高中数学专题讲义-参数方程
- 格式:doc
- 大小:244.13 KB
- 文档页数:2
极坐标与参数方程、教学目标本次课是一堂新课,通过本次课的学习,让学生理解极坐标和参数方程的概念等基础知 识,掌握极坐标与直角坐标的相互转化, 掌握一般常见曲线和直线的极坐标方程和参数方程。
深刻理解参数方程所代表的数学思想一一换元思想。
二、考纲解读极坐标和参数方程是新课标考纲里的选考内容之一, 只有理科生选学。
在每年的高考试卷中,极坐标和参数方程都是放在一道填空题中,与平面几何作为二选一的考题出现的。
由于极坐标是新添的内容, 考纲要求比较简单, 所以在考试中一般以基础题出现, 不会有很难的题目。
三、知识点回顾(一)曲线的参数方程的定义:x f(t) y f(t)组就叫做这条曲线的参数方程,联系 X 、y 之间关系的变数叫做参变数,简称参数.(二)常见曲线的参数方程如下:1.过定点(x o , y o ),倾角为a 的直线:其中参数t 是以定点P (x o , y o )为起点,对应于t 点M (x , y )为终点的有向线段 PM 的数量,又称为点 P 与点M 间的有向距离.根据t 的几何意义,有以下结论.1 .设A 、B 是直线上任意两点,它们对应的参数分别为t A 和t B ,则AB = t;(tBtA ) 4t A tB在取定的坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标 x 、y 都是某个变数 t 的函数,即并且对于t 每一个允许值,由方程组所确定的点 M ( x , y )都在这条曲线上,那么方程x X o t cos y y o tsin(t 为参数)2 .线段AB 的中点所对应的参数值等于t A t B 22. 中心在(x o, y o),半径等于r的圆:直线的参数方程和参数的几何意义(三)极坐标系度单位和角度的正方向(通常取逆时针方向)。
对于平面内的任意一点 M 用p 表示线段 OM的长度,0表示从 Ox 到OM 的角,p 叫做点 M 的极径,0叫做点 M 的极角,有序数对(p ,0)就叫做点M 的极坐标。
高中数学参数方程知识点大全一、参数方程的定义与表示参数方程是描述平面曲线的一种方法,它将曲线上的点用两个或多个参数表示。
参数方程的一般形式为:$$\begin{cases}x = x(t) \\y = y(t)\end{cases}$$其中,$t$ 是参数,$x(t)$ 和 $y(t)$ 分别是曲线上的点的横坐标和纵坐标。
二、参数方程与普通方程的转换1. 消去参数将参数方程中的参数消去,可以得到曲线的普通方程。
消去参数的方法主要有代数法和三角法。
2. 参数方程转换为普通方程将参数方程中的参数 $t$ 用普通方程中的变量 $x$ 或 $y$ 表示,可以得到曲线的普通方程。
三、参数方程的应用1. 描述运动轨迹参数方程可以用来描述物体的运动轨迹,例如抛体运动、圆周运动等。
2. 解决几何问题参数方程可以用来解决一些几何问题,例如求曲线的长度、面积、切线等。
3. 解决物理问题参数方程可以用来解决一些物理问题,例如求物体的速度、加速度、位移等。
四、常见参数方程1. 抛物线$$\begin{cases}x = at^2 \\y = bt^2 + ct + d\end{cases}$$2. 圆$$\begin{cases}x = a \cos t \\y = a \sin t\end{cases}$$3. 椭圆$$\begin{cases}x = a \cos t \\y = b \sin t\end{cases}$$4. 双曲线$$\begin{cases}x = a \sec t \\y = b \tan t\end{cases}$$5. 抛物线$$\begin{cases}x = a t^2 \\y = b t^2 + c t + d\end{cases}$$五、参数方程的优缺点优点可以方便地描述曲线的形状和运动规律。
可以解决一些普通方程难以解决的问题。
缺点需要找到合适的参数。
计算量可能较大。
参数方程是高中数学中一个重要的知识点,它可以帮助我们更好地理解曲线的形状和运动规律。
极坐标和参数方程讲义姓名: 学号:一、极坐标与普通方程互化条件:极点与原点重合,极轴与x 轴正半轴重合,长度单位相同.互化公式:⎩⎨⎧==θρθρsin cos y x 或 ⎪⎩⎪⎨⎧≠=+=)0(tan 222x x yy x θρθ的象限由点(x,y)所在的象限确定.【典型范例】例题1. 点M 的极坐标分别是(2,)2π,(4,)π,2(6,)3π,3(2,)4π 换算成直角坐标是3. 点M 的直角坐标分别是(2,0),(0,2)-,(2,2)--,(如果0,02ρθπ≥≤<换算成极坐标是例题2.在极坐标系中,过圆4cos =ρθ的圆心,且垂直于极轴的直线的极坐标方程为 .变式1.在极坐标系中,圆心在()2,π且过极点的圆的方程为( )A.ρθ=22cosB.ρθ=-22cosC.ρθ=22sinD.ρθ=-22sin变式2.(广东文)已知曲线21,C C 的极坐标方程分别为θρθρcos 4,3cos ==(20,0πθρ<≤≥),则曲线1C 与2C 交点的极坐标为__ ___.变式3. (广州一模)在极坐标系中,过点4π⎛⎫⎪⎝⎭作圆4sin ρθ=的切线,则切线的 极坐标方程是 .例题3.( 广东文)在极坐标系中,直线l 的方程为ρsin θ=3,则点(2,6π)到直线l 的距离为 .变式1.(韶关调研理) 设M、N分别是曲线2sin 0ρθ+=和s ()42in πρθ+=上的动点, 则M、N的最小距离是变式2.(深圳一模理)在极坐标系中,已知点A (1,43π)和B )4,2(π,则A 、B 两点间的距离是 .二、常见的参数方程的概念:圆222r )b y ()a x (=-+-的参数方程可表示为)(.rsin b y ,rcos a x 为参数θθθ⎩⎨⎧+=+=.椭圆1b y a x 2222=+(a>b>0)的参数方程可表示为)(.bsin y ,acos x 为参数θθθ⎩⎨⎧==. 经过点)y ,x (M o o O ,倾斜角为α的直线l 的参数方程可表示为⎩⎨⎧+=+=.tsin y y ,tcos x x o o αα(t 为参数)。
高三数学—参数方程讲义.txt大悲无泪,大悟无言,大笑无声。
我们手里的金钱是保持自由的一种工具。
女人在约会前,一定先去美容院;男人约会前,一定先去银行。
本文由lhh20011981贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。
建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。
高三数学—参数方程讲义数学参数方程讲义一知识结构二教学重点与难点重点: 1.根据问题的条件引进适当的参数,写出参数方程,体会参数的意义。
2.分析直线,圆和圆锥曲线的几何性质,选择适当的参数写出它们的参数方程。
难点:根据几何性质选取恰当的参数,建立曲线的参数方程。
三.本讲内容提要 1.参数方程的概念:在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标变数的函数都是某个并且对于的每一个允许值,由这个方程所确定的点线上,那么这个方程就叫做这条曲线的参数方程,联系变数的变数都在这条曲叫做参变数,简称参数。
相对于参数方程而言,直接给出点的坐标间关系的方程叫做普通方程。
2.圆的参数方程可表示为.参数的几何意义是圆上一点和圆心的连线与 X 轴正半轴的夹角。
3.椭圆参数方程(为参数)4.双曲线参数方程(为参数),5.抛物线的参数方程可表示为. t 为以抛物线上一点(X,Y)与其顶点连线斜率的倒数。
6.经过点,倾斜角为的直线 l 的参数方程可表示为(t为参数)。
设 M(x,y)为直线上的任意一点,参数 t 的几何意义是指从点 P 到点 M 的位移,可以用有向线段数量来表示。
参数 t 带符号. 四典型例题 1.直线的参数方程及其应用⑴求直线上点的坐标 1.一个小虫从出发,已知它在 x 轴方向的分速度是-3,在 y 轴方向的分速度是4,问小虫 3s 后的位置 Q。
分析:考虑 t 的实际意义,可用直线的参数方程(t 是参数)。
解:由题意知则直线 PQ 的方程是。
关于直线 l:,其中时间 t 是参数,将代入得2.求点的对称点的坐标。
解:由条件,设直线的参数方程为(t 是参数),∵A 到直线 l 的距离,∴代入直线的参数方程得。
高2019届理科数学总复习讲义第十三讲 参数方程一、 知识提要1、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(x ,y )都是某个变数t 的函数⎩⎨⎧x =f (t ),y =g (t ),并且对于t 取的每一个允许值,由方程组所确定的点P (x ,y )都在这条曲线上,那么方程组就叫作这条曲线的参数方程,联系x ,y 之间关系的变数t 叫作参变数,简称参数.相对于参数方程,我们把直接用坐标(x ,y )表示的曲线方程f (x ,y )=0叫作曲线的普通方程. 2、要区别参数方程是参数)t t y t f x ()()(⎩⎨⎧==ϕ与含参数的方程0),,(=t y x F 的概念,前者表示一条确定的曲线,后者却表示具有某一共同属性的曲线系。
3、参数方程化为普通方程0),(=y x F ,只要消去参数即可。
应特别注意由参数t 确定y x ,的取值范围。
保证方程的等价性。
4、利用参数求轨迹方程。
在轨迹问题中。
动点坐标y x ,有时不容易找到关系,但如果选取适当的参数,往往可以起到桥梁作用,从而通过轨迹的参数方程得到普通方程(建系、设点、选参、列式、转化)。
5、常见几种曲线的参数方程⑴ 直线的参数方程是参数)t t y y t x x (sin cos 00⎩⎨⎧+=+=αα,表示过点),,(000y x P 倾角为α的直线,t 的几何意义是位移,即由t 所确定的点P 到0P 的距离为t ;若直线与圆锥曲线交于两点B A 、,对应1t 和2t ,则弦长21t t AB -=;若0P 是AB 的中点,则021=+t t ;若M 是AB 的中点,则)(2121t t t M +=。
(2) 圆222cos (sin x r x y r y r θθθ=⎧+=⇔⎨=⎩为参数,圆心角)。
圆θθθ(sin cos )()(222⎩⎨⎧+=+=⇔=-+-r b y r a x r b y a x 为参数,圆心角)。
第二节参数方程1.曲线的参数方程在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标x ,y 都是某个变数t 的函数⎩⎪⎨⎪⎧x =f (t ),y =g (t ),并且对于t 的每一个允许值,由这个方程组所确定的点M (x ,y )都在这条曲线上,那么这个方程组就叫做这条曲线的参数方程,联系变数x ,y 的变数t 叫做参变数,简称参数.相对于参数方程而言,直接给出点的坐标间关系的方程F (x ,y )=0叫做普通方程. 2.参数方程和普通方程的互化(1)参数方程化普通方程:利用两个方程相加、减、乘、除或者代入法消去参数. (2)普通方程化参数方程:如果x =f (t ),把它代入普通方程,求出另一个变数与参数的关系y =g (t ),则得曲线的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =f (t ),y =g (t ).参数方程与普通方程互化的注意点(1)在参数方程与普通方程的互化中,一定要注意变量的范围以及转化的等价性. (2)普通方程化为参数方程,参数方程的形式不唯一,即如果选用的参数不同,那么所求得的曲线的参数方程的形式也不同.3.直线、圆与椭圆的普通方程和参数方程轨迹 普通方程 参数方程直线y -y 0=tan α(x -x 0)⎝⎛⎭⎫α≠π2,点斜式⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos α,y =y 0+t sin α(t 为参数) 圆(x -a )2+(y -b )2=r 2 ⎩⎪⎨⎪⎧ x =a +r cos θ,y =b +r sin θ(θ为参数) 椭圆 x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0) ⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos φ,y =b sin φ(φ为参数) [熟记常用结论]经过点P (x 0,y 0),倾斜角为α的直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos α,y =y 0+t sin α(t 为参数).若A ,B 为直线l 上的两点,其对应的参数分别为t 1,t 2,线段AB 的中点为M ,点M 所对应的参数为t 0,则以下结论在解题中经常用到:(1)t 0=t 1+t 22; (2)|PM |=|t 0|=⎪⎪⎪⎪t 1+t 22; (3)|AB |=|t 2-t 1|; (4)|PA |·|PB |=|t 1·t 2|.[小题查验基础]一、判断题(对的打“√”,错的打“×”)(1)参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =f (t ),y =g (t )中的x ,y 都是参数t 的函数.( )(2)过M 0(x 0,y 0),倾斜角为α⎝⎛⎭⎫α≠π2的直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos α,y =y 0+t sin α(t 为参数).参数t 的几何意义表示:直线l 上以定点M 0为起点,任一点M (x ,y )为终点的有向线段M 0M 的数量.( )(3)方程⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =1+2sin θ(θ为参数)表示以点(0,1)为圆心,以2为半径的圆.( )(4)已知椭圆的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos t ,y =4sin t (t 为参数),点M 在椭圆上,对应参数t =π3,点O为原点,则直线OM 的斜率为 3.( )答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)× 二、选填题1.曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =-1+cos θ,y =2+sin θ(θ为参数)的对称中心( )A.在直线y =2x 上B.在直线y =-2x 上C.在直线y =x -1上D.在直线y =x +1上解析:选B 由⎩⎪⎨⎪⎧ x =-1+cos θ,y =2+sin θ,得⎩⎪⎨⎪⎧cos θ=x +1,sin θ=y -2.所以(x +1)2+(y -2)2=1.曲线是以(-1,2)为圆心,1为半径的圆,所以对称中心为(-1,2),在直线y =-2x 上.2.若直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =2t ,y =1-4t (t 为参数)与曲线C :⎩⎨⎧x =5cos θ,y =m +5sin θ(θ为参数)相切,则实数m 的值为( )A.-4或6B.-6或4C.-1或9D.-9或1解析:选A 由⎩⎪⎨⎪⎧x =2t ,y =1-4t (t 为参数),得直线l :2x +y -1=0,由⎩⎨⎧x =5cos θ,y =m +5sin θ(θ为参数),得曲线C :x 2+(y -m )2=5,因为直线l 与曲线C 相切,所以圆心到直线的距离等于半径,即|m -1|22+12=5,解得m =-4或m =6.故选A.3.在平面直角坐标系中,若曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =2+22t ,y =1+22t (t 为参数),则其普通方程为____________.解析:依题意,消去参数可得x -2=y -1,即x -y -1=0. 答案:x -y -1=04.已知两曲线的参数方程分别为⎩⎨⎧x =5cos θ,y =sin θ(0≤θ<π)和⎩⎪⎨⎪⎧x =54t 2,y =t(t ∈R ),则它们的交点坐标为________.解析:消去参数θ得普通方程为x 25+y 2=1(0≤y ≤1),表示椭圆的一部分.消去参数t 得普通方程为y 2=45x ,表示抛物线,联立两方程,可知两曲线有一个交点,解得交点坐标为⎝⎛⎭⎫1,255.答案:⎝⎛⎭⎫1,255 5.曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =sin θ,y =cos 2θ+1(θ为参数),则曲线C 的普通方程为____________.解析:由⎩⎪⎨⎪⎧x =sin θ,y =cos 2θ+1(θ为参数)消去参数θ,得y =2-2x 2(-1≤x ≤1).答案:y =2-2x 2(-1≤x ≤1)考点一 参数方程与普通方程的互化 [基础自学过关][题组练透]1.已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧ x =a -2t ,y =-4t (t 为参数),圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =4cos θ,y =4sin θ(θ为参数).(1)求直线l 和圆C 的普通方程;(2)若直线l 与圆C 有公共点,求实数a 的取值范围. 解:(1)直线l 的普通方程为2x -y -2a =0, 圆C 的普通方程为x 2+y 2=16. (2)因为直线l 与圆C 有公共点,故圆C 的圆心到直线l 的距离d =|-2a |5≤4,解得-25≤a ≤2 5.即实数a 的取值范围为[-25,2 5 ].2.在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-8+t ,y =t2(t 为参数),曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =2s 2,y =22s(s 为参数),设P 为曲线C 上的动点,求点P 到直线l 的距离的最小值.解:直线l 的普通方程为x -2y +8=0. 因为点P 在曲线C 上,设P (2s 2,22s ), 从而点P 到直线l 的距离d =|2s 2-42s +8|12+(-2)2=2(s -2)2+45,当s =2时,d min =455. 因此当点P 的坐标为(4,4)时,曲线C 上的点P 到直线l 的距离取到最小值455.[名师微点]将参数方程化为普通方程消参的3种方法(1)利用解方程的技巧求出参数的表达式,然后代入消去参数. (2)利用三角恒等式消去参数.(3)根据参数方程本身的结构特征,灵活的选用一些方法从整体上消去参数.[提醒] 将参数方程化为普通方程时,要注意防止变量x 和y 取值范围的扩大或缩小,必须根据参数的取值范围,确定函数f (t )和g (t )的值域,即x 和y 的取值范围.考点二 参数方程的应用 [师生共研过关][典例精析](2018·全国卷Ⅲ)在平面直角坐标系xOy 中,⊙O 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =sin θ(θ为参数),过点(0,-2)且倾斜角为α的直线l 与⊙O 交于A ,B 两点.(1)求α的取值范围;(2)求AB 中点P 的轨迹的参数方程. [解] (1)⊙O 的直角坐标方程为x 2+y 2=1. 当α=π2时,l 与⊙O 交于两点.当α≠π2时,记tan α=k ,则l 的方程为y =kx - 2.l 与⊙O 交于两点需满足21+k 2<1, 解得k <-1或k >1, 即α∈⎝⎛⎭⎫π2,3π4或α∈⎝⎛⎭⎫π4,π2. 综上,α的取值范围是⎝⎛⎭⎫π4,3π4.(2)l 的参数方程为⎩⎨⎧x =t cos α,y =-2+t sin α⎝⎛⎭⎫t 为参数,π4<α<3π4.设A ,B ,P 对应的参数分别为t A ,t B ,t P ,则t P =t A +t B2,且t A ,t B 满足t 2-22t sin α+1=0.于是t A +t B =22sin α,t P =2sin α.又点P 的坐标(x ,y )满足⎩⎨⎧x =t P cos α,y =-2+t P sin α,所以点P 的轨迹的参数方程是⎩⎨⎧x =22sin 2α,y =-22-22cos 2α⎝⎛⎭⎫α为参数,π4<α<3π4.[解题技法]一般地,如果题目中涉及圆、椭圆上的动点或求最值范围问题时可考虑用参数方程,设曲线上点的坐标,将问题转化为三角恒等变换问题解决,使解题过程简单明了.[过关训练]已知曲线C :x 24+y 29=1,直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =2+t ,y =2-2t (t 为参数).(1)写出曲线C 的参数方程,直线l 的普通方程;(2)过曲线C 上任意一点P 作与l 夹角为30°的直线,交l 于点A ,求|PA |的最大值与最小值.解:(1)曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =3sin θ(θ为参数).直线l 的普通方程为2x +y -6=0.(2)曲线C 上任意一点P (2cos θ,3sin θ)到l 的距离为 d =55|4cos θ+3sin θ-6|. 则|PA |=d sin 30°=255|5sin(θ+α)-6|,其中α为锐角,且tan α=43.当sin(θ+α)=-1时,|PA |取得最大值,最大值为2255.当sin(θ+α)=1时,|PA |取得最小值,最小值为255.考点三 参数方程与极坐标方程的综合应用 [师生共研过关][典例精析](2019·柳州模拟)在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos α,y =2sin α(α为参数),以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线D 的极坐标方程为ρ=4sin ⎝⎛⎭⎫θ-π6. (1)求曲线C 的极坐标方程以及曲线D 的直角坐标方程;(2)若过点A ⎝⎛⎭⎫22,π4(极坐标)且倾斜角为π3的直线l 与曲线C 交于M ,N 两点,弦MN 的中点为P ,求|AP ||AM |·|AN |的值.[解] (1)由题意可得曲线C 的普通方程为x 29+y 24=1,将⎩⎪⎨⎪⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ代入曲线C 的普通方程可得,曲线C 的极坐标方程为ρ2cos 2θ9+ρ2sin 2 θ4=1,即ρ2=364+5sin 2θ.因为曲线D 的极坐标方程为ρ=4sin ⎝⎛⎭⎫θ-π6, 所以ρ2=4ρsin ⎝⎛⎭⎫θ-π6=4ρ⎝⎛⎭⎫32sin θ-12cos θ, 又ρ2=x 2+y 2,x =ρcos θ,y =ρsin θ, 所以x 2+y 2=23y -2x ,所以曲线C 的极坐标方程为ρ2=364+5sin 2θ,曲线D 的直角坐标方程为x 2+y 2+2x -23y =0.(2)由点A ⎝⎛⎭⎫22,π4,得⎩⎨⎧x =22cos π4=2,y =22sin π4=2,所以A (2,2).因为直线l 过点A (2,2)且倾斜角为π3,所以直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =2+t cos π3,y =2+t sin π3(t 为参数),代入x 29+y 24=1可得,314t 2+(8+183)t +16=0, 设M ,N 对应的参数分别为t 1,t 2, 则t 1+t 2=-32+72331,t 1t 2=6431,所以|AP ||AM |·|AN |=⎪⎪⎪⎪t 1+t 22|t 1t 2|=4+9316.[解题技法]参数方程与极坐标方程综合问题的解题策略(1)涉及参数方程和极坐标方程的综合题,求解的一般方法是分别化为普通方程和直角坐标方程后求解.当然,还要结合题目本身特点,确定选择何种方程.(2)数形结合的应用,即充分利用参数方程中参数的几何意义,或者利用ρ和θ的几何意义,直接求解,能达到化繁为简的解题目的.[过关训练](2018·合肥质检)在平面直角坐标系xOy 中,以坐标原点为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线C 的极坐标方程为ρ=22cos ⎝⎛⎭⎫π4-θ. (1)求曲线C 的直角坐标方程;(2)已知直线l 过点 P (1,0)且与曲线C 交于A ,B 两点,若|PA |+|PB |=5,求直线l 的倾斜角α.解:(1)由ρ=22cos ⎝⎛⎭⎫π4-θ=2(cos θ+sin θ)⇒ρ2=2(ρcos θ+ρsin θ)⇒x 2+y 2=2x +2y ⇒(x -1)2+(y -1)2=2,故曲线C 的直角坐标方程为(x -1)2+(y -1)2=2.(2)由条件可设直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t cos α,y =t sin α(t 为参数),代入圆的方程,有t 2-2t sin α-1=0,设点A ,B 对应的参数分别为t 1,t 2,则t 1+t 2=2sin α, t 1t 2=-1,|PA |+|PB |=|AB |=|t 1-t 2|=(t 1+t 2)2-4t 1t 2=4sin 2α+4=5,解得sin α=12或sin α=-12(舍去),故α=π6或5π6.[课时跟踪检测]1.设直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3+t cos α,y =4+t sin α(t 为参数,α为倾斜角),圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+2cos θ,y =-1+2sin θ(θ为参数). (1)若直线l 经过圆C 的圆心,求直线l 的斜率;(2)若直线l 与圆C 交于两个不同的点,求直线l 的斜率的取值范围. 解:(1)由已知得直线l 经过的定点是P (3,4),而圆C 的圆心是C (1,-1), 所以,当直线l 经过圆C 的圆心时,直线l 的斜率k =52.(2)由圆C 的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =1+2cos θ,y =-1+2sin θ(θ为参数),得圆C 的圆心是C (1,-1),半径为2.由直线l 的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =3+t cos α,y =4+t sin α(t 为参数,α为倾斜角),得直线l 的普通方程为y -4=k (x -3)(斜率存在), 即kx -y +4-3k =0.当直线l 与圆C 交于两个不同的点时,圆心到直线的距离小于圆的半径, 即|5-2k |k 2+1<2,解得k >2120.即直线l 的斜率的取值范围为⎝⎛⎭⎫2120,+∞. 2.(2018·全国卷Ⅱ)在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =4sin θ(θ为参数),直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t cos α,y =2+t sin α(t 为参数).(1)求C 和l 的直角坐标方程;(2)若曲线C 截直线l 所得线段的中点坐标为(1,2),求l 的斜率.解:(1)曲线C 的直角坐标方程为x 24+y 216=1.当cos α≠0时,l 的直角坐标方程为y =tanα·x +2-tan α;当cos α=0时,l 的直角坐标方程为x =1.(2)将l 的参数方程代入C 的直角坐标方程,整理得关于t 的方程(1+3cos 2α)t 2+4(2cos α+sin α)t -8=0.①因为曲线C 截直线l 所得线段的中点(1,2)在C 内, 所以①有两个解,设为t 1,t 2,则t 1+t 2=0. 又由①得t 1+t 2=-4(2cos α+sin α)1+3cos 2α,故2cos α+sin α=0,于是直线l 的斜率k =tan α=-2.3.(2019·沈阳模拟)在平面直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =-2+22t ,y =22t(t为参数).以坐标原点O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为ρsin 2θ=2a cos θ(a >0).(1)求曲线C 的直角坐标方程,直线l 的普通方程;(2)设直线l 与曲线C 交于M ,N 两点,点P (-2,0),若|PM |,|MN |,|PN |成等比数列,求实数a 的值.解:(1)由ρsin 2θ=2a cos θ(a >0)两边同乘以ρ得, 曲线C 的直角坐标方程为y 2=2ax (a >0).由直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =-2+22t ,y =22t(t 为参数),消去t ,得直线l 的普通方程为x -y +2=0.(2)将⎩⎨⎧x =-2+22t ,y =22t代入y 2=2ax ,得t 2-22at +8a =0,由Δ>0得a >4,设M ,N 对应的参数分别为t 1,t 2,则t 1+t 2=22a ,t 1t 2=8a , ∵|PM |,|MN |,|PN |成等比数列,∴|t 1-t 2|2=|t 1t 2|,∴(22a )2-4×8a =8a ,∴a =5.4.(2019·青岛调研)在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎨⎧x =3cos α,y =sin α(α为参数).以坐标原点为极点,以x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C 2的极坐标方程为ρsin ⎝⎛⎭⎫θ+π4=2 2. (1)写出C 1的普通方程和C 2的直角坐标方程;(2)设点P 在C 1上,点Q 在C 2上,求|P Q |的最小值及此时P 的直角坐标. 解:(1)C 1的普通方程为x 23+y 2=1,C 2的直角坐标方程为x +y -4=0.(2)由题意,可设点P 的直角坐标为(3cos α,sin α).因为C 2是直线,所以|P Q |的最小值即为P 到C 2的距离d (α)的最小值,d (α)=|3cos α+sin α-4|2=2⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎫α+π3-2. 当且仅当α=2k π+π6(k ∈Z)时,d (α)取得最小值,最小值为2,此时P 的直角坐标为⎝⎛⎭⎫32,12. 5.(2018·辽宁五校联合体模拟)在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos α,y =sin α(α为参数).在以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 2的极坐标方程为ρcos 2θ=sin θ.(1)求C 1的普通方程和C 2的直角坐标方程;(2)若射线l :y =kx (x ≥0)分别交C 1,C 2于A ,B 两点(A ,B 异于原点),当k ∈(1,3]时,求|OA |·|OB |的取值范围.解:(1)由⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos α,y =sin α,可得(x -1)2+y 2=cos 2α+sin 2α=1,即C 1的普通方程为(x -1)2+y 2=1.方程ρcos 2θ=sin θ可化为ρ2cos 2θ=ρsin θ (*),将⎩⎪⎨⎪⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ代入(*)式,可得x 2=y , 所以C 2的直角坐标方程为x 2=y . (2)因为A ,B 异于原点,所以联立⎩⎪⎨⎪⎧(x -1)2+y 2=1,y =kx ,可得A ⎝⎛⎭⎫2k 2+1,2k k 2+1;联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx ,y =x 2,可得B (k ,k 2). 故|OA |·|OB |=1+k 2·2k 2+1·1+k 2·|k |=2|k |.又k ∈(1,3],所以|OA |·|OB |∈(2,23].6.(2019·惠州调研)在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎨⎧x =2-35t ,y =-2+45t (t 为参数).以坐标原点为极点,以x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 2的极坐标方程为ρcos θ=tan θ.(1)求曲线C 1的普通方程与曲线C 2的直角坐标方程;(2)若C 1与C 2交于A ,B 两点,点P 的极坐标为⎝⎛⎭⎫22,-π4,求1|PA |+1|PB |的值. 解:(1)由曲线C 1的参数方程消去参数t 可得,曲线C 1的普通方程为4x +3y -2=0. 由x =ρcos θ,y =ρsin θ可得,曲线C 2的直角坐标方程为y =x 2.(2)由点P 的极坐标为⎝⎛⎭⎫22,-π4,可得点P 的直角坐标为(2,-2),∴点P 在曲线C 1上.将曲线C 1的参数方程⎩⎨⎧x =2-35t ,y =-2+45t (t 为参数)代入y =x 2,得9t 2-80t +150=0,设t 1,t 2是点A ,B 对应的参数, 则t 1+t 2=809,t 1t 2=503>0.∴1|PA |+1|PB |=|PA |+|PB ||PA |·|PB |=|t 1+t 2||t 1t 2|=815. 7.在平面直角坐标系xOy 中,以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,点A 的极坐标为⎝⎛⎭⎫2,π4,直线l 的极坐标方程为ρcos ⎝⎛⎭⎫θ-π4=a ,且l 过点A ,曲线C 1的参数方程为⎩⎨⎧x =2cos α,y =3sin α(α为参数).(1)求曲线C 1上的点到直线l 的距离的最大值;(2)过点B (-1,1)且与直线l 平行的直线l 1与曲线C 1交于M ,N 两点,求|BM |·|BN |的值. 解:(1)由直线l 过点A ,得2cos ⎝⎛⎭⎫π4-π4=a ,故a =2,则易得直线l 的直角坐标方程为x +y -2=0.由点到直线的距离公式,得曲线C 1上的点到直线l 的距离d =|2cos α+3sin α-2|2=|7sin (α+φ)-2|2,⎝⎛⎭⎫其中tan φ=233,∴d max =7+22=14+222.即曲线C 1上的点到直线l 的距离的最大值为14+222. (2)由(1)知直线l 的倾斜角为3π4, 则直线l 1的参数方程为⎩⎨⎧x =-1+t cos 3π4,y =1+t sin 3π4(t 为参数).易知曲线C 1的普通方程为x 24+y 23=1.把直线l 1的参数方程代入曲线C 1的普通方程, 得72t 2+72t -5=0, 设M ,N 对应的参数分别为t 1,t 2,则t 1t 2=-107, 根据参数t 的几何意义可知|BM |·|BN |=|t 1t 2|=107. 8.(2019·郑州模拟)在平面直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =3-32t ,y =m +12t (t为参数),以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,圆C 的极坐标方程为ρ=8cos ⎝⎛⎭⎫θ-π6,直线l 与圆C 交于A ,B 两点. (1)若OA ⊥OB ,求直线l 的普通方程;(2)设P (3,1)是直线l 上的点,若|AB |=λ|PC |,求λ的值.解:(1)消去参数t ,得直线l 的普通方程为x +3y =3+3m ,将圆C 的极坐标方程ρ=8cos ⎝⎛⎭⎫θ-π6的两边同时乘ρ, 得ρ2=43ρcos θ+4ρsin θ,则圆C 的直角坐标方程为(x -23)2+(y -2)2=16,所以圆C 的圆心C (23,2),半径为4,且经过原点O ,数形结合得,若OA ⊥OB ,则直线l 经过圆心C ,即23+3×2=3+3m ,解得m =3, 即直线l 的普通方程为x +3y -43=0. (2)由P (3,1)是直线l 上的点,得m =1,此时直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =3-32t ,y =1+12t (t 为参数),代入到圆C 的方程(x -23)2+(y -2)2=16中,得t 2+2t -12=0,设A ,B 两点对应的参数分别为t 1,t 2, 则t 1+t 2=-2,t 1t 2=-12,所以|AB |=|t 1-t 2|=(t 1+t 2)2-4t 1t 2=4+48=213, 又|PC |=2,|AB |=λ|PC |,所以λ=13.。
3.4参数方程1、定义一般地,在直角坐标系中如果曲线C 上任一点P 的坐标x 和y 都可以表示为某个变量t 的函数,反过来,对于t 的每个允许值,由函数式所确定的点P 都在曲线上,那么方程叫做曲线C 的参数方程.t 叫参变量. 2. 直线参数方程的标准式(1)过点P 0(00,y x ),倾斜角为α的直线l 的参数方程是 ⎩⎨⎧+=+=ααsin cos 00t y y t x x (t 为参数)t 的几何意义:t 表示有向线段P P 0的数量,P(y x ,)P 0P=t ∣P 0P ∣=t 为直线上任意一点.此时2||cos 1v α==,0||||||P P tv t ∴==,因而||t 恰好为线段0PP 的长度。
事实上,若规定了直线l 的方向,则t 的几何意义如下:当0t >时,0P P 与l 有相同的方向,且0||t P P =;当0t <时,0P P 与l 有相反的方向,且0||t PP =-;当0t =时,P 与0P 的重合.由此可见,直线的参数方程的标准式是直线的参数方程的特殊形式,它的特点是参数t 的几何意义非常明显,在解决有关线段长度的问题时显得十分简便. (2)若P 1、P 2是直线上两点,所对应的参数分别为t 1、t 2,则P 1P 2=t 2-t 1 ∣P 1P 2∣=∣t 2-t 1∣(3) 若P 1、P 2、P 3是直线上的点,所对应的参数分别为t 1、t 2、t 3 则P 1P 2中点P 3的参数为t 3=221t t +,∣P 0P 3∣=221tt + (4)若P 0为P 1P 2的中点,则t 1+t 2=0,t 1·t 2<0 3.直线参数方程的一般式 过点P 0(00,y x ),斜率为abk =的直线的参数方程是 ⎩⎨⎧+=+=bt y y atx x 00 (t 为参数)4.圆的参数方程1)圆的参数方程的推导(1)设圆O 的圆心在原点,半径是r ,圆O 与x 轴的正半轴的交点是0P ,设点在圆O 上从0P 开始按逆时针方向运动到达点P ,0POP θ∠=,则点P 的位置与旋转角θ有密切的关系:当θ确定时,点P 在圆上的位置也随着确定; 当θ变化时,点P 在圆上的位置也随着变化. 这说明,点P 的坐标随着θ的变化而变化. 设点P 的坐标是(,)x y ,你能否将x 、y 分别表示 成以θ为自变量的函数?根据三角函数的定义,cos sin x r y r θθ=⎧⎨=⎩, ①显然,对于θ的每一个允许值,由方程组①所确定的点(,)P x y 都在圆O 上。
高考复习之参数方程 一、考纲要求1.理解参数方程的概念,了解某些常用参数方程中参数的几何意义或物理意义,掌握参数方 程与普通方程的互化方法.会根据所给出的参数,依据条件建立参数方程.2.理解极坐标的概念.会正确进行点的极坐标与直角坐标的互化.会正确将极坐标方程化为 直角坐标方程,会根据所给条件建立直线、圆锥曲线的极坐标方程.不要求利用曲线的参数 方程或极坐标方程求两条曲线的交点.二、知识结构 1.直线的参数方程(1)标准式 过点Po(x 0,y 0),倾斜角为α的直线l(如图)的参数方程是⎩⎨⎧+=+=a t y y at x x sin cos 00 (t 为参数) (2)一般式 过定点P 0(x 0,y 0)斜率k=tg α=ab的直线的参数方程是 ⎩⎨⎧+=+=bty y atx x 00(t 不参数) ② 在一般式②中,参数t 不具备标准式中t 的几何意义,若a 2+b 2=1,②即为标准式,此时, | t |表示直线上动点P 到定点P 0的距离;若a 2+b 2≠1,则动点P 到定点P 0的距离是22b a +|t |.直线参数方程的应用 设过点P 0(x 0,y 0),倾斜角为α的直线l 的参数方程是⎩⎨⎧+=+=a t y y a t x x sin cos 00 (t 为参数)若P 1、P 2是l 上的两点,它们所对应的参数分别为t 1,t 2,则 (1)P 1、P 2两点的坐标分别是 (x 0+t 1cos α,y 0+t 1sin α) (x 0+t 2cos α,y 0+t 2sin α); (2)|P 1P 2|=|t 1-t 2|;(3)线段P 1P 2的中点P 所对应的参数为t ,则 t=221t t + 中点P 到定点P 0的距离|PP 0|=|t |=|221t t +| (4)若P 0为线段P 1P 2的中点,则 t 1+t 2=0.2.圆锥曲线的参数方程(1)圆 圆心在(a,b),半径为r 的圆的参数方程是⎩⎨⎧+=+=ϕϕsin cos r b y r a x (φ是参数)φ是动半径所在的直线与x 轴正向的夹角,φ∈[0,2π](见图)(2)椭圆 椭圆12222=+by a x (a >b >0)的参数方程是⎩⎨⎧==ϕϕsin cos b y a x (φ为参数)椭圆 12222=+by a y (a >b >0)的参数方程是⎩⎨⎧==ϕϕsin cos a y b x (φ为参数) 3.极坐标极坐标系 在平面内取一个定点O ,从O 引一条射线Ox ,选定一个单位长度以及计算角度的正 方向(通常取逆时针方向为正方向),这样就建立了一个极坐标系,O 点叫做极点,射线Ox 叫 做极轴.①极点;②极轴;③长度单位;④角度单位和它的正方向,构成了极坐标系的四要素,缺一不可.点的极坐标 设M 点是平面内任意一点,用ρ表示线段OM 的长度,θ表示射线Ox 到OM 的角度 ,那么ρ叫做M 点的极径,θ叫做M 点的极角,有序数对(ρ,θ)叫做M 点的极坐标.(见图)极坐标和直角坐标的互化 (1)互化的前提条件①极坐标系中的极点与直角坐标系中的原点重合; ②极轴与x 轴的正半轴重合③两种坐标系中取相同的长度单位. (2)互化公式⎩⎨⎧=='sin cos θρθρy x ⎪⎩⎪⎨⎧≠=+=)0(222x x ytg y x θρ 三、知识点、能力点提示(一)曲线的参数方程,参数方程与普通方程的互化例1 在圆x 2+y 2-4x-2y-20=0上求两点A 和B ,使它们到直线4x+3y+19=0的距离分别最短和最长.解: 将圆的方程化为参数方程:⎩⎨⎧+=+=θθsin 51cos 52y x (θ为参数) 则圆上点P 坐标为(2+5cos θ,1+5sin θ),它到所给直线之距离d=223430sin 15cos 120+++θθ故当cos(φ-θ)=1,即φ=θ时 ,d 最长,这时,点A 坐标为(6,4);当cos(φ-θ)=-1,即θ=φ-π时,d 最短,这时,点B 坐标为(-2,2).(二)极坐标系,曲线的极坐标方程,极坐标和直角坐标的互化说明 这部分内容自1986年以来每年都有一个小题,而且都以选择填空题出现.例2 极坐标方程ρ=θθcos sin 321++所确定的图形是( ) A.直线B.椭圆C.双曲D.抛物线解: ρ=)6sin(1211)]cos 2123(1[21πθθ++⋅=++(三)综合例题赏析 例3 椭圆的两个焦点坐标是是参数)(sin 51cos 3Φ⎩⎨⎧Φ+-=Φ+=y x ( )A.(-3,5),(-3,-3)B.(3,3),(3,-5)C.(1,1),(-7,1)D.(7,-1),(-1,-1)解:化为普通方程得125)1(9)3(22=++-y x ∴a 2=25,b 2=9,得c 2=16,c=4.∴F(x-3,y+1)=F(0,±4)∴在xOy 坐标系中,两焦点坐标是(3,3)和(3,-5). 应选B.例4 参数方程表示)20()sin 1(212sin 2cos πθθθθ<<⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=y xA.双曲线的一支,这支过点(1,21) B.抛物线的一部分,这部分过(1,21) C.双曲线的一支,这支过(-1,21)D.抛物线的一部分,这部分过(-1,21)解:由参数式得x 2=1+sin θ=2y(x >0) 即y=21x 2(x >0). ∴应选B. 例5 在方程⎩⎨⎧==θθcos sin y x (θ为参数)所表示的曲线一个点的坐标是( )A.(2,-7)B.(31,32)C.(21,21) D.(1,0)解:y=cos2θ=1-2sin2θ=1-2x 2 将x=21代入,得y=21 ∴应选C.例6 下列参数方程(t 为参数)与普通方程x 2-y=0表示同一曲线的方程是( )A.⎩⎨⎧==t y t xB.⎩⎨⎧==ty t x 2cos cos C.⎪⎩⎪⎨⎧-+==t t y tgtx 2cos 12cos 1D.⎪⎩⎪⎨⎧+-==t t y tgtx 2cos 12cos 1解:普通方程x 2-y 中的x ∈R ,y ≥0,A.中x=|t |≥0,B.中x=cost ∈〔-1,1〕,故排除A.和B.C.中y=t t 22sin 2cos 2=ctg 2t=2211xt tg ==,即x 2y=1,故排除C. ∴应选D.例7 曲线的极坐标方程ρ=4sin θ化 成直角坐标方程为( ) A.x 2+(y+2)2=4 B.x 2+(y-2)2=4 C.(x-2)2+y 2=4 D.(x+2)2+y 2=4解:将ρ=22y x +,sin θ=22y x y +代入ρ=4sin θ,得x 2+y 2=4y ,即x 2+(y-2)2=4.∴应选B.例8 极坐标ρ=cos(θπ-4)表示的曲线是( )A.双曲线B.椭圆C.抛物线D.圆解:原极坐标方程化为ρ=21(cos θ+sin θ)⇒22ρ=ρcos θ+ρsin θ,∴普通方程为2(x 2+y 2)=x+y ,表示圆.应选D.例9 在极坐标系中,与圆ρ=4sin θ相切的条直线的方程是( ) A.ρsin θ=2 B.ρcos θ=2C.ρcos θ=-2D.ρcos θ=-4例9图解:如图.⊙C 的极坐标方程为ρ=4sin θ,CO ⊥OX,OA 为直径,|OA |=4,l 和圆相切, l 交极轴于B(2,0)点P(ρ,θ)为l 上任意一点,则有 cos θ=ρ2=OPOB ,得ρcos θ=2,∴应选B.例10 4ρsin 22θ=5 表示的曲线是( )A.圆B.椭圆C.双曲线的一支D.抛物线解:4ρsin 22θ=5⇔4ρ·.5cos 2221cos -=⇔-θρρθ 把ρ=22y x + ρcos θ=x ,代入上式,得222y x +=2x-5.平方整理得y 2=-5x+.425.它表示抛物线. ∴应选D.例11 极坐标方程4sin 2θ=3表示曲线是( )A.两条射线B.两条相交直线C.圆D.抛物线解:由4sin 2θ=3,得4·222yx y +=3,即y 2=3 x 2,y=±x 3,它表示两相交直线. ∴应选B.四、能力训练 (一)选择题 1.极坐标方程ρcos θ=34表示( ) A.一条平行于x 轴的直线B.一条垂直于x 轴的直线C.一个圆D.一条抛物线2.直线:3x-4y-9=0与圆:)(,sin 2cos 2为参数θθθ⎩⎨⎧==y x 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3.若(x ,y)与(ρ,θ)(ρ∈R)分别是点M 的直角坐标和极坐标,t 表示参数,则下列各组曲 线:①θ=6π和sin θ=21;②θ=6π和tg θ=33,③ρ2-9=0和ρ= 3;④ ⎩⎨⎧+=+=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=t y t x ty t x 322213222和其中表示相同曲线的组数为( )A.1B.2C.3D.44.设M(ρ1,θ1),N(ρ2,θ2)两点的极坐标同时满足下列关系:ρ1+ρ2=0 ,θ1+θ2=0,则M ,N 两点位置关系是( )A.重合B.关于极点对称C.关于直线θ=2πD.关于极轴对称 5.极坐标方程ρ=sin θ+2cos θ所表示的曲线是( )A.直线B.圆C.双曲线D.抛物线 6.经过点M(1,5)且倾斜角为3π的直线,以定点M 到动点P 的位移t 为参数的参数方程是( ) A .⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=t y t x 235211 B.⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=-=t y t x 235211C.⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+=t y t x 235211D.⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=t x t y 2152317.将参数方⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+++⋅=+++⋅=2222222222m m m b y m m mm a x (m 是参数,ab ≠0)化为普通方程是( )A.)(12222a xb y a x ≠=+B.)(12222a x b y a x -≠=+ C.)(12222a x b y a x ≠=-D.)(12222a x by a x -≠=-8.已知圆的极坐标方程ρ=2sin(θ+6π),则圆心的极坐标和半径分别为( ) A.(1,3π),r=2 B.(1,6π),r=1 C.(1, 3π),r=1 D.(1, -3π),r=29.参数方程⎪⎩⎪⎨⎧-=+=21y t t x (t 为参数)所表示的曲线是( )A.一条射线B.两条射线C.一条直线D.两条直线10.双曲线⎩⎨⎧+=+-=θθsec 212y tg x (θ为参数)的渐近线方 程为( )A.y-1=)2(21+±x B.y=x 21±C.y-1=)2(2+±xD.y+1=)2(2-±x11.若直线⎩⎨⎧=+=bty at x 4( (t 为参数)与圆x 2+y 2-4x+1=0相切,则直线的倾斜角为( )A.3π B.32πC.3π或32π D. 3π或35π12.已知曲线⎩⎨⎧==pty pt x 222(t 为参数)上的点M ,N 对应的参数分别为t 1,t 2,且t 1+t 2=0,那么M ,N 间的距离为( )A.2p(t 1+t 2)B.2p(t 21+t 22) C.│2p(t 1-t 2)│ D.2p(t 1-t 2)213.若点P(x ,y)在单位圆上以角速度ω按逆时针方向运动,点M(-2xy ,y 2-x 2)也在单位圆上运动,其运动规律是( )A.角速度ω,顺时针方向B.角速度ω,逆时针方向C.角速度2ω,顺时针方向D.角速度2ω,逆时针方向14.抛物线y=x 2-10xcos θ+25+3sin θ-25sin 2θ与x 轴两个交点距离的最大值是( )A.5B.10C.23D.315.直线ρ=θθsin cos 23+与直线l 关于直线θ=4π(ρ∈R)对称,则l 的方程是( )A .θθρsin cos 23-=B .θθρcos cos 23-=C .θθρsin 2cos 3-=D .θθρsin 2cos 3+=(二)填空题16.若直线l 的参数方程为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=+=t y t x 532543(t 为参数),则过点(4,-1)且与l 平行的直线在y 轴上的截距为.17.参数方程⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=θθθθcos 1sin cos 1cos y x (θ为参数)化成普通方程为 .18.极坐标方程ρ=tg θsec θ表示的曲线是 . 19.直线⎩⎨⎧-=+-=ty tx 3231(t 为参数)的倾斜角为 ;直线上一点P(x ,y)与点M(-1,2)的距离为 .(三)解答题20.设椭圆⎩⎨⎧==θθsin 32cos 4y x (θ为参数) 上一点P ,若点P 在第一象限,且∠xOP=3π,求点P 的坐标.21.曲线C 的方程为⎩⎨⎧==pty pt x 222(p >0,t 为参数),当t ∈[-1,2]时 ,曲线C 的端点为A ,B ,设F 是曲线C 的焦点,且S △AFB =14,求P 的值.22.已知椭圆222y x +=1及点B(0,-2),过点B 作直线BD ,与椭圆的左 半部分交于C 、D 两点,又过椭圆的右焦点F 2作平行于BD 的直线,交椭圆于G ,H 两点.(1)试判断满足│BC │·│BD │=3│GF 2│·│F 2H │成立的直线BD 是否存在?并说明理由 . (2)若点M 为弦CD 的中点,S △BMF2=2,试求直线BD 的方程.23.如果椭圆的右焦点和右顶点的分别是双曲线⎩⎨⎧=+=θθtg y x 3sec 48(θ为参数)的左焦点和左顶点,且焦点到相应的准线的距离为49,求这椭圆上的点到双曲线渐近线的最短距离. 24.A ,B 为椭圆2222by a x +=1,(a >b >0) 上的两点,且OA ⊥OB ,求△AOB 的面积的最大值和最小值.25.已知椭圆162422y x +=1,直线l ∶812y x +=1,P 是l 上一点,射线OP 交椭圆于点R ,又点Q 在OP 上且 满足│OQ │·│OP │=│OR │2,当点P 在l 上移动时,求点Q 的轨迹方程.并说明轨迹是什么曲线.参考答案(一)1.B 2.D 3.C 4.C 5.B 6.A 7.A 8.C 9.B 10.C 11.C 12.C 13.C 14.C 15.D(二)16.-4;17.y 2=-2(x-21),(x ≤21);18.抛 物线;19.135°,|32t|(三)20.(5154,558);21.;33222.(1)不存在,(2)x+y+2=0;23.51(27-341);24.Smax=2ab,s max=2222b a b a +;25.25)1(25)1(22-+-y x =1(x,y)不同时为零)。
高中数学参数方程一、前言在高中数学中,参数方程是一个非常重要的概念,也是数学与实际问题相结合的杰出体现。
掌握参数方程的基本概念和求解方法对于高中学生的数学学习和理解具有重大的帮助。
本文将从参数方程的基本概念、常用的图形、求解方法和应用等方面进行详细介绍,帮助学生全面掌握该概念。
二、参数方程的基本概念1. 参数方程的定义参数方程是一种通过给定的参数变量,用参数的函数表示一个曲线或者一个曲面的方法。
在参数方程中,通常用参数t表示自变量。
例如,设有一条曲线C,可以用如下的参数方程表示:x=f(t), y=g(t)上述的式子就是一条经过点(x,y)的曲线C的参数方程。
参数t常常被称为参数变量,它是曲线C上的自变量。
2. 参数方程的优点与直角坐标系下表示曲线的函数相比,参数方程的优点在于它可以更加灵活地表示一些曲线,如椭圆、双曲线、螺线等等。
同时,参数方程也可以用来表示高维度的曲面,如三维曲面、四维曲面等等。
此外,参数方程在图像处理、计算机动画、自动控制、机器人控制等领域中也有广泛的应用。
三、参数方程的常用图形1. 抛物线抛物线是参数方程中最常见的图形之一。
抛物线的参数方程通常为:x = t, y = t^2其中,t是参数变量。
2. 椭圆椭圆是平面直角坐标系下的二次曲线,也可以用参数方程表示。
椭圆的参数方程通常为:x = a*cos(t), y = b*sin(t)其中,a和b分别是椭圆的长轴和短轴长度。
3. 双曲线双曲线也是平面直角坐标系下的二次曲线,与椭圆不同的是,它有两个分离的实部,能够在极值点处取到无穷大值。
双曲线的参数方程通常为:x = a*cosh(t), y = b*sinh(t)其中,a和b分别是双曲线的横轴和纵轴长度。
4. 螺线螺线是一种等腰斜螺线(又称Archimedean螺线),由希腊数学家阿基米德研究而得名。
螺线的参数方程通常为:x = a*cos(t), y = a*sin(t) + bt其中,a和b分别是螺线的宽度和高度。
参数方程知识集结知识元参数方程知识讲解1.参数方程的概念【知识点的认识】参数方程的定义在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标(x,y)都是某个变数t的函数,即,并且对于t的每一个允许值,由该方程组所确定的点M(x,y)都在这条曲线上,那么此方程组就叫做这条曲线的参数方程,联系变数x,y的变数t叫做参变数,简称参数.对于参数方程而言,直接给出点的坐标间关系的方程F(x,y)=0叫做普通方程.2.参数方程化成普通方程【知识点的认识】参数方程和普通方程的互化由参数方程化为普通方程:消去参数,消参数的方法有代入法、加减(或乘除)消元法、三角代换法等.如果知道变数x,y中的一个与参数t的关系,例如x=f(t),把它代入普通方程,求出另一个变数与参数的关系y=g(t),那么就是曲线的参数方程,在参数方程与普通方程的互化中,必须使x,y的取值范围保持一致.3.直线的参数方程【知识点的认识】直线、圆锥曲线的普通方程和参数方程轨迹普通方程参数方程直线y﹣y0=tan α(x﹣x0)(t为参数)圆(x﹣a)2+(y﹣b)2=r2(θ为参数)椭圆(θ为参数)+=1(a>b>0)双曲线(θ为参数)﹣=1抛物线y2=2px(p>0)(t为参数)【解题思路点拨】1.选取参数时的一般原则是:(1)x,y与参数的关系较明显,并列出关系式;(2)当参数取一值时,可唯一的确定x,y的值;(3)在研究与时间有关的运动物体时,常选时间作为参数;在研究旋转物体时,常选用旋转角作为参数;此外,也常用线段的长度、倾斜角、斜率、截距等作为参数.2.求曲线的参数方程常常分成以下几步:(1)建立直角坐标系,在曲线上设任意一点P(x,y);(2)选择适当的参数;(3)找出x,y与参数的关系,列出解析式;(4)证明(常常省略).3.根据直线的参数方程标准式中t的几何意义,有如下常用结论:(1)若M1,M2为l上任意两点,M1,M2对应t的值分别为t1,t2,则|M1M2|=|t1﹣t2|;(2)若M0为线段M1M2的中点,则有t1+t2=0;(3)若线段M1M2的中点为M,则M=t M=.一般地,若点P分线段M1M2所成的比为λ,则t P=.4.直线的参数方程的一般式(t为参数),是过点M0(x0,y0),斜率为的直线的参数方程.当且仅当a2+b2=1且b≥0时,才是标准方程,t才具有标准方程中的几何意义.将非标准方程化为标准方程是(t′∈R),式中“±”号,当a,b同号时取正;当a,b异号时取负.5.参数方程与普通方程互化时,要注意:(1)不是所有的参数方程都能化为普通方程;(2)在化参数方程为普通方程时变量的范围不能扩大或缩小;(3)把普通方程化为参数方程时,由于参数选择的不同而不同,参数的选择是由具体的问题来决定的.6.在已知圆、椭圆、双曲线和抛物线上取一点可考虑用其参数方程设定点的坐标,将问题转化为三角函数问题求解.7.在直线与圆和圆锥位置关系问题中,涉及距离问题探求可考虑应用直线参数方程中参数的几何意义求解.8.在求某些动点的轨迹方程时,直接寻找x,y的关系困难,甚至找不出时,可以通过引入参数,建立动点的参数方程后求解.4.圆的参数方程【知识点的认识】直线、圆锥曲线的普通方程和参数方程轨迹普通方程参数方程直线y﹣y0=tan α(x﹣x0)(t为参数)圆(x﹣a)2+(y﹣b)2=r2(θ为参数)椭圆(θ为参数)+=1(a>b>0)双曲线(θ为参数)﹣=1抛物线y2=2px(p>0)(t为参数)【解题思路点拨】1.选取参数时的一般原则是:(1)x,y与参数的关系较明显,并列出关系式;(2)当参数取一值时,可唯一的确定x,y的值;(3)在研究与时间有关的运动物体时,常选时间作为参数;在研究旋转物体时,常选用旋转角作为参数;此外,也常用线段的长度、倾斜角、斜率、截距等作为参数.2.求曲线的参数方程常常分成以下几步:(1)建立直角坐标系,在曲线上设任意一点P(x,y);(2)选择适当的参数;(3)找出x,y与参数的关系,列出解析式;(4)证明(常常省略).3.根据直线的参数方程标准式中t的几何意义,有如下常用结论:(1)若M1,M2为l上任意两点,M1,M2对应t的值分别为t1,t2,则|M1M2|=|t1﹣t2|;(2)若M0为线段M1M2的中点,则有t1+t2=0;(3)若线段M1M2的中点为M,则M0M=t M=.一般地,若点P分线段M1M2所成的比为λ,则t P=.4.直线的参数方程的一般式(t为参数),是过点M0(x0,y0),斜率为的直线的参数方程.当且仅当a2+b2=1且b≥0时,才是标准方程,t才具有标准方程中的几何意义.将非标准方程化为标准方程是(t′∈R),式中“±”号,当a,b同号时取正;当a,b异号时取负.5.参数方程与普通方程互化时,要注意:(1)不是所有的参数方程都能化为普通方程;(2)在化参数方程为普通方程时变量的范围不能扩大或缩小;(3)把普通方程化为参数方程时,由于参数选择的不同而不同,参数的选择是由具体的问题来决定的.6.在已知圆、椭圆、双曲线和抛物线上取一点可考虑用其参数方程设定点的坐标,将问题转化为三角函数问题求解.7.在直线与圆和圆锥位置关系问题中,涉及距离问题探求可考虑应用直线参数方程中参数的几何意义求解.8.在求某些动点的轨迹方程时,直接寻找x,y的关系困难,甚至找不出时,可以通过引入参数,建立动点的参数方程后求解.例题精讲参数方程例1.直线l的参数方程为(t为参数).圆C的参数方程为(θ为参数),则直线l被圆C截得的弦长为___.例2.已知圆C的参数方程为(θ为参数),以原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程为ρsinθ+ρcosθ=1,则直线l截圆C所得的弦长是___.例3.在平面直角坐标系中,以原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,已知抛物线C的极坐标方程为ρcos2θ=4sinθ(ρ≥0),直线l的参数方程为(t为参数),设直线l与抛物线C的两交点为A、B,点F为抛物线C的焦点,则|AF|+|BF|=___.当堂练习填空题练习1.在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数).圆C的参数方程是=(θ为参数),直线l与圆C交于两个不同的点A、B,当点P在圆C上运动时,△PAB面积的最大值为___练习2.参数方程(θ∈R)所表示的曲线与x轴的交点坐标是_______练习3.设直线的参数方程为(t为参数),点P在直线上,且与点M0(-4,0)的距离为2,若该直线的参数方程改写成(t为参数),则在这个方程中P点对应的t值为____.练习4.设a∈R,直线ax-y+2=0和圆(θ为参数)相切,则a的值为___。
参数方程基础知识点击:1、 曲线的参数方程在取定的坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标x,y 都是某个变数t 的函数,⎩⎨⎧==)()(t g y t f x (1) 并且对于t 的每一个允许值,由方程组(1)所确定的点M(x,y)都在这条曲线上,那么方程组(1)叫做这条曲线的参数方程.联系x 、y 之间关系的变数叫做参变数,简称参数.2、 求曲线的参数方程求曲线参数方程一般程序:设点:建立适当的直角坐标系,用(x,y)表示曲线上任意一点M 的坐标;选参:选择合适的参数;表示:依据题设、参数的几何或物理意义,建立参数与x ,y 的关系式,并由此分别解出用参数表示的x 、y 的表达式.结论:用参数方程的形式表示曲线的方程3、 曲线的普通方程相对与参数方程来说,把直接确定曲线C 上任一点的坐标(x,y )的方程F (x,y )=0叫做曲线C 的普通方程.4、 参数方程的几个基本问题(1) 消去参数,把参数方程化为普通方程.(2) 由普通方程化为参数方程.(3) 利用参数求点的轨迹方程.(4) 常见曲线的参数方程.5、 几种常见曲线的参数方程(1) 直线的参数方程(ⅰ)过点P 0(00,y x ),倾斜角为α的直线的参数方程是⎩⎨⎧+=+=ααsin cos 00t y y t x x (t 为参数)t 的几何意义:t 表示有向线段P P 0的数量,P(y x ,)为直线上任意一点.(ⅱ)过点P 0(00,y x ),斜率为a b k =的直线的参数方程是⎩⎨⎧+=+=bty y at x x 00 (t 为参数) (2)圆的参数方程 (ⅰ)圆222r y x =+的参数方程为⎩⎨⎧==ϕϕsin cos r y r x (ϕ为参数)ϕ的几何意义为“圆心角” (ⅱ)圆22020)()(r y y x x =-+-的参数方程是⎩⎨⎧+=+=ϕϕsin cos 00r y y r x x (ϕ为参数ϕ的几何意义为“圆心角” (3)椭圆的参数方程 (ⅰ)椭圆12222=+b y a x (0>>b a ) 的参数方程为⎩⎨⎧==ϕϕsin cos b y a x (ϕ为参数) (4)双曲线的参数方程(ⅰ)双曲线12222=-b y a x 的参数方程为⎩⎨⎧==ϕϕbtg y a x sec (ϕ为参数) (5) 抛物线的参数方程px y 22= (p>0) 的参数方程为⎩⎨⎧==pt y pt x 222(t 为参数) 其中t 的几何意义是抛物线上的点与原点连线的斜率的倒数(顶点除外).考点简析:参数方程属每年高考的必考内容,主要考查基础知识、基本技能,从两个方面考查(1)参数方程与普通方程的互化与等价性判定;(2)参数方程所表示的曲线的性质. 题型一般为选择题、填空题.6、曲线的普通方程与曲线的参数方程的区别与联系曲线的普通方程),(y x F =0是相对参数方程而言,它反映了坐标变量x 与y 之间的直接联系;而参数方程⎩⎨⎧==)()(t g y t f x t D ∈是通过参数t 反映坐标变量x 与y 之间的间接联系.曲线的普通方程中有两个变数,变数的个数比方程的个数多1;曲线的参数方程中,有三个变数两个方程,变数的个数比方程的个数多1个.从这个意义上讲,曲线的普通方程和参数方程是“一致”的.参数方程 普通方程 ; 普通方程参数方程 这时普通方程和参数方程是同一曲线的两种不同表达形式.二、例题分析消去参数 恰当选择参数1.若直线的参数方程为12()23x t t y t =+⎧⎨=-⎩为参数,则直线的斜率为( ) A .23 B .23- C .32 D .32- 2.下列在曲线sin 2()cos sin x y θθθθ=⎧⎨=+⎩为参数上的点是( ) A .1(,2)2- B .31(,)42- C .(2,3) D .(1,3) 3.将参数方程222sin ()sin x y θθθ⎧=+⎪⎨=⎪⎩为参数化为普通方程为( ) A .2y x =- B .2y x =+ C .2(23)y x x =-≤≤ D .2(01)y x y =+≤≤5.直线34()45x t t y t=+⎧⎨=-⎩为参数的斜率为______________________。
【例1】 曲线cos 1
:sin 1x C y θθ=-⎧⎨=+⎩
(θ为参数)的普通方程为( )
A .()()22
111x y -++= B .()()22
111x y +++= C .()()2
2
111x y ++-=
D .()()2
2
111x y -+-=
【例2】 将参数方程12cos ,
2sin ,x y θθ=+⎧⎨=⎩
(θ为参数)化成普通方程为 .
【例3】 若直线112:2.x t l y kt =-⎧⎨=+⎩,(t 为参数)与直线2:12.x s l y s =⎧⎨=-⎩
,
(s 为参数)垂直,则
k = .
【例4】 若直线1223x t
y t =-⎧⎨=+⎩
(t 为参数)与直线41x ky +=垂直,则常数k = .
【例5】 若直线340x y m ++=与圆1cos 2sin x y θ
θ=+⎧⎨=-+⎩
(θ为参数)没有公共点,则实数m 的
取值范围是 .
【例6】 在平面直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为1
1x y t =⎧⎨=+⎩
(参数t ∈R ),圆C 的参
数方程为cos 1
sin x y θθ=+⎧⎨=⎩
(参数[)0,2πθ∈),则圆心到直线l 的距离是 .
【例7】 已知曲线C 的参数方程为cos ,
2sin ,x y θθ=⎧⎨=-+⎩
()θ为参数,则曲线C 的普通方程
是 ;点A 在曲线C 上,点(,)M x y 在平面区域22020210x y x y y -+⎧⎪
+-⎨⎪-⎩
≥≤≥上,则
典例分析
板块一.参数方程.学生版
AM 的最小值是 .
【例8】 已知曲线C
的参数方程为13x y t t ⎧
=⎪⎪
⎨⎛⎫⎪=+ ⎪⎪⎝⎭⎩
(t 为参数,0t >).求曲线C 的普通
方程.
【例9】 在平面直角坐标系xOy 中,设()P x y ,是椭圆2
213
x y +=上的一个动点,求
S x y =+的最大值.
【例10】 已知曲线14cos :3sin x t C y t =-+⎧⎨=+⎩(t 为参数),28cos :3sin x C y θ
θ=⎧⎨=⎩
(θ为参数).
化1C ,2C 的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线.
【例11】 若1C 上的点P 对应的参数为π
2
t =
,Q 为2C 上的动点,求PQ 中点M 到直线332,:2x t C y t =+⎧⎨=-+⎩
(t 为参数)距离的最小值.
【例12】 已知曲线1C :cos ()sin x y θθθ=⎧⎨
=⎩为参数,曲线2C
:2()x t y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩为参数. ⑴指出1C ,2C 各是什么曲线,并说明1C 与2C 公共点的个数;
⑵若把1C ,2C 上各点的纵坐标都压缩为原来的一半,分别得到曲线1C ',2C '.写出1C ',2C '的参数方程.1C '与2C '公共点的个数和1C 与2C 公共点的个数是否相同?说明你的理由.。