10.04.27 高二理科数学《第二讲 一、曲线的参数方程(一)》
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一曲线的参数方程1.参数方程的概念1.参数方程的概念在平面直角坐标系中,曲线上任一点的坐标x,y都是某个变数t的函数:错误!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就叫这条曲线的参数方程,t叫做参变数,简称参数.相对于参数方程而言,直接给出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.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.此类问题的关键是参数的选取.本例中由于A,B的滑动而引起点P的运动,故可以OB的长为参数,或以角为参数,不妨取BP与x轴正向夹角为参数来求解.法一:设P点的坐标为(x,y),过P点作x轴的垂线交x轴于点Q。
如图所示,则Rt△OAB≌Rt△QBP。
取OB=t,t为参数(0<t<a).∵|OA|=错误!,∴|BQ|=a2-t2.∴点P在第一象限的轨迹的参数方程为错误!(0<t<a).法二:设点P的坐标为(x,y),过点P作x轴的垂线交x轴于点Q,如图所示.取∠QBP=θ,θ为参数错误!,则∠ABO=错误!-θ。
在Rt△OAB中,|OB|=a cos错误!=a sin θ.在Rt△QBP中,|BQ|=a cos θ,|PQ|=a sin θ。
∴点P在第一象限的轨迹的参数方程为错误!错误!。
求曲线参数方程的主要步骤第一步,画出轨迹草图,设M(x,y)是轨迹上任意一点的坐标.画图时要注意根据几何条件选择点的位置,以利于发现变量之间的关系.第二步,选择适当的参数.参数的选择要考虑以下两点:一是曲线上每一点的坐标x,y 与参数的关系比较明显,容易列出方程;二是x,y的值可以由参数唯一确定.例如,在研究运动问题时,通常选时间为参数;在研究旋转问题时,通常选旋转角为参数.此外,离某一定点的“有向距离”,直线的倾斜角、斜率、截距等也常常被选为参数.第三步,根据已知条件、图形的几何性质、问题的物理意义等,建立点的坐标与参数的函数关系式,证明可以省略.1.设质点沿以原点为圆心,半径为2的圆做匀角速度运动,角速度为错误! rad/s,试以时间t为参数,建立质点运动轨迹的参数方程.解:如图,运动开始时质点位于点A处,此时t=0,设动点M(x,y)对应时刻t,由图可知错误!(θ为参数),又θ=错误!t,故参数方程为错误!(t为参数).2.选取适当的参数,把直线方程y=2x+3化为参数方程.解:选t=x,则y=2t+3.由此得直线的参数方程为错误!(t为参数).也可选t=x+1,则y=2t+1。