2 第2讲 参数方程
第2讲 第2节 第3课时椭圆的参数方程

数学D 选修4-4
第二讲 参数方程
预习学案 课堂讲义 课后练习
解析:
x=acosθ 设椭圆方程 y=bsinθ
(a>b>0,0≤θ<2π)
2 2 2 b a - b c 2 则e =a2= a2 =1-a2得
(3)由重心公式可得G坐标;
(4)消去参数θ,即得G轨迹方程.
数学D 选修4-4
第二讲 参数方程
预习学案 课堂讲义 课后练习
[解题过程]
由题意知A(6,0)、B(0,3).由于动点C在椭圆
上运动,故可设动点C的坐标为(6cosθ,3sinθ),点G的坐标设 为(x,y),由三角形重心的坐标公式可得 x=6+0+6cosθ, 3 0+3+3sinθ y= , 3
x=2+2cosθ, 即 y=1+sinθ.
x-22 消去参数θ得到 4 +(y-1)2=1.
[规律方法]
本题的解法体现了椭圆的参数方程对于解决
相关问题的优越性,运用参数方程显得很简单,运算更简便.
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第二讲 参数方程
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[变式训练]
2.已知线段AB=4,直线l垂直平分AB,垂足
3 1 1 ∴b= 7-2>2与b<2矛盾. 1 1 若2b≤1即b≥2时, 1 此时sinθ=-2b,d2有最大值.
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第二讲 参数方程
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故有( 7)2=4b2+3,∴b=1,a=2
x=2cosθ 椭圆方程为 y=sinθ
1 3 由sinθ=-2,cosθ=± 2 ,
人教A版数学【选修4-4】ppt课件:2-4第二讲-参数方程

3π x= , 2 即得对应的点的坐标. y=3,
【答案】 3
3π ,3 2
变式训练1
半径为2的基圆的渐开线的参数方程为
________,当圆心角φ=π时,曲线上点的直角坐标为________.
解析 半径为2的基圆的渐开线的参数方程为 (φ为参数).
x=2cosφ+φsinφ, y=2sinφ-φcosφ
(φ为参数),求对应圆的摆线的参数方程.
解
首先根据渐开线的参数方程可知圆的半径为6,所以对 (φ为参数).
x=6φ-6sinφ, 应圆的摆线的参数方程为 y=6-6cosφ
x=cosφ+φsinφ, π 【例3】 当φ= ,π时,求出渐开线 (φ为 2 y=sinφ-φcosφ
课堂互动探究
剖析归纳 触类旁通
典例剖析 【例1】
x=3cosφ+3φsinφ, 给出某渐开线的参数方程 y=3sinφ-3φcosφ
(φ
为参数),根据参数方程可以看出该渐开线的基圆半径是 ________,且当参数φ取 ________.
【分析】 根据一般情况下基圆半径为r的渐开线的参数方程 (φ为参数)进行对照可知.
故A,B两点间的距离为 |AB|= 3π π [ 2 +1-2-1]2+1-12
= π+22=π+2.
参数)上的对应点A,B,并求出A,B间的距离.
【解】
x=cosφ+φsinφ, π 将φ=2代入 y=sinφ-φcosφ,
π π π π 得x=cos2+2sin2=2, π π π y=sin - cos =1. 2 2 2
π ∴A(2,1).
x=cosφ+φsinφ, 将φ=π代入 y=sinφ-φcosφ,
参数方程的概念、圆的参数方程

之间的间接联系.
特别提醒:普通方程和参数方程是同一曲线的两种不同 表达形式,参数方程可以与普通方程进行互化.
类型一
参数方程的表示与应用
x 1 2t, 【典例】已知曲线C的参数方程是 (t为参 2 y at ,
数,a∈R)点M(-3,4)在曲线C上. (1)求常数a的值. (2)判断点P(1,0),Q(3,-1)是否在曲线C上.
【解题探究】典例中如何求常数的值?如何判断点与曲
线的位置关系?
提示:为了求常数的值,只需将点M的横坐标和纵坐标分 别代入参数方程中的x,y,消去参数t,求a即可.要判断
点与曲线的位置关系,只要将点的坐标代入曲线的参数
方程检验即可,若点的坐标是方程的解,则点在曲线上,
否则,点不在曲线上.
【解析】(1)将点M(-3,4)的坐标代入曲线C的参数方程
如图所示,设其圆心为C,CM0∥x轴,则参数θ的几何意 义是CM0绕点C逆时针旋转到CM(M(x,y)是圆上的任意一 点)位置时转过的角度.
【归纳总结】 1.曲线的参数方程的理解与认识 (1)参数方程的形式:曲线上点的横、纵坐标x,y都是变 量t的函数,给出一个t能唯一地求出对应的x,y的值,因 而得出唯一的对应点;但是横、纵坐标x,y之间的关系 并不一定是函数关系.
(2)参数的取值范围:在表示曲线的参数方程时,必须指 明参数的取值范围.因为取值范围不同,所表示的曲线 也会有所不同.
2.参数方程与普通方程的统一性
(1)参数的作用:参数是间接地建立横、纵坐标x,y之间
的关系的中间变量,起到了桥梁的作用. (2)参数方程与普通方程的转化:曲线的普通方程是相
对参数方程而言的,普通方程反映了坐标变量x与y之间
高三数学一轮复习精品教案1:第2讲 参数方程教学设计

第二节参_数_方_程1.参数方程和普通方程的互化(1)曲线的参数方程和普通方程是曲线方程的不同形式.一般地,可以通过消去参数而从参数方程得到普通方程.(2)如果知道变数x ,y 中的一个与参数t 的关系,例如x =f (t ),把它代入普通方程,求出另一个变数与参数的关系y =g (t ),那么,⎩⎪⎨⎪⎧x =f (t ),y =g (t )就是曲线的参数方程.2.常见曲线的参数方程和普通方程点的轨迹 普通方程 参数方程直线y -y 0=tan α(x -x 0)⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos αy =y 0+t sin α (t 为参数) 圆 x 2+y 2=r 2 ⎩⎪⎨⎪⎧ x =r cos θy =r sin θ(θ为参数) 椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0) ⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos φy =b sin φ(φ为参数)1.不明确直线的参数方程中的几何意义导致错误,对于直线参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos α,y =y 0+t sin α.(t 为参数)注意:t 是参数,α则是直线的倾斜角.2.参数方程与普通方程互化时,易忽视互化前后的等价性. 『练一练』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________.『解析』∵y -2x -1=-3t 2t =-32,∴tan α=-32.『答案』-322.参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3t 2+2y =t 2-1(0≤t ≤5)的曲线为________.(填“线段”“射线”“圆弧”或“双曲线的一支”)『解析』化为普通方程为x =3(y +1)+2, 即x -3y -5=0, 由于x =3t 2+2∈『2,77』, 故曲线为线段. 『答案』线段1.化参数方程为普通方程的方法消去参数方程中的参数,就可把参数方程化为普通方程,消去参数的常用方法有:①代入消元法;②加减消元法;③乘除消元法;④三角恒等式消元法.2.利用直线参数方程中参数的几何意义求解问题的方法经过点P (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).若A ,B 为直线l 上两点,其对应的参数分别为t 1,t 2,线段AB 的中点为M ,点M 所对应的参数为t 0,则以下结论在解题中经常用到:(1)t 0=t 1+t 22; (2)|PM |=|t 0|=t 1+t 22; (3)|AB |=|t 2-t 1|; (4)|P A |·|PB |=|t 1·t 2|. 『练一练』1.已知P 1,P 2是直线⎩⎨⎧x =1+12t ,y =-2+32t (t 为参数)上的两点,它们所对应的参数分别为t 1,t 2,则线段P 1P 2的中点到点P (1,-2)的距离是________.『解析』由t 的几何意义可知,线段P 1P 2的中点对应的参数为t 1+t 22,P 对应的参数为t=0,∴线段P 1P 2的中点到点P 的距离为|t 1+t 2|2.『答案』|t 1+t 2|22.已知直线⎩⎨⎧x =2-12t ,y =-1+12t (t 为参数)与圆x 2+y 2=4相交于B ,C 两点,则|BC |的值为________.『解析』∵⎩⎨⎧x =2-12t =2-22t ′,y =-1+12t =-1+22t ′,⎝⎛⎭⎫t ′=22t 代入x 2+y 2=4,得⎝⎛⎭⎫2-22t ′2+⎝⎛⎭⎫-1+22t ′2=4,t ′2-32t ′+1=0,∴|BC |=|t ′1-t ′2|=(t ′1+t ′22-4t ′1t ′2)=(32)2-4×1=14.『答案』14考点一参数方程与普通方程的互化1.曲线⎩⎨⎧x =23cos θy =32sin θ(θ为参数)中两焦点间的距离是________.『解析』曲线化为普通方程为y 218+x 212=1,∴c =6,故焦距为2 6.『答案』262.(2014·西安质检)若直线3x +4y +m =0与圆⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos θ,y =-2+sin θ(θ为参数)相切,则实数m 的值是________.『解析』圆⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos θ,y =-2+sin θ消去参数θ,化为普通方程是(x -1)2+(y +2)2=1.因为直线与圆相切,所以圆心(1,-2)到直线的距离等于半径,即|3+4×(-2)+m |5=1,解得m =0或m =10.『答案』0或103.(2014·武汉调研)在直角坐标系xOy 中,以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知直线⎩⎨⎧x =-t ,y =3t(t 为参数,t ∈R )与曲线C 1:ρ=4sin θ异于点O 的交点为A ,与曲线C 2:ρ=2sin θ异于点O 的交点为B ,则|AB |=________.『解析』由题意可得,直线y =-3x ,曲线C 1:x 2+(y -2)2=4,曲线C 2:x 2+(y -1)2=1,画图可得,|AB |=4cos 30°×12= 3.『答案』3『备课札记』 『类题通法』参数方程是以参变量为中介来表示曲线上点的坐标的方程,是曲线在同一坐标系下的另一种表示形式,参数方程化为普通方程关键在于消参,消参时要注意参变量的范围.考点二参数方程的应用『典例』 (2014·郑州模拟)已知直线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t cos α,y =t sin α(t 为参数),曲线C 2:⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =sin θ(θ为参数).(1)当α=π3时,求C 1与C 2的交点坐标;(2)过坐标原点O 作C 1的垂线,垂足为A ,P 为OA 的中点,当α变化时,求点P 轨迹的参数方程,并指出它是什么曲线.『解』 (1)当α=π3时,C 1的普通方程为y =3(x -1),C 2的普通方程为x 2+y 2=1,联立方程⎩⎨⎧y =3(x -1),x 2+y 2=1,解得C 1与C 2的交点坐标分别为(1,0),⎝⎛⎭⎫12,-32.(2)依题意,C 1的普通方程为x sin α-y cos α-sin α=0,则A 点的坐标为(sin 2α,-sin αcos α),故当α变化时,P 点轨迹的参数方程为⎩⎨⎧x =12sin 2α,y =-12sin αcos α(α为参数),∴点P 轨迹的普通方程为(x -14)2+y 2=116.故点P 的轨迹是圆心为(14,0),半径为14的圆.『备课札记』在本例(1)条件下,若直线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t cos αy =t sin α,(t 为参数),与直线C 2⎩⎪⎨⎪⎧x =s ,y =1-as (s 为参数)垂直,求a . 解:由(1)知C 1的普通方程为y =3(x -1),C 2的普通方程为y =1-ax ,由两线垂直得-a ×3=-1,故a =33. 『类题通法』1.解决直线与圆的参数方程的应用问题时一般是先化为普通方程再根据直线与圆的位置关系来解决问题.2.对于形如⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+at ,y =y 0+bt (t 为参数)当a 2+b 2≠1时,应先化为标准形式后才能利用t 的几何意义解题. 『针对训练』(2013·新课标卷Ⅱ)已知动点P ,Q 在曲线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos t ,y =2sin t(t 为参数)上,对应参数分别为t =α与t =2α为(0<α<2π),M 为PQ 的中点. (1)求M 的轨迹的参数方程;(2)将M 到坐标原点的距离d 表示为α的函数,并判断M 的轨迹是否过坐标原点. 解:(1)依题意有P (2cos α,2sin α),Q (2cos2α,2sin2α), 因此M (cos α+cos2α,sin α+sin2α).M 的轨迹的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos α+cos 2α,y =sin α+sin 2α(α为参数,0<α<2π).(2)M 点到坐标原点的距离d =x 2+y 2=2+2cos α(0<α<2π). 当α=π时,d =0,故M 的轨迹过坐标原点.考点三极坐标、参数方程的综合应用『典例』 (2013·福建高考)在平面直角坐标系中,以坐标原点为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系.已知点A 的极坐标为⎝⎛⎭⎫2,π4,直线l 的极坐标方程为ρcos ⎝⎛⎭⎫θ-π4=a ,且点A 在直线l 上.(1)求a 的值及直线l 的直角坐标方程;(2)圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos α,y =sin α(α为参数),试判断直线l 与圆C 的位置关系.『解』 (1)由点A ⎝⎛⎭⎫2,π4在直线ρcos ⎝⎛⎭⎫θ-π4=a 上, 可得a = 2.所以直线l 的方程可化为ρcos θ+ρsin θ=2, 从而直线l 的直角坐标方程为x +y -2=0.(2)由已知得圆C 的直角坐标方程为(x -1)2+y 2=1, 所以圆C 的圆心为(1,0),半径r =1, 因为圆心C 到直线l 的距离d =12=22<1, 所以直线l 与圆C 相交.『备课札记』 『类题通法』涉及参数方程和极坐标方程的综合题,求解的一般方法是分别化为普通方程和直角坐标方程后求解.当然,还要结合题目本身特点,确定选择何种方程.『针对训练』(2014·石家庄质检)已知P 为半圆C :⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =sin θ(θ为参数,0≤θ≤π)上的点,点A 的坐标为(1,0),O 为坐标原点,点M 在射线OP 上,线段OM 与半圆C 的弧AP 的长度均为π3.(1)以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,求点M 的极坐标; (2)求直线AM 的参数方程.解:(1)由已知,点M 的极角为π3,且|OM |=π3,故点M 的极坐标为(π3,π3).(2)由(1)可得点M 的直角坐标为(π6,3π6),A (1,0),故直线AM 的参数方程为⎩⎨⎧x =1+(π6-1)t ,y =3π6t(t 为参数).『课堂练通考点』1.(2013·重庆高考)在直角坐标系xOy 中,以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.若极坐标方程为ρcos θ=4的直线与曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =t 2,y =t 3(t 为参数)相交于A ,B 两点,则|AB |=________.『解析』ρcos θ=4化为直角坐标方程为x =4①,⎩⎪⎨⎪⎧x =t 2,y =t 3,化为普通方程为y 2=x 3 ②,①②联立得A (4,8),B (4,-8),故|AB |=16. 『答案』162.(2013·江西高考)设曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =t ,y =t 2(t 为参数),若以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,则曲线C 的极坐标方程为________.『解析』消去曲线C 中的参数t 得y =x 2,将x =ρcos θ,y =ρsin θ代入y =x 2中,得ρ2cos 2θ=ρsin θ,即ρcos 2θ-sin θ=0.『答案』ρcos 2θ-sin θ=03.(2014·合肥模拟)在平面直角坐标系中,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =12t ,y =22+32t(t 为参数),若以直角坐标系的原点O 为极点,x 轴非负半轴为极轴,且长度单位相同,建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为ρ=2cos ⎝⎛⎭⎫θ-π4.若直线l 与曲线C 交于A ,B 两点,则|AB |=________.『解析』首先消去参数t ,可得直线方程为3x -y +22=0,极坐标方程化为直角坐标方程为⎝⎛⎭⎫x -222+⎝⎛⎭⎫y -222=1,根据直线与圆的相交弦长公式可得|AB |=21-⎝⎛⎭⎫642=102. 『答案』1024.(2014·苏州模拟)在平面直角坐标系xOy 中,以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线C 的极坐标方程为:ρsin 2θ=cos θ.(1)求曲线C 的直角坐标方程;(2)若直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =2-22t ,y =22t(t 为参数),直线l 与曲线C 相交于A ,B 两点,求|AB |的值.解:(1)将y =ρsin θ,x =ρcos θ代入ρ2sin 2θ=ρcos θ中,得y 2=x , ∴曲线C 的直角坐标方程为:y 2=x .(2)把⎩⎨⎧x =2-22t ,y =22t ,代入y 2=x 整理得,t 2+2t -4=0,Δ>0总成立.设A ,B 两点对应的参数分别为t 1,t 2, ∵t 1+t 2=-2,t 1t 2=-4,∴|AB |=|t 1-t 2|=(-2)2-4×(-4)=3 2.。
高中数学 第2讲 参数方程 2 圆锥曲线的参数方程学案 新人教A版选修4-4-新人教A版高中选修4-

二 圆锥曲线的参数方程1.理解椭圆的参数方程及其应用.(重点) 2.了解双曲线、抛物线的参数方程.3.能够利用圆锥曲线的参数方程解决最值、有关点的轨迹问题.(难点、易错点)[基础·初探]教材整理1 椭圆的参数方程阅读教材P 27~P 29“思考”及以上部分,完成下列问题.普通方程参数方程x 2a 2+y2b 2=1(a >b >0) ⎩⎪⎨⎪⎧ x =a cos φy =b sin φ(φ为参数)y 2a 2+x2b 2=1(a >b >0) ⎩⎪⎨⎪⎧x =b cos φy =a sin φ(φ为参数)椭圆⎩⎪⎨⎪⎧x =4cos φy =5sin φ(φ为参数)的离心率为( )A.45 B.35 C.34D.15【解析】 由椭圆方程知a =5,b =4,∴c 2=9,c =3,e =35.【答案】 B教材整理2 双曲线的参数方程 阅读教材P 29~P 32,完成下列问题.普通方程参数方程x 2a 2-y2b 2=1(a >0,b >0) ⎩⎪⎨⎪⎧x =a sec φy =b tan φ(φ为参数)下列双曲线中,与双曲线⎩⎨⎧x =3sec θ,y =tan θ(θ为参数)的离心率和渐近线都相同的是( )A.y 23-x 29=1B.y 23-x 29=-1 C.y 23-x 2=1 D.y 23-x 2=-1 【解析】 由x =3sec θ得, x 2=3cos 2θ=3sin 2θ+cos 2θcos 2θ=3tan 2θ+3, 又∵y =tan θ,∴x 2=3y 2+3,即x 23-y 2=1.经验证可知,选项B 合适. 【答案】 B教材整理3 抛物线的参数方程阅读教材P 33~P 34“习题”以上部分,完成下列问题. 1.抛物线y2=2px 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =2pt 2y =2pt(t 为参数).2.参数t 表示抛物线上除顶点外的任意一点与原点连线的斜率的倒数.若点P (3,m )在以点F 为焦点的抛物线⎩⎪⎨⎪⎧x =4t2y =4t (t 为参数)上,则|PF |=________.【解析】 抛物线为y 2=4x ,准线为x =-1, |PF |等于点P (3,m )到准线x =-1的距离,即为4. 【答案】 4[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: 疑问3: 解惑:椭圆的参数方程及应用将参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =5cos θ,y =3sin θ(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⎩⎪⎨⎪⎧x =5cos θy =3sin θ得⎩⎪⎨⎪⎧cos θ=x5,sin θ=y3,两式平方相加,得x 252+y 232=1.∴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F 1(4,0)和F 2(-4,0).椭圆的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos θ,y =b sin θ,(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.[再练一题]1.若本例的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θ,y =5sin θ,(θ为参数),则如何求椭圆的普通方程和焦点坐标?【解】 将⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θ,y =5sin θ,化为⎩⎪⎨⎪⎧x3=cos θ,y5=sin θ,两式平方相加,得x 232+y 252=1.其中a =5,b =3,c =4.所以方程的曲线表示焦点在y 轴上的椭圆,焦点坐标为F 1(0,-4)与F 2(0,4).双曲线参数方程的应用求证:双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)上任意一点到两渐近线的距离的乘积是一个定值.【思路探究】 设出双曲线上任一点的坐标,可利用双曲线的参数方程简化运算.【自主解答】 由双曲线x 2a 2-y 2b2=1,得两条渐近线的方程是:bx +ay =0,bx -ay =0, 设双曲线上任一点的坐标为(a sec φ,b tan φ), 它到两渐近线的距离分别是d 1和d 2, 则d 1·d 2=|ab sec φ+ab tan φ|b 2+a 2·|ab sec φ-ab tan φ|b 2+-a 2=|a 2b2sec 2 φ-tan 2 φ|a 2+b 2=a 2b2a 2+b2(定值).在研究有关圆锥曲线的最值和定值问题时,使用曲线的参数方程非常简捷方便,其中点到直线的距离公式对参数形式的点的坐标仍适用,另外本题要注意公式sec 2φ-tan 2φ=1的应用.[再练一题]2.如图221,设P 为等轴双曲线x 2-y 2=1上的一点,F 1、F 2是两个焦点,证明:|PF 1|·|PF 2|=|OP |2.图221【证明】 设P (sec φ,tan φ), ∵F 1(-2,0),F 2(2,0), ∴|PF 1|=sec φ+22+tan 2φ=2sec 2φ+22sec φ+1,|PF 2|=sec φ-22+tan 2φ=2sec 2φ-22sec φ+1,|PF 1|·|PF 2|=2sec 2φ+12-8sec 2φ=2sec 2φ-1.∵|OP |2=sec 2φ+tan 2φ=2sec 2φ-1, ∴|PF 1|·|PF 2|=|OP |2.抛物线的参数方程设抛物线y 2=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.【导学号:91060021】【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(2pt 2,2pt )(t 为参数), 当t ≠0时,直线OP 的方程为y =1tx ,QF 的方程为y =-2t ⎝⎛⎭⎪⎫x -p 2,它们的交点M (x ,y )由方程组 ⎩⎪⎨⎪⎧y =1t x y =-2t ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -p 2确定,两式相乘,消去t ,得y 2=-2x ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -p 2,∴点M 的轨迹方程为2x 2-px +y 2=0(x ≠0). 当t =0时,M (0,0)满足题意,且适合方程2x 2-px +y 2=0. 故所求的轨迹方程为2x 2-px +y 2=0.1.抛物线y2=2px (p >0)的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2pt 2,y =2pt(t 为参数),参数t 为任意实数,它表示抛物线上除顶点外的任意一点与原点连线的斜率的倒数.2.用参数法求动点的轨迹方程,其基本思想是选取适当的参数作为中间变量,使动点的坐标分别与参数有关,从而得到动点的参数方程,然后再消去参数,化为普通方程.[再练一题]3.已知抛物线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2pt 2,y =2pt(t 为参数),其中p >0,焦点为F ,准线为l .过抛物线上一点M 作l 的垂线,垂足为E ,若|EF |=|MF |,点M 的横坐标是3,则p =________.【解析】 根据抛物线的参数方程可知抛物线的标准方程是y 2=2px ,所以y 2M =6p ,所以E ⎝ ⎛⎭⎪⎫-p 2,±6p ,F ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,所以p2+3=p 2+6p ,所以p 2+4p -12=0,解得p =2(负值舍去).【答案】 2[构建·体系]圆锥曲线的参数方程—⎪⎪⎪—椭圆的参数方程—双曲线的参数方程—抛物线的参数方程1.参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =2sin θ(θ为参数)化为普通方程为( )A .x 2+y 24=1 B .x 2+y 22=1C .y 2+x 24=1D .y 2+x 24=1【解析】 易知cos θ=x ,sin θ=y2,∴x 2+y 24=1,故选A.【答案】 A2.方程⎩⎪⎨⎪⎧x cos θ=a ,y =b cos θ(θ为参数,ab ≠0)表示的曲线是( )【导学号:91060022】A .圆B .椭圆C .双曲线D .双曲线的一部分【解析】 由x cos θ=a ,∴cos θ=ax, 代入y =b cos θ,得xy =ab ,又由y =b cos θ知,y ∈[-|b |,|b |], ∴曲线应为双曲线的一部分. 【答案】 D3.圆锥曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =t 2,y =2t (t 为参数)的焦点坐标是________.【解析】 将参数方程化为普通方程为y 2=4x ,表示开口向右,焦点在x 轴正半轴上的抛物线,由2p =4⇒p =2,则焦点坐标为(1,0).【答案】 (1,0) 4.在直角坐标系xOy中,已知曲线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1,y =1-2t(t 为参数)与曲线C 2:⎩⎪⎨⎪⎧x =a sin θ,y =3cos θ(θ为参数,a >0)有一个公共点在x 轴上,则a =________.【解析】 ∵⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1,y =1-2t ,消去参数t 得2x +y -3=0.又⎩⎪⎨⎪⎧x =a sin θ,y =3cos θ,消去参数θ得x 2a 2+y 29=1.方程2x +y -3=0中,令y =0得x =32,将⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0代入x 2a 2+y 29=1,得94a 2=1. 又a >0,∴a =32.【答案】 325.已知两曲线参数方程分别为⎩⎨⎧x =5cos θ,y =sin θ(0≤θ<π)和⎩⎪⎨⎪⎧x =54t 2,y =t(t ∈R ),求它们的交点坐标.【解】 将⎩⎨⎧x =5cos θ,y =sin θ(0≤θ<π)化为普通方程得:x 25+y 2=1(0≤y ≤1,x ≠-5),将x =54t 2,y =t 代入得:516t 4+t 2-1=0,解得t 2=45,∴t =255(y =t ≥0),x =54t 2=54×45=1,∴交点坐标为⎝⎛⎭⎪⎫1,255.我还有这些不足:(1) (2) 我的课下提升方案:(1) (2)学业分层测评(七) (建议用时:45分钟)[学业达标]一、选择题1.曲线C :⎩⎨⎧x =3cos φ,y =5sin φ(φ为参数)的离心率为( )A.23B.35C.32D.53【解析】 由题设,得x 29+y 25=1,∴a 2=9,b 2=5,c 2=4,因此e =c a =23.【答案】 A 2.已知曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θy =4sin θ(θ为参数,0≤θ≤π)上一点P ,原点为O ,直线PO 的倾斜角为π4,则P 点坐标是( )A .(3,4) B.⎝⎛⎭⎪⎫322,22 C .(-3,-4) D.⎝ ⎛⎭⎪⎫125,125 【解析】 因为y -0x -0=43tan θ=tan π4=1,所以tan θ=34,所以cos θ=45,sin θ=35,代入得P 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫125,125.【答案】 D3.参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =sin α2+cos α2,y =2+sin α(α为参数)的普通方程是( )A .y 2-x 2=1 B .x 2-y 2=1C .y 2-x 2=1(1≤y ≤3) D .y 2-x 2=1(|x |≤2)【解析】 因为x 2=1+sin α, 所以sin α=x 2-1.又因为y 2=2+sin α=2+(x 2-1), 所以y 2-x 2=1.∵-1≤sin α≤1,y =2+sin α, ∴1≤y ≤3,∴普通方程为y 2-x 2=1,y ∈[1,3]. 【答案】 C4.点P (1,0)到曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =t2y =2t (参数t ∈R )上的点的最短距离为( )A .0B .1 C. 2D .2【解析】 d 2=(x -1)2+y 2=(t 2-1)2+4t 2=(t 2+1)2, 由t 2≥0得d 2≥1,故d min =1. 【答案】 B5.方程⎩⎪⎨⎪⎧x =2t-2-ty =2t +2-t(t 为参数)表示的曲线是( )【导学号:91060023】A .双曲线B .双曲线的上支C .双曲线的下支D .圆【解析】 将参数方程的两个等式两边分别平方,再相减,得:x 2-y 2=(2t -2-t )2-(2t +2-t )2=-4,即y 2-x 2=4.又注意到2t>0,2t+2-t≥22t ·2-t=2,得y ≥2. 可见与以上参数方程等价的普通方程为:y 2-x 2=4(y ≥2).显然它表示焦点在y 轴上,以原点为中心的双曲线的上支. 【答案】 B 二、填空题6.已知椭圆的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos t y =4sin t(t 为参数),点M 在椭圆上,对应参数t =π3,点O 为原点,则直线OM 的斜率为________.【解析】 由⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos π3=1,y =4sin π3=23,得点M 的坐标为(1,23) 直线OM 的斜率k =231=2 3.【答案】 2 37.设曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =t ,y =t 2(t 为参数),若以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,则曲线C 的极坐标方程为________.【解析】 ⎩⎪⎨⎪⎧x =t ,y =t2化为普通方程为y =x 2,由于ρcos θ=x ,ρsin θ=y ,所以化为极坐标方程为ρsin θ=ρ2cos 2θ,即ρcos 2θ-sin θ=0.【答案】 ρcos 2θ-sin θ=08.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)和⎩⎨⎧x =2cos θ,y =2sin θ(θ为参数),则曲线C 1与C 2的交点坐标为________.【解析】 由⎩⎨⎧x =t ,y =t ,得y =x ,又由⎩⎨⎧x =2cos θ,y =2sin θ,得x 2+y 2=2.由⎩⎨⎧y =x ,x 2+y 2=2,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1,即曲线C 1与C 2的交点坐标为(1,1). 【答案】 (1,1) 三、解答题9.如图222所示,连接原点O 和抛物线y =12x 2上的动点M ,延长OM 到点P ,使|OM |=|MP |,求P 点的轨迹方程,并说明是什么曲线?图222【解】 抛物线标准方程为x2=2y ,其参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2t ,y =2t 2,得M (2t,2t 2).设P (x ,y ),则M 是OP 中点.∴⎩⎪⎨⎪⎧2t =x +02,2t 2=y +02,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =4t y =4t2(t 为参数),消去t 得y =14x 2,是以y 轴对称轴,焦点为(0,1)的抛物线.10.已知直线l 的极坐标方程是ρcos θ+ρsin θ-1=0.以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x 轴的正半轴,建立平面直角坐标系,椭圆C 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θy =sin θ(θ为参数),求直线l 和椭圆C 相交所成弦的弦长.【解】 由题意知直线和椭圆方程可化为:x +y -1=0,① x 24+y 2=1,②①②联立,消去y 得:5x 2-8x =0, 解得x 1=0,x 2=85.设直线与椭圆交于A 、B 两点,则A 、B 两点直角坐标分别为(0,1),⎝ ⎛⎭⎪⎫85,-35,则|AB |=⎝ ⎛⎭⎪⎫-35-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫852=825,故所求的弦长为825.[能力提升]1.P 为双曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =4sec θ,y =3tan θ(θ为参数)上任意一点,F 1,F 2为其两个焦点,则△F 1PF 2重心的轨迹方程是( )A .9x 2-16y 2=16(y ≠0) B .9x 2+16y 2=16(y ≠0) C .9x 2-16y 2=1(y ≠0) D .9x 2+16y 2=1(y ≠0)【解析】 由题意知a =4,b =3,可得c =5, 故F 1(-5,0),F 2(5,0),设P (4sec θ,3tan θ),重心M (x ,y ),则x =-5+5+4sec θ3=43sec θ,y =0+0+3tan θ3=tan θ.从而有9x 2-16y 2=16(y ≠0). 【答案】 A2.若曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =sin 2θ,y =cos θ-1(θ为参数)与直线x =m 相交于不同两点,则m 的取值范围是( )A .RB .(0,+∞)C .(0,1)D .[0,1)【解析】 将曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =sin 2θ,y =cos θ-1化为普通方程得(y +1)2=-(x -1)(0≤x ≤1).它是抛物线的一部分,如图所示,由数形结合知0≤m <1.【答案】 D3.对任意实数,直线y =x +b 与椭圆⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θy =4sin θ(0≤θ≤2π),恒有公共点,则b 的取值范围是________.【解析】 将(2cos θ,4sin θ)代入y =x +b 得: 4sin θ=2cos θ+b .∵恒有公共点,∴以上方程有解.令f (θ)=4sin θ-2cos θ=25sin(θ+φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫tan φ=12,∴-25≤f (θ)≤25, ∴-25≤b ≤2 5. 【答案】 [-25,25]4.在直角坐标系xOy 中,直线l 的方程为x -y +4=0,曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =3cos αy =sin α(α为参数).(1)已知在极坐标系(与直角坐标系xOy 取相同的长度单位,且以原点O 为极点,以x轴正半轴为极轴)中,点P 的极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫4,π2,判断点P 与直线l 的位置关系;(2)设点Q 是曲线C 上的一个动点,求它到直线l 的距离的最小值.【解】 (1)把极坐标系下的点P ⎝⎛⎭⎪⎫4,π2化为直角坐标,得点(0,4).因为点P 的直角坐标(0,4)满足直线l 的方程x -y +4=0,所以点P 在直线l 上.(2)因为点Q 在曲线C 上,故可设点Q 的坐标为(3cos α,sin α),从而点Q 到直线l 的距离为d =|3cos α-sin α+4|2=2cos ⎝⎛⎭⎪⎫α+π6+42=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6+22,由此得,当cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=-1时,d 取得最小值,且最小值为 2.。
高中数学第2讲参数方程1.2参数方程和普通方程的互化学案新人教A版

第2课时 参数方程和普通方程的互化1.了解参数方程化为普通方程的意义.2.理解参数方程与普通方程的互相转化与应用.(难点) 3.掌握参数方程化为普通方程的方法.(重点)[基础·初探]教材整理 参数方程和普通方程的互化 阅读教材P 24~P 26,完成下列问题.1.曲线的参数方程和普通方程是曲线方程的不同形式.一般地,可以通过消去参数而从参数方程得到普通方程.2.如果知道变数x ,y 中的一个与参数t 的关系,例如x =f (t ),把它代入普通方程,求出另一个变数与参数的关系y =g (t ),那么⎩⎪⎨⎪⎧x =ft ,y =g t就是曲线的参数方程.在参数方程与普通方程的互化中,必须使x ,y 的取值范围保持一致.1.将参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =2+sin 2θy =sin 2θ(θ为参数)化为普通方程为( )A .y =x -2B .y =x +2C .y =x -2(2≤x ≤3)D .y =x +2(0≤y ≤1)【解析】 消去sin 2θ,得x =2+y , 又0≤sin 2θ≤1,∴2≤x ≤3. 【答案】 C2.圆x 2+(y +1)2=2的参数方程为( )A.⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θy =1+2sin θ(θ为参数)B.⎩⎨⎧x =2cos θy =1+2sin θ(θ为参数)C.⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θy =-1+2sin θ(θ为参数)D.⎩⎨⎧x =2cos θy =-1+2sin θ(θ为参数)【解析】 由x =2cos θ,y +1=2sin θ知参数方程为⎩⎨⎧x =2cos θ,y =-1+2sin θ(θ为参数).故选D.【答案】 D[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: 疑问3: 解惑:[小组合作型]普通方程化为参数方程曲线的普通方程为x -123+y +225=1,写出它的参数方程.【思路探究】 联想sin 2θ+cos 2θ=1可得参数方程. 【自主解答】 设x -13=cos θ,y +25=sin θ,则⎩⎨⎧x =1+3cos θ,y =-2+5sin θ(θ为参数),即为所求的参数方程.1.将圆的普通方程化为参数方程: (1)圆x 2+y 2=r 2的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =r cos θy =r sin θ(θ为参数);(2)圆(x -a )2+(y -b )2=r2的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a +r cos θy =b +r sin θ(θ为参数).2.普通方程化为参数方程关键是引入参数(例如x =f (t ),再计算y =g (t )),并且要保证等价性.若不可避免地破坏了同解变形,则一定要通过x =f (t ),y =g (t )调整t 的取值范围,使得在普通方程转化为参数方程的过程中,x ,y 的取值范围保持一致.[再练一题]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 =4t21+t2,∴参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧ x =4t1+t 2,y =4t21+t2(t 为参数).【答案】 ⎩⎪⎨⎪⎧x =4t 1+t2y =4t21+t2(t 为参数)利用参数思想解题已知x (1)3x +4y 的最大值和最小值;(2)(x -3)2+(y +3)2的最大值和最小值.【导学号:91060018】【思路探究】 设圆的参数方程,将问题转化为求三角函数的最大值和最小值问题来解决.【自主解答】 由圆的普通方程x 2+(y -1)2=1得圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =1+sin θ(θ∈[0,2π)).(1)3x +4y =3cos θ+4sin θ+4 =4+5sin(θ+φ),其中tan φ=34,且φ的终边过点(4,3).∵-5≤5sin(θ+φ)≤5,∴-1≤4+5sin(θ+φ)≤9, ∴3x +4y 的最大值为9,最小值为-1. (2)(x -3)2+(y +3)2=(cos θ-3)2+(sin θ+4)2=26+8sin θ-6cos θ =26+10sin(θ+φ). 其中tan φ=-34,且φ的终边过点(4,-3). ∵-10≤10sin(θ+φ)≤10, ∴16≤26+10sin(θ+φ)≤36,所以(x -3)2+(y +3)2的最大值为36,最小值为16.1.参数思想是解决数学问题的重要思想,在参数方程中,参数(参变量)起着媒介作用,它是联系曲线上任意一点的横坐标与纵坐标的桥梁.通过参数θ,间接建立曲线上任意一点的坐标间的联系,拓宽了解题思路,简化了思维过程.它是研究解析几何问题的重要工具.2.运用参数思想解题的关键在于参数的选择.选择参数时,应注意所选择的参数易于与两个坐标产生联系.由于三角函数的巨大作用,常选择角为参数,若轨迹与运动有关,常选择时间为参数.3.(1)解决与圆有关的最大值和最小值问题,常常设圆的参数方程,然后转化为求三角函数的最大值和最小值问题.(2)注意运用三角恒等式求最值:a sin θ+b cos θ=a 2+b 2sin(θ+φ).其中tan φ=b a(a ≠0),且φ的终边过点(a ,b ).[再练一题]2.若本例条件不变,如何求y +2x +1的取值范围? 【解】 由于⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =1+sin θ(θ∈[0,2π)),∴k =y +2x +1=3+sin θ1+cos θ, ∴sin θ-k cos θ=k -3,即1+k 2sin(θ+φ)=k -3(φ由tan φ=-k 确定), ∴sin(θ+φ)=k -31+k2. 依题意,得⎪⎪⎪⎪⎪⎪k -31+k 2≤1,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫k -31+k 22≤1,解得k ≥43, 即y +2x +1的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫43,+∞. [探究共研型]参数方程化为普通方程探究1 【提示】 参数方程直接判断点的轨迹的曲线类型并不容易,如果将参数方程转化为熟悉的普通方程,就容易判断了.探究2 将参数方程化为普通方程时,常用的方法有哪些?【提示】 (1)代入法.先由一个方程中求出参数的表达式(用直角坐标变量表示),再代入另一个方程.教科书例3(1)用的就是代入法.(2)利用代数或三角函数中的恒等式消去参数.教科书例3(2)就用此法.例如对于参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =a ⎝ ⎛⎭⎪⎫t +1t cos θ,y =a ⎝ ⎛⎭⎪⎫t -1t sin θ.如果t 是常数,θ是参数,那么可以利用公式sin 2θ+cos 2θ=1;如果θ是常数,t 是参数,那么适当变形后可以利用(m +n )2-(m -n )2=4mn .在方程⎩⎪⎨⎪⎧x =a +t cos θ,y =b +t sin θ(a ,b 为正常数)中,(1)当t 为参数,θ为常数时,方程表示何种曲线? (2)当t 为常数,θ为参数时,方程表示何种曲线?【思路探究】 (1)运用加减消元法,消t ;(2)当t =0时,方程表示一个点,当t 为非零常数时,利用平方关系消参数θ,化成普通方程,进而判定曲线形状.【自主解答】 方程⎩⎪⎨⎪⎧x =a +t cos θ, ①y =b +t sin θ, ②(a ,b 是正常数),(1)①×sin θ-②×cos θ得x sin θ-y cos θ-a sin θ+b cos θ=0.∵cos θ、sin θ不同时为零,∴方程表示一条直线.(2)(ⅰ)当t为非零常数时,原方程组为⎩⎪⎨⎪⎧x-at=cos θ,③y-bt=sin θ. ④③2+④2得x-a2t2+y-b2t2=1,即(x-a)2+(y-b)2=t2,它表示一个圆.(ⅱ)当t=0时,表示点(a,b).1.消去参数的常用方法:将参数方程化为普通方程,关键是消去参数,如果参数方程是整式方程,常用的消元法有代入消元法、加减消元法.如果参数方程是分式方程,在运用代入消元或加减消元之前要做必要的变形.另外,熟悉一些常见的恒等式至关重要,如sin2α+cos2α=1,(e x+e-x)2-(e x-e-x)2=4,⎝⎛⎭⎪⎫1-k21+k22+⎝⎛⎭⎪⎫2k1+k22=1等.2.把参数方程化为普通方程时,要注意哪一个量是参数,并且要注意参数的取值对普通方程中x及y的取值范围的影响.本题启示我们,形式相同的方程,由于选择参数的不同,可表示不同的曲线.[再练一题]3.将下列参数方程分别化为普通方程,并判断方程所表示曲线的形状:(1)⎩⎪⎨⎪⎧x=2cos θy=2sin θ(θ为参数,0≤θ≤π);(2)⎩⎪⎨⎪⎧x=sin4θ+cos4θy=1-2sin2θcos2θ(θ为参数);(3)⎩⎪⎨⎪⎧x=a2⎝ ⎛⎭⎪⎫t+1ty=b2⎝⎛⎭⎪⎫t-1t(a,b为大于零的常数,t为参数).【解】(1)将⎩⎪⎨⎪⎧x=2cos θy=2sin θ两式平方相加,得x2+y2=4.∵0≤θ≤π,∴-2≤x≤2,0≤y≤2.即方程的曲线表示圆心为(0,0),半径为2的圆的上半部分.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧x =sin 4θ+cos 4θ,y =1-2sin 2θcos 2θ,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1-2sin 2θcos 2θ,y =1-2sin 2θcos 2θ,即⎩⎪⎨⎪⎧x =1-12sin 22θ,y =1-12sin 22θ,∴x -y =0. ∵0≤sin 22θ≤1, ∴12≤1-12sin 22θ≤1. 即方程x -y =0⎝ ⎛⎭⎪⎫12≤x ≤1表示一条线段.(3)∵x =a 2⎝ ⎛⎭⎪⎫t +1t ,∴t >0时,x ∈[a ,+∞),t <0时,x ∈(-∞,-a ].由x =a 2⎝⎛⎭⎪⎫t +1t ,两边平方可得x 2=a 24⎝⎛⎭⎪⎫t 2+2+1t 2,①由y =b 2⎝ ⎛⎭⎪⎫t -1t 两边平方可得y 2=b 24⎝ ⎛⎭⎪⎫t 2-2+1t2, ②①×1a 2-②×1b 2并化简,得x 2a 2-y 2b2=1(a ,b 为大于0的常数),这就是所求的曲线方程,它表示的曲线是中心在原点,焦点在x 轴上的双曲线.[构建·体系]参数方程与普通方程的互化—⎪⎪⎪—参数方程化为普通方程—普通方程化为参数方程—参数方程中的最值、范围问题1.把方程xy=1化为以t为参数的参数方程是( )A.⎩⎪⎨⎪⎧x=t12y=t-12B.⎩⎪⎨⎪⎧x=sin ty=1sin tC.⎩⎪⎨⎪⎧x=cos t,y=1cos tD.⎩⎪⎨⎪⎧x=tan t,y=1tan t【答案】 D2.下列在曲线⎩⎪⎨⎪⎧x=sin 2θy=cos θ+sin θ(θ为参数)上的点是( )A.⎝⎛⎭⎪⎫12,-2 B.⎝⎛⎭⎪⎫-34,12C.(2,3) D.(1,3)【解析】化为普通方程:y2=1+x(-1≤x≤1),当x=-34时,y=±12.【答案】 B3.与参数方程⎩⎨⎧x=ty=21-t(t为参数)等价的普通方程为( ) A.x2+y24=1B.x2+y24=1(0≤x≤1)C.x2+y24=1(0≤y≤2)D .x 2+y 24=1(0≤x ≤1,0≤y ≤2)【解析】 x 2=t ,y 24=1-t =1-x 2,x 2+y 24=1,而由⎩⎪⎨⎪⎧t ≥01-t ≥0得0≤t ≤1,从而0≤x ≤1,0≤y ≤2. 【答案】 D4.在极坐标系中,圆C 1的方程为ρ=42cos ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π4,以极点为坐标原点,极轴为x轴的正半轴建立平面坐标系,圆C 2的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =-1+a cos θy =-1+a sin θ(θ为参数),若圆C 1与C 2相外切,则实数a =________.【导学号:91060019】【解析】 圆C 1的直角坐标方程为x 2+y 2=4x +4y ,其标准方程为(x -2)2+(y -2)2=8,圆心为(2,2),半径长为22,圆C 2的圆心坐标为(-1,-1),半径长为|a |,由于圆C 1与圆C 2外切,则|C 1C 2|=22+|a |=32⇒a =± 2.【答案】 ± 25.化下列参数方程为普通方程.(1)⎩⎪⎨⎪⎧x =1-t 1+ty =2t1+t(t ∈R 且t ≠-1);(2)⎩⎪⎨⎪⎧x =tan θ+1tan θy =1cos θ+1sin θ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ≠k π,k π+π2,k ∈Z .【解】 (1)变形为⎩⎪⎨⎪⎧x =-1+21+t,y =2-21+t,∴x ≠-1,y ≠2,∴x +y =1(x ≠-1).(2)⎩⎪⎨⎪⎧x =1sin θcos θ, ①y =sin θ+cos θsin θ·cos θ, ②②式平方结合①得y 2=x 2+2x ,由x =tan θ+1tan θ知|x |≥2,所以方程为(x +1)2-y 2=1(|x |≥2).我还有这些不足:(1) (2) 我的课下提升方案:(1) (2)学业分层测评(六) (建议用时:45分钟)[学业达标]一、选择题1.曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =|sin θ|y =cos θ(θ为参数)的方程等价于( )A .x =1-y 2B .y =1-x 2C .y =±1-x 2D .x 2+y 2=1【解析】 由x =|sin θ|得0≤x ≤1;由y =cos θ得-1≤y ≤1.故选A. 【答案】 A2.参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =3t 2+2,y =t 2-1(0≤t ≤5)表示的曲线是( )A .线段B .双曲线的一支C .圆弧D .射线【解析】 消去t ,得x -3y -5=0. ∵0≤t ≤5, ∴-1≤y ≤24.【答案】 A3.直线y =2x +1的参数方程是( )A.⎩⎪⎨⎪⎧x =t 2y =2t 2+1B.⎩⎪⎨⎪⎧x =2t -1y =4t +1C.⎩⎪⎨⎪⎧x =t -1y =2t -1D.⎩⎪⎨⎪⎧x =sin θy =2sin θ+1【解析】 由y =2x +1知x ,y 可取全体实数,故排除A 、D ,在B 、C 中消去参数t ,知C 正确.【答案】 C4.若x ,y 满足x 2+y 2=1,则x +3y 的最大值为( ) A .1 B .2 C .3 D .4 【解析】 由于圆x2+y 2=1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =sin θ(θ为参数),则x +3y =3sin θ+cos θ=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π6,故x +3y 的最大值为2.故选B.【答案】 B5.能化为普通方程x 2+y -1=0的参数方程为( ) A.⎩⎪⎨⎪⎧x =sin t y =cos 2tB.⎩⎪⎨⎪⎧x =tan φy =1-tan 2φC.⎩⎨⎧x =1-ty =tD.⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θy =sin 2θ【解析】 对A ,可化为x 2+y =1(y ∈[0,1]);对B ,可化为x 2+y -1=0;对C ,可化为x 2+y -1=0(x ≥0);对D ,可化为y 2=4x 2-4x 4(x ∈[-1,1]).【答案】 B 二、填空题6.已知曲线C 的参数方程是⎩⎨⎧x =1+5cos α,y =2+5sin α(α为参数),以直角坐标系的原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴,并取相同的长度单位建立极坐标系,则曲线C 的极坐标方程是________.【导学号:91060020】【解析】 曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =1+5cos αy =2+5sin α(α为参数),它表示以点(1,2)为圆心,以5为半径的圆,则曲线C 的标准方程为(x -1)2+(y -2)2=5,化为一般方程即x 2+y 2-2x -4y =0,化为极坐标方程得ρ2-2ρcos θ-4ρsin θ=0,即ρ2=2ρcos θ+4ρsin θ,两边约去ρ得ρ=2cos θ+4sin θ.【答案】 ρ=2cos θ+4sin θ7.在直角坐标系xOy 中,以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.若极坐标方程为ρcos θ=4的直线与曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =t 2,y =t3(t 为参数)相交于A ,B 两点,则|AB |=________.【解析】 由ρcos θ=4,知x =4.又⎩⎪⎨⎪⎧ x =t 2,y =t 3,∴x 3=y 2(x ≥0).由⎩⎪⎨⎪⎧x =4,x 3=y 2,得⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =8或⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =-8,∴|AB |=4-42+8+82=16.【答案】 168.点(x ,y )是曲线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+cos θ,y =sin θ(θ为参数,0≤θ<2π)上任意一点,则yx的取值范围是________.【解析】 曲线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+cos θ,y =sin θ是以(-2,0)为圆心,1为半径的圆,即(x+2)2+y 2=1.设yx=k ,∴y =kx .当直线y =kx 与圆相切时,k 取得最小值与最大值, ∴|-2k |k 2+1=1,k 2=13,∴y x的范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-33,33. 【答案】 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-33,33 三、解答题9.已知曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =t -1t,y =3⎝ ⎛⎭⎪⎫t +1t ,(t 为参数,t >0),求曲线C 的普通方程.【解】 由x =t -1t两边平方得x 2=t +1t-2,又y =3⎝ ⎛⎭⎪⎫t +1t ,则t +1t =y 3(y ≥6). 代入x 2=t +1t -2,得x 2=y 3-2,∴3x 2-y +6=0(y ≥6).故曲线C 的普通方程为3x 2-y +6=0(y ≥6). 10.已知P (x ,y )是圆x 2+y 2-2y =0上的动点. (1)求2x +y 的取值范围;(2)若x +y +c ≥0恒成立,求实数c 的取值范围. 【解】 方程x 2+y 2-2y =0变形为x 2+(y -1)2=1,其参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =1+sin θ(θ为参数).(1)2x +y =2cos θ+sin θ+1=5sin(θ+φ)+1其中φ由tan φ=2确定, ∴1-5≤2x +y ≤1+ 5.(2)若x +y +c ≥0恒成立,即c ≥-(cos θ+sin θ+1)对一切θ∈R 恒成立. ∵-(cos θ+sin θ+1)的最大值是2-1, ∴当且仅当c ≥2-1时,x +y +c ≥0恒成立.[能力提升]1.已知在平面直角坐标系xOy 中圆C 的参数方程为:⎩⎨⎧x =3+3cos θ,y =1+3sin θ(θ为参数),以Ox 为极轴建立极坐标系,直线极坐标方程为:ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π6=0,则圆C 截直线所得弦长为( )A. 2 B .2 2 C .3 2D .4 2【解析】 圆C 的参数方程为⎩⎨⎧x =3+3cos θy =1+3sin θ的圆心为(3,1),半径为3,直线普通方程为ρcos θcos π6-sin θsin π6=32x -12y =0,即3x -y =0,圆心C (3,1)到直线3x -y =0的距离为d =|32-1|3+1=1,所以圆C 截直线所得弦长|AB |=2r 2-d 2=232-12=4 2.【答案】 D2.已知曲线C 的极坐标方程为ρ=2cos θ.以极点为原点,极轴为x 轴的正半轴建立直角坐标系,则曲线C 的参数方程为________.【解析】 ρ=2cos θ化为普通方程为x 2+y 2=2x ,即(x -1)2+y 2=1,则其参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x -1=cos α,y =sin α(α为参数),即⎩⎪⎨⎪⎧x =cos α+1,y =sin α(α为参数).【答案】 ⎩⎪⎨⎪⎧x =cos α+1,y =sin α(α为参数)3.若点(x ,y )在圆⎩⎪⎨⎪⎧x =3+2cos θ,y =-4+2sin θ(θ为参数)上,则x 2+y 2的最小值是________.【解析】 法一:由题意可知,x 2+y 2=(3+2cos θ)2+(-4+2sin θ)2=29+12cos θ-16sin θ=29+20cos(θ+φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫tan φ=-34,当cos(θ+φ)=-1时最小,因此可得最小值为9.法二:将原式转化为普通方程(x -3)2+(y +4)2=4,它表示圆.令t =x 2+y 2,则t 可看做圆上的点到点(0,0)的距离的平方,圆外一点与圆上点的最近距离为该点与圆心的距离减去半径,t min =(0-32+0+42-2)2=9,所以x 2+y 2的最小值为9.【答案】 94.在平面直角坐标系中,以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知直线l 上两点M ,N 的极坐标分别为(2,0),⎝⎛⎭⎪⎫233,π2,圆C 的参数方程为⎩⎨⎧x =2+2cos θ,y =-3+2sin θ(θ为参数).(1)设P 为线段MN 的中点,求直线OP 的平面直角坐标方程; (2)判断直线l 与圆C 的位置关系.【解】 (1)由题意知,M ,N 的平面直角坐标分别为(2,0),⎝⎛⎭⎪⎫0,233.又P 为线段MN的中点,从而点P 的平面直角坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1,33,故直线OP 的平面直角坐标方程为y =33x . (2)因为直线l 上两点M ,N 的平面直角坐标分别为(2,0),⎝⎛⎭⎪⎫0,233,所以直线l 的平面直角坐标方程为x +3y -2=0. 又圆C 的圆心坐标为(2,-3),半径为r =2,圆心到直线l 的距离d =|2-3-2|2=32<r ,故直线l 与圆C 相交.。
2020年高考理科数学一轮复习:第12章 第2讲 参数方程

基础知识过关
经典题型冲关
课后作业
2.小题热身
(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
________.
答案 -32 解析 因为xy= =12+ -23tt, , 所以 3x+2y=7,此直线的斜率为-32.
基础知识过关
经典题型冲关课后作业心率 e= Nhomakorabeac=45.
基础知识过关
经典题型冲关
课后作业
答案 解析
(3)曲线 C 的参数方程为xy= =scionsθ2,θ+1 (θ 为参数),则曲线 C 的普通方 程为________.
答案 y=2-2x2(-1≤x≤1) 解析 由xy= =scionsθ2,θ+1 (θ 为参数)消去参数 θ,得 y=2-2x2(-1≤x≤1).
基础知识过关
经典题型冲关
课后作业
(3)方程xy==21c+os2θs,inθ 表示以点(0,1)为圆心,以 2 为半径的圆.( √ ) (4)已知椭圆的参数方程xy==24csionstt, (t 为参数),点 M 在椭圆上,对应 参数 t=π3,点 O 为原点,则直线 OM 的斜率为 3.( × )
基础知识过关
经典题型冲关
课后作业
2.普通方程化为参数方程 (1)选择参数的一般原则 曲线上任意一点的坐标与参数的关系比较明显且关系相对简单;当参数 取某一值时,可以唯一确定 x,y 的值. (2)解题的一般步骤 第一步,引入参数,但要选定合适的参数 t; 第二步,确定参数 t 与变量 x 或 y 的一个关系式 x=f(t)(或 y=φ(t)); 第三步,把确定的参数与一个变量的关系式代入普通方程 F(x,y)=0,求得 另一关系 y=g(t)(或 x=φ(t)),问题得解.
第2讲-1-曲线的参数方程第2课时

当 堂 双 基 达 标
y+2 3+sin θ ∴k= = . x+1 1+cos θ
课 堂 互 动 探 究
∴sin θ-kcos θ=k-3 即 1+k2sin(θ+φ)=k-3.(φ 由 tan φ=-k 确定) k-3 ∴sin(θ+φ)= 2. 1+k
菜 单
课 时 作 业
新课标 ·数学 选修4-4
当 堂 双 基 达 标
课 堂 互 动 探 究
2 1 - k 2 要,如 sin2α+cos2α =1 ,(ex+e-x)2-(ex- e-x)2 =4, ( ) 1+k2
课 时 作 业
2k 2 +( 2) =1 等. 1+k
菜 单
新课标 ·数学 选修4-4
课 前 自 主 导 学
2. 把参数方程化为普通方程时, 要注意哪一个量是参数, 并且要注意参数的取值对普通方程中 x 及 y 的取值范围的影 响.本题启示我们,形式相同的方程,由于选择参数的不同,
新课标 ·数学 选修4-4
第 2 课时
课 前 自 主 导 学
参数方程和普通方程的互化
当 堂 双 基 达 标
课 堂 互 动 探 究
1.了解参数方程化为普通方程的 意义. 课标 2.理解参数方程与普通方程的 解读 互相转化与应用. 3.掌握参数方程化为普通方程 的方法.
课 时 作 业
菜
单
新课标 ·数学 选修4-4
当 堂 双 基 达 标
课 堂 互 动 探 究
可表示不同的曲线.
课 时 作 业
菜
单
新课标 ·数学 选修4-4
将下列参数方程分别化为普通方程,并判断方程所表示
课 前 自 主 导 学
曲线的形状:
x=2cos θ (1) y=2sin θ
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第2讲 参数方程1.参数方程和普通方程的互化(1)曲线的参数方程和普通方程是曲线方程的不同形式,一般地,可以通过消去参数,从参数方程得到普通方程.(2)如果知道变数x ,y 中的一个与参数t 的关系,例如x =f (t ),把它代入普通方程,求出另一个变数与参数的关系y =g (t ),那么⎩⎪⎨⎪⎧x =f (t ),y =g (t )就是曲线的参数方程,在参数方程与普通方程的互化中,必须使x ,y 的取值范围保持一致.2.直线、圆和圆锥曲线的参数方程导师提醒1.关注直线参数方程的三个应用及一个易错点 (1)三个应用:已知直线l 经过点M 0(x 0,y 0),倾斜角为α,点M (x ,y )为l 上任意一点,则直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos α,y =y 0+t sin α(t 为参数).①若M 1,M 2是直线l 上的两个点,对应的参数分别为t 1,t 2,则|M 0M 1→| |M 0M 2→|=|t 1t 2|,|M 1M 2→|=|t 2-t 1|=(t 2+t 1)2-4t 1t 2;②若线段M 1M 2的中点为M 3,点M 1,M 2,M 3对应的参数分别为t 1,t 2,t 3,则t 3=t 1+t 22;③若直线l 上的线段M 1M 2的中点为M 0(x 0,y 0),则t 1+t 2=0,t 1t 2<0.(2)一个易错点:在使用直线参数方程的几何意义时,要注意参数前面的系数应该是该直线倾斜角的正余弦值.否则参数不具备该几何含义.2.掌握圆的参数方程的两种应用(1)解决与圆上的动点有关的距离取值范围以及最大值和最小值问题,通常可以转化为点与圆、直线与圆的位置关系.(2)求距离的问题,通过设圆的参数方程,就转化为求三角函数的值域问题.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =f (t ),y =g (t )中的x ,y 都是参数t 的函数.( )(2)过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 α,y =y 0+t sin α(t 为参数).参数t 的几何意义表示:直线l 上以定点M 0为起点,任一点M (x ,y )为终点的有向线段M 0M 的数量.( )(3)方程⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =1+2sin θ(θ为参数)表示以点(0,1)为圆心,以2为半径的圆.( )(4)已知椭圆的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos t ,y =4sin t(t 为参数),点M 在椭圆上,对应参数t =π3,点O为原点,则直线OM 的斜率为 3.( )答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)×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:选B.由⎩⎪⎨⎪⎧x =-1+cos θ,y =2+sin θ,得⎩⎪⎨⎪⎧cos θ=x +1,sin θ=y -2.所以(x +1)2+(y -2)2=1.曲线是以(-1,2)为圆心,1为半径的圆,所以对称中心为(-1,2),在直线y =-2x 上.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________.解析:直线l 的普通方程为x -y -a =0, 椭圆C 的普通方程为x 29+y 24=1,所以椭圆C 的右顶点坐标为(3,0),若直线l 过点(3,0), 则3-a =0, 所以a =3. 答案:3椭圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =5cos φ,y =3sin φ(φ为参数),过左焦点F 1的直线l 与C 相交于A ,B 两点,则|AB |min =________.解析:由⎩⎪⎨⎪⎧x =5cos φ,y =3sin φ(φ为参数)得,x 225+y 29=1,当AB ⊥x 轴时,|AB |有最小值. 所以|AB |min =2×95=185.答案:185如图,以过原点的直线的倾斜角θ为参数,则圆x 2+y 2-x =0的参数方程为________.解析:圆的半径为12,记圆心为C ⎝⎛⎭⎫12,0,连接CP ,则∠PCx =2θ,故x P =12+12cos 2θ=cos 2θ,y P =12sin 2θ=sin θcos θ(θ为参数).所以圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos 2θ,y =sin θcos θ(θ为参数).答案:⎩⎪⎨⎪⎧x =cos 2θ,y =sin θcos θ(θ为参数)参数方程与普通方程的互化(自主练透) 1.将下列参数方程化为普通方程.(1)⎩⎨⎧x =1t ,y =1t t 2-1(t 为参数);(2)⎩⎪⎨⎪⎧x =2+sin 2θ,y =-1+cos 2θ(θ为参数). 解:(1)由t 2-1≥0⇒t ≥1或t ≤-1⇒0<x ≤1或-1≤x <0.由⎩⎨⎧x =1t①,y =1tt 2-1②,①式代入②式得x 2+y 2=1.其中⎩⎨⎧0<x ≤1,0≤y <1或⎩⎪⎨⎪⎧-1≤x <0,-1<y ≤0.(2)由x =2+sin 2θ,0≤sin 2θ≤1 ⇒2≤2+sin 2θ≤3⇒2≤x ≤3,⎩⎪⎨⎪⎧x =2+sin 2θ,y =-1+cos 2θ⇒⎩⎪⎨⎪⎧x -2=sin 2θ,y =-1+1-2sin 2θ⇒⎩⎪⎨⎪⎧x -2=sin 2θy =-2sin 2θ⇒2x +y -4=0(2≤x ≤3).2.已知曲线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =-4+cos t ,y =3+sin t (t 为参数),曲线C 2:⎩⎪⎨⎪⎧x =8cos θ,y =3sin θ(θ为参数).化C 1,C 2的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线.解:曲线C 1:(x +4)2+(y -3)2=1,曲线C 2:x 264+y 29=1,曲线C 1是以(-4,3)为圆心,1为半径的圆;曲线C 2是中心为坐标原点,焦点在x 轴上,长半轴长是8,短半轴长是3的椭圆.3.在平面直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =-5+22t ,y =5+22t (t 为参数),以O为极点,x 轴的正半轴为极轴,取相同的单位长度建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为ρ=4cos θ.(1)求曲线C 的直角坐标方程及直线l 的普通方程;(2)将曲线C 上的所有点的横坐标缩短为原来的12,再将所得到的曲线向左平移1个单位长度,得到曲线C 1,求曲线C 1上的点到直线l 的距离的最小值.解:(1)曲线C 的直角坐标方程为x 2+y 2=4x ,即(x -2)2+y 2=4. 直线l 的普通方程为x -y +25=0.(2)将曲线C 上的所有点的横坐标缩短为原来的12,得(2x -2)2+y 2=4,即(x -1)2+y 24=1, 再将所得曲线向左平移1个单位长度, 得曲线C 1:x 2+y 24=1,则曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =2sin θ(θ为参数).设曲线C 1上任一点P (cos θ,2sin θ), 则点P 到直线l 的距离 d =|cos θ-2sin θ+25|2=|25-5sin (θ+φ)|2≥102⎝⎛⎭⎫其中tan φ=-12, 所以点P 到直线l 的距离的最小值为102.将参数方程化为普通方程的方法(1)将参数方程化为普通方程,需要根据参数方程的结构特征,选取适当的消参方法.常见的消参方法有:代入消参法、加减消参法、平方消参法等.对于含三角函数的参数方程,常利用同角三角函数关系式消参,如sin 2θ+cos 2θ=1等.(2)将参数方程化为普通方程时,要注意两种方程的等价性,不要增解.参数方程的应用(师生共研)(2018·高考全国卷Ⅱ)在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θy =4sin θ(θ为参数),直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t cos αy =2+t sin α(t 为参数).(1)求C 和l 的直角坐标方程;(2)若曲线C 截直线l 所得线段的中点坐标为(1,2),求l 的斜率. 【解】 (1)曲线C 的直角坐标方程为x 24+y 216=1.当cos α≠0时,l 的直角坐标方程为y =tan α·x +2-tan α, 当cos α=0时,l 的直角坐标方程为x =1.(2)将l 的参数方程代入C 的直角坐标方程,整理得关于t 的方程(1+3cos 2α)t 2+4(2cos α+sin α)t -8=0. ①因为曲线C 截直线l 所得线段的中点(1,2)在C 内, 所以①有两个解,设为t 1,t 2, 则t 1+t 2=0.又由①得t 1+t 2=-4(2cos α+sin α)1+3cos 2α,故2cos α+sin α=0,于是直线l 的斜率k =tan α=-2.(1)解决与圆、圆锥曲线的参数方程有关的综合问题时,要注意普通方程与参数方程的互化公式,主要是通过互化解决与圆、圆锥曲线上与动点有关的问题,如最值、范围等.(2)根据直线的参数方程的标准式中t 的几何意义,有如下常用结论:过定点M 0的直线与圆锥曲线相交,交点为M 1,M 2,所对应的参数分别为t 1,t 2. ①弦长l =|t 1-t 2|;②弦M 1M 2的中点⇒t 1+t 2=0;③|M 0M 1||M 0M 2|=|t 1t 2|.1.已知曲线C :x 24+y 29=1,直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =2+t ,y =2-2t (t 为参数).(1)写出曲线C 的参数方程,直线l 的普通方程;(2)过曲线C 上任意一点P 作与l 夹角为30°的直线,交l 于点A ,求|P A |的最大值与最小值.解:(1)曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =3sin θ(θ为参数).直线l 的普通方程为2x +y -6=0.(2)曲线C 上任意一点P (2cos θ,3sin θ)到l 的距离为d =55|4cos θ+3sin θ-6|. 则|P A |=dsin 30°=255|5sin(θ+α)-6|,其中α为锐角,且tan α=43.当sin(θ+α)=-1时,|P A |取得最大值,最大值为2255.当sin(θ+α)=1时,|P A |取得最小值,最小值为255.2.在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θ,y =sin θ(θ为参数),直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a +4t ,y =1-t (t 为参数).(1)若a =-1,求C 与l 的交点坐标; (2)若C 上的点到l 距离的最大值为17,求a . 解:(1)曲线C 的普通方程为x 29+y 2=1.当a =-1时,直线l 的普通方程为x +4y -3=0.由⎩⎪⎨⎪⎧x +4y -3=0,x 29+y 2=1解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =0或⎩⎨⎧x =-2125,y =2425.从而C 与l 的交点坐标为(3,0),⎝⎛⎭⎫-2125,2425. (2)直线l 的普通方程为x +4y -a -4=0,故C 上的点(3cos θ,sin θ)到l 的距离为d =|3cos θ+4sin θ-a -4|17.当a ≥-4时,d 的最大值为a +917.由题设得a +917=17,所以a =8;当a <-4时,d 的最大值为-a +117, 由题设得-a +117=17,所以a =-16.综上,a =8或a =-16.参数方程与极坐标方程的综合应用(师生共研)(2019·高考全国卷Ⅰ)在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1-t 21+t 2,y =4t1+t2(t为参数).以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为2ρcos θ+3ρsin θ+11=0.(1)求C 和l 的直角坐标方程; (2)求C 上的点到l 距离的最小值. 【解】 (1)因为-1<1-t 21+t 2≤1,且x 2+⎝⎛⎭⎫y 22=⎝ ⎛⎭⎪⎫1-t 21+t 22+4t 2(1+t 2)2=1, 所以C 的直角坐标方程为x 2+y 24=1(x ≠-1).l 的直角坐标方程为2x +3y +11=0.(2)由(1)可设C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos α,y =2sin α(α为参数,-π<α<π).C 上的点到l 的距离为|2cos α+23sin α+11|7=4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π3+117.当α=-2π3时,4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π3+11取得最小值7,故C 上的点到l距离的最小值为7.(1)涉及参数方程和极坐标方程的综合题,求解的一般方法是分别化为普通方程和直角坐标方程后求解.当然,还要结合题目本身特点,确定选择何种方程.(2)数形结合的应用,即充分利用参数方程中参数的几何意义,或者利用ρ和θ的几何意义,直接求解,能达到化繁为简的解题目的.1.(2019·长沙模拟)平面直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程是⎩⎨⎧x =3+t cosπ4,y =t sin π4(t为参数),以x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程是ρ2cos 2θ4+ρ2sin 2θ=1.(1)求曲线C 的直角坐标方程;(2)求直线l 与曲线C 相交所得的弦AB 的长.解:(1)因为x =ρcos θ,y =ρsin θ,所以曲线C 的直角坐标方程是x 24+y 2=1.(2)将⎩⎪⎨⎪⎧x =3+t cos π4,y =t sin π4代入x 24+y 2=1得,52t 2+6t -1=0,Δ=(6)2-4×52×(-1)=16>0.设方程的两根是t 1,t 2,则t 1+t 2=-265,t 1t 2=-25,所以|AB |=|t 1-t 2|=(t 1+t 2)2-4t 1t 2=⎝⎛⎭⎫-2652-4×⎝⎛⎭⎫-25=6425=85.2.(2019·西安模拟)在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2t -1,y =-4t -2(t 为参数),以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 2的极坐标方程为ρ=21-cos θ.(1)求曲线C 2的直角坐标方程;(2)设M 1是曲线C 1上的点,M 2是曲线C 2上的点,求|M 1M 2|的最小值. 解:(1)因为ρ=21-cos θ,所以ρ-ρcos θ=2, 即ρ=ρcos θ+2.因为x =ρcos θ,ρ2=x 2+y 2,所以x 2+y 2=(x +2)2,化简得y 2-4x -4=0. 所以曲线C 2的直角坐标方程为y 2-4x -4=0.(2)因为⎩⎪⎨⎪⎧x =2t -1,y =-4t -2,所以2x +y +4=0.所以曲线C 1的普通方程为2x +y +4=0.因为M 1是曲线C 1上的点,M 2是曲线C 2上的点,所以|M 1M 2|的最小值等于点M 2到直线2x +y +4=0的距离的最小值. 不妨设M 2(r 2-1,2r ),点M 2到直线2x +y +4=0的距离为d ,则d =2|r 2+r +1|5=2[(r +12)2+34]5≥325=3510,当且仅当r =-12时取等号.所以|M 1M 2|的最小值为3510.[基础题组练]1.在直角坐标系xOy 中,直线l 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2+t ,y =kt (t 为参数),直线l 2的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+m ,y =m k (m 为参数).设l 1与l 2的交点为P ,当k 变化时,P 的轨迹为曲线C .(1)写出C 的普通方程;(2)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,设l 3:ρ(cos θ+sin θ)-2=0,M 为l 3与C 的交点,求M 的极径.解:(1)消去参数t 得l 1的普通方程l 1:y =k (x -2);消去参数m 得l 2的普通方程l 2:y =1k(x +2). 设P (x ,y ),由题设得⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -2),y =1k (x +2).消去k 得x 2-y 2=4(y ≠0).所以C 的普通方程为x 2-y 2=4(y ≠0).(2)C 的极坐标方程为ρ2(cos 2θ-sin 2θ)=4(0<θ<2π,θ≠π).联立⎩⎪⎨⎪⎧ρ2(cos 2θ-sin 2θ)=4,ρ(cos θ+sin θ)-2=0得cos θ-sin θ=2(cos θ+sin θ). 故tan θ=-13,从而cos 2θ=910,sin 2θ=110,代入ρ2(cos 2θ-sin 2θ)=4得ρ2=5,所以交点M 的极径为 5.2.(2018·高考全国卷Ⅲ)在平面直角坐标系xOy 中,⊙O 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θy =sin θ(θ为参数),过点(0,-2)且倾斜角为α的直线l 与⊙O 交于A ,B 两点.(1)求α的取值范围;(2)求AB 中点P 的轨迹的参数方程. 解:(1)⊙O 的直角坐标方程为x 2+y 2=1. 当α=π2时,l 与⊙O 交于两点.当α≠π2时,记tan α=k ,则l 的方程为y =kx - 2.l 与⊙O 交于两点当且仅当⎪⎪⎪⎪⎪⎪21+k 2<1,解得k <-1或k >1,即α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2或α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,3π4.综上,α的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,3π4.(2)l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =t cos α,y =-2+t sin α(t 为参数,π4<α<3π4).设A ,B ,P 对应的参数分别为t A ,t B ,t P ,则t P =t A +t B2,且t A ,t B 满足t 2-22t sin α+1=0.于是t A +t B =22sin α,t P =2sin α.又点P 的坐标(x ,y )满足⎩⎪⎨⎪⎧x =t P cos α,y =-2+t P sin α,所以点P 的轨迹的参数方程是⎩⎨⎧x =22sin 2α,y =-22-22cos 2α(α为参数,π4<α<3π4). 3.在平面直角坐标系xOy 中,以坐标原点为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线C 的极坐标方程为ρ=22cos ⎝⎛⎭⎫π4-θ.(1)求曲线C 的直角坐标方程;(2)已知直线l 过点P (1,0)且与曲线C 交于A ,B 两点,若|P A |+|PB |=5,求直线l 的倾斜角α.解:(1)由ρ=22cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-θ=2(cos θ+sin θ)⇒ρ2=2(ρcos θ+ρsin θ)⇒x 2+y 2=2x +2y ⇒(x -1)2+(y -1)2=2.故曲线C 的直角坐标方程为(x -1)2+(y -1)2=2.(2)由条件可设直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t cos α,y =t sin α(t 为参数),代入圆的方程,有t 2-2t sin α-1=0,设点A ,B 对应的参数分别为t 1,t 2,则t 1+t 2=2sin α,t 1t 2=-1,|P A |+|PB |=|AB |=|t 1-t 2|=(t 1+t 2)2-4t 1t 2=4sin 2α+4=5,解得sin α=12或sin α=-12(舍去),故α=π6或5π6.4.(2019·合肥质检)在直角坐标系中,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos α,y =2sin α(α为参数),以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线D 的极坐标方程为ρ=4sin ⎝⎛⎭⎫θ-π6.(1)写出曲线C 的极坐标方程以及曲线D 的直角坐标方程;(2)若过点A ⎝⎛⎭⎫22,π4(极坐标)且倾斜角为π3的直线l 与曲线C 交于M ,N 两点,弦MN的中点为P ,求|AP ||AM |·|AN |的值.解:(1)由题意可得曲线C 的普通方程为x 29+y 24=1,将⎩⎪⎨⎪⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ代入曲线C 的普通方程可得,曲线C 的极坐标方程为ρ2cos 2θ9+ρ2sin 2θ4=1.因为曲线D 的极坐标方程为ρ=4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π6,所以ρ2=4ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π6=4ρ⎝⎛⎭⎫32sin θ-12cos θ,又ρ2=x 2+y 2,x =ρcos θ,y =ρsin θ, 所以x 2+y 2=23y -2x , 所以曲线C 的极坐标方程为ρ2cos 2θ9+ρ2sin 2θ4=1;曲线D 的直角坐标方程为x 2+y 2+2x-23y =0.(2)点A ⎝⎛⎭⎪⎫22,π4,则⎩⎪⎨⎪⎧x =22cos π4=2,y =22sin π4=2,所以A (2,2).因为直线l 过点A (2,2)且倾斜角为π3,所以直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2+t cos π3,y =2+t sin π3(t 为参数),代入x 29+y 24=1可得,314t 2+(8+183)t +16=0,设M ,N 对应的参数分别为t 1,t 2,由一元二次方程根与系数的关系得,t 1+t 2=-32+72331,t 1t 2=6431,所以|AP ||AM |·|AN |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪t 1+t 22|t 1t 2|=4+9316.[综合题组练]1.(2019·沈阳模拟)在平面直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =2+12t ,y =2+32t(t 为参数).在以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 的极坐标方程为ρsin 2θ+4sin θ=ρ.(1)写出直线l 的普通方程和曲线C 的直角坐标方程;(2)已知点M 在直角坐标系中的坐标为(2,2),若直线l 与曲线C 相交于不同的两点A ,B ,求|MA |·|MB |的值.解:(1)由⎩⎨⎧x =2+12t ,y =2+32t消去参数t 可得y =3(x -2)+2,所以直线l 的普通方程为3x -y +2-23=0. 因为ρsin 2θ+4sin θ=ρ,所以ρ2sin 2θ+4ρsin θ=ρ2. 因为ρsin θ=y ,ρ2=x 2+y 2, 所以曲线C 的直角坐标方程为x 2=4y .(2)将⎩⎨⎧x =2+12t ,y =2+32t代入抛物线方程x 2=4y 中,可得(2+12t )2=4(2+32t ),即t 2+(8-83)t-16=0.因为Δ>0,且点M 在直线l 上,所以此方程的两个实数根为直线l 与曲线C 的交点A ,B 对应的参数t 1,t 2,所以t 1t 2=-16,所以|MA |·|MB |=|t 1t 2|=16.2.在直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线C :ρsin 2θ=2a cos θ(a >0),直线l :⎩⎨⎧x =-2+22t ,y =22t(t 为参数).(1)求曲线C 的直角坐标方程,直线l 的普通方程;(2)设直线l 与曲线C 交于M ,N 两点,点P (-2,0),若|PM |,|MN |,|PN |成等比数列,求实数a 的值.解:(1)由ρsin 2θ=2a cos θ(a >0)两边同乘以ρ得,曲线C :y 2=2ax ,由直线l :⎩⎨⎧x =-2+22t ,y =22t(t 为参数),消去t ,得直线l :x -y +2=0. (2)将⎩⎨⎧x =-2+22t ,y =22t代入y 2=2ax 得,t 2-22at +8a =0,由Δ>0得a >4,设M ⎝⎛⎭⎫-2+22t 1,22t 1,N (-2+22t 2,22t 2),则t 1+t 2=22a ,t 1t 2=8a ,因为|PM |,|MN |,|PN |成等比数列,所以|t 1-t 2|2=|t 1t 2|,所以(22a )2-4×8a =8a ,所以a =5.3.(综合型)在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的参数方程为⎩⎨⎧x =-5+2cos ty =3+2sin t(t 为参数),在以原点O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立的极坐标系中,直线l 的极坐标方程为ρcos(θ+π4)=- 2. (1)求圆C 的普通方程和直线l 的直角坐标方程;(2)设直线l 与x 轴,y 轴分别交于A ,B 两点,点P 是圆C 上任意一点,求A ,B 两点的极坐标和△P AB 面积的最小值.解:(1)由⎩⎪⎨⎪⎧x =-5+2cos ty =3+2sin t ,消去参数t ,得(x +5)2+(y -3)2=2,所以圆C 的普通方程为(x +5)2+(y -3)2=2. 由ρcos (θ+π4)=-2,得ρcos θ-ρsin θ=-2,所以直线l 的直角坐标方程为x -y +2=0.(2)直线l 与x 轴,y 轴的交点分别为A (-2,0),B (0,2),化为极坐标为A (2,π),B ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π2,设点P 的坐标为(-5+2cos t ,3+2sin t ),则点P 到直线l 的距离为d =|-5+2cos t -3-2sin t +2|2=|-6+2cos (t +π4)|2.所以d min =42=22,又|AB |=2 2. 所以△P AB 面积的最小值是S =12×22×22=4.。