2017-2018年高中数学 第二讲 参数方程 一 曲线的参数方程 1 参数方程的概念学案(含解析)新人教a版选修4-4

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1、1一 曲线的参数方程 1参数方程的概念1参数方程的概念在平面直角坐标系中,曲线上任一点的坐标 x, y 都是某个变数 t 的函数:Error!,并且对于 t 的每一个允许值,由方程组所确定的点 M(x, y)都在这条曲线上,那么方程组就叫这条曲线的参数方程, t 叫做参变数,简称参数相对于参数方程而言,直接给出坐标间关系的方程叫做普通方程2参数的意义参数是联系变数 x, y 的桥梁,可以是一个有物理意义或几何意义的变数,也可以是没有明显实际意义的变数求曲线的参数方程如图, ABP 是等腰直角三角形, B 是直角,腰长为 a,顶点 B, A 分别在 x 轴、 y 轴上滑动,求点 P 在第一象限的

2、轨迹的参数方程此类问题的关键是参数的选取本例中由于 A, B 的滑动而引起点 P 的运动,故可以OB 的长为参数,或以角为参数,不妨取 BP 与 x 轴正向夹角为参数来求解法一:设 P 点的坐标为( x, y),过 P 点作 x 轴的垂线交 x 轴于点 Q.如图所示,则 Rt OABRt QBP.取 OB t, t 为参数(0 t a)| OA| ,a2 t2| BQ| .a2 t2点 P 在第一象限的轨迹的参数方程为Error!(0 t a)法二:设点 P 的坐标为( x, y),过点 P 作 x 轴的垂线交 x 轴于点 Q,如图所示2取 QBP , 为参数 ,(0 2)则 ABO . 2在

3、 Rt OAB 中,|OB| acos asin .( 2 )在 Rt QBP 中,|BQ| acos ,| PQ| asin .点 P 在第一象限的轨迹的参数方程为Error! .( 为 参 数 , 0 2)求曲线参数方程的主要步骤第一步,画出轨迹草图,设 M(x, y)是轨迹上任意一点的坐标画图时要注意根据几何条件选择点的位置,以利于发现变量之间的关系第二步,选择适当的参数参数的选择要考虑以下两点:一是曲线上每一点的坐标x, y 与参数的关系比较明显,容易列出方程;二是 x, y 的值可以由参数唯一确定例如,在研究运动问题时,通常选时间为参数;在研究旋转问题时,通常选旋转角为参数此外,离某

4、一定点的“有向距离” ,直线的倾斜角、斜率、截距等也常常被选为参数第三步,根据已知条件、图形的几何性质、问题的物理意义等,建立点的坐标与参数的函数关系式,证明可以省略1设质点沿以原点为圆心,半径为 2 的圆做匀角速度运动,角速度为 rad/s,试以60时间 t 为参数,建立质点运动轨迹的参数方程3解:如图,运动开始时质点位于点 A 处,此时 t0,设动点 M(x, y)对应时刻 t,由图可知Error!( 为参数),又 t,60故参数方程为Error!( t 为参数)2选取适当的参数,把直线方程 y2 x3 化为参数方程解:选 t x,则 y2 t3.由此得直线的参数方程为Error!( t

5、为参数)也可选 t x1,则 y2 t1.参数方程为Error!( t 为参数).参数方程表示的曲线上的点已知曲线 C 的参数方程是Error!(t 为参数)(1)判断点 M1(0,1), M2(5,4)与曲线 C 的位置关系;(2)已知点 M3(6, a)在曲线 C 上,求 a 的值由参数方程的概念,只需判断对应于点的参数是否存在即可,若存在,说明点在曲线上,否则不在曲线上(1)把点 M1的坐标(0,1)代入方程组,得Error!解得 t0.点 M1在曲线 C 上同理,可知点 M2不在曲线 C 上(2)点 M3(6, a)在曲线 C 上,Error!解得 t2, a9. a9.参数方程是曲线

6、方程的另一种表达形式,点与曲线位置关系的判断,与平面直角坐标方程下的判断方法是一致的3曲线( x1) 2 y24 上的点可以表示为()A(1cos ,sin ) B(1sin ,cos )C(12cos ,2sin ) D(12cos ,2sin )解析:选 D将点的坐标代入方程,使方程成立的即可4已知某条曲线 C 的参数方程为Error!(其中 t 为参数, aR),点 M(5,4)在该曲线上,求常数 a.4解:点 M(5,4)在曲线 C 上,Error!解得Error! a 的值为 1.课时跟踪检测(七)一、选择题1下列方程可以作为 x 轴的参数方程的是()A.Error!(t 为参数)

7、B.Error!(t 为参数)C.Error!( 为参数) D.Error!(t 为参数)解析:选 D x 轴上的点横坐标可取任意实数,纵坐标为 0.2已知曲线 C 的参数方程为Error!( 为参数, 2),若点 (14, a)在曲线C 上,则 a 等于()A35 B353 3C3 D3533 533解析:选 A(14, a)在曲线 C 上,Error!由,得 cos .又 2,12sin ,1 (12)2 32tan .3 a5( )335 .3 33在方程Error!( 为参数)所表示的曲线上的一点的坐标为()A(2,7) B. C. D(1,0)(13, 23) (12, 12)解析:

8、选 C将点的坐标代入参数方程,若能求出 ,则点在曲线上,经检验,知 C满足条件4由方程 x2 y24 tx2 ty3 t240( t 为参数)所表示的一族圆的圆心的轨迹方程为()A.Error! B.Error!C.Error! D.Error!解析:选 A设( x, y)为所求轨迹上任一点由 x2 y24 tx2 ty3 t240,得5(x2 t)2( y t)242 t2.Error!二、填空题5已知曲线Error!( 为参数,0 2)下列各点: A(1,3), B(2,2), C(3,5),其中在曲线上的点是_解析:将点 A 坐标代入方程,得 0 或 ,将点 B, C 坐标代入方程,方程

9、无解,故点 A 在曲线上答案: A(1,3)6下列各参数方程与方程 xy1 表示相同曲线的是_(填序号)Error! Error!Error!Error!解析:普通方程中, x, y 均为不等于 0 的实数,而中 x 的取值依次为:, ,故均不正确,而中, xR, yR,且 xy1,故正确答案:7动点 M 作匀速直线运动,它在 x 轴和 y 轴方向的分速度分别为 9 和 12,运动开始时,点 M 位于 A(1,1),则点 M 的参数方程为_解析:设 M(x, y),则在 x 轴上的位移为 x19 t,在 y 轴上的位移为 y112 t.参数方程为Error!( t 为参数)答案:Error!

10、(t 为参数)三、解答题8已知动圆 x2 y22 axcos 2 bysin 0( a, bR ,且 a b, 为参数),求圆心的轨迹方程解:设 P(x, y)为所求轨迹上任一点由 x2 y22 axcos 2 bysin 0,得(x acos )2( y bsin )2 a2cos2 b2sin2 .Error! ( 为参数)这就是所求的轨迹方程69如图所示, OA 是圆 C 的直径,且 OA2 a,射线 OB 与圆交于 Q 点,和经过 A 点的切线交于 B 点,作 PQ OA, PB OA,试求点 P 的轨迹方程解:设 P(x, y)是轨迹上任意一点,取 DOQ ,由 PQ OA, PB OA,得x OD OQcos OAcos2 2 acos2 ,y AB OAtan 2 atan .所以 P 点轨迹的参数方程为Error! .( 2, 2)10试确定过 M(0,1)作椭圆 x2 1 的弦的中点的轨迹方程y24解:设过 M(0,1)的弦所在的直线方程为 y kx1,其与椭圆的交点为( x1, y1)和( x2, y2)设中点 P(x, y),则有: x , y .x1 x22 y1 y22由Error!得( k24) y28 y44 k20. x1 x2 , y1 y2 . 2kk2 4 8k2 4Error! (k 为参数)这就是以动弦斜率 k 为参数的动弦中点的轨迹方程

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