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1、參數(shù)方程
目標點擊:
1. 理解參數(shù)方程的概念,了解某些參數(shù)的幾何意義和物理意義;
2. 熟悉參數(shù)方程與普通方程之間的了解和區(qū)別,掌握他們的互化法則;
3. 會選擇最常見的參數(shù),建立最簡單的參數(shù)方程,能夠根據(jù)條件求出直線、圓錐曲線等常用曲線的一些參數(shù)方程并了解其參數(shù)的幾何意義;
4. 靈活運用常見曲線的參數(shù)方程解決有關(guān)的問題.
基礎(chǔ)知識點擊:
1、 曲線的參數(shù)方程
在取定的坐標系中,如果曲線上任意一點的坐標x,y都是某個變數(shù)t的函數(shù), (1) 并且對于t的每一個允許值,由方程組(1)所確定的點M(x,y)都在這條曲線上,那么方程組(1)叫做這條曲線的參數(shù)方程.
了解x、y之
2、間關(guān)系的變數(shù)叫做參變數(shù),簡稱參數(shù).
2、 求曲線的參數(shù)方程
求曲線參數(shù)方程一般程序:
(1) 設(shè)點:建立適當?shù)闹苯亲鴺讼?,?x,y)表示曲線上任意一點M的坐標;
(2) 選參:選擇合適的參數(shù);
(3) 表示:依據(jù)題設(shè)、參數(shù)的幾何或物理意義,建立參數(shù)與x,y的關(guān)系
式,并由此分別解出用參數(shù)表示的x、y的表達式.
(4) 結(jié)論:用參數(shù)方程的形式表示曲線的方程
3、 曲線的普通方程
相對與參數(shù)方程來說,把直接確定曲線C上任一點的坐標(x,y)的方程F(x,y)=0叫做曲線C的普通方程.
4、 參數(shù)方程的幾個基本問題
(1) 消去參數(shù),把參數(shù)方程化為
3、普通方程.
(2) 由普通方程化為參數(shù)方程.
(3) 利用參數(shù)求點的軌跡方程.
(4) 常見曲線的參數(shù)方程.
5、 幾種常見曲線的參數(shù)方程
(1) 直線的參數(shù)方程
(ⅰ)過點P0(),傾斜角為的直線的參數(shù)方程是
(t為參數(shù))t的幾何意義:t表示有向線段的數(shù)量,P()
為直線上任意一點.
(ⅱ)過點P0(),斜率為的直線的參數(shù)方程是
(t為參數(shù))
(2)圓的參數(shù)方程
(ⅰ)圓的參數(shù)方程為(為參數(shù))的幾何意義為“圓心角”
(ⅱ)圓的參數(shù)方程是
(為參數(shù))的幾何意義為“圓心角”
(3)橢圓的參數(shù)方程
(ⅰ)橢圓 () 的參數(shù)方
4、程為 (為參數(shù))
(ⅱ)橢圓 ()的參數(shù)方程是
(為參數(shù))的幾何意義為“離心角”
(4)雙曲線的參數(shù)方程
(ⅰ)雙曲線 的參數(shù)方程為 (為參數(shù))
(ⅱ)雙曲線的參數(shù)方程是
(為參數(shù))的幾何意義為“離心角”
(5) 拋物線的參數(shù)方程
(p>0) 的參數(shù)方程為
(t為參數(shù)) 其中t的幾何意義是拋物線上的點與原點連線的斜
率的倒數(shù)(頂點除外).
考點簡析:參數(shù)方程屬每年高考的必考內(nèi)容,主要考查基礎(chǔ)知識、基本技能
5、,從兩個方面考查(1)參數(shù)方程與普通方程的互化與等價性判定;(2)參數(shù)方程所表示的曲線的性質(zhì). 題型一般為選擇題、填空題.
一、 參數(shù)方程的概念
一)目標點擊:
1、 理解參數(shù)方程的概念,能識別參數(shù)方程給出的曲線或曲線上點的坐標;
2、 熟悉參數(shù)方程與普通方程之間的了解和區(qū)別,掌握他們的互化法則;
3、 能掌握消去參數(shù)的一些常用技巧:代人消參法、三角消參等;
4、 能了解參數(shù)方程中參數(shù)的意義,運用參數(shù)思想解決有關(guān)問題;
二)概念理解:
1、例題回放:
問題1:(請你翻開黃崗習(xí)題冊P122,閱讀例題)
已知圓C的方程為,過點P1(1,0) 作
6、圓C的任意弦,
交圓C于另一點P2,求P1P2的中點M的軌跡方程.
書中列舉了六種解法,其中解法六運用了什么方法求得M點的軌跡方程?此種方法是如何設(shè)置參數(shù)的,其幾何意義是什么?
設(shè)M() ,由 ,消去k,得,因M與
P1不重合,所以M點的軌跡方程為()
解法六的關(guān)鍵是沒有直接尋求中點M的軌跡方程,而是通過引入第三個變量k(直線的斜率),間接地求出了x與y的關(guān)系式,從而求得M點的軌跡方程.實際上方程(1)和()(2)都表示同一個曲線,都是M點的軌跡方程.這兩個方程是曲線方程的兩種形式.
方程組(1)是曲線的參數(shù)方程,變數(shù)k是參數(shù),方程(
7、2)是曲線的普通方程.
由此可以看出參數(shù)方程和普通方程是同一曲線的兩種不同的表達形式.我們對參數(shù)方程并不陌生,在求軌跡方程的過程中,我們通過設(shè)參變量k,先求得曲線的參數(shù)方程再化為普通方程,進而求得軌跡方程.參數(shù)法是求軌跡方程的一種比較簡捷、有效的方法.
問題2:幾何課本3.1曲線的參數(shù)方程一節(jié)中,從研究炮彈發(fā)射后的運動規(guī)律,
得出彈道曲線的方程.在這個過程中,選擇什么量為參數(shù),其物理意
義是什么?參數(shù)的取值范圍?
通過研究炮彈發(fā)射后彈道曲線的方程說明:
1) 形如的方程組,描述了運動軌道上的每一個位置()
和時間t的對應(yīng)關(guān)系.
2)
8、我們利用“分解與合成”的方法研究和認識了形如的方程組表示質(zhì)點的運動規(guī)律.
3)參數(shù)t的取值范圍是由t的物理意義限制的.
2、曲線的參數(shù)方程與曲線C的關(guān)系
在選定的直角坐標系中,曲線的參數(shù)方程 t (*)與曲線C滿足以下條件:
(1) 對于集合D中的每個t0,通過方程組(*)所確定的點()
都在曲線C上;
(2) 對于曲線C上任意點(),都至少存在一個t0,滿足
則 曲線C 參數(shù)方程 t
3、曲線的普通方程與曲線的參數(shù)方程的區(qū)別與了解
曲線的普通方程=0是相對參數(shù)方程而言,它反映了坐標變量與y之間的直接了解;而參數(shù)方程 t是通過參數(shù)t反映坐標
9、變量與y之間的間接了解.曲線的普通方程中有兩個變數(shù),變數(shù)的個數(shù)比方程的個數(shù)多1;曲線的參數(shù)方程中,有三個變數(shù)兩個方程,變數(shù)的個數(shù)比方程的個數(shù)多1個.從這個意義上講,曲線的普通方程和參數(shù)方程是“一致”的.
消去參數(shù)
恰當選擇參數(shù)
參數(shù)方程 普通方程 ; 普通方程 參數(shù)方程
這時普通方程和參數(shù)方程是同一曲線的兩種不同表達形式.
問題3:方程();方程()是參數(shù)方程嗎?
參數(shù)方程與含參數(shù)的方程一樣嗎?
方程()表示圓心在原點的圓系,方程()表示共漸近線的雙曲線系。
曲線的參數(shù)方程 (t為參數(shù),t)是表示
10、一條確定的曲線;
含參數(shù)的方程=0卻表示具有某一共同屬性的曲線系,兩者是有原則區(qū)別的.
三)基礎(chǔ)知識點撥:
例1:已知參數(shù)方程 [0,2)判斷點A(1,)和B(2,1)是否在方
程的曲線上.
解:把A、B兩點坐標分別代入方程得 (1),(2),在[0,2)內(nèi),方程組(1)的解是,而方程組(2)無解,故A點在方程的曲線上,而B點不在方程的曲線上.
1、參數(shù)方程化普通方程
例2:化參數(shù)方程(t≥0,t為參數(shù))為普通方程,說明方程的曲線是什么圖形.
解: 由(2)解出t,得t=y-1,代入(1)中,得
(y≥1)即 (y≥1)方程的曲線是頂點為(0,1
11、),對稱軸平行于x軸,開口向左的拋物線的一部分.
點撥:先由一個方程解出t,再代入另一個方程消去參數(shù)t,得到普通方程,這種方法是代入消參法.
例3:當tR時,參數(shù)方程(t為參數(shù)),表示的圖形是( )
A 雙曲線 B 橢圓 C 拋物線 D 圓
解法1:原方程可化為(1)÷(2)得:代入(2)
得(y≠-1) 答案選B
解法2:令tg= Z) 則
消去,得(y≠-1)
點撥:解法1使用了代數(shù)消元法,解法2觀察方程(1)、(2)的“外形”很像
三角函數(shù)中的萬能公式,使用了三角消參法.
12、 當x和y是t的有理整函數(shù)時,多用代入或加減消元法消去參數(shù);
當x和y是t的有理分式函數(shù)時,也可以用代入消參法,但往往需要做
些技巧性的處理.至于三角消參法,只在比較巧合的情況下使用.
例4:將下列方程化為普通方程:
(1) (為參數(shù)) (2) (t為參數(shù))
解:(1)做=(cos2+sin2+sin)-(1+sin)=0
=0,但由于,即0≤≤.
∴參數(shù)方程只表示拋物線的一部分,即(0≤≤)
(2)解方程組得(1) (2) (1)×(2)得=1
13、 從知≥1(提示應(yīng)用均值定理)
所求的普通方程為=1 (≥1)
點撥:(1)從方程組的結(jié)構(gòu)看含絕對值,三角函數(shù),通過平方去絕對值,利用三
角消參法化為普通方程;
(2)觀察方程組的結(jié)構(gòu),先利用消元法,求出,,再消t.
方法總結(jié):將參數(shù)方程化普通方程方法:(基本思想是消參)
(1)代入消參法; (2)代數(shù)變換法(+,-,×,÷,乘方)
(3)三角消參法
注意:參數(shù)取值范圍對取值范圍的限制.(參數(shù)方程與普通方程的等價性)
2、普通方程化參數(shù)方程
例5:
14、設(shè),為參數(shù),化方程為參數(shù)方程。
解:消y得
∴
由于R,所以和所確定的取值范圍是一致的,故主要任選其一構(gòu)成參數(shù)方程即可.
所求的參數(shù)方程為R
例6:以過點A(0,4)的直線的斜率k為參數(shù),將方程4=16化成參數(shù)的
方程是 .
解:設(shè)M()是橢圓4=16上異于A的任意一點,則,
(≠0)以代入橢圓方程,得=0,
∴ 另有點
∴所求橢圓的參數(shù)方程為 或
方法總結(jié):將普通方程化參數(shù)方程方法:
消去x
已知
四)基礎(chǔ)知識測試:
1、曲線(t為參
15、數(shù))與軸交點的坐標是( )
A (1,4) B (,0) C (1,-3) D (±,0)
2、在曲線(t為參數(shù))上的點是( )
A (0,2) B (-1,6) C (1,3) D (3,4)
3、參數(shù)方程(為參數(shù))所表示的曲線是( )
A 直線 B 拋物線 C 橢圓 D 雙曲線
4、與參數(shù)方程(t為參數(shù), tR)表示同一曲線的方程是( )
A (t為參數(shù), tR) B (t為參數(shù), tR)
C (為參數(shù), R)
16、 D (t為參數(shù), tR)
5、曲線 (0<<1)的參數(shù)方程是( )
A (為參數(shù), ,kZ) B (t為參數(shù), t≠0)
C (為參數(shù), 為銳角)
D (為參數(shù), , kZ)
6、 根據(jù)所給條件,把下列方程化為參數(shù)方程:
(1) ,設(shè),是參數(shù),為正常數(shù);
(2) , , t為參數(shù);
(3) ,是參數(shù).
7、已知動圓方程(為參數(shù))
那么圓心軌跡是( )
A 橢圓 B 橢圓的一部分 C 拋物線 D 拋物線的一部分
8、(提高)已知曲線系C的方程16x2+4y2-32xcos-16ysin2-4sin22=0(
為任意值)求曲線系中各條曲線中心的軌跡.
五)同步練習(xí):
1、解析幾何習(xí)題冊:P46,一 參數(shù)方程
2、黃岡習(xí)題冊:P156、演練平臺;P157演練平臺.
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