高中数学第二章参数方程22直线和圆锥曲线的参数方程直线参数方程及其应用素材北师大版4-4!
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2.2 直线参数方程及其应用一、直线参数方程建立课本在P 55“向量与直线”阅读材料中,介绍了利用向量法建立直线方程的参数式:⎩⎨⎧ x =x 0+aty =y 0+bt(t 为参数) (*),其中(x 0,y 0)是直线上的一点,(a,b)是直线的一个方向向量,P(x,y)是直线上任意一点,实数t 是对应点P 的参数.这种直线的参数式方程可直线称为直线参数方程.事实上,我们还可以这样来建立直线的参数方程:因过定点P(x 0,y 0)且倾斜角为α的直线方程为:y -y 0=sin αcos α(x -x 0)(0<α<π,且α≠π2),则有:y -y 0sin α=x -x 0cos α.令其比值为t,于是得:y -y 0sin α=t,x -x 0cos α=t,即有⎩⎨⎧ x =x 0+tcos αy =y 0+tsin α(t 为参数) (**),这也是直线的参数方程.很显然其中参数t 还有很好的几何性质,即|t|=|-→P 0P |.为区别于其它形式的参数方程,参数方程(**)我们称为直线的标准参数方程.M 0(x 0,y 0)为定点点,而t 表示有向线段M 0P 的数量,我们规定:当P 在M 的上方时,t >0;而P在M 的下方时,t <0.通常,当我们将(*)代入二次曲线C 的方程能得到:at 2+bt +c =0(***)如果 a ≠0,且△=b 2-4ac >0时,则(**)所表示的直线 L 与C 相交于A 、B 两点,且有向线段→M 0A ,→M 0B 的数量是方程(***)的二根t 1,t 2,即t 1=M 0A ,t 2=M 0B. 下面的几个结论是经常用到的:(1)|AB |=| t 1-t 2|=(t 2+t 1)2-4t 2t 1; (2)AB 的中点P 对应的参数为 t =t 1+t 22;(3)设P 分有向线段AB 的比为 λ,则P 对应的参数为t 1+λt 21+λ.(4)当 t 1,t 2满足关系 t 1=λt 2时,则(t 1+t 2)2=λ+1λ+2·t 1t 2二﹑直线参数方程应用例1(1)已知直线过点A(-2,3),B(1,-5),求直线AB 的参数方程;(2)直线l 过点A(1,5),倾斜角为π3,求直线l 的参数方程.解:(1)直线AB 的方向向量为v =(1,-5)-(-2,3)=(3,-8),又因其过点A(-2,3),∴直线AB 的参数方程为⎩⎨⎧ x =-2+3ty =3-8t.(2)直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧ x =1+tcos π3y =5+tsin π3,即⎩⎪⎨⎪⎧ x =1+12t y =5+32t.例2若直线参数方程为⎩⎨⎧ x =1+tsin70︒y =2-tcos70︒(t 为参数),求直线的倾斜角.解:由参数方程得:x -1sin70︒=y -2-cos70︒,∴y-2=﹣cos70︒sin70︒(x -1),∴y-2=tan160︒(x -1),由此普通方程可知其倾斜角为160︒.例3(1)直线l 过点P(1,2),倾斜角为π4,求l 上与P 的距离为22的点;(2)求直线⎩⎨⎧x =-2-2t y =3+2t(t 为参数)上的点到P(-2,3)距离为2的点的坐标.解:(1)l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧ x =1+22t y =2+22t ,令|t|=22,∴t=±22,代加原参数方程得所求点为(3,4)或(-1,0).(2)可化成普通方程处理,现仍将参数方程整理成标准形式,利用参数的几何意义求解. 即有⎩⎪⎨⎪⎧ x =-2+(2t)(﹣22)y =3+(2t)·22,又直线过定点P 0(-2,3),且直线上任一点P 对应参数为2t,则有|-→P 0P |=|2t|=2,∴2t=±2,当2t =2时,所求点为(-3,4);当2t =-2时,所求点为(-1,2). 例4已知过点 P 0(-1,2)的直线ι的参数方程是⎩⎨⎧ x =-1+3ty =2-4t,求点P 0到另一直线2x -y +1=0 的交点P 的距离.解:因为a 2+b 2=32+42=5≠1,所以此直线的参数方程不是标准线, 令t =15t ',化为标准式,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =-1+35t 'y =2-45t ',将其代入方程2x -y +1=0,解得交点P 对应的参数值 t 'P =32,故|P 0P |=|t 'P |=32.例5过点M(2,1)作直线l ,交x,y 轴的正半轴于A ,B 两点.(1)求|MA|·|MB|的最小值;(2)当(1)取最小值时,求直线l 的方程.解析:(1)设直线l 的倾斜角为θ(0<θ<π),则其方程为⎩⎨⎧ x=2+tcos θy=1+tsin θ(θ为参数,π2<θ<π)…①,x,y 轴方程为xy=0…②,①代入②整理得t 2sin θcos θ+t(2sin θ+cos θ)+2=0…③,MA=t 1,MB=t 2,即为③的两个根, ∴|MA|·|MB|=|t 1|·|t 2|=2|sin θcos θ|=4|sin2θ|,∴当θ=3π4时|MA|·|MB|的最小值为4.(2)∵A,B 为直线l 与x,y 轴正半轴的交点,∴θ=3π4,将θ=3π4代入①得⎩⎪⎨⎪⎧ x=2+tcos 3π4y=1+tsin 3π4,即⎩⎪⎨⎪⎧ x-2=﹣22t y-1=22t,消去t,得x+y-3=0即为所求的l 的直线方程.例6在已知圆x 2+y 2=4上有定点A (-1,-3)及动点P 、Q 且∠QAP =π3,求△APQ面积的最大值.解:设直线AP 的方程为⎩⎨⎧ x =-1+tcos αy =-3+tsin α(t 为参数),将其代入x 2+y 2=4,得t 2-2(cos a +3sin a )t =0, 由弦长公式|AP |=|2(cos a +3sin a )|=4|sin (α+π6)|,同理可得|AQ |=4|sin (β+π6)|,而β=2+π3,所以|AQ |=4|cos a |,故S △APQ =12|AP ||AQ |sin π3=43|sin (α+π6)|·|cos a |=43|sin αcos π6+cos αsin π6)|·|cos a |=43|(32sin αcos α+12cos 2α)|=23|32sin2α+12cos2α+12| =23|sin(2α+π6)+12|当a =π6时,S max =3 3.例7已知圆x 2+y 2=r 2及圆内一点A(a ,b)(a ,b 不同时为零),求被A 平分的弦所在直线方程.解:设所求直线的方程为⎩⎨⎧ x =a +tcos θy =b +tsin θ(t 为参数)①②,代入圆的方程x 2+y 2=r 2,整理得t 2+2(acos θ+bsin θ)t +a 2+b 2-r 2=0 设t 1,t 2为方程两根,∵A 是中点,∴t 1+t 2=0,即acos θ+bsin θ=0,①×a+②×b,得ax +by =a 2+b 2+t(acos θ+bsin θ)=a 2+b 2, 故所求直线方程是ax +by =a 2+b 2.。
高中数学参数方程知识点大全

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⎩⎨⎧+=+=at y y a t 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=tgα=ab的直线的参数方程是⎩⎨⎧+=+=bt y 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⎩⎨⎧+=+=at 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 1cosα,y 0+t 1sinα)(x 0+t 2cosα,y 0+t 2sinα);(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=+b y 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 y tg 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 x A.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+sinθ=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 tx 2cos cos C.⎪⎩⎪⎨⎧-+==t t y tgt x 2cos 12cos 1D.⎪⎩⎪⎨⎧+-==t ty tgt x 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=4sinθ化成直角坐标方程为()A.x 2+(y+2)2=4B.x 2+(y-2)2=4C.(x-2)2+y 2=4D.(x+2)2+y 2=4解:将ρ=22y x +,sinθ=22y x y +代入ρ=4sinθ,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(cosθ+sinθ)⇒22ρ=ρcosθ+ρsinθ,∴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=4sinθ相切的条直线的方程是()A.ρsinθ=2 B.ρcosθ=2C.ρcosθ=-2 D.ρcosθ=-4例9图解:如图.⊙C 的极坐标方程为ρ=4sinθ,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cosθ=ρ2=OPOB ,得ρcosθ=2,∴应选B.例104ρsin 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 +ρcosθ=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=3x 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ρcosθ=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sinθ=21;②θ=6π和tgθ=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.1 B.2 C.3 D.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=2π D.关于极轴对称5.极坐标方程ρ=sinθ+2cosθ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 235211 C.⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+=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 by 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=1D.(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+±x D.y+1=)2(2-±x 11.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.32π C.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 2-10xcosθ+25+3sinθ-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⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=+=ty 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=tgθsecθ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∶812yx +=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.D3.C4.C5.B6.A7.A8.C9.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-直线的参数方程》课件

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2.1
直线的参数方程
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首 页
课程目标
1.掌握直线参数方程的标准形
式,理解参数 t 的几何意义.
2.能依据直线的几何性质,写出
它的两种形式的参数方程,体会
参数的几何意义.
3.能利用直线的参数方程解决
简单的实际问题.
学习脉络
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
3π
4
3π
= -1 + cos ,
4
3π (t
= 2 + sin
4
解:因为 l 过定点 M,且 l 的倾斜角为 ,
所以它的参数方程是
即
2
t,
2
(t
2
+ t
2
= -1=2
为参数).
为参数).①
把①代入抛物线方程,得 t2+ 2t-2=0.
解得 t1=
- 2+ 10
- 2- 10
,t2=
5
= 1 + t,
=
为参数).
因为 3×5-4×4+1=0,所以点 M 在直线 l 上.
4
5
由 1+ t=5,得 t=5,即点 P 到点 M 的距离为 5.
因为 3×(-2)-4×6+1≠0,所以点 N 不在直线 l 上.
由两点间距离公式得|PN|= (1 + 2)2 + (1-6)2 = 34.
π
6
即 α= 或
5π
3
时,|PA||PB|最小,其最小值为
1
6
2 1+4
6
圆锥曲线的参数方程全解

将y=
b
a x代入①,解得点A的横坐标为
a
①
xA = a2(sec tan).
解: 同理可得,点B的横坐标为xB = a2(sec tan).
设AOx=,则tan b . 所以MAOB的面积为
a
S MAOB =|OA||OB|sin2 =
xA
cos
xB
cos
sin2
过点A作圆C1的切线AA '与x轴交于点A ' ,
过圆C2与x轴的交点B作圆C2的切线BB'与直线OA交于点B'. 过点A ' ,B'分别作y轴,x轴的平行线A' M,B' M交于点M.
双曲线的参数方程
y
设M (x, y) 则A' (x, 0), B'(b, y).
a
B'
A
•M
点A在圆C1上 A(acos,asin).
又OA AA',OA AA'=0
o B A' x
b
AA' =(x-acos,-asin )
a cos(x a cos) (a sin)2 0 解得:x a
又 点B'在角的终边上,记 由三角函数定义有:tan y .
co1sy消saxbe去22cta参n数by22得:x1
2
2
说明:⑴ 这里参数 叫做双曲线的离心角与直线OM
的倾斜角不同. ⑵ 双曲线的参数方程可以由方程
x2 a2
y2 b2
1
与三角
恒等式sec2 1 tan2 相比较而得到,所以双曲
线的参数方程的实质是三角代换.
高中数学参数方程知识点详解(讲义+过关检测+详细答案)

5.【答案】D
【解析】 x2 t, y2 1 t 1 x2, x2 y2 1,而t 0, 0 1 t 1,得0 y 2 .
4
4
6.【答案】D
【解析】圆
x=2 cos,
的圆心为原点,半径为
y =2 sin
2,
则圆心到直线 3x-4y-9=0 的距离为 9 ,小于半径 2,故直线与圆相交. 5
D.(1, 3)
2.已知某曲线的参数方程为 xy==ccooss2, +1,则该曲线是(
)
A.直线
B.圆
C.双曲线
3.若一直线的参数方程为
x
x0
1 2
t
(t 为参数),则此直线的倾斜Байду номын сангаас为(
y
y0
3t 2
A.30º
B. 60º
C.120º
4.若点
P(4,a)在曲线
x=
t 2
(t 为参数)上,点 F(2,0),则|PF|等于(
)
y=2 t
A.4
B.5
C.6
D.抛物线 ) D.150º
D.7
5.与参数方程为
x
t
(t为参数) 等价的普通方程为( )
y 2 1 t
A. x2 y2 1 4
B. x2 y2 1(0 x 1) 4
C. x2 y2 1(0 y 2) 4
D. x2 y2 1(0 x 1, 0 y 2) 4
y2 b2
1( a
0 , b 0 )的参数方程为:
x a sec
y
b
tan
(
为参数,
[0, 2 ) 且
, 2
3 2
直线参数方程

人教版高二数学2-2第二章参数方程

4-4第二章 参数方程【知识点梳理】一、参数方程的概念: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 )①,并且对于t 取的每一个允许值,由方程组①所确定的点P (x ,y )都在这条曲线上,那么方程组①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.说明:(1)一般来说,参数的变化范围是有限制的。
(2)参数是联系变量x ,y 的桥梁,可以有实际意义,也可无实际意义。
二、几种常见的参数方程1.直线的参数方程过定点M (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) 0≤α<π.2.圆的参数方程圆心在点M (x 0,y 0),半径为r 的圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+r cos θ,y =y 0+r sin θ(θ为参数,0≤θ≤2π).3.圆锥曲线的参数方程(1)椭圆x 2a 2+y 2b 2=1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos θ,y =b sin θ(θ为参数,0≤θ≤2π).(2)双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos θ,y =btan θ(θ为参数,0≤θ≤2π且2π3θ,2πθ≠≠).,则{,有sec 2θ-tan 2θ=1(3)抛物线y 2=2px (p >0)的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2pt 2,y =2pt (t 为参数).三、参数方程与普通方程的互化将参数方程化成普通方程的常用方法有: (1)代数法消去参数①代入法:从参数方程中选出一个方程,解出参数,然后把参数的表达式代入另一个方程,消去参数,得到曲线的普通方程.②代数运算法:通过乘、除、乘方等运算把参数方程中的方程适当地变形,然后把参数方程中的两个方程进行代数运算,消去参数,得到曲线的普通方程. (2)利用三角恒等式消去参数如果参数方程中的x ,y 都表示为参数的三角函数,那么可以考虑用三角函数公式中的恒等式消去参数,得到曲线的普通方程. (3)注意事项① 互化中必须使,x y 的取值范围保持一致. ② 同一个普通方程可以有不同形式的参数方程.几种常见的参数方程例1:(1)过点(0,0)且倾斜角为60°的直线的参数方程是________.【答案】 (1)⎩⎨⎧x =12t ,y =32t【解析】⎩⎪⎨⎪⎧x =t cos 60°,y =t sin 60°,即⎩⎨⎧x =12t ,y =32t(t 为参数).(2)过点P (-4,0),倾斜角为5π6的直线的参数方程为________.【答案】 ⎩⎨⎧x =-4-32t ,y =t2【解析】∵直线l 过点P (-4,0),倾斜角α=5π6,所以直线的参数方程为⎩⎨⎧x =-4+t cos 5π6,y =0+t sin 5π6,即(t 为参数)⎩⎨⎧x =-4-32t ,y =t2.(3)参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t cos 20°,y =2+t sin 20°(t 为参数)表示的直线的倾斜角是________. 【解析】方程符合直线参数方程的标准形式,易知倾斜角为20°.(4)直线⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+t cos 50°,y =3-t sin 40°(t 为参数)的倾斜角α等于( ) A.40° B.50° C.-45° D.135°【答案】 D 【解析】 根据tan α=-sin 40°cos 50°=-1,因此倾斜角为135°.例2:(1)圆的参数方程为:⎩⎪⎨⎪⎧x =2+2cos θ,y =2sin θ(θ为参数),则圆的圆心坐标为( )A.(0,2)B.(0,-2)C.(-2,0)D.(2,0)【答案】 D 【解析】 由圆的参数方程知,圆心为(2,0). (2)圆心在点(-1,2),半径为5的圆的参数方程为( )A.⎩⎪⎨⎪⎧x =5-cos θ,y =5+2sin θ(0≤θ<2π) B.⎩⎪⎨⎪⎧x =2+5cos θ,y =-1+5sin θ(0≤θ<2π) C.⎩⎪⎨⎪⎧ x =-1+5cos θ,y =2+5sin θ(0≤θ<π) D.⎩⎪⎨⎪⎧x =-1+5cos θ,y =2+5sin θ(0≤θ<2π) 【答案】 D 圆心在点C (a ,b ),半径为r 的圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a +r cos θ,y =b +r sin θ(θ∈[0,2π)).故圆心在点(-1,2),半径为5的圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-1+5cos θ,y =2+5sin θ(0≤θ<2π).例3:(1)椭圆⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θ,y =2sin θ的长轴长和短轴长分别为( )A.3 2B.6 2C.3 4D.6 4【答案】 D 【解析】 由方程可知a =3,b =2,∴2a =6,2b =4.(2)曲线C :⎩⎨⎧x =3cos φ,y =5sin φ(φ为参数)的离心率为________.【答案】 23 【解析】由曲线C 的参数方程可以看出a =3,b =5,得a 2=9,b 2=5,⇒c 2=4,所以e=c a =23. 例4:双曲线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =3sec φ,y =4tan φ(φ为参数)的焦点坐标为________.【答案】 (-5,0),(5,0)【解析】 曲线C 的普通方程为x 29-y 216=1,得焦点坐标为F 1(-5,0),F 2(5,0)参数方程与普通方程的互化例1:(1)将参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =t ,y =2t(t 为参数)化为普通方程是________.【解析】 把t =x 代入②得y =2x 即普通方程为y =2x .(2)将参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =2t 2,y =t +1(t 为参数)化为普通方程是________.【解析】由②得t =y -1,代入①得x =2(y -1)2.(3)将参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =sin θ(θ为参数)化为普通方程是________.【解析】由sin 2 θ+cos 2 θ=1得x 2+y 2=1.(4)将参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =2+sin 2θ,y =-1+cos 2θ(θ为参数)化为普通方程是________【解析】由y =-1+cos 2θ,可得y =-2sin 2θ, 把sin 2θ=x -2代入y =-2sin 2θ,可得y =-2(x -2), 即2x +y -4=0. 又∵2≤x =2+sin 2θ≤3,∴所求的方程是2x +y -4=0(2≤x ≤3),它表示的是一条线段. (5)将(x -2)2+y 2=1化为参数方程是 【解析】令x -2=cos α,y =sin α,∴C 1的一个参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2+cos α,y =sin α(α为参数,α∈R ).【练一练】1.曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ-1,y =2sin θ+2(θ为参数)的一条对称轴的方程为( )A.y =0B.x +y =0C.x -y =0D.2x +y =0【答案】 D 【解析】 曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ-1,y =2sin θ+2(θ为参数)的普通方程为(x +1)2+(y -2)2=4,圆心C的坐标为(-1,2),过圆心的直线都是圆的对称轴,故选D.2.与普通方程x 2+y -1=0等价的参数方程为( )A.⎩⎪⎨⎪⎧x =sin t ,y =cos 2t (t 为参数) B.⎩⎪⎨⎪⎧ x =cos t ,y =sin 2t (t 为参数) C.⎩⎨⎧x =1-t ,y =t(t 为参数) D.⎩⎪⎨⎪⎧x =tan t ,y =1-tan 2t (t 为参数) 【答案】 D【解析】 A 化为普通方程为x 2+y -1=0,x ∈[-1,1],y ∈[0,1]. B 化为普通方程为x 2+y -1=0,x ∈[-1,1],y ∈[0,1]. C 化为普通方程为x 2+y -1=0,x ∈[0,+∞),y ∈(-∞,1]. D 化为普通方程为x 2+y -1=0,x ∈R ,y ∈(-∞,1].参数方程的应用【例1】(1)在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 1和C 2的参数方程分别为⎩⎨⎧x =t ,y =t (t 为参数)⎩⎨⎧x =2cos θ,y =2sin θ(θ为参数),则曲线C 1与C 2的交点坐标为________. 【答案】 (1,1) 【解析】 C 1的普通方程为y 2=x (x ≥0,y ≥0),C 2的普通方程为x 2+y 2=2.由⎩⎪⎨⎪⎧ y 2=x ,(x ≥0,y ≥0),x 2+y 2=2,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1.∴C 1与C 2的交点坐标为(1,1).(2)在平面直角坐标系xOy 中,若直线l :⎩⎪⎨⎪⎧ x =t ,y =t -a ,(t 为参数)过椭圆C :⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos φ,y =2sin φ(φ为参数)的右顶点,则常数a 的值为________.【答案】 3 【解析】 直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =t ,y =t -a 消去参数t 后得y =x -a .椭圆C :⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos φ,y =2sin φ消去参数φ后得x 29+y 24=1.又椭圆C 的右顶点为(3,0),代入y =x -a 得a =3.【例2】已知某条曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+2t ,y =at 2(其中t 是参数,a ∈R ),点M (5,4)在该曲线上.(1)求常数a ;(2)求曲线C 的普通方程.【解】 (1)由题意,可知⎩⎪⎨⎪⎧1+2t =5,at 2=4,故⎩⎪⎨⎪⎧t =2,a =1,所以a =1. (2)由已知及(1)可得,曲线C 的方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+2t ,y =t 2,由第一个方程,得t =x -12,代入第二个方程,得y =⎝⎛⎭⎫x -122,即(x -1)2=4y 为所求.【例3】已知直线l 的参数方程:⎩⎪⎨⎪⎧x =t ,y =1+2t (t 为参数)和圆C 的极坐标方程:ρ=22sin ⎝⎛⎭⎫θ+π4(θ为参数). (1)将直线l 的参数方程和圆C 的极坐标方程化为直角坐标方程; (2)判断直线l 和圆C 的位置关系.解:(1)消去参数t ,得直线l 的直角坐标方程为y =2x +1;ρ=22sin ⎝⎛⎭⎫θ+π4即ρ=2(sin θ+cos θ).两边同乘以ρ得ρ2=2(ρsin θ+ρcos θ), 消去参数θ,得圆C 的直角坐标方程为:(x -1)2+(y -1)2=2. (2)圆心C 到直线l 的距离d =|2-1+1|22+12=255<2,所以直线l 和圆C 相交.【例4】在直角坐标系xOy 中,以坐标原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 C 1:ρ2-4ρcos θ+3=0,θ∈[0,2π],曲线C 2:ρ=34sin ⎝⎛⎭⎫π6-θ,θ∈[0,2π].(1)求曲线C 1的一个参数方程;(2)若曲线C 1和曲线C 2相交于A ,B 两点,求|AB |的值. 解 (1)由ρ2-4ρcos θ+3=0,可得x 2+y 2-4x +3=0. ∴(x -2)2+y 2=1.令x -2=cos α,y =sin α,∴C 1的一个参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2+cos α,y =sin α(α为参数,α∈R ).(2)C 2:4ρ⎝⎛⎭⎫sin π6cos θ-cos π6sin θ=3, ∴4⎝⎛⎭⎫12x -32y =3,即2x -23y -3=0.∵直线2x -23y -3=0与圆(x -2)2+y 2=1相交于A ,B 两点,且圆心到直线的距离d =14,∴|AB |=2× 1-⎝⎛⎭⎫142=2×154=152.。
圆锥曲线的参数方程 课件

椭圆的参数方程及应用
将参数方程yx==35scionsθθ (θ 为参数)化为普通方 程,并判断方程表示曲线的焦点坐标.
【思路探究】 根据同角三角函数的平方关系,消去参 数,化为普通方程,进而研究曲线形状和几何性质.
【自主解答】
由yx==35scionsθθ
得csionsθθ==3y5x,,
两式平方相加,得x522+3y22=1.
抛物线的参数方程
设抛物线 y2=2px 的准线为 l,焦点为 F,顶点 为 O,P 为抛物线上任一点,PQ⊥l 于 Q,求 QF 与 OP 的交 点 M 的轨迹方程.
【思路探究】 解答本题只要解两条直线方程组成的方 程组得到交点的参数方程,然后化为普通方程即可.
【自主解答】 设 P 点的坐标为(2pt2,2pt)(t 为参数), 当 t≠0 时,直线 OP 的方程为 y=1t x, QF 的方程为 y=-2t(x-p2), 它们的交点 M(x,y)由方程组
∴a=5,b=3,c=4.
因此方程表示焦点在 x 轴上的椭圆,焦点坐标为 F1(4,0)
和 F2(-4,0).
椭圆的参数方程yx==bacsionsθθ,, (θ 为参数,a,b 为常数, 且 a>b>0)中,常数 a、b 分别是椭圆的长半轴长和短半轴长, 焦点在长轴上.
若本例的参数方程为yx==53scionsθθ ,(θ 为参数),则如何求 椭圆的普通方程和焦点坐标?
它到两渐近线的距离分别是 d1 和 d2,
则
d1·d2=|absec
φ+abtan b2+a2
φ| ·
|absec φ-abtan φ| b2+-a2
=|a2b2seac22+φ-b2tan2 φ|=aa2+2b2b2(定值).
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2.2 直线参数方程及其应用
一、直线参数方程建立
课本在P 55“向量与直线”阅读材料中,介绍了利用向量法建立直线方程的
参数式:⎩⎨⎧ x =x 0+at
y =y 0+bt
(t 为参数) (*),其中(x 0,y 0)是直线上的一点,(a,b)
是直线的一个方向向量,P(x,y)是直线上任意一点,实数t 是对应点P 的参数.这种直线的参数式方程可直线称为直线参数方程.
事实上,我们还可以这样来建立直线的参数方程:因过定点P(x 0,y 0)且倾斜角为α的直线方程为:y -y 0=sin αcos α(x -x 0)(0<α<π,且α≠π
2),则有:y -y 0sin α=x -x 0cos α
.令其比值为t,于是
得:y -y 0sin α=t,x -x 0
cos α=t,即有⎩⎨⎧ x =x 0+tcos αy =y 0+tsin α
(t 为参数) (**),这也是直线的参数方程.
很显然其中参数t 还有很好的几何性质,即|t|=|-→P 0P |.
为区别于其它形式的参数方程,参数方程(**)我们称为直线的标准参数方程.M 0(x 0,
y 0)为定点点,而t 表示有向线段M 0P 的数量,我们规定:当P 在M 的上方时,t >0;而P
在M 的下方时,t <0.通常,当我们将(*)代入二次曲线C 的方程能得到:at 2
+bt +c =0(***)
如果 a ≠0,且△=b 2
-4ac >0时,则(**)所表示的直线 L 与C 相交于A 、B 两点,且有向线段→M 0A ,→M 0B 的数量是方程(***)的二根t 1,t 2,即t 1=M 0A ,t 2=M 0B. 下面的几个结论是经常用到的:
(1)|AB |=| t 1-t 2|=(t 2+t 1)2
-4t 2t 1; (2)AB 的中点P 对应的参数为 t =
t 1+t 2
2
;
(3)设P 分有向线段AB 的比为 λ,则P 对应的参数为
t 1+λt 2
1+λ
.
(4)当 t 1,t 2满足关系 t 1=λt 2时,则(t 1+t 2)2=λ+1λ+2·t 1t 2
二﹑直线参数方程应用
例1(1)已知直线过点A(-2,3),B(1,-5),求直线AB 的参数方程;(2)直线l 过点A(1,5),倾斜角为π
3
,求直线l 的参数方程.
解:(1)直线AB 的方向向量为v =(1,-5)-(-2,3)=(3,-8),
又因其过点A(-2,3),∴直线AB 的参数方程为⎩⎨⎧ x =-2+3t
y =3-8t
.
(2)直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧ x =1+tcos π
3
y =5+tsin π3,即⎩⎪⎨⎪⎧ x =1+12t y =5+32
t
.
例2若直线参数方程为⎩⎨⎧ x =1+tsin70︒
y =2-tcos70︒
(t 为参数),求直线的倾斜角.
解:由参数方程得:x -1sin70︒=y -2-cos70︒,∴y-2=﹣cos70︒
sin70︒(x -1),
∴y-2=tan160︒(x -1),由此普通方程可知其倾斜角为160︒.
例3(1)直线l 过点P(1,2),倾斜角为π
4,求l 上与P 的距离为22的点;(2)求直线⎩⎨
⎧
x =-2-2t y =3+2t
(t 为参数)上的点到P(-2,3)距离为2的点的坐标.
解:(1)l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧ x =1+2
2
t y =2+22t ,令|t|=22,
∴t=±22,代加原参数方程得所求点为(3,4)或(-1,0).
(2)可化成普通方程处理,现仍将参数方程整理成标准形式,利用参数的几何意义求解. 即有⎩⎪⎨⎪⎧ x =-2+(2t)(﹣2
2
)y =3+(2t)·22,又直线过定点P 0(-2,3),且直线上任一点P 对应参数为
2t,
则有|-→P 0P |=|2t|=2,
∴2t=±2,当2t =2时,所求点为(-3,4);当2t =-2时,所求点为(-1,2). 例4已知过点 P 0(-1,2)的直线ι的参数方程是⎩⎨⎧ x =-1+3t
y =2-4t
,求点P 0到另一直
线2x -y +1=0 的交点P 的距离.
解:因为a 2
+b 2
=32
+42
=5≠1,所以此直线的参数方程不是标准线, 令t =1
5t ',化为标准式,得⎩
⎪⎨⎪⎧ x =-1+3
5t 'y =2-45
t ',
将其代入方程2x -y +1=0,解得交点P 对应的参数值 t 'P =32,故|P 0P |=|t 'P |=3
2.
例5过点M(2,1)作直线l ,交x,y 轴的正半轴于A ,B 两点.(1)求|MA|·|MB|的最小值;
(2)当(1)取最小值时,求直线l 的方程.
解析:(1)设直线l 的倾斜角为θ(0<θ<π),则其方程为⎩⎨⎧ x=2+tcos θy=1+tsin θ
(θ为参数,π
2<θ
<π)…①,
x,y 轴方程为xy=0…②,
①代入②整理得t 2
sin θcos θ+t(2sin θ+cos θ)+2=0…③,MA=t 1,MB=t 2,即为③的两个根, ∴|MA|·|MB|=|t 1|·|t 2|=2|sin θcos θ|=4|sin2θ|,∴当θ=3π
4时|MA|·|MB|的最小值为4.
(2)∵A,B 为直线l 与x,y 轴正半轴的交点,∴θ=3π4,将θ=3π
4代入①得⎩⎪⎨⎪⎧ x=2+tcos 3π
4y=1+tsin 3π4,
即⎩
⎪⎨⎪⎧ x-2=﹣2
2t y-1=22
t ,消去t,得x+y-3=0即为所求的l 的直线方程.
例6在已知圆x 2+y 2
=4上有定点A (-1,-3)及动点P 、Q 且∠QAP =π3,求△APQ
面积的最大值.
解:设直线AP 的方程为⎩⎨⎧ x =-1+tcos α
y =-3+tsin α
(t 为参数),
将其代入x 2+y 2=4,得t 2
-2(cos a +3sin a )t =0, 由弦长公式|AP |=|2(cos a +3sin a )|=4|sin (α+π
6)|,
同理可得|AQ |=4|sin (β+π
6)|,
而β=2+π
3
,所以|AQ |=4|cos a |,
故S △APQ =12|AP ||AQ |sin π3=43|sin (α+π6)|·|cos a |=43|sin αcos π6+cos αsin π
6)
|·|cos a |
=43|(
32sin αcos α+12cos 2
α)|=23|32sin2α+12cos2α+1
2
|
=23|sin(2α+π6)+1
2|
当a =π
6时,S max =3 3.
例7已知圆x 2
+y 2
=r 2
及圆内一点A(a ,b)(a ,b 不同时为零),求被A 平分的弦所在直线方程.
解:设所求直线的方程为⎩⎨⎧ x =a +tcos θy =b +tsin θ
(t 为参数)①
②,
代入圆的方程x 2+y 2=r 2,整理得t 2+2(acos θ+bsin θ)t +a 2+b 2-r 2
=0
设t 1,t 2为方程两根,
∵A 是中点,∴t 1+t 2=0,即acos θ+bsin θ=0,
①×a+②×b,得ax +by =a 2
+b 2
+t(acos θ+bsin θ)=a 2
+b 2
, 故所求直线方程是ax +by =a 2
+b 2
.。