《2019年高考數(shù)學一輪復(fù)習 坐標系與參數(shù)方程 第2節(jié) 參數(shù)方程學案 理 北師大版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019年高考數(shù)學一輪復(fù)習 坐標系與參數(shù)方程 第2節(jié) 參數(shù)方程學案 理 北師大版(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第二節(jié) 參數(shù)方程
[考綱傳真] (教師用書獨具)1.了解參數(shù)方程,了解參數(shù)的意義.2.能選擇適當?shù)膮?shù)寫出直線、圓和橢圓曲線的參數(shù)方程.
(對應(yīng)學生用書第201頁)
[基礎(chǔ)知識填充]
1.曲線的參數(shù)方程
(1)一般地,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)并且對于t取的每一個允許值,由方程組所確定的點P(x,y)都在這條曲線上,那么方程組就叫作這條曲線的參數(shù)方程,聯(lián)系x,y之間關(guān)系的變數(shù)t叫作參變數(shù),簡稱參數(shù).
相對于參數(shù)方程,我們直接用坐標(x,y)表示的曲線方程f(x,y)=0叫作曲線的普通方程.
(2)曲線的參數(shù)方程和普通方程是曲線
2、方程的不同形式.一般地,可以通過消去參數(shù),從參數(shù)方程得到普通方程.
2.常見曲線的參數(shù)方程和普通方程
點的軌跡
普通方程
參數(shù)方程
直線
y-y0=tan α(x-x0)
(t為參數(shù))
圓
x2+y2=r2
(θ為參數(shù))
橢圓
+=1(a>b>0)
(φ為參數(shù))
[知識拓展] 在直線的參數(shù)方程中,參數(shù)t的系數(shù)的平方和為1時,t才有幾何意義且?guī)缀我饬x為:|t|是直線上任一點M(x,y)到M0(x0,y0)的距離.
[基本能力自測]
1.(思考辨析)判斷下列結(jié)論的正誤.(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)參數(shù)方程中的x,y都是參數(shù)t的函數(shù).( )
(2)
3、過M0(x0,y0),傾斜角為α的直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).參數(shù)t的幾何意義表示:直線l上以定點M0為起點,任一點M(x,y)為終點的有向線段的數(shù)量.( )
(3)方程表示以點(0,1)為圓心,以2為半徑的圓.( )
(4)已知橢圓的參數(shù)方程(t為參數(shù)),點M在橢圓上,對應(yīng)參數(shù)t=,點O為原點,則直線OM的斜率為.( )
[答案] (1)√ (2)√ (3)√ (4)×
2.(教材改編)曲線(θ為參數(shù))的對稱中心( )
A.在直線y=2x上 B.在直線y=-2x上
C.在直線y=x-1上 D.在直線y=x+1上
B [由得
所以(x+1)2+(y-2)2=1
4、.
曲線是以(-1,2)為圓心,1為半徑的圓,
所以對稱中心為(-1,2),在直線y=-2x上.]
3.(教材改編)在平面直角坐標系中,曲線C:(t為參數(shù))的普通方程為________.
x-y-1=0 [由x=2+t,且y=1+t,
消去t,得x-y=1,即x-y-1=0.]
4.橢圓C的參數(shù)方程為(φ為參數(shù)),過左焦點F1的直線l與C相交于A,B,則|AB|min=________.
[由(φ為參數(shù)),消去參數(shù)φ得+=1,
當AB⊥x軸時,|AB|有最小值.
所以|AB|min=2×=.]
5.(2017·江蘇高考)在平面直角坐標系xOy中,已知直線l的參數(shù)方程為(t
5、為參數(shù)),曲線C的參數(shù)方程為(s為參數(shù)).設(shè)P為曲線C上的動點,求點P到直線l的距離的最小值.
[解] 直線l的普通方程為x-2y+8=0.
因為點P在曲線C上,設(shè)P(2s2,2s),
從而點P到直線l的距離
d==.
當s=時,dmin=.
因此當點P的坐標為(4,4)時,曲線C上的點P到直線l的距離取到最小值.
(對應(yīng)學生用書第202頁)
參數(shù)方程與普通方程的互化
(1)求直線(t為參數(shù))與曲線(α為參數(shù))的交點個數(shù).
(2)在平面直角坐標系xOy中,若直線l:(t為參數(shù))過橢圓C:(φ為參數(shù))的右頂點,求常數(shù)a的值.
【導學號:79140389】
6、
[解] (1)將消去參數(shù)t得直線x+y-1=0;
將消去參數(shù)α得圓x2+y2=9.又圓心(0,0)到直線x+y-1=0的距離d=<3.
因此直線與圓相交,故直線與曲線有2個交點.
(2)直線l的普通方程為x-y-a=0,
橢圓C的普通方程為+=1,
所以橢圓C的右頂點坐標為(3,0),若直線l過(3,0),
則3-a=0,∴a=3.
[規(guī)律方法] 化參數(shù)方程為普通方程的基本思路是消去參數(shù),常用的消參方法有代入消去法、加減消去法、恒等式(三角的或代數(shù)的)消去法.另外,消參時要注意參數(shù)的范圍.
普通方程化為參數(shù)方程時,先分清普通方程所表示的曲線類型,結(jié)合常見曲線的參數(shù)方程直接寫
7、出.
[跟蹤訓練] 如圖2,以過原點的直線的傾斜角θ為參數(shù),求圓x2+y2-x=0的參數(shù)方程.
圖2
[解] 圓的半徑為,
記圓心為C,連接CP,
則∠PCx=2θ,
故xP=+cos 2θ=cos2θ,
yP=sin 2θ=sin θcos θ(θ為參數(shù)).
所以圓的參數(shù)方程為
(θ為參數(shù)).
參數(shù)方程的應(yīng)用
(2017·石家莊質(zhì)檢)在平面直角坐標系xOy中,圓C的參數(shù)方程為(θ為參數(shù)),直線l經(jīng)過點P(1,2),傾斜角α=.
(1)寫出圓C的普通方程和直線l的參數(shù)方程;
(2)設(shè)直線l與圓C相交于A,B兩點,求|PA|·|PB|的值.
[解
8、] (1)由消去θ,
得圓C的普通方程為x2+y2=16.
又直線l過點P(1,2)且傾斜角α=,
所以l的參數(shù)方程為
即(t為參數(shù)).
(2)把直線l的參數(shù)方程
代入x2+y2=16,
得+=16,t2+(+2)t-11=0,
所以t1t2=-11,
由參數(shù)方程的幾何意義,|PA|·|PB|=|t1t2|=11.
[規(guī)律方法] (1)解決與圓、圓錐曲線的參數(shù)方程有關(guān)的綜合問題時,要注意普通方程與參數(shù)方程的互化公式,主要是通過互化解決與圓、圓錐曲線上與動點有關(guān)的問題,如最值、范圍等.
(2)根據(jù)直線的參數(shù)方程的標準式中t的幾何意義,有如下常用結(jié)論:
過定點M0的直線與圓
9、錐曲線相交,交點為M1,M2,所對應(yīng)的參數(shù)分別為t1,t2.
①弦長l=|t1-t2|;
②弦M1M2的中點?t1+t2=0;
③|M0M1||M0M2|=|t1t2|.
[跟蹤訓練] (2017·全國卷Ⅰ)在直角坐標系xOy中,曲線C的參數(shù)方程為(θ為參數(shù)),直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).
(1)若a=-1,求C與l的交點坐標;
(2)若C上的點到l距離的最大值為,求a.
[解] (1)曲線C的普通方程為+y2=1.
當a=-1時,直線l的普通方程為x+4y-3=0.
由
解得或
從而C與l的交點坐標為(3,0),.
(2)直線l的普通方程為x+4y-a-4=0,故
10、C上的點(3cos θ,sin θ)到l的距離為d=.
當a≥-4時,d的最大值為.
由題設(shè)得=,所以a=8;
當a<-4時,d的最大值為.
由題設(shè)得=,
所以a=-16.
綜上,a=8或a=-16.
極坐標方程與參數(shù)方程的綜合應(yīng)用
(2018·石家莊質(zhì)檢(二))在平面直角坐標系xOy中,曲線C的參數(shù)方程為(a>0,β為參數(shù)).以O(shè)為極點,x軸的正半軸為極軸,建立極坐標系,直線l的極坐標方程ρcos=.
(1)若曲線C與l只有一個公共點,求a的值;
(2)A,B為曲線C上的兩點,且∠AOB=,求△OAB的面積最大值.
[解] (1)曲線C是以(a,0
11、)為圓心,以a為半徑的圓,
直線l的直角坐標方程為x+y-3=0.
由直線l與圓C只有一個公共點,則可得=a,
解得a=-3(舍),a=1.
所以a=1.
(2)法一:曲線C的極坐標方程為ρ=2acos θ(a>0),
設(shè)A的極角為θ,B的極角為θ+,
則S△OAB=|OA|·|OB|sin
=|2acos θ|·
=a2,
∵cos θcos=cos2θ-sin θcos θ
=·-sin 2θ
=+
=cos+,
所以當θ=-時,cos+取得最大值.
△OAB的面積最大值為.
法二:因為曲線C是以(a,0)為圓心,以a為半徑的圓,且∠AOB=,
由正弦定理
12、得=2a,所以|AB|=a.
由余弦定理得|AB|2=3a2
=|OA|2+|OB|2-|OA|·|OB|
≥|OA|·|OB|,
所以S△OAB=|OA|·|OB|sin
≤×3a2×=,
所以△OAB的面積最大值為.
[規(guī)律方法] 處理極坐標、參數(shù)方程綜合問題的方法
(1)涉及參數(shù)方程和極坐標方程的綜合題,求解的一般方法是分別化為普通方程和直角坐標方程后求解.當然,還要結(jié)合題目本身特點,確定選擇何種方程.
(2)數(shù)形結(jié)合的應(yīng)用,即充分利用參數(shù)方程中參數(shù)的幾何意義,或者利用ρ和θ的幾何意義,直接求解,能達到化繁為簡的解題目的.
[跟蹤訓練] (2018·太原模擬(二))在
13、直角坐標系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為(其中φ為參數(shù)).以原點O為極點,x軸的正半軸為極軸建立極坐標系,曲線C2的極坐標方程是ρ(tan α·cos θ-sin θ)=1(α是常數(shù),0<α<π,且α≠),點A,B(A在x軸的下方)是曲線C1與C2的兩個不同交點.
(1)求曲線C1的普通方程和C2的直角坐標方程;
(2)求|AB|的最大值及此時點B的坐標.
【導學號:79140390】
[解] (1)∵∴+y2=1,
由得曲線C2的直角坐標方程為y=tan α·x-1.
(2)由(1)得曲線C2的參數(shù)方程為(t是參數(shù)),
設(shè)A(t1cos α,-1+t1sin α),B(t2cos α,-1+t2sin α),
將C2:代入+y2=1,
整理得t2(1+3sin2α)-8tsin α=0,
∴t1=0,t2=,
∴|AB|=|t1-t2|=
=≤
=(當且僅當sin α=取等號),
當sin α=時,∴0<α<π,且α≠,
∴cos α=±,
∴B,
∴|AB|的最大值為,
此時點B的坐標為.
8