目标认知 学习目标:
1.了解参数方程,了解参数的意义,能选择适当的参数写出直线、圆和圆锥曲线的参数方程;
2.了解平摆线、渐开线的生成过程,并能推导出它们的参数方程,了解其他摆线的生成过程,了解摆线在实际中的应用,了解摆线在表示行星运动轨道中的作用。
重点、难点:
明白得参数方程的概念及转化方式,重点把握直线和圆的参数方程及椭圆的参数方程,并能利用它们解决一些应用问题;和利用参数成立点的轨迹方程。
知识要点梳理: 知识点一:参数方程
1. 1. 概念:一样地,在平面直角坐标系中,若是曲线上任意一点的坐标
都是某个变数的函数:
联系
,而且关于的每一个许诺值,方程所确信的点间的关系的变数叫做参变数〔简称参数〕.
都在这条曲线上,那么方程就叫做这条曲线的参数方程,
相对于参数方程来说,前面学过的直接给出曲线上点的坐标关系的方程,叫做曲线的一般方程。
2. 把参数方程化为普通方程,需要根据其构造特点,选取适当的消参方式. 常见的消参方式有:代入消法 ;加减消参;平方和〔差〕消参法;乘法消参法;混合消参法等. 把曲线
的一般方程
化为参数方程的关键:一是适当选取参数;二是确保互化前前方程的等价性, 注意方程中
的参数的转变范围。互化时,必需使坐标x, y的取值范围在互化前后维持不变,否那么,互化确实是不等价的。
知识点二:常见曲线的参数方程 1.直线的参数方程 〔1〕通过定点
,倾斜角为
的直线的参数方程为:
〔为参数〕;
,有
,即
表示直线上任一点M到定点
的距离。〔当
在
上方时,
其中参数的几何意义:
,在下方时,)。
〔2〕过定点,且其斜率为的直线的参数方程为:
〔为参数,为为常数,是直线上一点,那么
〕;
。
其中的几何意义为:假设
〔3〕假设直线l的倾角a=0时,直线l的参数方程为
2.圆的参数方程 〔1〕圆心为
,半径为
的圆
.
的参数方程为:
〔是参数,〕;
特别地当圆心在原点时,其参数方程为 〔2〕参数
的几何意义为:由
〔是参数〕。
轴的正方向到连接圆心和圆上任意一点的半径所成的角。
〔3〕圆的标准方程明确地指出圆心和半径,圆的一样方程突出方程形式上的特点,圆的参数方程那么直接指出圆上点的横、纵坐标的特点。
3. 椭圆的参数方程
〔1〕椭圆 〔2〕参数
〔〕的参数方程〔为参数〕。
〔过
作轴,交大圆即的几何意义是椭圆上某一点的离心角。如图中,点对应的角为
以为直径的圆于〕,切不能够为是。
〔3〕从数的角度明白得,椭圆的参数方程事实上是关于椭圆的一组三角代换。椭圆
,为解决有关椭圆问题提供了一条新的途径。
4. 双曲线的参数方程
上任意一点可设成
双曲线
5. 抛物线的参数方程
〔,〕的参数方程为〔为参数〕。
抛物线()的参数方程为〔是参数〕。
参数的几何意义为:抛物线上一点与其极点
6. 圆的渐开线与摆线的参数方程:
连线的斜率的倒数,即。
〔1〕圆的渐开线的参数方程〔是参数〕;
〔2〕摆线的参数方程
规律方式指导
〔是参数〕。
1.参数方程作为选考内容,试题内容涉及参数方程与一般方程的互化,直线、圆和圆锥曲线的参数方程和在解题中的应用中。由于该内容在高考试题的特殊位置,仅以填空题的形式显现一样为容易题或中等题。以考察根底知识,全然运算为主。 2. 加强消参的技巧性学习,注意等价性,消参常用的方法有代入法、三角法、加减法等。
3.从数的角度理解,圆与椭圆的参数方程实际上是一组三角代换,为解决有关圆、椭圆问题提供了一条新的途径.
经典例题精析
类型一:参数方程与一般方程互化
,将它表示为圆的参数方程形式。
进展三角代换转化为参数方程。
思路点拨: 将圆的方程配方得圆的标准方程,然后利用平方和公式
解析:配方得圆的标准方程
令 总结升华:
, 得圆的参数方程为〔q为参数〕.
圆与椭圆的一般方程转化为圆与椭圆的参数方程一样都是利用 触类旁通:
【变式】化一般方程为参数方程。
进展三角代换。
〔1〕
【答案】:〔1〕配方得圆的标准方程
〔2〕
,
令 , 得圆的参数方程为〔q为参数〕.
〔2〕变形得,令,
得椭圆的参数方程为
〔q为参数〕.
2.把参数方程化为一般方程
(1) (,为参数); (2) (,为参数〕;
(3) 思路点拨:
(,为参数); (4) (为参数).
〔1〕将第二个式子变形后,把第一个式子代入消参;
〔2〕利用三角恒等式进展消参;
〔3〕观看式子的构造,注意到两式中分子分母的构造特点,因此能够采取加减消参的方式;或把用后再代入另一表达式即可消参;
〔4〕此题是〔3〕题的变式,仅仅是把换成
罢了,因此消参方式依旧,但需要注意
、
的范围。
表示,反解出
解析:〔1〕∵ 又∵
,
, ∴
,
,
,把代入得;
∴ 所求方程为: 〔2〕∵
(,,把
)
代入得
.
又∵,
∴ ,. ∴ 所求方程为(,).
〔3〕〔法一〕:,
又,,
∴ 所求方程为(,).
〔法二〕:由得,代入,
∴〔余略〕.
〔4〕 由 得, ∴,由得,
当时,;当时,,从而.
法一: 即
〔
〕,故所求方程为
〔
, 〕
法二: 由 得,代入得,即
∴再将 总结升华:
代入得,化简得.
1. 消参的方式要紧有代入消参,加减消参,比值消参,平方消参,利用恒等式消参等。 2.消参过程中应注意等价性,即应考虑变量的取值范围,一般来说应分别给出的进程,因此能够综合运用求值域的各类方式.
触类旁通:
【变式1】化参数方程为一般方程。
、
的范围.在这进程中事实上是求函数值域
〔1〕(t为参数) ; 〔2〕〔t为参数〕.
【答案】:〔1〕由得,代入化简得.
∵, ∴
〔
,
,〕
.
故所求方程为
〔2〕两个式子相除得,代入得,即.
∵
,故所求方程为().
【变式2】〔1〕圆的半径为_________ ;
〔2〕参数方程(表示的曲线为〔 〕。
A、双曲线一支,且过点 B、抛物线的一局部,且过点
C、双曲线一支,且过点 【答案】:
D、抛物线的一局部,且过点
〔1〕 其中
,
,∴ 半径为5。
〔2〕
,且,因此选B。
【变式3】〔1〕直线: A、
B、
C、
(t为参数)的倾斜角为〔 〕。 D、
〔2〕为锐角,直线的倾斜角〔 〕。
A、 B、 C、 D、
【答案】:
〔1〕,相除得,∴倾斜角为,选C。
〔2〕,相除得,
∵
,∴ 倾角为,选C。
3.曲线的参数方程
),
为参数(
〔、为常数〕。
〔1〕当为常数()时,说明曲线的类型;
〔2〕当为常数且,为参数时,说明曲线的类型。
思路点拨:通过消参,化为一般方程,再做判定。
解析:〔1〕方程可变形为 取两式的平方和,得 曲线是以
为圆心,
〔为参数,为常数〕
为半径的圆。
〔2〕方程变形为〔为参数,为常数〕,
两式相除,可得 曲线是过点
且斜率
,即
的直线。
,
总结升华:从本例能够看出:某曲线的参数方程形式完全一样,但选定不同的字母为参数,那么表示的意义也不一样,表示不同曲线。因此在表示曲线的参数方程时,一样应标明选定的字母参数。
触类旁通:
【变式1】椭圆的参数方程为〔为参数〕,求出此椭圆的长轴长,短轴长,核心坐标,离心率和准线方程.
【答案】:由题意得:,, 得. ∴, .即:
椭圆的长轴长为26,短轴长为10,焦点坐标为(0,-12)和(0,12),离心率为,
准线方程为:
和.
【变式2】曲线C的参数方程为〔t为参数〕
〔1〕判定点P1〔1,2〕,P2〔0,1〕与曲线C的位置关系
〔2〕点Q(2,a)在曲线l上,求a的值. 〔3〕化为一般方程,并作图
〔4〕假设t≥0, 化为一般方程,并作图.
【答案】:〔1〕假设点P在曲线上,那么能够用参数t表示出x, y,即能够求出相应t值.
所以,令, ∴t无解,∴ 点P1不在曲线C上.
同理,令 , ∴ 点P2在曲线C上.
〔2〕∵Q在曲线C上, ∴ .
〔3〕将代入y=3t+1
2
,如图.
〔4〕∵t≥0, ∴ x=2t≥0, y=3t+1≥1, 消去t,
2
,
∴ t≥0时,曲线C的普通方程为(x≥0, y≥1).
点评:在〔4〕中,曲线C的一般方程的范围也能够只写出x≥0, 但不能写成y≥1,这是因为是关于x的自变
量,y为因变量的函数,由x的范围能够确信y的取值范围,但反过来不行.即:所得曲线方程为y=f(x)或x=g(y)形式时,能够只写出自变量的范围,但关于非函数形式的方程,即F(x,y)=0,一样来讲,x,y的范围都应标注出来.
【变式3】圆锥曲线方程为 〔1〕假设为参数, 〔2〕假设
。
为常数,求此曲线的核心到准线距离。
为参数,为常数,求此曲线的离心率。
【答案】:〔1〕方程可化为
消去,得:
∴曲线是抛物线,核心到准线距离即为。
〔2〕方程化为,
消去,得,
∴曲线为椭圆,其中
类型二:圆渐开线和摆线
,,,从而。
解析:
触类旁通:
,
面积为16
,那么基圆面积是_______。
【变式1】半径为10的基圆的渐开线方程是___________;
【答案】:
〔为参数〕
[变式2]摆线的参数方程为 【答案】:半径
类型三:求最值
,那么一个拱的宽度是_________,高度是_________。
,高度为直径16
,一个拱宽度为一个圆的周长为16
是椭圆上的点,求P到直线的距离的最大值与最小值,并求出抵达最值时P点的
坐标.
思路点拨: 利用参数方程求最值。
解析:∵点P是椭圆上的点,∴ 可设,q?[0,2p].
P到l的距离.
当时,即时,,现在P点坐标为.
当即 时,,现在P点坐标为.
总结升华:利用参数方程求最值是很常见的一种方式,利用参数方程结合三角函数知识能够较简练地解决问题。
触类旁通:
【变式1】求椭圆上的点到直线:的最小距离及相应的点的坐标。
【答案】:设到的距离为,那么
〔当且仅当即时取等号〕。
∴点
到直线的最小距离为,现在点,即。
【变式2】圆 【答案】:圆方程为
上到直线,
的距离为的点共有_______个.
设其参数方程为 那么圆上的点
〔〕 到直线
的距离为
,即,
∴或
又
,∴,从而知足要求的点一共有三个.
【变式3】椭圆内接矩形面积的最大值为_____________.
【答案】:
设椭圆上第一象限的点
,那么
当且仅当
时,取最大值,现在点.
【变式4】实数x, y知足
求:〔1〕x+y的最大值 〔2〕x+y的最小值.
2
2
,
【答案】:原方程配方得,表示以为圆心,2为半径的圆.
用参数方程表示为: 〔q为参数,0≤q≤2p〕.
〔1〕
∴当,即时,(x+y)max=16.
22
〔2〕
∴当, 即时,.
(按ctrl 点击掀开)
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