椭圆的参数方程及其应用
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椭圆的参数方程及其应用大纲对椭圆的参数方程的要求是达到理解的程度,如果适当地引进一点简单的参数方程知识,可以起到拓宽视野,简化平面解析几何的运算的功效。
本文主要介绍椭圆的参数方程及其应用,希望能够给读者一些启迪。
一般都是这样定义的:椭圆1b )y y (a )x x (220220=-+-的参数方程是⎩⎨⎧α+=α+=sin b y y cos a x x 00(α是参数,0b 0a >>,)。
特别地,以点(00y x ,)为圆心,半径是r 的椭圆的参数方程是⎩⎨⎧α+=α+=sin r y y cos r x x 00(α是参数,r>0)。
一、求椭圆的内接多边形的周长及面积y x 22(20π<α<),22b a 4+,例2 已知点A 在椭圆136y 144x 22=+上运动,点B (0,9)、点M 在线段AB 上,且21MB AM =,试求动点M 的轨迹方程。
解:由题意知B (0,9),设A (ααsin 6cos 12,),并且设M (x ,y )。
则,α=+⨯+α=++=cos 8211021cos 12211x 21x x B A 3sin 4211921sin 6211y 21y y B A +α=+⨯+α=++=, 动点M 的轨迹的参数方程是⎩⎨⎧+α=α=3sin 4y cos 8x (α是参数),消去参数得116)3y (64x 22=-+。
三、求函数的最值例3 设点P (x ,y )在椭圆19y 16x 22=+,试求点P 到直线05y x =-+的距离d 的最大值和最小值。
解:点P (x ,y )在椭圆19y 16x 22=+上,设点P (ααsin 3cos 4,)(α是参数且)20[π∈α,),则5553arcsin sin 534|5sin 4cos 3|d 22-⎪⎭⎫ ⎝⎛+α=+-α+α=。
当53arcsin 2-π=α时,距离d 有最小值0,此时椭圆19y 16x 22=+与直线05y x =-+相切;当53arcsin 23-π=α时,距离d 有最大值2。
椭圆参数方程椭圆是数学中一个重要的曲线,它有着许多特殊的性质和应用。
在这篇文章中,我将向大家介绍椭圆的参数方程及其几何性质,以及它在日常生活中的一些应用。
首先,让我们来了解椭圆的参数方程。
椭圆的参数方程可以表示为:x = a cos(t)y = b sin(t)其中,x和y是椭圆上的一个点的坐标,t是参数,a和b是椭圆的半长轴和半短轴的长度。
可以看出,参数t的取值范围是[0,2π]。
接下来,我们将探讨椭圆的一些几何性质。
首先是椭圆的离心率。
椭圆的离心率定义为e = √(1 - b²/a²),其中a和b分别是椭圆的半长轴和半短轴的长度。
离心率描述了椭圆的扁平程度,当离心率接近于0时,椭圆接近于圆形,当离心率接近于1时,椭圆则非常扁平。
椭圆还有一个重要的性质是其焦点和准线。
椭圆的焦点是与椭圆上的每个点的距离之和等于常数2a的两个点。
椭圆的准线是位于焦点之间,并与椭圆平行的一组线段。
焦点和准线是椭圆的重要几何特征,它们可以帮助我们更好地理解椭圆的形状和性质。
除了几何性质外,椭圆还有一些重要的应用。
在日常生活中,我们可以发现椭圆的影子是一个常见的现象。
当太阳光照射到一个圆形物体上时,由于光线的投射角度的改变,所形成的影子就是一个椭圆。
这是由于椭圆的离心率决定了不同位置处光线到达地面的角度,从而造成了椭圆形状的影子。
此外,在工程领域中,椭圆也有着广泛的应用。
例如,在天线设计中,椭圆天线可以实现不同方向的辐射和接收信号。
椭圆形状的天线可以实现更广泛的覆盖范围和更高的接收灵敏度。
椭圆还被广泛应用于轨道运动的研究中。
在天体运动中,如果一个天体的轨道为椭圆形状,我们可以利用椭圆参数方程来描述和计算天体在不同位置的位置和速度。
当然,这需要一些高级的数学和物理知识,但椭圆方程提供了一个非常有用的工具。
总结起来,椭圆的参数方程提供了一种描述椭圆曲线的简洁和灵活的方式。
椭圆具有许多特殊的几何性质,例如焦点和准线,这些性质帮助我们更好地理解椭圆的形状和特征。
椭圆方程参数方程1. 引言椭圆是数学中的一种曲线,具有特殊的几何性质和参数方程。
本文将介绍椭圆方程的参数方程以及相关的几何性质和应用。
2. 椭圆的定义椭圆是平面上到两个固定点F1和F2的距离之和等于常数2a的点的轨迹。
称F1和F2为椭圆的焦点,a为椭圆的半长轴。
椭圆的参数方程可以表示为:x = a*cosθy = b*sinθ其中a和b分别为椭圆的半长轴和半短轴。
3. 椭圆的几何性质椭圆具有许多特殊的几何性质。
首先,椭圆的离心率e满足0 < e < 1,即椭圆是一个凸曲线。
其次,椭圆的焦距等于2a*e,其中e 为离心率。
此外,椭圆的面积可以表示为πab,其中π为圆周率。
椭圆还具有对称性,即关于x轴和y轴对称。
4. 椭圆的参数方程的应用椭圆的参数方程在实际应用中有广泛的应用。
例如,在天文学中,椭圆的参数方程可以用来描述行星绕太阳公转的轨道。
在物理学中,椭圆的参数方程可以用来描述电子在磁场中的运动轨迹。
在工程学中,椭圆的参数方程可以用来设计椭圆形的建筑物或物体。
5. 椭圆的相关公式除了参数方程之外,椭圆还有一些重要的公式。
椭圆的离心率e可以通过以下公式计算:e = √(1 - (b^2/a^2))其中,a和b分别为椭圆的半长轴和半短轴。
6. 椭圆的应用举例椭圆的参数方程在实际生活中有许多应用。
例如,在地理学中,椭圆的参数方程可以用来描述地球的形状。
在航天工程中,椭圆的参数方程可以用来计算卫星的轨道。
在电子工程中,椭圆的参数方程可以用来设计天线的形状。
7. 总结通过本文的介绍,我们了解了椭圆方程的参数方程及其几何性质和应用。
椭圆是一种具有特殊几何性质的曲线,可以通过参数方程来描述。
椭圆的参数方程在科学和工程领域中有广泛的应用,可以用来描述天体运动、轨道设计以及物体形状等。
掌握椭圆方程的参数方程,对于深入理解椭圆的性质和应用具有重要意义。
参数方程椭圆一、椭圆的定义椭圆是平面上到两个定点F1和F2距离之和等于常数2a(a>0)的点P的轨迹。
定点F1和F2称为椭圆的焦点,线段F1F2的长度称为椭圆的长轴,长轴中点O称为椭圆的中心,线段AB垂直于长轴且过中心O,长度为2b,则b被称为短轴。
二、参数方程参数方程是用参数表示自变量和因变量之间关系的方程。
对于椭圆而言,其参数方程可以表示为:x=a*cos(t)y=b*sin(t)其中t是参数。
三、如何绘制椭圆可以使用计算机软件或者手工绘制来完成。
手工绘制需要画出长轴和短轴,并且确定焦点位置。
然后按照参数方程依次取不同t值时对应的x,y坐标进行描点,并将这些点依次连接起来即可得到整个椭圆形状。
四、参数方程与直角坐标系下方程之间的转换在直角坐标系下,椭圆可以表示为:(x^2/a^2)+(y^2/b^2)=1通过代入cos(t)和sin(t)得到:(x^2/a^2)+(y^2/b^2)=cos^2(t)+sin^2(t)=1因此,参数方程和直角坐标系下的方程是等价的。
五、参数a和b的含义a和b分别代表椭圆长轴和短轴的长度。
在参数方程中,当t取0时,x=a;当t取π/2时,y=b。
因此,a和b可以用来确定椭圆的大小。
六、参数方程椭圆的性质1. 椭圆是对称图形,关于x轴、y轴以及原点对称。
2. 椭圆上任意一点到两个焦点距离之和等于常数2a。
3. 椭圆上任意一点到长轴中心O的距离与到短轴中心O'(O'为长轴与短轴交点)的距离之和等于常数2a,即PF1+PF2=2a=PQ+PQ'。
4. 椭圆面积为πab。
5. 椭圆周长无法用初等函数表示。
七、应用参数方程椭圆在数学以及物理学等领域有广泛应用。
例如,在天文学中,行星运动可以用椭圆来描述;在工程设计中,椭圆形状的物体可以减小空气阻力,提高速度;在艺术领域中,椭圆形状也常被用来表现某些特定的情感或者意境。
椭圆弦长计算公式椭圆是数学中一种重要的几何图形,它在许多领域中都有广泛的应用。
在椭圆的研究中,椭圆弦长是一个重要的参数。
本文将介绍椭圆弦长的计算公式及其应用。
一、椭圆的基本概念椭圆是平面上一点到两个给定点的距离之和等于常数的点的集合。
这两个给定点称为椭圆的焦点,常数称为椭圆的离心率。
椭圆有许多特殊的性质,例如,它是一个闭合曲线,具有对称性等。
二、椭圆的参数方程椭圆的参数方程可以表示为:x = a*cosθy = b*sinθ其中,a和b分别是椭圆的长半轴和短半轴,θ是参数,取值范围为0到2π。
三、椭圆弦长的定义椭圆弦长是椭圆上两点之间的弧长。
为了方便计算,我们可以将弦长表示为两个参数θ1和θ2对应的弧长之差。
四、椭圆弦长的计算公式根据椭圆的参数方程,我们可以得到两点在椭圆上的坐标为:(x1, y1) = (a*cosθ1, b*sinθ1)(x2, y2) = (a*cosθ2, b*sinθ2)椭圆弦长可以表示为:L = √((x2-x1)² + (y2-y1)²)带入坐标的值,可以得到椭圆弦长的计算公式:L = √(a²*cos²θ1 - 2*a*cosθ1*a*cosθ2 + a²*cos²θ2 + b²*sin²θ1 - 2*b*sinθ1*b*sinθ2 + b²*sin²θ2)五、椭圆弦长的应用椭圆弦长在实际中有许多应用。
例如,在建筑设计中,椭圆形的建筑物常常需要计算弦长来确定材料的用量。
在航天工程中,椭圆轨道的计算也需要用到椭圆弦长。
此外,椭圆弦长还可以用于计算椭圆的周长和面积等参数。
椭圆弦长的计算公式可以通过数学推导得到,这里不再详述。
但需要注意的是,椭圆弦长的计算公式中包含了椭圆的长半轴和短半轴的平方,因此在使用时需要先求出椭圆的长半轴和短半轴的值。
七、椭圆弦长计算的注意事项在实际计算中,需要注意椭圆弦长的计算精度。
完整版)椭圆的参数方程和极坐标方程总结概述椭圆是一种重要的几何图形,具有许多应用。
在数学中,椭圆可以通过参数方程和极坐标方程进行描述和表示。
本文将详细介绍椭圆的参数方程和极坐标方程,包括定义、推导以及应用等方面。
参数方程定义椭圆的参数方程通常由两个参数表示,分别是水平方向的参数t和垂直方向的参数u。
以坐标点(x,y)表示的椭圆上的任意一点,其参数方程可以用如下形式表示:x = a * cos(t)y = b * sin(t)其中,a和b分别代表椭圆的半长轴和半短轴的长度。
参数方程推导为了推导出椭圆的参数方程,我们可以从椭圆的标准方程出发,即:x - h)^2 / a^2) + ((y - k)^2 / b^2) = 1其中,(h,k)表示椭圆的中心点坐标。
我们可以通过引入参数u,将标准方程中的变量x和y表示为:x = a * cos(u)y = b * sin(u)通过将x和y的表达式代入标准方程中,可以得到:a * cos(u) - h)^2 / a^2) + ((b * sin(u) - k)^2 / b^2) = 1进一步整理可得:cos(u))^2 / a^2 + (sin(u))^2 / b^2 = 1因为`(cos(u))^2 + (sin(u))^2 = 1`,上式化简为:cos(u))^2 / a^2 + (sin(u))^2 / b^2 = (cos(u))^2 / a^2 + ((sin(u))^2 /b^2) * (a^2 / b^2) = 1比较原式与化简式,可得:a^2 = 1b^2 = a^2 / b^2由此,我们得到了椭圆的参数方程。
极坐标方程定义椭圆的极坐标方程由一个参数θ表示,以坐标点(r,θ)表示的椭圆上的任意一点,其极坐标方程可以用如下形式表示:r(θ) = a * b / sqrt((b * cos(θ))^2 + (a * sin(θ))^2)其中,a和b分别代表椭圆的半长轴和半短轴的长度。
椭圆的参数方程及其应用中心在原点,坐标轴为对称轴的椭圆的参数方程有以下两种情况:① 椭圆22221x y a b+=(a >b>0)的参数方程是 cos ,(2sin x a y b θθθπθ=⎧≤<⎨=⎩为参数方程,且0). ②椭圆22221(0)x y a b b a +=>>的参数方程是cos ,(,02).sin x b y a θθθπθ=⎧≤<⎨=⎩为参数且 在利用 cos ,sin x a y b θθ=⎧⎨=⎩研究椭圆问题时,这时椭圆上的点的坐标可记作(cos ,sin a b θθ),结合直角坐标同时并用,常常很方便,下面举例说明椭圆参数方程的应用。
1、求轨迹方程例1 已知椭圆方程为22221x y a b+=,椭圆长轴的左、右顶点分别为A 1、A 2,P 是椭圆上任一点,引 A 1Q ⊥A 1P ,A 2Q ⊥A 2P ,且A 1Q 与A 2Q 的交点为Q ,求点Q 的轨迹方程。
解:设椭圆的参数方程为cos ,(2sin x a y b θθθπθ=⎧≤<⎨=⎩为参数,且0).则P 点坐标为( cos ,sin a b θθ ),由题意知,cos θ≠1,sin θ≠0 . ∵1sin cos A P b k a a θθ=+ 2sin cos A P b k a a θθ=- ∴111(cos 1),sin A Q A P a k k b θθ-+==- 221(cos 1).sin A Q A P a k k b θθ--==- ∴A 1Q 的方程为y=(cos 1)().sin a x a b θθ+-+ ① A 2Q 的方程为y=(cos 1)().sin a x a b θθ--- ② ①×② ,得22222(cos 1)sin a y b θθ-=·(x 2-a 2)=-22a b (x 2-a 2) . 化简整理,得224221(0),x y a ab λ+=≠即为所求的轨迹方程。
椭圆的参数方程和极坐标方程椭圆是一种常见的几何图形,具有许多有趣的性质和应用。
本文将介绍椭圆的参数方程和极坐标方程,并探讨它们在几何学和物理学中的应用。
一、参数方程椭圆的参数方程是一种描述椭圆上每个点的坐标的方式。
在参数方程中,椭圆的坐标由两个参数决定,通常用t和a表示。
椭圆的参数方程可以表示为:x = a*cos(t)y = b*sin(t)其中,a和b分别是椭圆的半长轴和半短轴的长度,t是参数的取值范围。
通过改变参数t的取值范围,我们可以得到椭圆上的所有点的坐标。
当t取遍区间[0, 2π]时,我们可以得到一个完整的椭圆。
参数方程的优点是它可以直观地描述椭圆的形状和位置。
例如,当a和b相等时,椭圆退化成一个圆。
当a大于b时,椭圆变得更扁平,长轴更长;当a小于b时,椭圆变得更圆。
二、极坐标方程椭圆的极坐标方程是另一种描述椭圆的方式。
在极坐标方程中,椭圆的坐标由极径r和极角θ决定。
椭圆的极坐标方程可以表示为:r = a*b / sqrt((b*cos(θ))^2 + (a*sin(θ))^2)其中,a和b分别是椭圆的半长轴和半短轴的长度,θ是极角的取值范围。
通过改变极角θ的取值范围,我们可以得到椭圆上的所有点的极坐标。
当θ取遍区间[0, 2π]时,我们可以得到一个完整的椭圆。
极坐标方程的优点是它可以更直接地描述椭圆的形状和位置。
例如,当a和b相等时,椭圆退化成一个圆。
当a大于b时,椭圆变得更扁平,长轴更长;当a小于b时,椭圆变得更圆。
三、应用椭圆具有许多重要的应用。
在几何学中,椭圆是焦点与直线距离之和恒定的曲线,这个性质被广泛应用于光学、天文学等领域。
例如,椭圆的反射性质被用于设计反射望远镜和卫星天线。
在物理学中,椭圆是许多物理问题的模型。
例如,行星绕太阳运动的轨道近似为椭圆。
椭圆的运动方程可以帮助我们研究行星的运动规律和轨道参数。
椭圆还广泛应用于工程学和计算机图形学。
在工程学中,椭圆常被用作设计轮胎、齿轮等机械零件的基础。
「高中数学椭圆的参数方程的几点应用」1.行星轨道椭圆的参数方程可以用来描述行星绕太阳的轨道。
根据开普勒第一定律,行星轨道是一个椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。
通过给定行星的离心率、半长轴和焦点的位置,可以得到行星在任意时间的位置。
这种方法对于研究行星运动和预测行星位置等方面有重要的应用。
2.船只的航海问题在船只的航海问题中,船只从A点出发经过几个固定的轨迹点到达B 点。
如果船只的航行速度和方向是已知的,可以用椭圆的参数方程来描述轨迹。
这样可以帮助船只确定航线,避免与障碍物相撞。
3.天文测量在天文学中,使用椭圆参数方程可以描述行星、彗星和其他天体的轨道。
通过观测这些天体的位置和运动,并将其拟合到椭圆参数方程中,可以得到更精确的轨道参数,进而研究行星和天体的物理特性。
4.反射镜和抛物面反射椭圆是反射镜和抛物面反射的基础。
抛物面可以被看作是椭圆沿着一个焦点方向拉伸而形成的。
椭圆的参数方程可以用来描述反射镜的形状,使得光线可以聚焦到一个点上。
这种技术在望远镜、摄影镜头等光学仪器中有着广泛的应用。
5.电子轨道在量子物理中,电子围绕原子核的轨道也可以用椭圆参数方程来描述。
这种描述方法可以帮助研究和理解电子在原子中的分布和运动。
通过椭圆参数方程,可以计算电子的能级、轨道半径等物理参数,对于研究原子结构和化学键等方面有重要的应用。
以上是椭圆参数方程的几个应用。
椭圆作为一个重要的数学概念,在物理学、工程学等多个领域都有广泛的应用。
椭圆参数方程作为椭圆的数学描述方法,可以帮助我们更准确地描述和计算各种现象,深化对椭圆曲线的理解,提高数学应用能力。
平面和椭球面相截所得的椭圆的参数方程及其应用
椭圆是一种抛物线。
它由两个有限点组成,这些点称为焦点,椭圆的形状由两
个焦点和一个有限的线的距离共同决定。
椭圆的参数方程表示的就是椭圆的几何形状,这往往可以帮助我们判断椭圆的性质。
椭圆的参数方程一般形式为x²/a²+y²/b²=1,其中a,b分别为两个焦点之间
的距离,a>b,a,b>0。
利用椭球面和平面相截得到的椭圆可以利用这个方程来表示:x²/a²+y²/b²=1,其中a,b分别为两个焦点之间的距离。
椭圆参数方程的应用十分广泛,比如在数学计算中应用椭圆可以更容易地计算
椭球面和平面的交点,椭圆参数方程在天文学中也有应用,它可以帮助我们求解太阳系中行星的轨道。
此外,椭圆参数方程也可以用于图像处理,可以利用椭圆参数方程计算图像中
物体轮廓的拟合,从而实现图像的识别处理等。
总之,椭圆的参数方程可以用于科学计算,天文学研究,图像处理等多个领域,也可以用来简化复杂的数学模型,为研究者提供有用的工具。
如何理解椭圆的参数方程椭圆作为一种常见的几何形状,在数学和物理学中有着广泛的应用。
椭圆的参数方程是一种以参数表示的椭圆方程,它对于解决某些问题具有优势。
本文将介绍椭圆的几何性质、椭圆的参数方程的建立、椭圆参数方程的应用、椭圆参数方程与直角坐标方程的转化、椭圆参数方程在极坐标系中的应用、椭圆的参数方程的导数与曲线形状的关系以及椭圆的参数方程在数值计算中的应用。
1. 椭圆的几何性质椭圆是一种二次曲线,它由两个焦点和其周围的曲线组成。
椭圆的焦点到椭圆中心的距离之和等于常数,这个常数等于椭圆的长轴长。
椭圆的长轴在垂直方向上,短轴在水平方向上。
椭圆的中心位于两个焦点的连线上,离焦点越远,椭圆越大。
2. 椭圆的参数方程的建立椭圆的参数方程是以参数表示的椭圆方程,它通常用于解决某些问题。
参数方程的形式通常为:x = a * cosθ,y = b * sinθ其中a和b是椭圆的长半轴和短半轴长,θ是参数。
这个参数方程可以表示一个椭圆,其中焦点到中心的距离之和等于常数。
3. 椭圆的参数方程的应用椭圆的参数方程在解决某些问题时具有优势。
例如,在物理学中,椭圆的参数方程可用于描述振动的模式或旋转的轨迹。
在工程学中,椭圆的参数方程可用于设计图形或模型。
此外,椭圆的参数方程还可以用于数值计算和统计分析等领域。
4. 椭圆参数方程与直角坐标方程的转化椭圆的参数方程和直角坐标方程之间可以通过转换关系相互转化。
具体来说,将椭圆的参数方程中的参数θ用反正弦函数或反正切函数表示,即可得到椭圆的直角坐标方程。
同样地,将椭圆的直角坐标方程中的变量x和y用三角函数表示,即可得到椭圆的参数方程。
5. 椭圆的参数方程在极坐标系中的应用极坐标系是一种以极点为中心的坐标系,其中极径表示到极点的距离,极角表示方向角。
椭圆的参数方程也可以用于极坐标系中。
具体来说,将椭圆的参数方程中的x用极径表示,y用极角表示,即可得到椭圆的极坐标方程。
这个极坐标方程可以用来描述一个椭圆的极坐标图形。
解题宝典中心在原点、焦点在x 轴上的椭圆的参数方程为{x =a cos α,y =b sin α,α为参数;中心在原点、焦点在y 轴上的椭圆的参数方程为{x =b cos α,y =a sin α,α为参数,其中a 是椭圆的长半轴长、b 是短半轴长,α∈R .利用椭圆的参数方程可以将椭圆上任意一点的坐标用参数和三角函数式表示出来,如()a cos α,b sin α、()b cos α,a sin α.对于与椭圆上的动点有关的距离、角度、面积、周长的最值问题,运用椭圆的参数方程,可使问题快速获解.在解答与动点有关的椭圆最值问题时,可先将椭圆的普通方程化为参数方程,然后设出动点的坐标,将其代入两点间的距离公式、点到直线的距离公式、直线的斜率公式、弦长公式等中,即可得到关于参数α的三角函数式,通过恒等变换将其化简,便可直接运用三角函数的有界性、单调性,求得最值.例1.求椭圆x 24+y 2=1上的点P 到直线l :x -y -25=0的最小距离.解:将椭圆的方程x 24+y 2=1化为{x =2cos α,y =sin α,α是参数,设点P 的坐标为(2cos α,sin α),则点P 到直线l 的距离d =5=5sin(5,而≤1,所以5≤||5sin(α+φ)-25≤35,因此点P到直线l 的最小距离为d min ==首先将椭圆的方程化为参数方程,用参数表示出P 点的坐标,即可根据点到直线的距离公式求得P 点到直线的距离的表达式,再结合辅助角公式和正弦函数的有界性,就能求得距离的最小值.例2.求椭圆x 29+y 24=1上的点P 与点Q (1,0)之间距离的最小值.解:将椭圆的方程化为{x =3cos α,y =2sin α,α为参数,设点P 的坐标为(3cos α,2sin α),则||PQ =(3cos α-1)2+(2sin α)2=当cos α=35时d 最小,||PQ min 即||PQ 的最小值为根据椭圆的参数方程设出椭圆上的点P 的坐标,便可根据两点间的距离公式求得PQ 的距离,然后利用三角函数、二次函数的单调性求解即可.例3.求椭圆x 24+y 23=1的内接矩形的最大面积.解:将椭圆的方程化为ìíîx =2cos α,y =3sin α,α为参数,取椭圆的内接矩形在第一象限内的顶点P ,设其坐标为(2cos α,3sin α),其中α为锐角,则椭圆的内接矩形的长为4cos α,宽为23sin α,其面积为4cos α∙23sin α=43∙2sin αcos α=43sin 2α,而2α∈(0,π),则sin 2α∈(0,1],所以43sin 2α∈(0,43],所以当2α=π2,即α=π4时,椭圆的内接矩形的最大面积为43.将椭圆的方程化为参数方程,并设出内接矩形在第一象限内的点的坐标,就能根据椭圆的对称性快速求得矩形的长、宽与面积的表达式,进而根据正弦函数的单调性求得面积的最值.由于椭圆的参数方程中的参数是与角相关的量,所以运用椭圆的参数方程解答与动点有关的椭圆最值问题,就需将问题转化为三角函数问题.在求得目标式后,再灵活运用三角函数中的基本公式、性质来辅助解题.(作者单位:陕西省神木市职业技术教育中心)贾淑婵43。
任意椭圆参数方程椭圆是一个常见的几何形状,具有许多应用。
椭圆的参数方程是描述椭圆的一种方式,可以通过给定的参数值来确定椭圆上每个点的坐标。
一个椭圆的参数方程可以由以下形式表示:x = a * cos(t)y = b * sin(t)其中,a和b是椭圆中心点到顶点的距离,t是角度参数。
通过调整参数a和b的值,可以控制椭圆的形状。
当a等于b时,椭圆变为圆。
当a大于b时,椭圆变为扁平。
当a小于b时,椭圆变为拉长。
椭圆的参数方程可以通过以下步骤推导得出:我们先考虑一个圆,其半径为r,中心在原点(0,0)。
圆上的点可以用角度参数t和距离参数r表示。
根据三角函数定义,圆上的点的横坐标可以表示为x = r * cos(t),纵坐标可以表示为y = r * sin(t)。
现在,我们考虑一个椭圆,其中心位于原点(0,0)。
为了使椭圆的形状不是圆形,我们引入两个不同的参数a和b。
我们将椭圆与x轴对齐,椭圆沿着x轴的长度为2a,沿着y轴的长度为2b。
我们需要将椭圆的参数方程转换为圆的参数方程。
为此,我们可以将x坐标的范围从[-a,a]映射到[-r,r],将y坐标的范围从[-b,b]映射到[-r,r]。
为了确保这个映射成立,我们可以令a=r和b=r。
这样,我们得到了圆的参数方程:x = r * cos(t)y = r * sin(t)现在,我们需要将圆的参数方程转换回椭圆的参数方程。
为此,我们将x坐标的范围从[-r,r]映射到[-a,a],将y坐标的范围从[-r,r]映射到[-b,b]。
我们可以通过以下公式计算映射后的坐标:x = a * cos(t)y = b * sin(t)通过这样的参数方程,我们可以得到任意椭圆的形状。
只需要调整a 和b的值,就可以控制椭圆的长短轴。
例如,当a=2,b=1时,椭圆的参数方程为:x = 2 * cos(t)y = sin(t)这是一个沿着x轴拉长的椭圆。
当a=1,b=2时,椭圆的参数方程为:x = cos(t)y = 2 * sin(t)这是一个沿着y轴拉长的椭圆。
椭圆的参数方程及其应用
大纲对椭圆的参数方程的要求是达到理解的程度,如果适当地引进一点简单的参数方程知识,可以起到拓宽视野,简化平面解析几何的运算的功效。
本文主要介绍椭圆的参数方程及其应用,希望能够给读者一些启迪。
一般都是这样定义的:
椭圆1b )y y (a )x x (22022
0=-+-的参数方程是⎩
⎨⎧α+=α+=sin b y y cos a x x 00(α是参数,0b 0a >>,)。
特别地,以点(00y x ,)为圆心,半径是r 的椭圆的参数方程是⎩
⎨⎧α+=α+=sin r y y cos r x x 00(α是参数,r>0)。
一、求椭圆的内接多边形的周长及面积
例1 求椭圆)0b a (1b
y a x 22
22>>=+的内接矩形的面积及周长的最大值。
解:如图,设椭圆1b
y a x 22
22=+的内接矩形在第一象限的顶点是A (ααsin b cos a ,)(2
0π<α<),矩形的面积和周长分别是S 、L 。
ab 22sin ab 2sin b cos a 4|EA ||FA |4S ≤α=α⋅α=⨯=,
当且仅当4
a π=时,22max
b a 4sin b 4cos a 4|)EA ||FA (|4L ab 2S +≤α+α=+==,,22max b a 4L +=,此时α存在。
二、求轨迹
例2 已知点A 在椭圆136y 144x 22=+上运动,点B (0,9)、点M 在线段AB 上,且2
1MB AM =,试求动点M 的轨迹方程。
解:由题意知B (0,9),设A (ααsin 6cos 12,)
,并且设M (x ,y )。
则,α=+⨯+α=++=cos 82
11021cos 12211x 21x x B A 3sin 42
11921sin 6211y 21y y B A +α=+⨯+α=++=, 动点M 的轨迹的参数方程是⎩
⎨⎧+α=α=3sin 4y cos 8x (α是参数), 消去参数得116
)3y (64x 2
2=-+。
三、求函数的最值
例3 设点P (x ,y )在椭圆19
y 16x 2
2=+,试求点P 到直线05y x =-+的距离d 的最大值和最小值。
解:点P (x ,y )在椭圆19
y 16x 2
2=+上,设点P (ααsin 3cos 4,)(α是参数且)20[π∈α,), 则5553arcsin sin 53
4|5sin 4cos 3|d 22-⎪⎭⎫ ⎝⎛+α=+-α+α=。
当5
3arcsin 2-π=α时,距离d 有最小值0,此时椭圆19y 16x 22=+与直线05y x =-+相切;当5
3arcsin 23-π=α时,距离d 有最大值2。
四、求解有关离心率等入手比较困难的问题
例4 椭圆)0b a (1b
y a x 22
22>>=+与x 轴的正向相交于点A ,O 为坐标原点,若这个椭圆上存在点P ,使得OP ⊥AP 。
求该椭圆的离心率e 的取值范围。
解:设椭圆)0b a (1b
y a x 22
22>>=+上的点P 的坐标是(ααsin b cos a ,)(α≠0且α≠π),A (a ,0)。
则a cos a 0sin b k cos a sin b k AP OP -α-α=αα=
,。
而OP ⊥AP , 于是1a
cos a 0sin b cos a sin b -=-α-α⋅αα,整理得0b cos a cos )b a (22222=+α-α- 解得1cos =α(舍去),或222
b
a b cos -=α。
因为1cos 1<α<-,所以1b a b 1222<-<-。
可转化为1e e 112
2<-<-,解得21e 2>,于是1e 22<<。
故离心率e 的取值范围是⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛122,。