圆的参数方程及参数方程与普通方程的互化课件
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圆的参数方程及参数方程与普通方程的互化圆是平面几何学中最基本的几何形状之一、在直角坐标系下,圆可以使用普通方程或者参数方程来表示。
参数方程是一种使用参数来表示平面上每个点的方程形式,它与普通方程之间存在一种互化关系,可以通过互相转换来描述同一个圆。
下面我们将详细介绍圆的参数方程以及参数方程与普通方程的互化关系。
一、圆的参数方程1.确定圆心和半径设圆心为(a,b),半径为r。
2.使用参数表示圆上每个点设参数t为圆上任意一点与圆心的连线之间的夹角,以及圆心到该点的线段的长度与半径r的比值。
3.圆的参数方程x = a + r * cos(t)y = b + r * sin(t)这个参数方程描述了圆上每个点的坐标。
参数方程和普通方程是用不同的数学表达形式来描述同一个几何对象的方式。
通过互相转换,我们可以在这两种方程之间进行转换。
1.从参数方程转换为普通方程在参数方程中,我们可以通过消去参数t来得到普通方程。
具体步骤如下:- 在参数方程中,将 x 和 y 分别表示为 x = a + r * cos(t) 和 y = b + r * sin(t)。
-将上述两个方程平方,并对它们求和,得到(x-a)^2+(y-b)^2=r^2-整理上述方程,可以得到普通方程形式(x-a)^2+(y-b)^2=r^2,它描述了圆的方程。
2.从普通方程转换为参数方程在普通方程中,我们可以通过引入参数t来得到参数方程。
具体步骤如下:-在普通方程中,将(x-a)^2+(y-b)^2=r^2表示为(x-a)^2+(y-b)^2-r^2=0。
-使用参数t来表示(x-a)^2+(y-b)^2-r^2=0的参数方程。
- 令 x = a + r * cos(t) 和 y = b + r * sin(t),则 (x - a)^2 + (y - b)^2 - r^2 = 0 成立。
- 这样我们就得到了参数方程 x = a + r * cos(t) 和 y = b + r * sin(t),描述了圆的方程。
圆的一般方程为(x−ℎ)2+(y−k)2=r2,其中(ℎ,k)是圆心的坐标,r是半径。
将这个方程转化为参数方程可以通过参数化x和y来表示圆上的点。
假设参数为t,则参数方程为:
x=ℎ+rcos(t)
y=k+rsin(t)
这里的参数t可以在区间[0,2π)上变化,以覆盖整个圆。
具体步骤:
1.一般方程:
圆的一般方程为(x−ℎ)2+(y−k)2=r2。
2.完成平方:
将一般方程展开并完成平方,得到x2−2ℎx+ℎ2+y2−2ky+k2=r2。
3.分离变量:
将x和y的项分开,得到x2−2ℎx+ℎ2+y2−2ky+k2=r2。
4.将ℎ2和k2移到一边:
得到x2−2ℎx+y2−2ky=r2−ℎ2−k2。
5.完全平方:
将x2−2ℎx+ℎ2和y2−2ky+k2表示为完全平方,得到(x−ℎ)2+
(y−k)2=r2−ℎ2−k2。
6.参数方程:
将r2−ℎ2−k2表示为r2cos2(t)+r2sin2(t),并将x−ℎ表示为rcos(t)和
y−k表示为rsin(t),得到参数方程:
x=ℎ+rcos(t)
y=k+rsin(t)
这样,就成功将圆的一般方程转化为参数方程。
在参数方程中,当t在区间[0,2π)
上变化时,会覆盖整个圆。