2022年4—4.3直线的参数方程教学文案.pdf
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1、此文档来源于网络,如有侵权请联系网站删除只供学习交流用44.3 直线的参数方程【学习目标】1能选择适当的参数写出直线的参数方程2. 会运用直线的参数方程解决有关问题。【要点梳理】要点一、直线的参数方程的标准形式1.直线参数方程的标准形式:经过定点000(,)Mxy,倾斜角为的直线l的参数方程为:00cossinxxtyyt(t为参数);我们把这一形式称为直线参数方程的标准形式。2.参数t的几何意义:参数t表示直线l上以定点0M为起点, 任意一点 M(x,y) 为终点的有向线段的长度再加上表示方向的正负号,也即0| | |M Mtuuuuuu r,| |t表示直线上任一点M到定点0M的距离。当点
2、M在0M上方时,0t;当点M在0M下方时,0t;当点M与0M重合时,0t;要点注释: 若直线l的倾角0时,直线l的参数方程为00yytxx. 要点二、直线的参数方程的一般形式过定点 P0(x0,y0) 斜率 k=tg =ab的直线的参数方程是btyyatxx00(t为参数 ) 在一般式中,参数t 不具备标准式中t 的几何意义。若a2+b2=1, 则为标准式,此时,t 表示直线上动点P到定点P0的距离;若a2+b21,则动点 P 到定点 P0的距离是22ba t . 要点三、化直线参数方程的一般式为标准式一般地,对于倾斜角为、过点M0(00, yx) 直线l参数方程的一般式为,. btyyatx
3、x00(t 为参数),斜率为abtgk(1)当22ba1 时,则 t 的几何意义是有向线段MM0的数量 . (2)当22ba1 时,则 t 不具有上述的几何意义. btyyatxx00可化为)()(2222022220tbababyytbabaaxx令 t =tba22则可得到标准式tbabyytbaaxx220220 t的几何意义是有向线段MM0的数量 . 要点四、直线参数方程的应用1. 直线参数方程中参数的几何意义几种常见用法:设过点 P0(x0,y0), 倾斜角为的直线l 的参数方程是atyyatxxsincos00(t 为参数)若 P1、P2是 l 上的两点,它们所对应的参数分别为t1
4、,t2,则(1)P1、P2两点的坐标分别是:(x0+t1cos,y0+t1sin ) ,(x0+t2cos,y0+t2sin ) ;(2) P1P2=t1-t2; (3) 线段 P1P2的中点 P所对应的参数为t ,则 t=221tt中点 P 到定点 P0的距离 PP0=t =221tt(4) 若 P0为线段 P1P2的中点,则t1+t2=0.2. 用直线参数方程解直线与圆锥曲线相交的几种题型:(1)有关弦长最值题型过定点的直线标准参数方程,当直线与曲线交于A、B两点。则A、B两点分别用参变量t1 、t2 表示。一般情况A 、 B都在定点两侧,t1 ,t2 符号相反,故|AB|=| t1- t
5、2|,即可作分公式。且因正、余弦函数式最大(小)值较容易得出,因此类型题用直线标准参数方程来解,思路固定、解法步骤定型,计算量不大而受大家的青睐。(2) 有关相交弦中点、中点轨迹的题型直线标准参数方程和曲线两交点A(t1) 、B(t2) 的中点坐标相应的参数12=2ttt中;若定点恰为AB为中点, 则t1+t2=0 . 这些参数值都很容易由韦达定理求出。因此有关直线与曲线相交,且与中点坐标有关的问题,用直线标准参数方程解决较为容易得出结果。(3)有关两线段长的乘积(或比值)的题型若 F 为定点, P、Q为直线与曲线两交点,且对应的参数分别为t1 、t2. 则|FP| |FQ|=| t1 t2|
6、 ,由韦达定理极为容易得出其值。因此有关直线与曲线相交线段积(或商)的问题,用直线的标准参数方程精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页,共 9 页 - - - - - - - - - - 此文档来源于网络,如有侵权请联系网站删除只供学习交流用解决为好【典型例题】类型一、直线的参数方程例 1. (2016 春福州校级期中)直线- cos203sin 20 xtyt(t 为参数)的倾斜角是()A 20B. 70C. 110D. 160【思路点拨】因为不是标准形式,不能直接判断出倾斜角,有两种方
7、法:化为普通方程,化标准形式。【答案】 D【解析】 第一种方法:化为普通方程,求倾斜角把参数方程改写成-cos20-3sin20 xtyt,消去 t,有-3- tan20 = tan160yxx,即tan160 +3yx,所以直线的倾斜角为160第二种方法:化参数方程为直线的标准参数方程cos1603sin160 xtyt,所以直线的倾斜角为160,选 D【总结升华】 根据参数方程判断倾斜角,首先要看参数方程的形式是不是标准形式,如果是标准形式,根据方程就可以判断出倾斜角,例如2cos204sin 20 xtyt(t 为参数),可以直接判断出直线的倾斜角是20,但是如果不是标准形式,就不能直接
8、判断出倾斜角了。举一反三:【变式 1】 已知直线l的参数方程为232xtyt(t 为参数),求直线l的倾斜角【答案】关键是将已知的参数方程化为0cos0sinxxtyyt的形式。若化成另一种形式32(2 )212(2 )2xtyt,若 2t 为一个参数,则3cos21sin2,在0,)内无解;而化成32( 2 )212( 2 )2xtyt时,则3cos21sin2得56故直线l的倾斜角为56【变式 2】求直线34()45xttyt为参数的斜率。【答案】3434()4545xtxttytyt为参数455344ytkxt【变式 3】为锐角,直线31cos()232sin()2xtyt的倾斜角()
9、。 A、 B、2 C、2 D、23【答案】31cos()232sin()2xtyt,相除得23tan()tan()122yx,),2(2,倾角为2,选 C。【变式 4】已知直线1l的参数方程为1214xtyt,2l的参数方程为1252xtyt试判断1l与2l的位置关系【答案】解法一:将直线1l化为普通方程,得y=2x+1,将2l化为普通方程,得122yx因为121212kk,所以两直线垂直解法二: 由参数方程可知1l的方向向量是a1=(2,4) ,2l的方向向量是a2= (2,1) ,又 22+4(1)=0, 12ll即两条直线垂直精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - -
10、 - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页,共 9 页 - - - - - - - - - - 此文档来源于网络,如有侵权请联系网站删除只供学习交流用例 2设直线的参数方程为53104xtyt(1)求直线的直角坐标方程;(2)化参数方程为标准形式【思路点拨】在直线的参数方程的标准形式中参数t 的系数具有明确的意义,分别是直线的倾斜角的正、余弦值,且y 值中t 的系数一定为正【解析】(1)把53xt代入 y 的表达式,得4(5)103xy,化简得 4x+3y 50=0所以直线的直角坐标方程为4x+3y50=0(2)把方程变形为22222222335345(
11、5 )53444103410(5 )534xttytt,令 u=5t,则方程变为3554105xuyu记3cos5,4sin5,直线参数方程的标准形式是:5cos10sinxuyu【总结升华】已知直线的参数方程为00 xxatyybt(t 为参数),由直线的参数方程的标准形式00cossinxxtyyt可知参数t 前的系数分别是其倾斜角的余弦值和正弦值,二者的平方和为1,故可将原式转化为2202222022axxab tabbyyab tab再令22cosaab,22sinbab,由直线倾斜角的范围,使在0,)范围内取值, 并且把22ab t看成标准方程中的参数t,即得标准式的参数方程为00c
12、ossinxxtyyt(t 为参数)由上述过程可知,一般参数方程中的22ab t具有标准形式参数方程中参数t 的几何意义。举一反三:【变式1】写出经过点M0( 2, 3) ,倾斜角为43的直线l的标准参数方程,并且求出直线l上与点M0相距为2的点的坐标 . 【答案】直线l的标准参数方程为43sin343cos2tytx即tytx223222(t 为参数)(1)设直线l上与已知点M0相距为 2 的点为 M 点,且 M 点对应的参数为t, 则| M0M | |t| =2, t= 2 将 t 的值代入 (1) 式当 t=2 时, M 点在M0点的上方,其坐标为(22,32) ;当 t=-2 时, M
13、 点在M0点的下方,其坐标为(22,32) . 【变式 2】直线的参数方程 t331ytx能否化为标准形式?【答案】是可以的,只需作参数t 的代换 .(构造勾股数,实现标准化) t331ytx)3(1()3(133)3(1()3(11122222222tytx令 t =t22)3(1得到直线l参数方程的标准形式t233211ytxt 的几何意义是有向线段MM0的数量 . 【变式 3】化直线1l的普通方程13yx 0 为参数方程,并说明参数的几何意义,说明 t的几何意义 . 【答案】令y=0,得x1,直线1l过定点 (1,0). k31=33设倾斜角为,tg=33,= 65, cos=23, s
14、in=211l的参数方程为tytx21231(t 为参数)t 是直线1l上定点 M0(1,0)到 t 对应的点M(yx ,)的有向线段MM0的数量 .由(2)21(1)231tytx(1)、(2)两式平方相加 ,得222)1(tyxt22) 1(yx t是定点M0(1,0)到 t 对应的点M(yx ,)的有向线段MM0的长 .精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页,共 9 页 - - - - - - - - - - 此文档来源于网络,如有侵权请联系网站删除只供学习交流用类型二、直线的标准参
15、数方程的初步应用例 3 设直线1l过点 A(2, 4) ,倾斜角为56(1)求1l的参数方程;(2)设直线2:10lxy,2l与1l的交点为 B,求点 B 与点 A 的距离【思路点拨】(2)中,若使用直线的普通方程利用两点间的距离公式求M点的坐标较麻烦,而使用直线的参数方程,充分利用参数t 的几何意义求较容易. 【解析】(1)直线的参数方程为52cos654sin6xtyt,即322142xtyt(t 为参数)(2)如图所示, B点在1l上,只要求出B 点对应的参数值t,则 |t| 就是 B 到 A 的距离把1l的参数方程代入2l的方程中,得31241022tt,3172t,147(31)31
16、t由 t 为正值,知|7(31)AB【总结升华】(1) 求直线上某一定点到直线与曲线交点的距离时,通常要使用参数的几何意义,宜用参数方程的标准形式而对于某些比较简单的直线问题,比如求直线和坐标轴或者与某条直线的交点时宜用直线的普通方程(2)本类题常见错误是转化参数方程时不注意题目内容,随便取一个定点举一反三:【变式 1】已知直线113:()24xtltyt为参数与直线2: 245lxy相交于点B,又点(1,2)A,则AB_。【答案】52。将1324xtyt代入245xy得12t,则5(,0)2B,而(1,2)A,得52AB【变式 2】已知直线l1过点 P( 2,0) ,斜率为34( 1) 求直
17、线 l1的参数方程;( 2) 若直线 l2的方程为x y50,且满足 l1 l2Q,求 | PQ| 的值【答案】 ( 1) 设直线的倾斜角为,由题意知tan 34,所以 sin 54,cos 53,故 l1的参数方程为tytx54532( t 为参数 ) ( 2)将tytx54532代入 l2的方程得: 253t54t50,解得 t 5,即 Q( 1, 4) ,所以 | PQ| 5【变式 3】求点 A(- 1,- 2)关于直线l:2x -3 y +1 =0的对称点A 的坐标。【答案】由条件,设直线AA 的参数方程为x = - 1 -213t ,y = - 2 + 313t(t 是参数 ),A
18、到直线 l 的距离 d = 513, t = AA = 1013,代入直线的参数方程得A (-3313,413)。【变式 4】 已知直线l过点 P(3,2) ,且与 x轴和 y 轴的正半轴分别交于A、B 两点,求 |PA| |PB| 的值为最小时的直线l的方程【答案】设直线的倾斜角为,则它的参数方程为3cos2sinxtyt(t 为参数)由 A、B分别是 x 轴、 y 轴上的点知yA=0,xB=0,0=2+t sin,即2| | |sinPAt;0=3+t cos,即3| | |cosPBt故2312| |sincossin 2PAPB90180,当 2=270,即=135时, |PA| |P
19、B| 有最小值精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页,共 9 页 - - - - - - - - - - 此文档来源于网络,如有侵权请联系网站删除只供学习交流用直线方程为232222xtyt(t 为参数),化为普通方程为x+y5=0类型三、直线参数方程在圆锥曲线中的应用例 4.经过点33,2A,倾斜角为的直线l与圆 x2+y2=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)当变化时,求动
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