参数方程直线圆yong

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参数方程知识点整理

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参数方程知识点整理参数方程是数学中一种常用的表示曲线形状的方法。

参数方程的形式为x=f(t),y=g(t),其中x和y分别是曲线上的点的横纵坐标,t为参数。

参数方程通常用于描述一些复杂的曲线,如圆、椭圆、双曲线等,它可以方便地描述出曲线上每一个点的位置。

下面结合一些具体的例子来整理参数方程的相关知识点。

1.直线的参数方程:当直线的斜率为k,截距为b时,可以通过参数方程表示为:x=ty=kt+b其中t为参数,t可以取任意实数。

2.圆的参数方程:一个圆可以通过参数方程表示为:x=R*cos(t)y=R*sin(t)其中R为圆的半径,t为参数,t的取值范围可以是[0,2π]。

3.椭圆的参数方程:一个椭圆可以通过参数方程表示为:x=a*cos(t)y=b*sin(t)其中a和b分别是椭圆的长轴长度和短轴长度,t为参数,t的取值范围可以是[0,2π]。

4.双曲线的参数方程:一个双曲线可以通过参数方程表示为:x=a*cosh(t)y=b*sinh(t)其中a和b分别是双曲线的参数,cosh(t)和sinh(t)分别表示双曲函数的余弦和正弦函数。

5.抛物线的参数方程:一个抛物线可以通过参数方程表示为:x=ty=at^2+bt+c其中a、b和c为抛物线的参数,t为参数,t可以取任意实数。

6.参数方程与命题方程的转化:有时候我们已经知道了一条曲线的命题方程,想要求出其参数方程。

这时可以通过代入一些特定的参数值,利用参数方程的定义解出x和y的值,从而得到参数方程。

例如,已知一条直线的命题方程为y=2x+3,我们可以任选一个参数值t,假设t=1,那么根据直线的参数方程可以得到:x=1y=2*1+3=5所以参数方程可以表示为:x=ty=2t+3参数方程在几何图形的研究中有着广泛的应用。

通过参数方程,我们可以方便地描述出复杂曲线的形状和特性,比如曲线的弧长、曲率、切线等。

参数方程能够将复杂的问题转化为简单的曲线方程的解析表达式,进而进行更深入的研究和分析。

直线与圆的方程公式大全

直线与圆的方程公式大全

直线与圆的方程公式大全在数学中,直线和圆是两个基本的几何图形。

直线由无数个点构成,而圆则由一个中心点和半径确定。

为了描述和分析直线和圆的性质,我们需要一些方程公式。

本文将为您介绍直线和圆的方程公式大全,以帮助您更好地理解它们的特性和计算方法。

直线的方程公式1. 点斜式方程直线的点斜式方程由直线上一点的坐标和直线的斜率确定。

若直线上一点为P(x1,y1),斜率为k,则直线的点斜式方程为:y−y1=k(x−x1)2. 截距式方程直线的截距式方程由直线在x轴和y轴上的截距确定。

直线与x轴的截距为a,与y轴的截距为b,则直线的截距式方程为:$$\\frac{x}{a} + \\frac{y}{b} = 1$$3. 一般式方程直线的一般式方程表示为Ax+By+C=0,其中A、B、C为常数,且A和B不同时为零。

4. 法线斜截式方程与直线的点斜式方程对应的法线斜截式方程为:$$y-y_1=-\\frac{1}{k}(x-x_1)$$圆的方程公式1. 标准方程圆的标准方程由圆心(ℎ,k)和半径r确定。

圆的标准方程为:(x−ℎ)2+(y−k)2=r22. 一般方程圆的一般方程表示为x2+y2+Dx+Ey+F=0,其中D、E、F为常数。

3. 截距方程如果圆与x轴和y轴分别有截距a和b,则圆的截距方程为:$$\\frac{x^2}{a^2} + \\frac{y^2}{b^2} = 1$$4. 参数方程圆的参数方程方程由圆心(ℎ,k)和半径r确定。

设角度 $\\theta$ 是圆心与某点(x,y)所在的连接线与x轴正半轴的夹角,则点(x,y)的参数方程为:$$x = h + r \\cos \\theta$$$$y = k + r \\sin \\theta$$5. 圆的直径方程若圆的两个端点分别为A(x1,y1)和B(x2,y2),则圆的直径方程为:(x−x1)(x−x2)+(y−y1)(y−y2)=0结论本文介绍了直线与圆的方程公式大全,包括直线的点斜式方程、截距式方程、一般式方程和法线斜截式方程,以及圆的标准方程、一般方程、截距方程、参数方程和直径方程。

2016新课标三维人教B版数学选修4-4 2.2 直线和圆的参数方程

2016新课标三维人教B版数学选修4-4   2.2  直线和圆的参数方程

_2.2直线和圆的参数方程2.2.1 直线的参数方程[对应学生用书P25][读教材·填要点]1.直线的参数方程:经过点M 0(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). 参数t 的绝对值表示参数t 所对应的点M 到定点M 0的距离.2.过点M 0(x 0,y 0)且与平面向量a =(l ,m )平行的直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =x 0+lt y =y 0+mtt ∈R 当M 0M ―→与a 同向时,t 取正数;当M 0M ―→与a 反向时,t 取负数.[小问题·大思维]1.经过点M (1,5)且倾斜角为π3的直线,以定点M 到动点P 的位移t 为参数的参数方程是什么?提示:根据直线参数方程的定义,易得 ⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t ·cos π3,y =5+t ·sin π3,即⎩⎪⎨⎪⎧x =1+12t ,y =5+32t .2.已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-1-22t ,y =2+22t (t 为参数),则直线l 的斜率为何值?提示:直线l 的参数方程可化为⎩⎪⎨⎪⎧x =-1+t cos 3π4,y =2+t sin 3π4,故直线的斜率为tan 3π4=-1.[对应学生用书P25][例1] 已知直线l 的方程为3x -4y +1=0,点P (1,1)在直线l 上,写出直线l 的参数方程,并求点P 到点M (5,4)和点N (-2,6)的距离.[思路点拨] 本题考查直线参数方程的求法及其简单应用.解答本题需要根据直线方程确定直线的倾斜角α,然后写出直线l 的参数方程.[精解详析] 由直线方程3x -4y +1=0可知,直线的斜率为34.设直线的倾斜角为α,则tan α=34,sin α=35,cos α=45. 又点P (1,1)在直线l 上,所以直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+45t ,y =1+35t .因为3×5-4×4+1=0,所以点M 在直线l 上. 由1+45t =5,得t =5,即点P 到点M 的距离为5. 因为点N 不在直线l 上,故根据两点的距离公式, 可得|PN |=(1+2)2+(1-6)2=34.直线的参数方程可以从它的普通方程转化而来,设直线的点斜式方程为y -y 0=k (x -x 0).其中k =tan α,α为直线的倾斜角,代入上式,得 y -y 0=sin αcos α·(x -x 0),α≠π2,即x -x 0cos α=y -y 0sin α. 记上式的比值为t ,整理后得 ⎩⎨⎧x =x 0+t cos α,y =y 0+t sin α.1.一直线过P 0(3,4),倾斜角α=π4,求此直线与直线3x +2y =6的交点M 与P 0之间的距离.解:设直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3+22t ,y =4+22t .将它代入3x +2y -6=0得 3⎝ ⎛⎭⎪⎫3+22t +2⎝ ⎛⎭⎪⎫4+22t =6,解得t =-1125, ∴|MP 0|=|t |=1125.直线的参数方程的应用[例2] 已知直线的参数方程为⎩⎨⎧x =-1+3t ,y =2-4t ,它与曲线(y -2)2-x 2=1交于A ,B 两点.(1)求|AB |的长;(2)求点P (-1,2)到线段AB 中点C 的距离.[思路点拨] 本题主要考查直线的参数方程与圆的综合应用.解答本题需先求出直线l 的参数方程,然后根据相关概念及性质求解即可.[精解详析] (1)把直线的参数方程对应的坐标代入曲线方程并化简得7t 2+6t -2=0.设A ,B 对应的参数分别为t 1,t 2, 则t 1+t 2=-67,t 1t 2=-27. 所以,线段|AB |的长为32+(-4)2|t 1-t 2|=5(t 1+t 2)2-4t 1t 2=10723.(2)根据中点坐标的性质可得AB 中点C 对应的参数为t 1+t 22=-37.所以,由t 的几何意义可得点P (-1,2)到线段AB 中点C 的距离为32+(-4)2·⎪⎪⎪⎪⎪⎪-37=157.不用求出A ,B 两点的坐标,根据直线参数方程中t 的几何意义,再根据根与系数的关系即可求出AB 及点P 到AB 中点C 的距离.2.已知直线l 经过点P (1,1),倾斜角α=π6. (1)写出直线l 的参数方程.(2)设l 与圆x 2+y 2=4相交于两点A ,B ,求点P 到A ,B 两点的距离之积. 解:(1)直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t cos π6,y =1+t sin π6.即⎩⎪⎨⎪⎧ x =1+32t ,y =1+12t .(2)把⎩⎪⎨⎪⎧x =1+32t ,y =1+12t代入x 2+y 2=4,得(1+32t )2+(1+12t )2=4,t 2+(3+1)t -2=0,t1t2=-2,则点P到A,B两点的距离之积为2.[例3]过点P(102,0)作倾斜角为α的直线与曲线x2+2y2=1交于点M,N,求|PM|·|PN|的最小值及相应的α的值.[思路点拨]本题考查直线与椭圆的位置关系.解答本题需要先确定直线的参数方程,然后利用参数的几何意义求解.[精解详析]设直线的参数方程为⎩⎨⎧x=102+t cos α,y=t sin αt为参数,代入曲线方程并整理得(1+sin2α)t2+(10cos α)t+32=0,则|PM|·|PN|=|t1t2|=321+sin2α,所以当sin2α=1时,即α=π2时,|PM|·|PN|的最小值为34,此时α=π2.直线的参数方程⎩⎨⎧x=x0+t cos α,y=y0+t sin α中,参数t具有明显的几何意义,搞清参数t的几何意义是解决此类问题的关键.3.已知椭圆的参数方程⎩⎨⎧x=3cos θ,y=2sin θ(0≤θ≤2π),求椭圆上一点P到直线⎩⎨⎧x=2-3t,y=2+2t的最短距离.解:由题意,得P(3cos θ,2sin θ),直线:2x+3y-10=0.d =|6cos θ+6sin θ-10|13=⎪⎪⎪⎪⎪⎪62sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4-1013,而62sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4-10∈[-62-10,62-10],∴⎪⎪⎪⎪⎪⎪62sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4-1013∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤10-6213,10+6213. ∴d min =10-6213.[对应学生用书P27]一、选择题1.若直线的参数方程为⎩⎨⎧x =1+2t ,y =2-3t ,,则直线的斜率为( )A.23 B .-23 C.32D .-32解析:选D k =y -2x -1=-3t 2t =-32. 2.直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =a +t ,y =b +t ,l 上的点P 1对应的参数是t 1,则点P 1与P (a ,b )之间的距离为( )A .|t 1|B .2|t 1| C.2|t 1|D.22|t 1|解析:选C 点P 1对应的点的坐标为(a +t 1,b +t 1), ∴|PP 1|=(a +t 1-a )2+(b +t 1-b )2=2t 21=2|t 1|. 3.下列可以作为直线2x -y +1=0的参数方程的是( ) A.⎩⎨⎧x =1+t ,y =3+t B.⎩⎨⎧x =1-t ,y =5-2tC.⎩⎨⎧x =1-t ,y =3-2t D.⎩⎪⎨⎪⎧x =2+255t ,y =5+55t解析:选C 题目所给的直线的斜率为2,选项A 中直线斜率为1,选项D 中直线斜率为12,所以可以排除A 、D 两项;B 、C 两项中直线斜率均为2,但B 项中直线的普通方程为2x -y +3=0,故选C.4.过点(0,2)且与直线⎩⎨⎧x =2+t ,y =1+3t 互相垂直的直线的参数方程为( )A.⎩⎨⎧ x =3t y =2+tB.⎩⎨⎧ x =-3t y =2+tC.⎩⎨⎧x =-3t y =2-tD.⎩⎨⎧x =2-3t y =t解析:选B 直线⎩⎨⎧x =2+t ,y =1+3t 化为普通方程为y =3x +1-23,其斜率k 1=3,设所求直线的斜率为k ,由kk 1=-1,得k =-33,故参数方程为⎩⎨⎧x =-3t ,y =2+t(t 为参数). 二、填空题5.直线l 过点M 0(1,5),倾斜角是π3,且与直线x -y -23=0交于M ,则|MM 0|的长为________.解析:直线l 的方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t2,y =5+3t2.代入x -y -23=0,得(1-3)t =8+4 3. 解得|MM 0|=|t |=10+6 3. 答案:10+6 36.直线⎩⎨⎧x =-2-2t ,y =3+2t 上与点A (-2,3)的距离等于2的点的坐标是________.解析:设P (-2-2t,3+2t )是直线上满足条件的点,则(-2t )2+(2t )2=(2)2,t 2=12,t =±22,则P (-3,4)或(-1,2).答案:(-3,4)或(-1,2)7.设直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-4+22t ,y =22t ,点P 在直线上,且与点M 0(-4,0)的距离为2,若该直线的参数方程改写成⎩⎨⎧x =-4+t ,y =t (t 为参数),则在这个方程中点P 对应的t 值为________.解析:由|PM 0|=2知,t =±2,代入第一个参数方程,得点P 的坐标分别为(-3,1)或(-5,-1),再把点P 的坐标代入第二个参数方程可得t =1或t =-1.答案:±18.直线⎩⎨⎧x =3+at ,y =-1+4t 过定点________.解析:消去t 得x -3y +1=a4,即-(y +1)a +4x -12=0,则x =3,且y =-1时,对于任何a 都成立.答案:(3,-1) 三、解答题9.直线l 1过点M (1,2),且与向量α=(3,-1)共线. (1)写出该直线的参数方程;(2)直线l 2的方程为2x +y -1=0,且l 1交l 2于N ,求|MN |. 解:(1)直线l 1的参数方程为⎩⎨⎧x =1+3t ,y =2-t .(2)把l 1的参数方程代入l 2的方程中,得2(1+3t )+2-t -1=0.解得t =-35,N 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-45,135.∴|MN |2=⎝ ⎛⎭⎪⎫952+⎝ ⎛⎭⎪⎫352=9025,|MN |=3105.10.已知直线l 1的参数方程为⎩⎨⎧x =-1+2t ,y =-1+4t ,l 2的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+2t ,y =-52-t .试判断l 1与l 2的位置关系.解:法一:将直线l 1的参数方程化为普通方程,得y =2x +1;将l 2的参数方程化为普通方程,得y =-12x -2.因为k 1·k 2=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=-1,所以两直线垂直.法二:由参数方程知l 1与向量a 1=(2,4)平行,l 2与向量a 2=(2,-1)平行. 又2×2+4×(-1)=0,∴l 1⊥l 2, 即两条直线垂直.11.设直线l 过点P (-3,3),且倾斜角为5π6. (1)写出直线l 的参数方程;(2)设此直线与曲线C :⎩⎨⎧x =2cos θ,y =4sin θ(0≤θ≤2π)交于A ,B 两点,求|P A |·|PB |; (3)设A ,B 中点为M ,求|PM |. 解:(1)直线l 的参数方程是 ⎩⎪⎨⎪⎧x =-3+t cos 5π6=-3-32t ,y =3+t sin 5π6=3+12t .(2)消去曲线C 中的参数,得4x 2+y 2-16=0, 把直线的参数方程代入曲线C 的普通方程, 得4⎝⎛⎭⎪⎫-3-32t 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫3+12t 2=16,化简为13t 2+12(1+43)t +116=0. 由t 的几何意义,知|P A |·|PB |=|t 1·t 2|, ∴|P A |·|PB |=|t 1·t 2|=11613.(3)由t 的几何意义知,中点M 对应的参数为t 1+t 22, ∴|PM |=|t 1+t 2|2=6(1+43)13.2.2.2 圆的参数方程[对应学生用书P28][读教材·填要点]如图,质点以匀角速度ω做圆周运动,圆心在原点,半径为R ,记t 为时间,运动开始时t =0,质点位于点A 处,在时刻t ,质点位于点M (x ,y )处,θ=ωt ,θ为Ox 轴正向到向径OM 所成的角,则圆的参数方程为⎩⎨⎧x =R cos ωt ,y =R sin ωt (t ≥0),也可写成⎩⎨⎧x =R cos θ,y =R sin θ(0≤θ≤2π).若圆心在点M 0(x 0,y 0)处,半径为R ,则圆的参数方程为⎩⎨⎧x =x 0+R cos θ,y =y 0+R sin θ(0≤θ≤2π).[小问题·大思维]1.方程⎩⎨⎧x =R cos θ,y =R sin θ(0≤θ≤2π)是以坐标原点为圆心,以R 为半径的圆的参数方程,能否直接由圆的普通方程转化得出?提示:以坐标原点为圆心,以R 为半径的圆的标准方程为x 2+y 2=R 2,即⎝ ⎛⎭⎪⎫x R 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y R 2=1. 令⎩⎪⎨⎪⎧x R =cos θ,y R =sin θ,则⎩⎨⎧x =R cos θ,y =R sin θ.2.参数方程⎩⎨⎧x =2cos θ,y =1+2sin θ(0≤θ≤π)表示什么曲线?提示:表示圆心为(0,1),半径为2的圆的上半部分即半圆(包括端点).[对应学生用书P29][例1] 点M 在圆(x -r )2+y 2=r 2(r >0)上,O 为原点,x 轴的正半轴绕原点旋转到OM 形成的角为φ.以φ为参数,求圆的参数方程.[思路点拨] 本题考查圆的参数方程的求法.解答此题需要借助图形分析圆上点M (x ,y )的坐标与φ之间的关系,然后写出参数方程.[精解详析] 如图,设圆心为O ′,连接O ′M .①当M 在x 轴上方时, ∠MO ′x =2φ. ∴⎩⎨⎧x =r +r cos 2φ,y =r sin 2φ. ②当M 在x 轴下方时, ∠MO ′x =2φ, ∴⎩⎨⎧x =r +r cos (-2φ),y =-r sin (-2φ).即⎩⎨⎧x =r +r cos 2φ,y =r sin 2φ. ③当M 在x 轴上时, 对应φ=0或φ=±π2. 综上得圆的参数方程为 ⎩⎨⎧x =r +r cos 2φ,y =r sin 2φ,-π2≤φ≤π2.(1)由于选取的参数不同,圆有不同的参数方程.一般地,同一条曲线,可以选取不同的变数为参数,因此得到的参数方程也可以有不同的形式,形式不同的参数方程,它们表示的曲线却可以是相同的.另外在建立曲线的参数方程时,要注明参数及参数的取值范围.(2)确定圆的参数方程,必须根据题目所给条件,否则,就会出现错误,如本题如果把参数方程写成⎩⎨⎧x =r +r cos φ,y =r sin φ,φ的意义就改变了.1.设y =tx (t 为参数),则圆x 2+y 2-4y =0的参数方程是________. 解析:把y =tx 代入x 2+y 2-4y =0, 得x =4t 1+t 2,y =4t 21+t 2,∴参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =4t1+t 2,y =4t 21+t 2.答案:⎩⎪⎨⎪⎧x =4t 1+t 2,y =4t 21+t 2[例2] (福建高考)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. [思路点拨] (1)化参数方程为普通方程. (2)利用圆心到直线的距离d ≤4可求.[精解详析] (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.解决此类问题的关键是化圆的参数方程为普通方程后再求解.2. 设点M (x ,y )在圆x 2+y 2=1上移动,求点Q (x (x +y ),y (x +y ))的轨迹的参数方程.解:设M (cos θ,sin θ)(0≤θ<2π),点Q (x 1,y 1), 则⎩⎨⎧x 1=cos θ(cos θ+sin θ),y 1=sin θ(cos θ+sin θ),0≤θ≤2π, 即为所求的参数方程.[例3] 已知点P (x ,y )是圆⎩⎨⎧x =cos θ,y =1+sin θ0≤θ≤2π上的动点.(1)求3x +y 的取值范围;(2)若x +y +a ≥0恒成立,求实数a 的取值范围.[思路点拨] 本题考查圆的参数方程的求法及不等式的恒成立问题.解决本题需要正确求出圆x 2+y 2=2y 的参数方程,然后利用参数方程求解.[精解详析] (1)∵P 在圆⎩⎨⎧x =cos θ,y =1+sin θ上,∴3x +y =3cos θ+sin θ+1=2sin(θ+π3)+1. ∴-2+1≤3x +y ≤2+1,即3x +y 的取值范围为 [-1,3].(2)x +y +a =cos θ+sin θ+1+a ≥0, ∴a ≥-(cos θ+sin θ)-1.又-(cos θ+sin θ)-1=-2sin(θ+π4)-1≤2-1, ∴a ≥2-1,即a 的取值范围为[2-1,+∞).(1)解决此类问题的关键是根据圆的参数方程写出点的坐标,并正确确定参数的取值范围.(2)利用圆的参数方程求参数或代数式的取值范围的实质是利用正、余弦函数的有界性.3.将参数方程⎩⎨⎧x =1+cos θ,y =sin θ(0≤θ≤2π)转化为直角坐标方程是________________,该曲线上的点与定点A (-1,-1)的距离的最小值为________.解析:易得直角坐标方程是(x -1)2+y 2=1,所求距离的最小值应为圆心到点A 的距离减去半径,易求得为5-1.答案:(x -1)2+y 2=1 5-1[对应学生用书P30]一、选择题1.圆的参数方程为⎩⎨⎧x =2+2cos θ,y =2sin θ0≤θ≤2π.则圆的圆心坐标为( )A .(0,2)B .(0,-2)C .(-2,0)D .(2,0)解析:选D 圆的普通方程为(x -2)2+y 2=4. 故圆心坐标为(2,0).2.若直线2x -y -3+c =0与曲线⎩⎨⎧x =5cos θ,y =5sin θ(0≤θ≤2π)相切,则实数c 等于( )A .2或-8B .6或-4C .-2或8D .4或-6解析:选C 将曲线⎩⎨⎧x =5cos θ,y =5sin θ(0≤θ≤2π)化为普通方程为x 2+y 2=5,由直线2x -y -3+c =0与圆x 2+y 2=5相切,可知|-3+c |5=5,解得c =-2或8.3.P (x ,y )是曲线⎩⎨⎧x =2+cos α,y =sin α0≤α≤2π上任意一点,则(x -5)2+(y +4)2的最大值为( )A .36B .6C .26D .25解析:选A 设P (2+cos α,sin α),代入得 (2+cos α-5)2+(sin α+4)2 =25+sin 2α+cos 2α-6cos α+8sin α =26+10sin(α-φ)(tan φ=34,φ为锐角). ∴最大值为36.4.已知曲线C :⎩⎨⎧ x =2cos θ,y =2sin θ(0≤θ≤2π)和直线l :⎩⎨⎧x =t ,y =t +b (t 为参数,b为实数),若曲线C 上恰有3个点到直线l 的距离等于1,则b =( )A. 2 B .- 2 C .0D .±2解析:选D 将曲线C 和直线l 的参数方程分别化为普通方程为x 2+y 2=4和y =x +b ,依题意,若要使圆上有3个点到直线l 的距离为1,只要满足圆心到直线的距离为1即可,得到|b |2=1,解得b =±2. 二、填空题5.把圆x 2+y 2+2x -4y +1=0化为参数方程为________.解析:圆x 2+y 2+2x -4y +1=0的标准方程是(x +1)2+(y -2)2=4,圆心为(-1,2),半径为2,故参数方程为⎩⎨⎧x =-1+2cos θ,y =2+2sin θ(0≤θ≤2π).答案:⎩⎨⎧x =-1+2cos θ,y =2+2sin θ(0≤θ≤2π)6.已知圆C :⎩⎨⎧x =cos θ,y =-1+sin θ与直线x +y +a =0有公共点,则实数a 的取值范围为________.解析:将圆C 的方程代入直线方程,得 cos θ-1+sin θ+a =0,即a =1-(sin θ+cos θ)=1-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4.∵-1≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4≤1,∴1-2≤a ≤1+ 2.答案:[1-2,1+2]7.直线⎩⎨⎧ x =t cos θ,y =t sin θ(t 为参数)与圆⎩⎨⎧x =4+2cos α,y =2sin α(0≤α≤2π)相切,则θ=________.解析:直线为y =x tan θ,圆为(x -4)2+y 2=4,作出图形,相切时,易知倾斜角为π6或5π6.答案:π6或5π68.已知动圆x 2+y 2-2ax cos θ-2by sin θ=0(a ,b 是正常数,且a ≠b ,θ为参数),则圆心的轨迹的参数方程为________.解析:设P (x ,y )为动圆的圆心,由x 2+y 2-2ax cos θ-2by sin θ=0, 得(x -a cos θ)2+(y -b sin θ)2=a 2cos 2θ+ b 2sin 2θ.∴⎩⎨⎧x =a cos θ,y =b sin θ. 答案:⎩⎨⎧x =a cos θ,y =b sin θ三、解答题9.已知圆的方程为x 2+y 2=2x ,写出它的参数方程. 解:x 2+y 2=2x 的标准方程为(x -1)2+y 2=1. 设x -1=cos θ,y =sin θ,则参数方程为⎩⎨⎧x =1+cos θ,y =sin θ(0≤θ≤2π).10.已知实数x ,y 满足x 2+(y -1)2=1,求t =x +y 的最大值. 解:方程x 2+(y -1)2=1表示以(0,1)为圆心,以1为半径的圆. ∴其参数方程为⎩⎨⎧x =cos θ,y =1+sin θ.∴t =x +y =cos θ+sin θ+1 =2sin(θ+π4)+1.∴当sin(θ+π4)=1时,t max =2+1.11.已知过点M (2,-1)的直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =2-t2,y =-1+t2(t 为参数),与圆x 2+y 2=4交于A 、B 两点, 求|AB |及|AM |·|BM |.解:l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2-22⎝ ⎛⎭⎪⎫t 2,y =-1+22⎝ ⎛⎭⎪⎫t 2(t 为参数).令t′=t2,则有⎩⎪⎨⎪⎧x=2-22t′,y=-1+22t′(t′是参数).其中t′是点M(2,-1)到直线l上的一点P(x,y)的有向线段的数量,代入圆的方程x2+y2=4,化简得t′2-32t′+1=0.∵Δ>0,可设t1′、t2′是方程的两根,由根与系数关系得t1′+t2′=32,t1′t2′=1.由参数t′的几何意义得|MA|=|t1′|,|MB|=|t2′|,∴|MA|·|MB|=|t1′·t2′|=1,|AB|=|t1′-t2′|=(t1′+t2′)2-4t1′t2′=14.。

高中数学第2章参数方程2.2直线和圆的参数方程讲义新人教B版选修4_4

高中数学第2章参数方程2.2直线和圆的参数方程讲义新人教B版选修4_4

2.2 直线和圆的参数方程2.2.1 直线的参数方程 2.2.2 圆的参数方程学习目标:1.理解直线的参数方程.(难点)2.掌握圆的参数方程.(重点)1.直线的参数方程(1)经过点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 αy =y 0+t sin α(t为参数),其中参数t 的几何意义是:|t |是直线l 上任一点M (x ,y )到点M 0(x 0,y 0)的距离,即|t |=|M 0M |.(2)设直线过点M 0(x 0,y 0),且与平面向量a =(l ,m )平行(或称直线与a 共线,其中l ,m都不为0),直线的参数方程的一般形式为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+lty =y 0+mt t ∈R .2.圆的参数方程若圆心在点M 0(x 0,y 0),半径为R ,则圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+R cos θy =y 0+R sin θ 0≤θ≤2π.特别地,若圆心在原点,半径为R ,则圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =R cos θy =R sin θ.思考1:若直线l 的倾斜角α=0,则直线l 的参数方程是什么?[提示] 参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t ,y =y 0.思考2:如何理解直线参数方程中参数的几何意义?[提示] 过定点M 0(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),其中t 表示直线l 上以定点M 0为起点,任意一点M (x ,y )为终点的向量M 0M →的长度,即|t |=|M 0M →|.①当t >0时,M 0M →的方向向上; ②当t <0时,M 0M →的方向向下; ③当t =0时,点M 与点M 0重合.1.直线⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t cos αy =-2+t sin α(α为参数,0≤α<π)必过点( )A .(1,-2)B .(-1,2)C .(-2,1)D .(2,-1)[解析] 直线表示过点(1,-2)的直线. [答案] A2.已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-1-22t y =2+22t (t 为参数),则直线l 的斜率为( )A .1B .-1 C. .22 D .-22[解析] 消去参数t ,得方程x +y -1=0, ∴直线l 的斜率k =-1. [答案] B 3.参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =cos αy =1+sin α(α为参数)化成普通方程为______.[解析] ∵⎩⎪⎨⎪⎧x =cos αy =1+sin α(α为参数),∴⎩⎪⎨⎪⎧x =cos α ①y -1=sin α ②(α为参数).①2+②2得x 2+(y -1)2=1,此即为所求普通方程. [答案] x 2+(y -1)2=1 4.若直线⎩⎪⎨⎪⎧x =1-2t y =2+3t(t 为参数)与直线4x +ky =1垂直,则常数k =________. [解析] 将⎩⎪⎨⎪⎧x =1-2ty =2+3t化为y =-32x +72,∴斜率k 1=-32,显然k =0时,直线4x +ky =1与上述直线不垂直.∴k ≠0,从而直线4x +ky =1的斜率k 2=-4k.依题意k 1k 2=-1,即-4k ×(-32)=-1,∴k =-6.[答案] -6【例1】 已知直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =-3+32t y =2+12t (t 为参数).(1)求直线l 的倾斜角;(2)若点M (-33,0)在直线l 上,求t ,并说明t 的几何意义.[思路探究] 将直线l 的参数方程化为标准形式,求得倾斜角,利用参数的几何意义,求得t .[解] (1)由于直线l : ⎩⎪⎨⎪⎧x =-3+t cos π6y =2+t sin π6(t 为参数)表示过点M 0(-3,2)且倾斜角为π6的直线,故直线l 的倾斜角α=π6.(2)由(1)知,直线l 的单位方向向量e =(cos π6,sin π6)=(32,12). ∵M 0(-3,2),M (-33,0),∴M 0M →=(-23,-2)=-4(32,12)=-4e ,∴点M 对应的参数t =-4,几何意义为|M 0M →|=4,且M 0M →与e 方向相反(即点M 在直线l 上点M 0的左下方).1.一条直线可以由定点M 0(x 0,y 0),倾斜角α(0≤α<π)惟一确定,直线上的动点M (x ,y )的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos αy =y 0+t sin α(t 为参数),这是直线参数方程的标准形式.2.直线参数方程的形式不同,参数t 的几何意义也不同,过定点M 0(x 0,y 0),斜率为ba的直线的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+aty =y 0+bt (a 、b 为常数,t 为参数).1.设直线l 过点P (-3,3),且倾斜角为5π6.(1)写出直线l 的参数方程;(2)设此直线与曲线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θy =4sin θ(θ为参数)交于A ,B 两点,求|PA |·|PB |.[解] (1)直线l 的参数方程为 ⎩⎪⎨⎪⎧x =-3+t cos 56π=-3-32t y =3+t sin 56π=3+t 2(t 为参数).(2)把曲线C 的参数方程中参数θ消去,得4x 2+y 2-16=0. 把直线l 的参数方程代入曲线C 的普通方程中,得 4⎝ ⎛⎭⎪⎫-3-32t 2+(3+12t )2-16=0.即13t 2+4(3+123)t +116=0.由t 的几何意义,知|PA |·|PB |=|t 1·t 2|, 故|PA |·|PB |=|t 1·t 2|=11613.【例2】 设曲线C的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2+3cos θy =-1+3sin θ(θ为参数),直线l 的方程为x-3y +2=0,则曲线C 上到直线l 距离为71010的点的个数为( )A .1B .2C .3D .4[思路探究] 求曲线C 的几何特征,化参数方程为普通方程(x -2)2+(y +1)2=9,根据圆心到直线l 的距离与半径大小作出判定.[解] 由⎩⎪⎨⎪⎧x =2+3cos θ,y =-1+3sin θ.得(x -2)2+(y +1)2=9.曲线C 表示以(2,-1)为圆心,以3为半径的圆, 则圆心C (2,-1)到直线l 的距离d =710=71010<3,所以直线与圆相交.所以过圆心(2,-1)与l 平行的直线与圆的2个交点满足题意, 又3-d <71010,故满足题意的点有2个.[答案] B1.本题利用三角函数的平方关系,消去参数;数形结合,判定直线与圆的位置关系. 2.参数方程表示怎样的曲线,一般是通过消参,得到普通方程来判断.特别要注意变量的取值范围.2.已知直线x =y ,与曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =1+2cos αy =2+2sin α(α为参数)相交于两点A 和B ,求弦长|AB |.[解] 由⎩⎪⎨⎪⎧x =1+2cos α,y =2+2sin α.得⎩⎪⎨⎪⎧x -1=2cos α,y -2=2sin α.∴(x -1)2+(y -2)2=4,其圆心为(1,2),半径r =2, 则圆心(1,2)到直线y =x 的距离d =|1-2|12+(-1)2=22. ∴|AB |=2r 2-d 2=2 22-(22)2=14.【例3】 已知直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+2ty =2+t (t 为参数),则该直线被圆x 2+y 2=9截得的弦长是多少?[思路探究] 考虑参数方程标准形式中参数t 的几何意义,所以首先要把原参数方程转化为标准形式⎩⎪⎨⎪⎧x =1+25 t ′,y =2+15t ′,再把此式代入圆的方程,整理得到一个关于t 的一元二次方程,弦长即为方程两根之差的绝对值.[解] 将参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =1+2t y =2+t (t 为参数)转化为直线参数方程的标准形式为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+25 t ′y =2+15t ′(t ′为参数).代入圆方程x 2+y 2=9, 得(1+25 t ′)2+(2+15t ′)2=9, 整理,得5t ′2+8t ′-45=0 由韦达定理,t ′1+t ′2=-85,t ′1·t ′2=-4.根据参数t ′的几何意义.|t ′1-t ′2|=(t ′1+t ′2)2-4t ′1t ′2=1255,故直线被圆截得的弦长为1255.在直线参数方程的标准形式下,直线上两点之间的距离可用|t 1-t 2|来求.本题易错的地方是:将题目所给参数方程直接代入圆的方程求解,忽视了参数t 的几何意义.3.若将条件改为“直线l 经过点A (1,2),倾斜角为π3,圆x 2+y 2=9不变”,试求:(1)直线l 的参数方程;(2)直线l 和圆x 2+y 2=9的两个交点到点A 的距离之积.[解] (1)直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t 2y =2+32t ,(t 为参数).(2)将⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t2y =2+32t ,代入x 2+y 2=9,得t 2+(1+23)t -4=0,∴t 1t 2=-4.由参数t 的几何意义,得直线l 和圆x 2+y 2=9的两个交点到点A 的距离之积为|t 1t 2|=4.(教材P 41习题2-2T 6)写出过点A (-1,2),倾斜角为34π的直线的参数方程,并求该直线与圆x 2+y 2=8的交点.在直角坐标系xOy中,曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos t ,y =1+a sin t ,(t 为参数,a >0).在以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 2:ρ=4cos θ.(1)说明C 1是哪一种曲线,并将C 1的方程化为极坐标方程;(2)直线C 3的极坐标方程为θ=α0,其中α0满足tan α0=2,若曲线C 1与C 2的公共点都在C 3上,求a .[命题意图] 知识:曲线的参数方程与极坐标方程.能力:通过参数方程与极坐标方程的互化,考查转化与化归的数学思想方法.试题难度:中.[解] (1)消去参数t 得到C 1的普通方程为x 2+(y -1)2=a 2,则C 1是以(0,1)为圆心,a 为半径的圆.将x =ρcos θ,y =ρsin θ代入C 1的普通方程中,得到C 1的极坐标方程为ρ2-2ρsin θ+1-a 2=0.(2)曲线C 1,C 2的公共点的极坐标满足方程组⎩⎪⎨⎪⎧ρ2-2ρsin θ+1-a 2=0,ρ=4cos θ.若ρ≠0,由方程组得16cos 2θ-8sin θcos θ+1-a 2=0, 由已知tan θ=2,可得16cos 2θ-8sin θcos θ=0, 从而1-a 2=0,解得a =-1(舍去)或a =1. 当a =1时,极点也为C 1,C 2的公共点,且在C 3上.所以a=1.。

2.2直线和圆的参数方程

2.2直线和圆的参数方程
2 t x 1 2 (t为参数) y 2t 2
)
3.设直线的参数方程为
x 1 t y 2 4t
则点(3,6)到直线的距离为()
1 x 1 t 4.一条直线的参数方程是 2 3 y 5 t 2 另一条直线的方程是 x y 2 3 0 ,则
C
O . P
B
) 1
x
D
同理,对于直线CD,将 换为 得到
b 2 x 0 a 2 y0 a 2 b 2 | PC | | PD || 2 b cos2 ( ) a 2 sin2
2 2
b 2 x 0 a 2y0 a 2 b 2 | 2 | 2 2 2 b cos a sin
) 点P的坐标为 p( x1 , y1,取 POQ ,
圆O的参数方程为:
x1 4 cos ( 为参数) y1 4 sin
P
O
M
Q 4
(1)
又因为点M是线段PQ的中点,点P的
坐标为 p( x1 , y1 ) ,点Q的坐标为Q(12,0) ,
根据线段的中点坐标公式得:
x x1 1 2 2 y1 y 2
26 10cos 26 10cos
( 26 10 cos 26 10 cos ) 2 52 2 26 2 100 cos 2
当 cos 0 时,PC | | PD |)max 52 52 2 26 (|
所以 | PC | | PD | 的最大值为 2 26
x 2
即 s 2x
又点P在曲线C上,∴ 2 y 5 (2 x 1 ) 2 2 2 化简可得,y x 2 x 11

第2章2.1~2.2 直线与圆的参数方程

第2章2.1~2.2  直线与圆的参数方程

§2 直线和圆锥曲线的参数方程2.1 直线的参数方程 2.2 圆的参数方程1.直线的参数方程(1)经过点P (x 0,y 0)、倾斜角是α的直线的参数方程为 ⎩⎨⎧x =x 0+t cos α,y =y 0+t sin α(t 为参数)① 其中M (x ,y )为直线上的任意一点,参数t 的几何意义是从点P 到M 的位移,可以用有向线段PM→的数量来表示. (2)经过两个定点Q (x 1,y 1),P (x 2,y 2)(其中x 1≠x 2)的直线的参数方程为 ⎩⎪⎨⎪⎧x =x 1+λx 21+λ,y =y 1+λy 21+λ(λ为参数,λ≠-1). 其中M (x ,y )为直线上的任意一点,参数λ的几何意义是动点M 分有向线段QP →的数量比QM MP .当λ>0时,M 为内分点;当λ<0且λ≠-1时,M 为外分点; 当λ=0时,点M 与Q 重合. 2.圆的参数方程(1)圆心在原点、半径为r 的圆的参数方程⎩⎨⎧x =r cos α,y =r sin α(α为参数).参数α的几何意义是OP 与x 轴正方向的夹角.(2)去掉圆与x 轴负半轴交点,圆心在原点、半径为r 的圆的参数方程.⎩⎪⎨⎪⎧x =(1-k 2)r 1+k 2,y =2kr 1+k 2(k 为参数)参数k 的几何意义是直线AP 的斜率.【思维导图】【知能要点】 1.直线的参数方程. 2.直线的参数方程的应用. 3.圆的参数方程及应用.题型一 直线的参数方程直线的参数方程⎩⎨⎧x =x 0+t cos α,y =y 0+t sin α (α为参数)中,α,x 0,y 0都是常数,对于同一直线,选取的参数不同,会得到不同的参数方程.对于直线普通方程y =2x +1,如果令x =t ,可得到参数方程⎩⎨⎧x =t ,y =2t +1 (t 为参数);如果令x =t2,可得到参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =t 2,y =t +1(t 为参数).这样的参数方程中的t 不具有一定的几何意义,但是在实际应用中有时能够简化某些运算.例如,动点M 做匀速直线运动,它在x 轴和y 轴方向的分速度分别为9和12,点M 从A 点(1,1)开始运动,求点M 的轨迹的参数方程.点M 的轨迹的参数方程可以直接写为⎩⎨⎧x =1+9t ,y =1+12t (t 为参数).【例1】 设直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-4+22t ,y =22t(t 为参数),点P 在直线上,且与点M 0(-4,0)的距离为2,若该直线的参数方程改写成⎩⎨⎧x =-4+t ,y =t (t 为参数),则在这个方程中点P 对应的t 值为________. 解析 由|PM 0|=2知t =±2,代入第一个参数方程,得点P 的坐标分别为(-3,1)或(-5,-1),再把点P 的坐标代入第二个参数方程可得t =1或t =-1. 答案 ±1【反思感悟】 直线参数方程的标准形式中的参数具有相应的几何意义,本题正是使用了其几何意义,简化了运算,这也正是直线参数方程标准式的优越性所在.1.已知直线l 的方程为3x -4y +1=0,点P (1,1)在直线l 上,写出直线l 的参数方程,并求点P 到点M (5,4)和点N (-2,6)的距离.解 由直线方程3x -4y +1=0可知,直线的斜率为34,设直线的倾斜角为α,则tan α=34,sin α=35,cos α=45.又点P (1,1)在直线l 上,所以直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+45t ,y =1+35t(t 为参数). 因为3×5-4×4+1=0,所以点M 在直线l 上. 由1+45t =5,得t =5,即点P 到点M 的距离为5.因为点N 不在直线l 上,故根据两点之间的距离公式,可得|PN |=(1+2)2+(1-6)2=34.【例2】 已知直线l 经过点P (1,1),倾斜角α=π6, (1)写出直线l 的参数方程;(2)设l 与圆x 2+y 2=4相交于两点A 、B ,求点P 到A 、B 两点的距离之积.解(1)直线的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =1+32t ,y =1+12t(t 是参数).(2)因为点A ,B 都在直线l 上,所以可设它们对应的参数为t 1和t 2,则点A ,B 的坐标分别为A ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+32t 1,1+12t 1,B ⎝⎛⎭⎪⎫1+32t 2,1+12t 2.以直线l 的参数方程代入圆的方程x 2+y 2=4, 整理得到t 2+(3+1)t -2=0.①因为t 1和t 2是方程①的解,从而t 1t 2=-2. 所以|P A |·|PB |=|t 1t 2|=|-2|=2.【反思感悟】 本题P 到A 、B 两点的距离就是参数方程中t 的两个值,可以充分利用参数的几何意义.2.已知直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =-3+32t ,y =2+12t (t 为参数).(1)分别求t =0,2,-2时对应的点M (x ,y ); (2)求直线l 的倾斜角;(3)求直线l 上的点M (-33,0)对应的参数t ,并说明t 的几何意义.解(1)由直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =-3+32t ,y =2+12t(t 为参数)知当t =0,2,-2时,分别对应直线l 上的点(-3,2),(0,3),(-23,1).(2)法一 化直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =-3+32t ,y =2+12t(t 为参数)为普通方程为y -2=33(x +3),其中k =tan α=33,0≤α<π. ∴直线l 的倾斜角α=π6.法二由于直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =-3+t cos π6,y =2+t sin π6(t 为参数),这是过点M 0(-3,2),且倾斜角α=π6的直线,故π6为所求. (3)由上述可知直线l 的单位方向向量 e =⎝ ⎛⎭⎪⎫cos π6,sin π6=⎝ ⎛⎭⎪⎫32,12. ∵M 0(-3,2),M (-33,0),∴M 0M →=(-23,-2)=-4⎝ ⎛⎭⎪⎫32,12=-4e , ∴点M 对应的参数t =-4,几何意义为|M 0M →|=4, 且M 0M →与e 方向相反(即点M 在直线l 上点M 0的左下方).题型二 直线参数方程的应用利用直线的参数方程,可以求一些距离问题,特别是求直线上某一定点与曲线交点距离时使用参数的几何意义更为方便.【例3】 过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫102,0作倾斜角为α的直线与曲线x 2+12y 2=1交于点M ,N ,求|PM |·|PN |的最小值及相应的α的值. 解设直线为⎩⎨⎧x =102+t cos α,y =t sin α(t 为参数),代入曲线并整理得(1+11sin 2α)t 2+(10cos α)t +32=0. 则|PM |·|PN |=|t 1t 2|=321+11sin 2 α.所以当sin 2 α=1时,即α=π2,|PM |·|PN |的最小值为18,此时α=π2.【反思感悟】 利用直线的参数方程中参数的几何意义,将最值问题转化为三角函数的值域,利用三角函数的有界性解决.3.已知曲线的参数方程⎩⎨⎧x =3cos θ,y =2sin θ(θ为参数),求曲线上一点P 到直线⎩⎨⎧x =2-3t ,y =2+2t(t 为参数)的最短距离. 解 P (3cos θ,2sin θ)直线:2x +3y -10=0 d =|6cos θ+6sin θ-10|13=|62sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4-10|1362sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4-10∈[-62-10,62-10]∴|62sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4-10|13∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤10-6213,10+6213 ∴d min =10-6213.【例4】 如图所示,过不在椭圆x 2a 2+y 2b 2=1上的任一点P 作两条直线l 1,l 2分别交椭圆于A ,B 和C ,D 四点,若l 1,l 2的倾斜角为α,β且满足α+β=π.求证:A ,B ,C ,D 四点共圆. 证明 设P (x 0,y 0),直线l 1:⎩⎨⎧x =x 0+t cos α,y =y 0+t sin α (t 为参数),直线l 2:⎩⎨⎧x =x 0+p cos β,y =y 0+p sin β (p 为参数),分别代入椭圆方程得(b 2cos 2 α+a 2sin 2 α)t 2+2(b 2x 0cos α+a 2y 0sin α)t +b 2x 20+a 2y 20-a 2b 2=0; (b 2cos 2 β+a 2sin 2 β)p 2+2(b 2x 0cos β+a 2y 0sin β)p +b 2x 20+a 2y 20-a 2b 2=0.∵α+β=π,∴cos 2 α=cos 2 β,sin 2 α=sin 2 β,∴t 1t 2=p 1p 2,即|P A |·|PB |=|PC |·|PD |.由平面几何知识知,A ,B ,C ,D 四点共圆. 【反思感悟】 本题利用平面几何知识,要证四点A ,B ,C ,D 共圆,只需证|P A |·|PB |=|PC |·|PD |,又转化为距离问题,利用参数的几何意义计算即可.4.直线l 通过P 0(-4,0),倾斜角α=π6,l 与圆x 2+y 2=7相交于A ,B 两点. (1)求弦长|AB |;(2)过P 0作圆的切线,求切线长; (3)求|P 0A |和|P 0B |的长; (4)求交点A ,B 的坐标.解 ∵直线l 通过P 0(-4,0),倾斜角α=π6, 所以可设直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-4+32t ,y =t 2,代入圆方程,得⎝ ⎛⎭⎪⎫-4+32t 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫12t 2=7,整理得t 2-43t +9=0.(1)设A ,B 对应的参数分别为t 1和t 2, 由根与系数的关系得t 1+t 2=43,t 1t 2=9, ∴|AB |=|t 2-t 1|=(t 1+t 2)2-4t 1t 2=2 3. (2)设过P 0的切线为P 0T ,切点为T , 则|P 0T |2=|P 0A |·|P 0B |=|t 1t 2|=9, ∴切线长|P 0T |=3.(3)解方程t 2-43t +9=0,得t 1=33,t 2=3, ∴|P 0A |=33,|P 0B |= 3.(4)将t 1=33,t 2=3代入直线参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =-4+32t ,y =t 2,得A 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,332,B 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-52,32. 题型三 圆的参数方程及其应用如果取半径绕原点O 逆时针旋转的转过的角度θ为参数,圆x 2+y 2=r 2对应的参数方程为⎩⎨⎧x =r cos θ,y =r sin θ.同理,圆(x -x 0)2+(y -y 0)2=r 2对应的参数方程为⎩⎨⎧x =x 0+r cos θ,y =y 0+r sin θ(θ为参数).圆的参数方程对于需要将圆上点的两个坐标分别表示,代入计算的问题比较方便. 【例5】 圆的直径AB 上有两点C 、D ,且|AB |=10,|AC |=|BD |=4,P 为圆上一点,求|PC |+|PD |的最大值.分析 本题应考虑数形结合的方法,因此需要先建立平面直角坐标系.将P 点坐标用圆的参数方程的形式表示出来,θ为参数,那么|PC |+|PD |就可以用只含有θ的式子来表示,再利用三角函数等相关知识计算出最大值.解 以AB 所在直线为x 轴,以线段AB 的中点为原点建立平面直角坐标系.因为|AB |=10,所以圆的参数方程为⎩⎨⎧x =5cos θ,y =5sin θ(θ为参数).因为|AC |=|BD |=4,所以C ,D 两点的坐标为C (-1,0),D (1,0).因为点P 在圆上,所以可设点P 的坐标为(5cos θ,5sin θ). 所以|PC |+|PD |=(5cos θ+1)2+(5sin θ)2 +(5cos θ-1)2+(5sin θ)2 =26+10cos θ+26-10cos θ =(26+10cos θ+26-10cos θ)2 =52+2262-100cos 2 θ.当cos θ=0时,(|PC |+|PD |)max =52+52=226. ∴|PC |+|PD |的最大值为226.【反思感悟】 解题时将所求式子和图形联系起来,利用圆的参数方程表示P 点坐标,结合三角函数的值域进行计算.5.已知实数x ,y 满足(x -1)2+(y -1)2=9,求x 2+y 2的最大值和最小值.解 由已知,可把点(x ,y )视为圆(x -1)2+(y -1)2=9上的点,设⎩⎨⎧x =1+3cos θ,y =1+3sin θ(θ为参数).则x 2+y 2=(1+3cos θ)2+(1+3sin θ)2 =11+6(sin θ+cos θ)=11+62sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4∵-1≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4≤1,∴11-62≤x 2+y 2≤11+6 2. ∴x 2+y 2的最大值为11+62, 最小值为11-6 2.1.求直线l 1:⎩⎨⎧x =1+t ,y =-5+3t (t 为参数)和直线l 2:x -y -23=0的交点P 的坐标,及点P 与Q (1,-5)的距离.解 将⎩⎨⎧x =1+t ,y =-5+3t 代入x -y -23=0,得t =23,∴P (1+23,1),而Q (1,-5), 得|PQ |=(23)2+62=4 3.2.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 5.3.已知椭圆的中心在原点,焦点在y 轴上且长轴长为4,短轴长为2,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =t ,y =m +2t (t 为参数).当m 为何值时,直线l 被椭圆截得的弦长为6?解 椭圆方程为y 24+x 2=1,化直线参数方程⎩⎨⎧x =t ,y =m +2t 为⎩⎪⎨⎪⎧x =55t ′,y =m +255t ′ (t ′为参数). 代入椭圆方程得⎝ ⎛⎭⎪⎫m +255t ′2+4⎝ ⎛⎭⎪⎫55t ′2=4 ⇔8t ′2+45mt ′+5m 2-20=0.当Δ=80m 2-160m 2+640=640-80m 2>0, 即-22<m <22, 方程有两不等实根t ′1、t ′2,则弦长为|t ′1-t ′2|=(t ′1+t ′2)2-4t ′1t ′2=640-80m 28,依题意知640-80m 28=6,解得m =±455.[P 30思考交流]1.经过两点Q (1,1),P (4,3)的直线的参数方程.如果应用共线向量的充要条件来求,方程及参数的含义分别是什么?答 在直线PQ 上任取一点M (x ,y ),PM→=(x -1,y -1),QM →=(x -4,y -3),∵P 、Q 、M 三点共线,∴PM→∥QM →,∴PM →=tQM →,⎩⎪⎨⎪⎧x -1=t (x -4),y -1=t (y -3),化简为⎩⎪⎨⎪⎧x =1-4t 1-t,y =1-3t 1-t,此即为过P 、Q 两点的直线的参数方程.参数t 的含义是有向线段PM→、QM →的比值.2.比较直线的参数方程与普通方程体会各自的优势.答 直线的普通方程直观地反映了变量x、y 之间的关系,方程是唯一的. 直线的参数方程中反映了变量x 、y 分别随参数的变化而变化的规律.方程是不唯一的,随参数的选取而有所不同.[P 33思考交流]给定参数方程⎩⎨⎧x =a +r cos α,y =b +r sin α其中a 、b 是常数. 讨论下列问题:(1)如果r 是常数,α是参数,那么参数方程表示的曲线是什么?(2)如果α是常数,r 是参数,那么参数方程表示的曲线是什么?答 (1)⎩⎪⎨⎪⎧x =a +r cos α,y =b +r sin α⇒⎩⎪⎨⎪⎧x -a =r cos α,y -b =r sin α=====消掉参数α>(x -a )2+(y -b )2=r 2. 其中r 为常数,表示以(a ,b )为圆心,r 为半径的圆.(2)⎩⎪⎨⎪⎧x =a +r cos α,y =b +r sin α⇒⎩⎪⎨⎪⎧x -a =r cos α,y -b =r sin α=====消掉参数t >x -a y -b =tan α.整理得x -tan α·y +b ·tan α-a =0,其中a 、b 、tan α为常数.方程为过点(a ,b ),斜率为1tan α的直线.【规律方法总结】1.利用直线的参数方程⎩⎨⎧x =x 0+t cos α,y =y 0+t sin α(α为参数)中参数的几何意义,在解决直线与曲线交点问题时,可以方便地求出相应的距离.2.直线的参数方程有不同的形式,可以允许参数t 没有明显的几何意义,在直线与圆锥曲线的问题中,利用参数方程有时可以简化计算.一、选择题1.若直线的参数方程为⎩⎨⎧x =1+2t ,y =2-3t(t 为参数),则直线的斜率为( ) A.23 B.-23C.32D.-32 解析 k =y -2x -1=-3t 2t =-32. 答案 D2.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 消去参数θ,将参数方程化为普通方程.曲线可化为(x +1)2+(y -2)2=1,其对称中心为圆心(-1,2),该点在直线y =-2x 上,故选B.答案 B3.直线⎩⎪⎨⎪⎧x =1+12t ,y =-33+32t(t 为参数)和圆x 2+y 2=16交于A ,B 两点,则AB 的中点坐标为( )A.(3,-3)B.(-3,3)C.(3,-3)D.(3,-3)解析 ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12t 2+⎝⎛⎭⎪⎫-33+32t 2=16, 得t 2-8t +12=0,t 1+t 2=8,t 1+t 22=4, 中点为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+12×4,y =-33+32×4,⇒⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =- 3. 答案 D4.以平面直角坐标系的原点为极点,x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,两种坐标系中取相同的长度单位.已知直线l 的参数方程是⎩⎨⎧x =t +1,y =t -3(t 为参数),圆C 的极坐标方程是ρ=4cos θ,则直线l 被圆C 截得的弦长为( ) A.14B.214C. 2D.2 2解析 直线l 的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1,y =t -3(t 为参数)化为直角坐标方程是y =x -4,圆C 的极坐标方程ρ=4cos θ化为直角坐标方程是x 2+y 2-4x =0.圆C 的圆心(2,0)到直线x -y -4=0的距离为d =22= 2.又圆C 的半径r =2,因此直线l 被圆C 截得的弦长为2r 2-d 2=2 2. 故选D.答案 D5.直线⎩⎨⎧x =t cos α,y =t sin α (t 为参数)与圆⎩⎨⎧x =4+2cos θ,y =2sin θ(θ为参数)相切,则直线的倾斜角为( )A.π6或5π6B.π4或5π6C.π3或2π3D.-π6或-5π6 解析 直线方程为y =tan α·x ,圆为:(x -4)2+y 2=4,利用图形可知直线的倾斜角为π6或56π.答案 A二、填空题6.在平面直角坐标系中,曲线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =2+22t ,y =1+22t(t 为参数)的普通方程为________. 解析 ∵x =2+22t ,∴22t =x -2,代入y =1+22t ,得y =x -1,即x -y -1=0.答案 x -y -1=07.直线⎩⎪⎨⎪⎧x =2-12t ,y =-1+12t(t 为参数)被圆x 2+y 2=4截得的弦长为________. 解析 直线为x +y -1=0,圆心到直线的距离d =12=22,弦长d =2 22-⎝ ⎛⎭⎪⎫222=14. 答案 148.经过点P (1,0),斜率为34的直线和抛物线y 2=x 交于A 、B 两点,若线段AB 中点为M ,则M 的坐标为________.解析直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+45t ,y =35t (t 是参数),代入抛物线方程得9t 2-20t -25=0.∴中点M 的相应参数为t =12×209=109.∴点M 的坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫179,23. 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫179,23 9.在直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知直线l 的极坐标方程为ρ(sin θ-3cos θ)=0,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =t -1t ,y =t +1t (t 为参数),l 与C 相交于A ,B 两点,则|AB |=________.解析 化极坐标方程为直角坐标方程,化参数方程为普通方程,联立直线l 和曲线C 的方程,求出交点A ,B 的坐标,利用两点间的距离公式求解.由ρ(sin θ-3cos θ)=0,得ρsin θ=3ρcos θ,则y =3x .由⎩⎪⎨⎪⎧x =t -1t ,y =t +1t ,得y 2-x 2=4. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =3x ,y 2-x 2=4,可得⎩⎪⎨⎪⎧x =22,y =322或⎩⎪⎨⎪⎧x =-22,y =-322,不妨设A ⎝ ⎛⎭⎪⎫22,322,则B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,-322, 故|AB |=⎝ ⎛⎭⎪⎫-22-222+⎝ ⎛⎭⎪⎫-322-3222=2 5. 答案 2 5三、解答题10.直线过点A (1,3),且与向量(2,-4)共线.(1)写出该直线的参数方程;(2)求点P (-2,-1)到此直线的距离.解 (1)设直线上任意一点坐标为(x ,y ),则(x ,y )=(1,3)+t (2,-4). ∴直线的参数方程为⎩⎨⎧x =1+2t ,y =3-4t . (2)将参数方程化为普通方程为2x +y -5=0,则|-4-1-5|5=25, ∴点P (-2,-1)到此直线的距离是2 5.11.经过点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,-32,倾斜角为α的直线l 与圆x 2+y 2=25相交于B ,C 两点. (1)求弦BC 的长;(2)当A 恰为BC 的中点时,求直线BC 的方程;(3)当|BC |=8时,求直线BC 的方程;(4)当α变化时,求动弦BC 的中点M 的轨迹方程.解 取AP =t 为参数(P 为l 上的动点),则l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-3+t cos α,y =-32+t sin α,代入x 2+y 2=25,整理,得t 2-3(2cos α+sin α)t -554=0.∵Δ=9(2cos α+sin α)2+55>0恒成立.∴方程必有相异两实根t 1,t 2,且t 1+t 2=3(2cos α+sin α),t 1·t 2=-554.(1)|BC |=|t 1-t 2|=(t 1+t 2)2-4t 1t 2 =9(2cos α+sin α)2+55.(2)∵A 为BC 中点,∴t 1+t 2=0,即2cos α+sin α=0,∴tan α=-2.故直线BC 的方程为y +32=-2(x +3),即4x +2y +15=0.(3)∵|BC |=9(2cos α+sin α)2+55=8, ∴(2cos α+sin α)2=1,∴cos α=0或tan α=-34.∴直线BC 的方程是x =-3或3x +4y +15=0.(4)∵BC 的中点M 对应的参数是t =t 1+t 22=32(2cos α+sin α),∴点M 的轨迹方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-3+32cos α(2cos α+sin α),y =-32+32sin α(2cos α+sin α)(0≤α<π), ∴⎩⎪⎨⎪⎧x +32=32⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 2α+12sin 2α,y +34=32⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 2α-12cos 2α.∴⎝ ⎛⎭⎪⎫x +322+⎝ ⎛⎭⎪⎫y +342=4516.即点M 的轨迹是以⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,-34为圆心,以354为半径的圆.。

6、参数方程的概念及其直线与圆的参数方程(原来用课件)


y 500
(1)沿ox作初速为100m/x的匀速直线运动; (2)沿oy反方向作自由落体运动。 解:物资出舱后,设在时刻t,水平位移为x, 垂直高度为y,所以
o
x
x 100t , 2 ( g=9.8m/s ) 1 2 y 500 gt . 2
1、参数方程的概念:
如图,一架救援飞机在离灾区地面500m高处以100m/s的速度 作水平直线飞行。为使投放救援物资准确落于灾区指定的地面 (不记空气阻力),飞行员应如何确定投放时机呢?
y 500
解:物资出舱后,设在时刻t,水平位移为x,
o
x 100t , 2 ( g=9.8m/s ) 1 2 y 500 gt . 2 令y 0, 得t 10.10s. x 代入x 100t, 得 x 1010m. 所以,飞行员在离救援点的水平距离约为1010m时投放物资,
( x 1) 4 y为所求.
2
变式:
2 2、曲线 x 1 t ,(t为参数) 与x轴的交点坐标是( B ) y 4t 3
25 ( , 0); C、(1, 3); A、(1,4);B、 16
25 D、 ( , 0); 16
பைடு நூலகம்
x sinθ 例2、方程{ (θ为参数)表示的曲 线上 y cos2θ 的一个点的坐标是( C) 1 1 1 1 A、(2,7)B、( , ),C、( , ),D(1,0) 3 2 2 2
点M(5,4)在该 曲线上. (2)求曲线C的普通方程. 解: (1)由题意可知:
(1)求常数a;
1+2t=5 at2=4 x=1+2t y=t2
解得:
a=1 t=2

直线、圆、椭圆、双曲线的参数方程 - 2014-12-5


解得
2 10 2 10 , t2 2 2
由参数的几何意义: | AB || t1 t 2 | 10 | MA |g | MB || t1t 2 | 2
2.求直线方程: 例7:经过点M(2,1)做直线l,交椭圆
x2 y 2 1 16 4
于点A,B两点。如果M恰好为AB中点,求直线方程。
ab 2
2 2 例 5 、 例3:已知圆O : x ( y 2) 1上一点P与双曲线
x y 1上一点Q,求P、Q两点距离的最小值
2 2
解:设双曲线上点的坐 标为Q(sec , tan ) 先求圆心到双曲线上点 的最小距离 OQ sec (tan 2)
2 2 2 2 2 2
tan 1 tan 4 tan 4 2(tan 1) 3 5 当 tan 1, 即 或 时, OQ min 3 4 4 PQ min 3 1

解:设双曲线上点的坐 标为Q(sec , tan ) 先求圆心到双曲线上点 的最小距离 OQ sec (tan 2)
M为线段AB中点: t1 t 2 0 即有:
1 y 1 1 ( x 2) k tan 2 2 x 2y 4 0
2
教学过 程分析
例2、已知直线 l1 过定点 A(4,2 3) ,且倾
2 斜角为 3
(1)在直线上求一点 P ,使点 P 到点 A 的 距离为4.
0 0 0
0
0
0
0
若不顾及 t 的物理意义,允许 t 取负值,则 上式是直线的一种参数方程形式,t 为参数.
教学过 程分析
如何将直线的点斜式方程化为直 线的参数方程?

第2章 2.2 直线和圆的参数方程

第2章 2.2 直线和圆的参数方程2.2 直线和圆的参数方程 2.2.1 直线的参数方程 2.2.2 圆的参数方程1.理解直线的参数方程.(难点)2.掌握圆的参数方程.(重点)[基础·初探]1.直线的参数方程(1)经过点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 αy =y 0+t sin α(t 为参数),其中参数t 的几何意义是:|t |是直线l 上任一点M (x ,y )到点M 0(x 0,y 0)的距离,即|t |=|M 0M |.(2)设直线过点M 0(x 0,y 0),且与平面向量a =(l ,m )平行(或称直线与a 共线,其中l ,m 都不为0),直线的参数方程的一般形式为⎩⎨⎧x =x 0+lt y =y 0+mtt ∈R.2.圆的参数方程若圆心在点M 0(x 0,y 0),半径为R ,则圆的参数方程为⎩⎨⎧x =x 0+R cos θy =y 0+R sin θ0≤θ≤2π.特别地,若圆心在原点,半径为R ,则圆的参数方程为⎩⎨⎧x =R cos θy =R sin θ.[思考·探究]1.若直线l 的倾斜角α=0,则直线l 的参数方程是什么? 【提示】 参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t ,y =y 0.2.如何理解直线参数方程中参数的几何意义?【提示】 过定点M 0(x 0,y 0),倾斜角为α的直线l 的参数方程为∴⎩⎪⎨⎪⎧x =cos α ①y -1=sin α ②(α为参数). ①2+②2得x 2+(y -1)2=1,此即为所求普通方程. 【答案】 x 2+(y -1)2=14.若直线⎩⎨⎧x =1-2t y =2+3t (t 为参数)与直线4x +ky =1垂直,则常数k =________.【解析】 将⎩⎪⎨⎪⎧x =1-2t y =2+3t化为y =-32x +72,∴斜率k 1=-32,显然k =0时,直线4x +ky =1与上述直线不垂直.∴k ≠0,从而直线4x +ky =1的斜率k 2=-4k . 依题意k 1k 2=-1,即-4k ×(-32)=-1,∴k =-6.【答案】 -6[质疑·手记]预习完成后,请将你的疑问记录,并与“小伙伴们”探讨交流:疑问1: 解惑: 疑问2: 解惑: 类型一 直线的参数方程已知直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =-3+32t y =2+12t (t 为参数).(1)求直线l 的倾斜角;(2)若点M (-33,0)在直线l 上,求t ,并说明t 的几何意义.【精彩点拨】 将直线l 的参数方程化为标准形式,求得倾斜角,利用参数的几何意义,求得t .【尝试解答】 (1)由于直线l : ⎩⎪⎨⎪⎧x =-3+t cos π6y =2+t sin π6(t 为参数)表示过点M 0(-3,2)且倾斜角为π6的直线,故直线l 的倾斜角α=π6.(2)由(1)知,直线l 的单位方向向量 e =(cos π6,sin π6)=(32,12).∵M 0(-3,2),M (-33,0),∴M 0M →=(-23,-2)=-4(32,12)=-4e ,∴点M 对应的参数t =-4,几何意义为|M 0M →|=4,且M 0M →与e 方向相反(即点M 在直线l 上点M 0的左下方).1.一条直线可以由定点M 0(x 0,y 0),倾斜角α(0≤α<π)惟一确定,直线上的动点M (x ,y )的参数方程为⎩⎨⎧x =x 0+t cos αy =y 0+t sin α(t 为参数),这是直线参数方程的标准形式.2.直线参数方程的形式不同,参数t 的几何意义也不同,过定点M 0(x 0,y 0),斜率为ba 的直线的参数方程是⎩⎨⎧x =x 0+at y =y 0+bt (a 、b 为常数,t 为参数).[再练一题]1.设直线l 过点P (-3,3),且倾斜角为5π6. 【导学号:62790011】(1)写出直线l 的参数方程;(2)设此直线与曲线C :⎩⎨⎧x =2cos θy =4sin θ(θ为参数)交于A ,B 两点,求|PA |·|PB |.【解】 (1)直线l 的参数方程为 ⎩⎪⎨⎪⎧x =-3+t cos 56π=-3-32t y =3+t sin 56π=3+t 2(t 为参数).(2)把曲线C 的参数方程中参数θ消去,得4x 2+y 2-16=0. 把直线l 的参数方程代入曲线C 的普通方程中,得 4⎝⎛⎭⎪⎫-3-32t 2+(3+12t )2-16=0.即13t 2+4(3+123)t +116=0. 由t 的几何意义,知 |PA |·|PB |=|t 1·t 2|, 故|PA |·|PB |=|t 1·t 2|=11613. 类型二 圆的参数方程及应用设曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =2+3cos θy =-1+3sin θ(θ为参数),直线l 的方程为x -3y +2=0,则曲线C 上到直线l 距离为71010的点的个数为( ) A.1 B.2 C.3D.4【精彩点拨】 求曲线C 的几何特征,化参数方程为普通方程(x -2)2+(y +1)2=9,根据圆心到直线l 的距离与半径大小作出判定.【尝试解答】 由⎩⎪⎨⎪⎧x =2+3cos θ,y =-1+3sin θ.得(x -2)2+(y +1)2=9.曲线C 表示以(2,-1)为圆心,以3为半径的圆, 则圆心C (2,-1)到直线l 的距离d =710=71010<3,所以直线与圆相交.所以过圆心(2,-1)与l 平行的直线与圆的2个交点满足题意,又3-d <71010,故满足题意的点有2个.【答案】 B1.本题利用三角函数的平方关系,消去参数;数形结合,判定直线与圆的位置关系.2.参数方程表示怎样的曲线,一般是通过消参,得到普通方程来判断.特别要注意变量的取值范围.[再练一题]2.已知直线x =y ,与曲线⎩⎨⎧x =1+2cos αy =2+2sin α(α为参数)相交于两点A 和B ,求弦长|AB |.【解】 由⎩⎪⎨⎪⎧x =1+2cos α,y =2+2sin α.得⎩⎪⎨⎪⎧x -1=2cos α,y -2=2sin α.∴(x -1)2+(y -2)2=4,其圆心为(1,2),半径r =2, 则圆心(1,2)到直线y =x 的距离d =|1-2|12+(-1)2=22. ∴|AB |=2r 2-d 2=2 22-(22)2=14. 类型三 直线参数方程的简单应用已知直线的参数方程为⎩⎨⎧x =1+2ty =2+t(t 为参数),则该直线被圆x 2+y 2=9截得的弦长是多少?【精彩点拨】 考虑参数方程标准形式中参数t 的几何意义,所以首先要把原参数方程转化为标准形式⎩⎪⎨⎪⎧x =1+25 t ′,y =2+15t ′,再把此式代入圆的方程,整理得到一个关于t 的一元二次方程,弦长即为方程两根之差的绝对值.【尝试解答】 将参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =1+2t y =2+t (t 为参数)转化为直线参数方程的标准形式为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+25 t ′y =2+15t ′(t ′为参数).代入圆方程x 2+y 2=9, 得(1+25 t ′)2+(2+15t ′)2=9, 整理,得5t ′2+8t ′-45=0 由韦达定理,t ′1+t ′2=-85, t ′1·t ′2=-4.根据参数t ′的几何意义. |t ′1-t ′2|=(t ′1+t ′2)2-4t ′1t ′2=1255, 故直线被圆截得的弦长为1255. 在直线参数方程的标准形式下,直线上两点之间的距离可用|t 1-t 2|来求.本题易错的地方是:将题目所给参数方程直接代入圆的方程求解,忽视了参数t 的几何意义.[再练一题]3.若将条件改为“直线l 经过点A (1,2),倾斜角为π3,圆x 2+y 2=9不变”,试求:(1)直线l 的参数方程;(2)直线l 和圆x 2+y 2=9的两个交点到点A 的距离之积.【解】(1)直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t2y =2+32t ,(t 为参数).(2)将⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t2y =2+32t ,代入x 2+y 2=9,得t 2+(1+23)t -4=0,∴t 1t 2=-4.由参数t 的几何意义,得直线l 和圆x 2+y 2=9的两个交点到点A 的距离之积为|t 1t 2|=4.[真题链接赏析](教材P 41习题2-2T 6)写出过点A (-1,2),倾斜角为34π的直线的参数方程,并求该直线与圆x 2+y 2=8的交点.在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎨⎧x =a cos t ,y =1+a sin t ,(t 为参数,a >0).在以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 2:ρ=4cos θ.(1)说明C 1是哪一种曲线,并将C 1的方程化为极坐标方程;(2)直线C 3的极坐标方程为θ=α0,其中α0满足tan α0=2,若曲线C 1与C 2的公共点都在C 3上,求a .【命题立意】 知识:曲线的参数方程与极坐标方程.能力:通过参数方程与极坐标方程的互化,考查转化与化归的数学思想方法.试题难度:中.【解】 (1)消去参数t 得到C 1的普通方程为x 2+(y -1)2=a 2,则C 1是以(0,1)为圆心,a 为半径的圆.将x =ρcos θ,y =ρsin θ代入C 1的普通方程中,得到C 1的极坐标方程为ρ2-2ρsin θ+1-a 2=0.(2)曲线C 1,C 2的公共点的极坐标满足方程组⎩⎪⎨⎪⎧ρ2-2ρsin θ+1-a 2=0,ρ=4cos θ.若ρ≠0,由方程组得16cos 2θ-8sin θcos θ+1-a 2=0, 由已知tan θ=2,可得16cos 2θ-8sin θcos θ=0, 从而1-a 2=0,解得a =-1(舍去)或a =1.当a =1时,极点也为C 1,C 2的公共点,且在C 3上. 所以a =1. 我还有这些不足:(1) (2) 我的课下提升方案:(1) (2)。

直线与圆参数方程

一、 知识点总结一 直线的斜率与倾斜角1过两点p 1(x 1,y 1),p 2(x 2,y 2)(x 1≠x 2)的直线的斜率公式:2121y y k x x -=-*垂直于x 轴的直线斜率不存在2倾斜角:一条直线L 向上的方向与X 轴的正方向所成的最小正角,叫做直线的倾斜角,范围为[)π,0tan k α=二 直线的位置关系 1 重合 1212,k k b b == 2 平行 12121//,l l k k b b ⇔=≠ 3垂直 1212l l k k ⊥⇔=-1三 直线方程1 点斜式 y -y 0=k(x -x 0)2 斜截式 y =k x +b3 一般式 Ax +By +C =0四 点关于直线对称点求解例点(1,2)M -关于直线50x y --=的对称点N 的坐标是( )A (76),B 76-(,)C (-7,-6)D (7,-6)五 两点间距离公式,点到直线距离公式,两平行线距离公式11122(,).(,)A x y B x y AB =点距离为2 00(,).0A x y Ax By C d ++==点到直线距离为3两平行线距离/00Ax By C Ax By C d ++=++==直线到直线距离为*即在一条直线上找一个点到另一条直线的距离六.圆的方程1圆心为),(b a C ,半径为r 的圆的标准方程为:)0()()(222>=-+-r r b y a x2220x x y ++=22240x x y y ++-=● 先将圆的方程化为标准方程。

确定圆心坐标与半径 ● 左右两边同时加上一次项系数一半的平方2直线与圆位置关系判断: 1 圆心到直线距离与半径比较 2 联立解方程 看解的个数3弦长求解例 直线x -2y -3=0与圆2)2(-x +2)3(+y =9交于P 、Q 两点,则△POQ (O 是原点)的面积等于( )(A) 3 (B) 3 (C) 553 (D) 5564切线长求解例自点M(-1,4)作圆246120y x y +--+=2x 的切线,则切线长( ) A 5BC D 37 极坐标公式cos x ρθ= sin y ρθ=222x y ρ+=化简练习: 1 2ρ= 2 sin ρθ= 3 sin()6πρθ=+参数方程: *消参 用代入法 53cos x θ=+44cos y θ=-利用22sin cos 1θθ+=1.若直线过点(1,2),(4,2+3),则此直线的倾斜角是( ) A 30° B 45° C 60° D 90°2. 如果直线ax+2y+2=0与直线3x-y-2=0平行,则系数a=A 、 -3B 、-6C 、23- D 、323.点P (-1,2)到直线8x-6y+15=0的距离为( )(A )2 (B )21 (C )1 (D )274. 点M(4,m )关于点N(n, - 3)的对称点为P(6,-9),则( ) A m =-3,n =10 B m =3,n =10 C m =-3,n =5 D m =3,n =55.以A(1,3),B(-5,1)为端点的线段的垂直平分线方程是( )A 3x-y-8=0 B 3x+y+4=0 C 3x-y+6=0 D 3x+y+2=06.直线5x+12y+3=0与直线10x+24y+5=0的距离是 . 7.直线3x+y+1=0和直线6x+2y+1=0的位置关系是( ) A.重合 B.平行 C.垂直 D.相交但不垂直 8.点(-1,2)关于直线y = x -1的对称点的坐标是 (A )(3,2) (B )(-3,-2) (C )(-3,2) (D )(3,-2)9.直线x - y + 3 = 0的倾斜角是( )(A )30°(B )45°(C )60°(D )90°10.若直线062=++y ax 和直线0)1()1(2=-+++a y a a x 垂直,求a 的值(7分)1 sin 3ρθ=,则点π26⎛⎫ ⎪⎝⎭,到直线l 的距离为.2. 在极坐标系),(θρ)20(πθ≤≤中,曲线1)sin (cos =+θθρ与1)sin (cos =-θθρ的交点的极坐标为 . 3 已知直线f 的参数方程为142x t y t =+⎧⎨=-⎩(参数t R ∈),圆C 的参数方程为2cos 22sin x y θθ=+⎧⎨=⎩则直线l 被圆C 所截得的弦长为 ___________________________ 4 .在极坐标系中,已知两点A 、B 的极坐标分别为3,3π⎛⎫ ⎪⎝⎭,4,6π⎛⎫⎪⎝⎭,则△AOB (其中O 为极点)的面积为 .5 .若直线:l y kx =与曲线{2cos:sin x C y θθ=+=(参数∈θR )有唯一的公共点,则实数k = .6.在极坐标中,已知点P 为方程()cos sin 1ρθθ+=所表示的曲线上一动点⎪⎭⎫⎝⎛3,2πQ ,则PQ 的最小值为____________.7.在极坐标系中,设圆32ρ=上的点到直线 ()2sin cos 7=-θθρ的距离d ,则d 的最大值是8.在极坐标系中,圆C 的极坐标方程是π4cos 6ρθ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭。

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x x 0 at 过P0 ( x 0,y 0)的直线参数方程为 y y bt 0 ( t是参数)P , P1 , P2 是直线上的点,对应的 参 数值为分别为,t1 , t 2 .求 | P0 P |, | P1 P2 | t
| P0 P | a b | t |
总结:直线的参数方程
设直线上的任意两点 P1 , P2所对应的参 数分别为 t1 , t 2 , 则 P1 P2=t1 t 2 - t1 t 2 + P1 , P2的中点 P所对应的参数 t , 2 特别的若中点为 P0 , t 0 t1 t 2 0 +
例题
4 x 3 t 5 (t为参数) 2.求直线l的参数方程是 3 y 2 t 5 求过点(4,-1) 且与l平行的直线在 轴上的截距 y
直线的参数方程
一、求经过点 P0(x0,y0),倾斜角 为的直线l的参数方程。
y
x x0 t cos (t是参数) y y0 t sin
• P (x , y) 是直线上任一点 • P0(x0,y0)是直线上一定点 • 是直线倾斜角, 0,

O
(2)当t=0时,点p与点p0的重合
(3)当t<0时,点p在点p0的下方 y

p0
o
x
特别地,若直线l的倾斜角 =0时,直线 l的参数方程为 x x t
y y0
0
(tp0的右侧
(4)当t=0时,点p与点p0的重合 (5)当t<0时,点p在点p0的左侧 o y
圆心为(a,b)、半径为r的圆的参数方程为
x =a+rcosθ (θ为参数) y =b+rsinθ
1.圆的参数方程有什么特点?
1.写出下列圆的参数方程: x = 3cosθ (1)圆心在原点,半径为 3 :______________; y = 3sinθ
x =-2+cosθ (2)圆心为(-2,-3),半径为1: ______________. y =-3+sinθ x =5cosθ+1 2.若圆的参数方程为 ,则其标准 y =5sinθ-1 方程为:_________________. (x-1)2+(y+1)2=25 3.已知圆的方程是x2+y2-2x+6y+6=0,则它的 x =1+2cosθ 参数方程为_______________. y =-3+2sinθ
2
2


把下列参数方程化为普通方程 x 3cos x 8cos (3) (4) y 10sin y 5sin
(3)
x 9
2
1 (4)
y 25
2
x 64
2

y 100
2
1
x 2cos 练习2:已知椭圆的参数方程为 ( 是 y sin
2 2
| P1 P2 | a b | t1 t 2 |
2 2
课堂练习
1 x 1 2 t 1.一条直线的参数方程是 (t为参数), y 5 3 t 2 另一条直线的方程是x-y-2 3 0, 则两直线的交点 与点(1,-5)间的距离是
4 3
课堂练习
A x
x =6+2cosθ 由中点公式得:点M的轨迹方程为 y =2sinθ ∴点M的轨迹是以(6,0)为圆心、2为半径的圆。
个动点,求:(1)x+y的最小值; (2) x2+y2的最大值。 解:(1)圆x2+y2+2x-2 3y=0的参数方程为 x = -1+2cosθ y = 3+2sinθ ∴x+y= 3-1+2(sinθ+cosθ) = 3-1+2 2sin(θ+ ) 4 ∵ sin(θ+ ) [-1,1] 4 ∴ 当sin(θ+ )=-1时, (x+y)min= 3-1-2 2 4
参数) ,则此椭圆的长轴长为( 4 ),短轴长为
( 2 ),焦点坐标是(( 3 , 0))。
x2 y2 例1、点M为椭圆 2 2 1(a b 0)在第一象限 a b 内一段AB弧上的动点,求四边形 OAMB的面积S 的最大值。
y A 0 M B
x
x2 y 2 例2、椭圆 2 2 1(a b 0)上任意一点M(除短轴 a b 端点外)与短轴两个端 B1、B2的连线交x轴于点N和K , 点 求证: | | OK | a | ON
D E 以C( 2 , 2 )为 2+E2-4F>0) 它表示的是__________________ D _____________, 1 圆心,以 D 2 E 2 4 F 为半径 ____________________________的圆。 2
3.圆x2+y2=16按向量a=(3,2)平移后,所得 (x-3)2+(y-2)2=16 曲线的方程是__

p0
x
•t只有在标准式中才有上述几何意义
· A · · ·
y
B
P(x,y)
P0(x0,y0)
O
二、设A,B为直线上任意两 点,它们所对应的参数值 分别为t1,t2.问: x (1)AB=? (2) |AB|=?
(1) AB AP P B t1 t2 t2 t1 0 0
)
0
(t为参数)的倾斜角
等于( D
A.30
0
B.60
0
C. 45
0
D.135
0
圆的参数方程
1.圆的标准方程是_______________,它表示的 (x-a)2+(y-b)2=r2
是 ___________________________的圆。 以C(a,b)为圆心,r为半径
x2+y2+Dx+Ey+F=0,(其中 2.圆的一般方程是___________________________
例练2、据气象预报,现在在气象台A处向东 400千米的B处的海平面上有一个台 风中心形成。测得台风以40千米每 小时的速度向西北方向移动,距中心 300千米以内的地方都在台风圈内, 从现在起,多少时间后气象台进入 台风圈?气象台在台风圈内的时间 大约是多少?
练习: 1、直线{ x 2 2t y 3 2t (t为参数)上与点P(2,3)
另外, 称为离心角,规定参数 的取值范围是 [0, 2 )
x a cos , x b cos , 焦点在X 轴 焦点在Y 轴 y b sin . y a sin .
【练习1】把下列普通方程化为参数方程.
2 x y y 2 1 (2) x 1 (1) 4 9 16 x 2 cos x cos (1) (2) y 3sin y 4sin
(2)|AB|=
t1 t2
三、M是AB的中点,求M对应的参数值
AM BM , 根据直线参数方程的几何意义, t AM t3 t1 , BM t3 t2 , t3 t1 (t3 t2 )
(3)M是AB的中点,M对应的参数值 t1 t 2
2
总结:直线的参数方程
2
y
B2
0
B1
N
K A x
M
小结 1.参数方程的意义
2.关于如何确定参数方程
3。关于参数的意义 4.参数方程与普通方程的互化 5、直线的参数方程 6、直线的参数方程的参数的几何意义
· ·
P(x,y)
P0(x0,y0)
x
t有怎样的几何意义?
x x0 t cos (t是参数) y y0 t sin
p0 p t, t的几何意义是:
有向直线l上从已知点p0 ( x0 , y0 )到点p( x, y)的 有向线段p0 p的数量,且| p0 p || t | (1)当t>0时,点p在点p0的上方
例2. 已知点P(x,y)是圆x2+y2+2x-2 3y=0上的一
圆心为(a,b)、半径为r的圆的参数方程为
x =a+rcosθ (θ为参数) y =b+rsinθ
椭圆的参数方程
如图,以原点为圆心,分别以a,b(a>b>0)为半 径作两个圆,点B是大圆半径OA与小圆的交点,过点A 作AN⊥Ox,垂足为N,过点B作BM ⊥ AN,垂足为M,当 半径OA绕点O旋转时点M的轨迹为椭圆.
x a cos ( 为参数) y b sin
y A B O

M N x
——此即为椭圆的参 数方程,其中 的几何 意义为——离心角.
1 .参数方程 数方程. 2 .在椭圆的参数方程中,常数a、b分 别是椭圆的长半轴长和短半轴长. a>b
x a cos y b sin 是椭圆的参
x 2 t sin20 1.求直线 ( t为参数 )的倾斜角 y t cos 20
例题
3.一直线 l过点 P0 ( 3,4), 倾斜角为 = ,求此 4 直线与 3 x 2 y 6的交点与 P0 之间的距离

4.直线l过点P0 (4,0), 倾斜角为= ,l与 6 2 2 圆x y 7相交于A, B两点 ( )求弦长| AB | 1 (2)求交点A, B的坐标
x x 0 t cos 直线的参数方程 (t为参数 ) y y0 t sin
其中(x 0 , y0 )时直线上的定点
是倾斜角
t表示几何意义:点P0 x0 , y0 )到直线上 ( 的点(x, y )(不同于点P0)的有向线段 P PP。 的数量 对应的普通方程为y y0 k ( x x0 )或 x x0
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