求经过点(1,1)。倾斜角为0

135的直线截椭圆

14

2

2

=+y

x

所得的弦长。

解:由条件可知直线的参数方程是:??

?

????+=-=t y t x 2212

2

1(t 为参数)代入椭圆方程可得:

1)2

21(4

)

2

21(2

2

=+

+-t t 即

01232

52

=++t t 设方程的两实根分别为21,t t 。

则???

????=-=+525262121t t t t 则直线截椭圆的弦长是 5

264)(212

2121=

-+=-t t t t t t

〔点评〕利用直线参数方程的几何意义求弦长的常用方法。但必须注意:直线的参数方程必须是标准形式。即 ???+=+=bt y y at x x 00(t 为参数)当122=+b a 且b>0时才是标准形式。若不

满足12

2=+b a 且b>0两个条件。 则弦长为 d=212)(1t t a

b -+

〔解题能力测试〕

1 已知某条曲线的参数方程为:???

???

?-=+=)

1(21)

1(2

1a a y a a x 其中a 是参数。则该曲线是( ) A 线段 B 圆 C 双曲线的一部分 D 圆的一部分

2 已知某条曲线的参数方程为?????-=+=1

2

32

2

t y t x )50(≤≤t 则该曲线是( )

A 线段

B 圆弧

C 双曲线的一支

D 射线 3实数y x ,满足

19

16

2

2

=+

y

x

,则y x z -=的最大值为: ;最小值为 。

4已知直线l 的斜率为1-=k .经过点)1,2(0

-M

。点M 在直线上,以??→?M

M 0

的数量t 为参数.则直线l 的参数方程为: 。 5 已知直线l 的参数方程是??

?+-=+=α

αcos 2sin 1t y t x (t 为参数) 其中实数α的范围是),2

(

ππ

则直线l 的倾斜角是: 。

〔潜能强化训练〕 1 在方程??

?==θ

θ2cos sin y x (θ为参数)所表示的曲线上的一点的坐标为 ( )

A )7,2(-

B )3

2,31( C )2

1

,21( D )0,1(

2下列参数方程(t 为参数)与普通方程02=-y x 表示同一曲线的方程是( )

A ???==t y t x

B ???==t y t x 2

cos cos C ?????-+==t t y t x 2cos 12cos 1ta n D ?

??

??+-==t t y t

x 2cos 12cos 1tan 3 直线0943=--y x 与圆???==θ

θ

sin 2cos 2y x (θ为参数)的位置关系是( )

A 相切

B 相离

C 直线过圆心

D 相交但直线不过圆心。 4 设直线??

?-=+=α

αsin 2cos 1t y t x (t 为参数)。如果α为锐角,那么直线01:21=+x l l 到直线

的角是( ) A

απ

-2

B

απ

+2

C α

D απ-

5 过点(1,1),倾斜角为o

135的直线截椭圆

14

2

2

=+y

x

所得的弦长为( )

A

5

22 B

5

24 C 2 D

5

23

6 双曲线??

?==

θθ

sec tan 3y x (θ为参数),那么它的两条渐近线所成的锐角是: 。

7 参数方程??

?+==θ

θθcos sin 2sin y x (θ为参数)表示的曲线的普通方程是: 。

8 已知点M (2,1)和双曲线12

2

2

=-

y

x ,求以M 为中点的双曲线右支的弦AB 所在直线

l 的方程。

9 已知椭圆的中心在原点。焦点在y 轴上且长轴长为4,短轴长为2。直线l 的参数方程为

??

?+==t

m y t x 2(t 为参数)。当m 为何值时,直线l 被椭圆截得的弦长为6?

10、求椭圆

112

16

2

2

=+

y

x

上的点到直线0122:=--y x 的最大距离和最小距离。

〔知识要点归纳〕

1. 参数方程是以参变量为中介来表示曲线上点的坐标的方程,是曲线在同一坐标系下的一

种表示形式,而且有的参数还有几何意义或物理意义。 2. 面临一个轨迹问题,如何选择参数?如何用参数?是主要问题,必须在学习过程中深刻

去领会。 3. 在参数方程与普通方程互化过程中,要注意等价性。

四、参数方程

〔解题能力测试〕

1.C 2、A 3、5,-5 4、

2

2

2

2

1

2

x t

y t

?

=-

?

?

?

?

=-+

??

5、

3

2

π

α

-

〔潜能强化训练〕

1、C

2、D

3、C

4、B

5、B

6、600

7、21(11)

y x x

=+-≤≤

8、490

x y

+-= 9、

45

5

m=± 10、

m ax m in

45

45

5

d d

==

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