《精修版人教A版數(shù)學(xué)選修44:第2講3直線的參數(shù)方程【教學(xué)參考】》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《精修版人教A版數(shù)學(xué)選修44:第2講3直線的參數(shù)方程【教學(xué)參考】(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
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三直線的參數(shù)方程
課標(biāo)解讀
1.掌握直線的參數(shù)方程及參數(shù)的幾何意義.
2.能用直線的參數(shù)方程解決簡單問題.
直線的參數(shù)方程
經(jīng)過點M0(x0,y0),傾斜角為α(α≠)的直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),其中參數(shù)t的幾何意義是:|t|是直線l上任一點M(x,y)到點M0(x0,y0)的距離,即|t|=||.
1.若直線l的傾斜角α=0,則直線l的參數(shù)方程是什么?
【提示】 參數(shù)方程為(t為參數(shù))
2.如何理解直線參數(shù)方程中參數(shù)的幾何意義?
【提示】 過定點M0(x0
2、,y0),傾斜角為α的直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),其中t表示直線l上以定點M0為起點,任意一點M(x,y)為終點的有向線段的長度,即|t|=||.
①當(dāng)t>0時,的方向向上;
②當(dāng)t<0時,的方向向下;
③當(dāng)t=0時,點M與點M0重合.
直線的參數(shù)方程
已知直線l:(t為參數(shù)).
(1)求直線l的傾斜角;
(2)若點M(-3,0)在直線l上,求t,并說明t的幾何意義.
【思路探究】 將直線l的參數(shù)方程化為標(biāo)準(zhǔn)形式,求得傾斜角,利用參數(shù)的幾何意義求得t.
【自主解答】 (1)由于直線l:
(t為參數(shù))表示過點M0(-,2)且斜率為tan 的直線,
故直線l的傾
3、斜角α=.
(2)由(1)知,直線l的單位方向向量
e=(cos,sin)=(,).
∵M0(-,2),M(-3,0),
∴=(-2,-2)=-4(,)=-4e,
∴點M對應(yīng)的參數(shù)t=-4,
幾何意義為||=4,且與e方向相反(即點M在直線l上點M0的左下方).
1.一條直線可以由定點M0(x0,y0),傾斜角α(0≤α<π)惟一確定,直線上的動點M(x,y)的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),這是直線參數(shù)方程的標(biāo)準(zhǔn)形式.
2.直線參數(shù)方程的形式不同,參數(shù)t的幾何意義也不同,過定點M0(x0,y0),斜率為的直線的參數(shù)方程是(a、b為常數(shù),t為參數(shù)).
設(shè)直線l過點P(-
4、3,3),且傾斜角為.
(1)寫出直線l的參數(shù)方程;
(2)設(shè)此直線與曲線C:(θ為參數(shù))交于A,B兩點,求|PA|·|PB|.
【解】 (1)直線l的參數(shù)方程為
(t為參數(shù))
(2)把曲線C的參數(shù)方程中參數(shù)θ消去,得4x2+y2-16=0.
把直線l的參數(shù)方程代入曲線C的普通方程中,得
4(-3-t)2+(3+t)2-16=0.
即13t2+4(3+12)t+116=0.
由t的幾何意義,知
|PA|·|PB|=|t1·t2|,
故|PA|·|PB|=|t1·t2|=.
直線參數(shù)方程的簡單應(yīng)用
已知直線的參數(shù)方
5、程為(t為參數(shù)),則該直線被圓x2+y2=9截得的弦長是多少?
【思路探究】 考慮參數(shù)方程標(biāo)準(zhǔn)形式中參數(shù)t的幾何意義,所以首先要把原參數(shù)方程轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)形式
再把此式代入圓的方程,整理得到一個關(guān)于t的一元二次方程,弦長即為方程兩根之差的絕對值.
【自主解答】 將參數(shù)方程(t為參數(shù))轉(zhuǎn)化為直線參數(shù)方程的標(biāo)準(zhǔn)形式為
(t′為參數(shù))
代入圓方程x2+y2=9,
得(1+ t′)2+(2+ t′)2=9,
整理,有t′2+8t′-4=0.
由根與系數(shù)的關(guān)系,t′1+t′2=-,
t′1·t′2=-4.
根據(jù)參數(shù)t′的幾何意義.
|t′1-t2′|==.
故直線被圓截得的
6、弦長為.
1.在直線參數(shù)方程的標(biāo)準(zhǔn)形式下,直線上兩點之間的距離可用|t1-t2|來求.本題易錯的地方是:將題目所給參數(shù)方程直接代入圓的方程求解,忽視了參數(shù)t的幾何意義.
2.根據(jù)直線的參數(shù)方程的標(biāo)準(zhǔn)式中t的幾何意義,有如下常用結(jié)論:
(1)直線與圓錐曲線相交,交點對應(yīng)的參數(shù)分別為t1,t2,則弦長l=|t1-t2|;
(2)定點M0是弦M1M2的中點?t1+t2=0;
(3)設(shè)弦M1M2中點為M,則點M對應(yīng)的參數(shù)值tM=(由此可求|M2M|及中點坐標(biāo)).
若將條件改為“直線l經(jīng)過點A(1,2),傾斜角為,圓x2+y2=9不變”,試求:
(1)直線l的參數(shù)方程;
(
7、2)直線l和圓x2+y2=9的兩個交點到點A的距離之積.
【解】 (1)直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).
(2)將代入x2+y2=9,得
t2+(1+2)t-4=0,∴t1t2=-4.
由參數(shù)t的幾何意義,得直線l和圓x2+y2=9的兩個交點到點A的距離之積為|t1t2|=4.
參數(shù)方程與極坐標(biāo)的綜合問題
在直角坐標(biāo)系xOy中,直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).在極坐標(biāo)系(與直角坐標(biāo)系xOy取相同的長度單位,且以原點O為極點,以x軸正半軸為極軸)中,圓C的方程為ρ=2sin θ.
(1)求圓C的直角坐標(biāo)方程;
(2)設(shè)圓C與直線l交于點A,B.若點P的坐標(biāo)為(3,),求|P
8、A|+|PB|.
【思路探究】 (1)利用公式可求.
(2)可考慮將參數(shù)方程、極坐標(biāo)方程化為普通方程,求交點A、B的坐標(biāo),也可考慮利用t的幾何意義求解.
【自主解答】 (1)由ρ=2sin θ,
得ρ2=2ρsin θ.
∴x2+y2-2y=0,即x2+(y-)2=5.
(2)法一 直線l的普通方程為y=-x+3+.
與圓C:x2+(y-)2=5聯(lián)立,消去y,得x2-3x+2=0,
解之得或
不妨設(shè)A(1,2+),B(2,1+).
又點P的坐標(biāo)為(3,),
故|PA|+|PB|=+=3.
法二 將l的參數(shù)方程代入x2+(y-)2=5,得(3-t)2+(t)2=5,
即
9、t2-3t+4=0,(*)
由于Δ=(3)2-4×4=2>0.
故可設(shè)t1,t2是(*)式的兩個實根.
∴t1+t2=3,且t1t2=4.
∴t1>0,t2>0.
又直線l過點P(3,),
∴由t的幾何意義,得|PA|+|PB|=|t1|+|t2|=3.
1.第(2)問中,法二主要運用直線參數(shù)方程中參數(shù)t的幾何意義,簡化了計算.
2.本題將所給的方程化為考生所熟悉的普通方程,然后去解決問題,這是考生在解決參數(shù)方程和極坐標(biāo)方程相互交織問題時的一個重要的思路.
(2012·課標(biāo)全國卷)已知曲線C1的參數(shù)方程是(φ為參數(shù)),以坐標(biāo)原點為
10、極點,x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C2的極坐標(biāo)方程是ρ=2,正方形ABCD的頂點都在C2上,且A,B,C,D依逆時針次序排列,點A的極坐標(biāo)為(2,).
(1)求點A,B,C,D的直角坐標(biāo);
(2)設(shè)P為C1上任意一點,求|PA|2+|PB|2+|PC|2+|PD|2的取值范圍.
【解】 (1)由已知可得A(2cos ,2sin ),
B(2cos (+),2sin(+)),
C(2cos (+π),2sin(+π)),
D(2cos (+),2sin(+)),
即A(1,),B(-,1),C(-1,-),D(,-1).
(2)設(shè)P(2cos φ,3sin φ),令S=|
11、PA|2+|PB|2+|PC|2+|PD|2,則S=(2cos φ-1)2+(-3sin φ)2+(--2cos φ)2+(1-3sin φ)2+(-1-2cos φ)2+(--3sin φ)2+(-2cos φ)2+(-1-3sin φ)2=16cos2φ+36sin2φ+16=32+20sin2φ.
∵0≤sin2φ≤1,∴S的取值范圍是[32,52].
(教材第39頁習(xí)題2.3第1題)
設(shè)直線l經(jīng)過點M0(1,5)、傾斜角為.
(1)求直線l的參數(shù)方程;
(2)求直線l和直線x-y-2=0的交點到點M0的距離.
(2013·湖南高考)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,
12、若直線l1:(s為參數(shù))和直線l2:(t為參數(shù))平行,則常數(shù)a的值為________.
【命題意圖】 考查參數(shù)方程的理解、兩直線的位置關(guān)系.將參數(shù)方程消去參數(shù)后得到平面直角坐標(biāo)系下的方程是考查轉(zhuǎn)化與化歸的能力,由平面直角坐標(biāo)系下的方程及兩直線平行得到a的值是考查運算求解能力.
【解析】 由消去參數(shù)s,得x=2y+1.
由消去參數(shù)t,得2x=ay+a.
∵l1∥l2,
∴=,∴a=4.
【答案】 4
1.直線(t為參數(shù))的傾斜角α等于( )
A.30° B.60°
C.-45° D.135°
【解析】 由直線的參數(shù)方程知
13、傾斜角α等于60°,故選B.
【答案】 B
2.直線(α為參數(shù),0≤a<π)必過點( )
A.(1,-2) B.(-1,2)
C.(-2,1) D.(2,-1)
【解析】 直線表示過點(1,-2)的直線.
【答案】 A
3.已知直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),則直線l的斜率為( )
A.1 B.-1
C. D.-
【解析】 消去參數(shù)t,得方程x+y-1=0,
∴直線l的斜率k=-1.
【答案】 B
4.(2013·濮陽模擬)若直線(t為參數(shù))與直線4x+ky=1垂直,則常數(shù)k=________.
【解析】 將化為y=-x+,
14、∴斜率k1=-,
顯然k=0時,直線4x+ky=1與上述直線不垂直.
∴k≠0,從而直線4x+ky=1的斜率k2=-.
依題意k1k2=-1,即-×(-)=-1,
∴k=-6.
【答案】 -6
(時間40分鐘,滿分60分)
一、選擇題(每小題5分,共20分)
1.下列可以作為直線2x-y+1=0的參數(shù)方程的是( )
A.(t為參數(shù))
B.(t為參數(shù))
C.(t為參數(shù))
D.(t為參數(shù))
【解析】 題目所給的直線的斜率為2,選項A中直線斜率為1,選項D中直線斜率為,所以可排除選項A、D.而選項B中直線的普通方程為2x-y+3=0,故選C.
【答案】 C
15、2.(2013·許昌模擬)極坐標(biāo)方程ρ=cos θ和參數(shù)方程(t為參數(shù))所表示的圖形分別是( )
A.直線、直線 B.直線、圓
C.圓、圓 D.圓、直線
【解析】 ∵ρ=cos θ,∴ρ2=ρcos θ,
即x2+y2=x,即(x-)2+y2=,
∴ρ=cos θ所表示的圖形是圓.
由(t為參數(shù))消參得:x+y=1,表示直線.
【答案】 D
3.原點到直線(t為參數(shù))的距離為( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解析】 消去t,得3x-4y-15=0,
∴原點到直線3x-4y-15=0的距離
d==3.
【答案】 C
4.
16、直線,(t為參數(shù))和圓x2+y2=16交于A、B兩點,則AB的中點坐標(biāo)為( )
A.(3,-3) B.(-,3)
C.(,-3) D.(3,-)
【解析】 將x=1+,y=-3+t代入圓方程,
得(1+)2+(-3+t)2=16,
∴t2-8t+12=0,則t1=2,t2=6,
因此AB的中點M對應(yīng)參數(shù)t==4,
∴x=1+×4=3,y=-3+×4=-,
故AB中點M的坐標(biāo)為(3,-).
【答案】 D
二、填空題(每小題5分,共10分)
5.(2013·湖南高考)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,若直線l:(t為參數(shù))過橢圓C:(φ為參數(shù))的右
17、頂點,則常數(shù)a的值為________.
【解析】 直線l:消去參數(shù)t后得y=x-a.
橢圓C:消去參數(shù)φ后得+=1.
又橢圓C的右頂點為(3,0),代入y=x-a得a=3.
【答案】 3
6.(2012·廣東高考)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C1和C2的參數(shù)方程分別為(θ為參數(shù),0≤θ≤)和(t為參數(shù)),則曲線C1與C2的交點坐標(biāo)為________.
【解析】 曲線C1和C2的普通方程分別為
(0≤x≤,0≤y≤)
聯(lián)立①②解得
∴C1與C2的交點坐標(biāo)為(2,1).
【答案】 (2,1)
三、解答題(每小題10分,共30分)
7.化直線l的參數(shù)方程,(t為參
18、數(shù))為普通方程,并求傾斜角,說明|t|的幾何意義.
【解】 由消去參數(shù)t,得
直線l的普通方程為x-y+3+1=0.
故k==tan α,即α=.
因此直線l的傾斜角為.
又得(x+3)2+(y-1)2=4t2,
∴|t|=.
故|t|是t對應(yīng)點M到定點M0(-3,1)的向量的模的一半.
8.已知曲線C的極坐標(biāo)方程是ρ=4cos θ,以極點為平面直角坐標(biāo)系的原點,極軸為x軸的正半軸,建立平面直角坐標(biāo)系,直線l的參數(shù)方程是(t為參數(shù))求直線l與曲線C相交所成的弦的弦長.
【解】 由ρ=4cos θ,得ρ2=4ρcos θ.
∴直角坐標(biāo)方程為x2+y2-4x=0,
即(x-2
19、)2+y2=4.
直線l的參數(shù)方程(t為參數(shù))
化為普通方程為x-y-1=0.
曲線C的圓心(2,0)到直線l的距離為=,
所以直線l與曲線C相交所成的弦的弦長為2 =.
9.(2013·江蘇高考)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),曲線C的參數(shù)方程為(θ為參數(shù)).試求直線l和曲線C的普通方程,并求出它們的公共點的坐標(biāo).
【解】 因為直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),由x=t+1,得t=x-1,代入y=2t,得到直線l的普通方程為2x-y-2=0.
同理得到曲線C的普通方程為y2=2x.
聯(lián)立方程組解得公共點的坐標(biāo)為(2,2),(,-1).
教師
20、備選
10.(2012·沈陽模擬)已知直線l的參數(shù)方程為,(t為參數(shù)),曲線C的極坐標(biāo)方程是ρ=,以極點為原點,極軸為x軸正方向建立直角坐標(biāo)系,點M(-1,0),直線l與曲線C交于A、B兩點.
(1)求直線l的極坐標(biāo)方程與曲線C的普通方程;
(2)線段MA,MB長度分別記為|MA|,|MB|,求|MA|·|MB|的值.
【解】 (1)直線l:,(t為參數(shù))的直角坐標(biāo)方程為x-y+1=0,所以極坐標(biāo)方程為ρcos(θ+)=-1,
曲線C:ρ=即(ρcos θ)2=ρsin θ,
所以曲線的普通方程為y=x2.
(2)將,(t為參數(shù))
代入y=x2得t2-3t+2=0,
∴t1t2=2,∴|MA|·|MB|=|t1t2|=2.
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