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示范教案一(7.7圆的方程)第三课时

课 题:7.6圆的方程(三)

教学目的:

1.理解圆的参数方程王新敞

2.熟练求出圆心在原点、半径为r 的圆的参数方程王新敞

3.理解参数θ的意义王新敞

4.理解圆心不在原点的圆的参数方程王新敞

5.能根据圆心坐标和半径熟练地求出圆的参数方程王新敞

6.可将圆的参数方程化为圆的普通方程王新敞

教学重点:圆的参数方程(分圆心在原点与不在原点的两种情形) 王新敞

教学难点:参数方程,参数的概念王新敞

授课类型:新授课王新敞

课时安排:1课时王新敞

教 具:多媒体、实物投影仪王新敞

内容分析:

本节为第三课时讲解圆的参数方程王新敞

为了突出重点,突破难点,可以对本节的例题、练习进行适当的调整和组合,并安排一些变式练习王新敞

将参数方程化为普通方程时,常用的消参方法有:代入法、加减法、换元法等王新敞

要注意不能缩小或扩大曲线中y x ,的取值范围王新敞

圆上的点的特征性质,在圆的参数方程中,得到了另一种形式的表示王新敞

在涉及圆上的动点距离、面积、定值、最值等问题时,用圆的参数方程来解往往更为简捷王新敞

王新敞

教学过程:

一、复习引入: 一、复习引入:

1.圆的定义:平面内与一定点距离等于定长的点的轨迹称为圆王新敞

2.求曲线方程的一般步骤为:

(1)建立适当的坐标系,用有序实数对表示曲线上任意一点M 的坐标; (2)写出适合条件P 的点M 的集合;(可以省略,直接列出曲线方程王新敞

)

(3)用坐标表示条件P (M ),列出方程0),(=y x f ; (4)化方程0),(=y x f 为最简形式;

(5)证明以化简后的方程的解为坐标的点都是曲线上的点王新敞

(可以省略不写,如有特殊情况,可以适当予以说明王新敞

)

3.建立圆的标准方程的步骤:建系设点;写点集;列方程;化简方程王新敞

4. 圆的标准方程 :2

22)()(r b y a x =-+- 圆心为),(b a C ,半径为r ,

若圆心在坐标原点上,这时0==b a ,则圆的方程就是222r y x =+王新敞

5.圆的标准方程的两个基本要素: r b a ,, 王新敞

6.圆的一般方程:只有当042

2>-+F E D 时,①表示的曲线才是圆,把形如022=++++F Ey Dx y x ①的表示圆的方程称为圆的一般方程王新敞

(1)当0422>-+F E D 时,①表示以(-2D ,-2E )为圆心,F E D 42

122-+为半径的圆;

(2)当0422=-+F E D 时,方程①只有实数解2D x -=,2

E

y -=,即只表示一个点(-2D ,-2

E

); (3)当0422<-+F E D 时,方程①没有实数解,因而它不表示任何图形王新敞

王新敞

二、讲解新课:

1. “旋转角”的概念:一条射线从起始位置按逆时针方向旋转到终止位置形成的角,叫正角;按顺时针方向旋转形成的角形成的角,叫做负角;若没有旋转,就称为零角王新敞

2.圆心为原点半径为r 的圆的参数方程

如图所示在圆2

22r y x =+上,对于θ的每一个允许值,由方程组?

??==θθ

sin cos r y r x ①,所确定的点P(y x ,)都在圆

222r y x =+上王新敞

方程组①叫做圆心为原点,半径为r 的圆的参数方程,θ为参数王新敞

3.圆心为),(b a 原点半径为r 的圆的参数方程

把圆心为原点O ,半径为r 的圆按向量),(b a v =

平移,可得到圆心为

),(1b a O ,半径为r 的圆王新敞

如图,设圆1O 上任意一点P(x,y),它是圆O 上一点),(111y x P 按平移向量

),(b a v =平移后得到的,则根据平移公式,有??

?+=+=b

y y a

x x 11, 由于θθsin ,cos 11r y r x ==,故???+=+=θθs

i n c

o s r b y r a x ②

这就是圆心为),(1b a O ,半径为r 的圆的参数方程王新敞

4.参数方程的意义:一般地,在取定的坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标y x ,都是某个变数t 的函数,即?

?

?==),(),

(t g y t f x ③

并且对于t 的每一个允许值,由方程组③所确定的点M (y x ,)都在这条曲

线上,那么方程组③就叫做这条曲线的参数方程,其中联系y x ,之间关系的变数叫做参变数,简称参数.它可以是有物理、几何意义的变数,也可以是没有明显意义的变数王新敞

点评:参数方程的特点是在于没有直接体现曲线上点的横、纵坐标之间的关系,而是分别体现了点的横、纵坐标与参数之间的关系王新敞

三、讲解范例:

例 如图所示,已知点P 是圆1622=+y x 上的一个动点,点A 是x 轴上的定点,坐标为(12,0).点P 在圆上运动时,线段PA 的中点M 的轨迹是什么?

分析:应先根据线段中点坐标公式特点M 的横、纵坐标表示出来,然后判断其关系,从而确定其曲线类型王新敞

解:设点M 的坐标是(y x ,)王新敞

∵圆162

2

=+y x 的参数方程为:?

??==,sin 4,

cos 4θθy x

又∵点P 在圆上,∴设P 的坐标为(4cos θ,4sin θ) 由线段中点坐标公式可得点M 的轨迹的参数方程为:??

?=+=.

sin 2,

cos 26θθy x 王新敞

从而判断线段PA 的中点M 的轨迹是以点(6,0)为圆心、2为半径的圆王新敞

四、课堂练习:课本P 81练习 1,2.

1.填空:已知圆O 的参数方程是

??

?==.

sin 5,

cos 5θθy x (0≤θ<2π)王新敞

(1)如果圆上点P 所对应的参数θ=

3

,则点P 的坐标是 王新敞

(2)如果圆上点Q 的坐标是(-

2

3

5,

25),则点Q 所对应的参数θ等于 王新敞

解析:(1)由???????==35sin 53

5cos 5ππy x 得???????-==2

3

525y x

(2)由???????==-==235sin 525cos 5θθy x (0≤θ<2π)得????

???=-=2

3

sin 21cos θθ ∴θ=32π.

答案:(1)(

2

3

5,25-

)王新敞

(2)32π王新敞

2.把圆的参数方程化成普通方程: (1)??

?+-=+=;sin 23,cos 21θθy x (2)???+=+=θ

θsin 2,

cos 2y x

解:(1)由???+-=+=;sin 23,cos 21θθy x 得???????

+=

-=2

3sin 2

1cos y x θθ

∵1cos sin 2

2

=+θθ ∴1)2

3()21(

22=++-y x 即:4)3()1(2

2

=++-y x 王新敞

(2)由??

?+=+=θθsin 2,cos 2y x 得???-=-=2

sin 2

cos y x θθ

又∵1cos sin 2

2

=+θθ ∴1)2()2(2

2=-+-y x 王新敞

3.经过圆422=+y x 上任一点P 作x 轴的垂线,垂足为Q ,求线段PQ 中点轨迹的普通方程王新敞

解:设M (y x ,)为线段PQ 的中点,

∵圆422=+y x 的参数方程为 ?

?

?==θθ

sin 2cos 2y x

又∵点P 为圆上任一点

∴可设点P 的坐标为(2cos θ,2sin θ) 则Q 点的坐标为(2cos θ,0)

由线段中点坐标公式,得点M 的轨迹的参数方程为:?

?

?==θθ

sin cos 2y x

消去参数θ,可得:1)2(2

2=+y x 即

14

22=+y x 王新敞

五、小结 :圆的参数方程(分圆心在原点与不在原点的两种情形) 王新敞

参数方程,

参数的概念; 参数方程与普通方程的互化;参数方程的意义及实际应用王新敞

六、课后作业: 1.填空题

(1)已知圆的参数方程是??

?==θ

θ

sin 8cos 8y x (0≤θ<2π)若圆上一点M 的坐

标为(4,-43),则M 所对应的参数θ的值为 王新敞

分析:将点M 的坐标代入参数方程分别求得sin θ,cos θ的值,由此求θ的值王新敞

解:将点M (4,-43)代入

??

?==θ

θsin 8cos 8y x 得???

???

?

-

==23sin 21cos θθ 又∵0≤θ<2π,∴θ=

35π.答案:3

王新敞

(2)已知圆的参数方程为??

?+=+-=θ

θ

sin 33cos 35y x ,则它的普通方程为 王新敞

分析:由参数方程解得cos θ、sin θ的表达式,由1cos sin 2

2=+θθ求

出x 与y 的关系式,即可求得王新敞

解:由???+=+-=θθsin 33cos 35y x 得???

????

-=+=

33

sin 35cos y x θθ

由1cos sin 2

2=+θθ 得9)3()5(22=-++y x 王新敞

答案:9)3()5(22=-++y x 王新敞

2.已知点M 是圆0422=-+x y x 上的一个动点,点N (2,6)为定点,当点M 在圆上运动时,求线段MN 的中点P 的轨迹方程,并说明轨迹的图形王新敞

分析:先将圆0422=-+x y x 化为4)2(22=+-y x 利用圆的参数方程求解王新敞

解:将已知圆的方程化为:4)2(22=+-y x 则其参数方程为??

?=+=θ

θsin 2,

cos 22y x 故可设点M (2+2cos θ,2sin θ)

又∵点N (2,6).∴MN 的中点P 为?

??+=+=θθ

sin 3cos 2y x

∴点P 的轨迹方程为:??

?+=+=θ

θsin 3cos 2y x

它表示圆心在(2,3),半径为1的圆王新敞

3.若实数y x ,满足0422

2=+-+y x y x ,求y x -的最大值.

分析一:将圆化为参数方程来解王新敞

解法一:将圆04222=+-+y x y x 变为5)2()1(2

2=++-y x

∴圆的参数方程为?????+-=+=θ

θ

sin 52cos 51y x

代入y x -得 y x -=(1+

5cos θ)-(-2+5sin θ)=3+5(cos θ-sin θ)

=3+10cos(θ+

4

π

)≤3+10

∴y x -的最大值为3+10王新敞

分析二:令y x -=u 代入圆方程来解.

解析二:令u =y x -,则u x y -=代入圆方程得

04)1(2222=-+-+u u x u x

由0)4(8)1(422≥---=?u u u 即0162

≤--u u ∴3-10≤u ≤3+10,即3-10≤x -y ≤3+10 ∴y x -的最大值为3+10王新敞

4.已知对于圆1)1(22=-+y x 上任意一点P (y x ,),不等式0≥++m y x 恒成立,求实数m 的取值范围王新敞

分析:将圆的参数方程代入0≥++m y x ,转化为求m 的最值问题来解王新敞

解:由1)1(22=-+y x 得其参数方程为:?

?

?+==θθ

sin 1cos y x

代入0≥++m y x ,得cos θ+1+sin θ+m ≥0 ∴m ≥-cos θ-sin θ-1王新敞

∴m ≥-2sin(θ+

4

π

)-1恒成立, ∴转化为求-2sin(θ+4

π

)-1的最大值, ∵-2sin (θ+4

π

)-1的最大值为2-1王新敞

∴m ≥2-1王新敞

5.已知圆12

2=+y x ,定点A (1,0),B 、C 是圆上两个动点,保持A 、B 、C 在圆上逆时针排列,且∠BOC =

3

π

(O 为坐标原点),求△ABC 重心G 的轨迹方程王新敞

分析:利用三角形重心坐标公式:???

????++=++=33

321321y y y y x x x x 来解王新敞

解:令B (cos θ,sin θ),则C (cos(θ+3π),sin(θ+3

π

)), 设重心G 坐标为(y x ,)王新敞

则???

??????????++=??????+++=)3sin(sin 31)3cos(cos 131πθθπθθy x 即???????+=???

???++=)6sin(33)6cos(3131πθπθy x

化为普通方程得:3

1)31(2

2=+-y x 王新敞

七、板书设计(略)王新敞

八、课后记:王新敞

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