参数方程的概念
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曲线的参数方程
1.参数方程的概念
(1)定义:一般地,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 )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①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叫做普通方程.
(2)参数的意义:参数是联系变数x ,y 的桥梁,可以是一个有物理意义或几何意义的变数,也可以是没有明显实际意义的变数.
2.参数方程与普通方程的区别与联系
(1)区别:普通方程F (x ,y )=0,直接给出了曲线上点的坐标x ,y 之间的关系,它含有x ,y 两个变量;参数方程⎩⎪⎨
⎪
⎧x =f (t )y =g (t )
(t 为参数)间接给出了曲线上点的坐标x ,y 之间的关
系,它含有三个变量t ,x ,y ,其中x 和y 都是参数t 的函数.
(2)联系:普通方程中自变量有一个,而且给定其中任意一个变量的值,可以确定另一个变量的值;参数方程中自变量也只有一个,而且给定参数t 的一个值,就可以求出唯一对应的x ,y 的值.
这两种方程之间可以进行互化,通过消去参数可以把参数方程化为普通方程,而通过引入参数,也可把普通方程化为参数方程.
1.下列方程中可以看作参数方程的是( )
A .x -y -t =0
B .x 2
+y 2
-2ax -9=0
C.⎩⎪⎨⎪⎧x 2
=t 2
y =2t -1 D .⎩⎪⎨⎪⎧x =sin θ
y =cos θ
解析:选D.对于A :虽然含有参数t ,但它表示的是直线系方程,直接给出了x ,y 之间的关系,是普通方程;对于B :虽然含有参数a ,但它表示的图象方程也是普通方程;对于C :x 2
=t 2
不能把x 表示成参数t 的函数,也不是参数方程,只有D 选项满足参数方程的定义.
2.点M (2,y 0)在曲线C :⎩⎪⎨
⎪
⎧x =2t y =t 2
-1
,(t 为参数)上,则y 0=________.
解析:将M (2,y 0)代入参数方程得⎩⎪⎨⎪⎧2=2t y 0=t 2
-1, 解得⎩
⎪⎨⎪⎧t =1
y 0=0.
答案:0
3.已知曲线C 的参数方程为⎩
⎪⎨⎪⎧x =2cos θ
y =3sin θ,(θ为参数,0≤θ<2π),判断点A (2,0),
B ⎝ ⎛⎭
⎪⎫-3,32是否在曲线C 上?若在曲线上,求出点对应的参数的值.
解:将点A (2,0)的坐标代入⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θy =3sin θ,得⎩
⎪⎨⎪⎧cos θ=1,
sin θ=0.
由于0≤θ<2π,
解得θ=0,所以点A (2,0)在曲线C 上,对应θ=0.
将点B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,32的坐标代入⎩
⎪⎨⎪⎧x =2cos θy =3sin θ,
得⎩⎪⎨⎪⎧-3=2cos θ,32=3sin θ,即⎩
⎪⎨⎪⎧cos θ=-3
2,
sin θ=12
.
由于0≤θ<2π, 解得θ=5π
6
,
所以点B ⎝
⎛⎭⎪⎫-3,32在曲线C 上,对应θ=5π6.
参数方程的概念
已知曲线C 的参数方程是⎩⎪⎨
⎪
⎧x =3t y =2t 2
+1
,(t 为参数).
(1)判断点M 1(0,1),M 2(5,4)与曲线C 的位置关系; (2)已知点M 3(6,a )在曲线C 上,求a 的值.
[解] (1)把点M 1的坐标(0,1)代入方程组,得⎩
⎪⎨⎪⎧0=3t ,
1=2t 2
+1. 解得:t =0.所以点M 1在曲线C 上. 同理:可知点M 2不在曲线C 上.
(2)因为点M 3(6,a )在曲线C 上,所以⎩
⎪⎨⎪⎧6=3t ,
a =2t 2
+1. 解得:t =2,a =9.所以a =9.
(1)满足某种约束条件的动点的轨迹形成曲线,点与曲线的位置关系有两种:点在曲线上和点不在曲线上.
(2)对于曲线C 的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =f (t )y =g (t ),(t 为参数),若点M (x 1,y 1)在曲线上,则⎩
⎪⎨
⎪⎧x 1=f (t )
y 1=g (t )对应的参数t 有解,否则参数t 不存在.
1.曲线C :⎩
⎪⎨⎪⎧x =t
y =t -2,(t 为参数)与y 轴的交点坐标是____________.
解析:令x =0,即t =0得y =-2,所以曲线C 与y 轴的交点坐标是(0,-2). 答案:(0,-2)
2.已知曲线C 的参数方程为⎩
⎪⎨⎪⎧x =t 2
+1
y =2t ,(t 为参数).
(1)判断点A (1,0),B (5,4),E (3,2)与曲线C 的位置关系; (2)若点F (10,a )在曲线C 上,求实数a 的值. 解:(1)把点A (1,0)的坐标代入方程组,解得t =0, 所以点A (1,0)在曲线上.
把点B (5,4)的坐标代入方程组,解得t =2, 所以点B (5,4)也在曲线上. 把点E (3,2)的坐标代入方程组,
得到⎩⎪⎨⎪⎧3=t 2
+1,2=2t ,即⎩⎨⎧t =±2,
t =1.
故t 不存在,所以点E 不在曲线上.
(2)令10=t 2
+1,解得t =±3,故a =2t =±6.
求曲线的参数方程
如图,△ABP 是等腰直角三角形,∠B 是直角,腰长为a ,顶点B 、A 分别在x 轴、
y 轴上滑动,求点P 在第一象限的轨迹的参数方程.
[解] 法一:设P 点的坐标为(x ,y ),过P 点作x 轴的垂线交x 轴于Q .
如图所示,则Rt △OAB ≌Rt △QBP . 取OB =t ,t 为参数,(0 -t 2 , 所以|BQ |=a 2 -t 2 .