三 直线的参数方程
[对应学生用书P27]
1.直线的参数方程
(1)过点M0(x0,y0),倾斜角为α的直线l的参数为
x=x0+tcos α
y=y0+tsin α
(t为参数)
(2)由α为直线的倾斜角知α∈[0,π)时,sin α≥0. 2.直线参数方程中参数t的几何意义
参数t的绝对值表示参数t所对应的点M到定点M0的距离. (1)当M0M―→与e(直线的单位方向向量)同向时,t取正数. (2)当M0M―→与e反向时,t取负数,当M与M0重合时,t=0.
[对应学生用书P27]
[例1] 已知直线l的方程为3x-4y+1=0,点P(1,1)在直线l上,写出直线l的参数方程,并求点P到点M(5,4)的距离.
[思路点拨] 由直线参数方程的概念,先求其斜率,进而由斜率求出倾斜角的正、余弦值,从而得到直线参数方程.
3
[解] 由直线方程3x-4y+1=0可知,直线的斜率为,设直线的倾斜角为α,
4334
则tan α=,sin α=,cos α=.
455又点P(1,1)在直线l上,
4
x=1+t,5
所以直线l的参数方程为3
y=1+t5
直线的参数方程
(t为参数).
因为3×5-4×4+1=0,所以点M在直线l上.
4
由1+t=5,得t=5,即点P到点M的距离为5.
5
理解并掌握直线参数方程的转化,弄清参数t的几何意义,即直线上动点M到定点M0
的距离等于参数t的绝对值是解决此类问题的关键.
5π
1.设直线l过点A(2,-4),倾斜角为,则直线l的参数方程为________________.
6
5π
x=2+tcos ,6
的参数方程为5π
y=-4+tsin6
解析:直线l
(t为参数),即
3
x=2-t,21y=-4+t2
(t为参数).
3
x=2-t,2答案:
1
y=-4+t2
(t为参数)
π
2.一直线过P0(3,4),倾斜角α=,求此直线与直线3x+2y=6的交点M与P0之间
4的距离.
2
x=3+t,2
解:设直线的参数方程为
2
y=4+t,2将它代入已知直线3x+2y-6=0, 得3(3+
22
t)+2(4+t)=6. 22
112
解得t=-,
5
112
∴|MP0|=|t|=.
5
π
[例2] 已知直线l经过点P(1,1),倾斜角α=,
6(1)写出直线l的参数方程.
(2)设l与圆x+y=4相交于两点A、B,求点P到A、B两点的距离之积.
[思路点拨] (1)由直线参数方程的概念可直接写出方程;(2)充分利用参数几何意义求解.
π[解] (1)∵直线l过点P(1,1),倾斜角为,
6
2
2
直线参数方程的应用
∴直线的参数方程为π
y=1+tsin,6
x=1+tcos,
3
x=1+t,2即
1y=1+t2
π
6
为所求.
(2)因为点A,B都在直线l上,所以可设它们对应的参数为t1和t2,则点A,B的坐标分别为
A(1+
3131
t1,1+t1),B(1+t2,1+t2), 2222
2
2
2
以直线l的参数方程代入圆的方程x+y=4整理得到t+(3+1)t-2=0,① 因为t1和t2是方程①的解,从而t1t2=-2. 所以|PA|·|PB|=|t1t2|=|-2|=2.
求解直线与圆或圆锥曲线有关的弦长时,不必求出交点坐标,根据直线参数方程中参数
t的几何意义即可求得结果,与常规方法相比较,较为简捷.
π22
3.直线l通过P0(-4,0),倾斜角α=,l与圆x+y=7相交于A、B两点.
6(1)求弦长|AB|; (2)求A、B两点坐标.
π
解:∵直线l通过P0(-4,0),倾斜角α=,
63
x=-4+t,2
∴可设直线l的参数方程为
ty=2.代入圆方程,得(-4+
2
3212
t)+(t)=7. 22
整理得t-43t+9=0. 设A、B对应的参数分别t1和t2, 由根与系数的关系得t1+t2=43,t1t2=9 ∴|AB|=|t2-t1|=
t1+t2
2
-4t1t2=23.
解得t1=33,t2=3,代入直线参数方程 3
x=-4+t,21y=2t,
13353得A点坐标(,),B点坐标(-,).
2222
42
4.如图所示,已知直线l过点P(2,0),斜率为,直线l和抛物线y3=2x相交于A,B两点,设线段AB的中点为M,求:
(1)P,M间的距离|PM|; (2)点M的坐标.
4
解:(1)由题意,知直线l过点P(2,0),斜率为,
34
设直线l的倾斜角为α,则tan α=,
3
34
cos α=,sin α=,
55∴直线l的参数方程的标准形式为 3
x=2+t,54y=5t
(t为参数). *
∵直线l和抛物线相交,
∴将直线l的参数方程代入抛物线方程y=2x中, 整理得8t-15t-50=0,Δ=15+4×8×50>0. 设这个二次方程的两个根为t1,t2,
1525由根与系数的关系得t1+t2=,t1t2=-.
84由M为线段AB的中点, 根据t的几何意义,得|PM| =
2
2
2
t1+t2=15.
216
15
(2)因为中点M所对应的参数为tM=,
16将此值代入直线l的参数方程的标准形式(*), 31541x=2+×=,51616得4153
y=5×16=4,
即M
41,3.
164
[对应学生用书P28]
一、选择题
2
1.直线的参数方程为
3
y=2-t,2
tx=-1+,
M0(-1,2)和M(x,y)是该直线上的定点和
动点,则t的几何意义是( )
A.有向线段M0M的数量 B.有向线段MM0的数量 C.|M0M| D.以上都不是
x=-1+
解析:参数方程可化为
3
y=2+2
答案:B
x=3t+2,
2.曲线的参数方程为2
y=t-1
2
1
-2-t.
-t,
(t是参数),则曲线是( )
B.双曲线的一支 D.射线
A.线段 C.圆
2
2
解析:由y=t-1得y+1=t,代入x=3t+2, 得x-3y-5=0(x≥2).故选D. 答案:D
x=2+3t,
3.直线
y=-1+t2
(t为参数)上对应t=0,t=1两点间的距离是( )
B.10 D.22
A.1 C.10
解析:因为题目所给方程不是参数方程的标准形式,参数t不具有几何意义,故不能直接由1-0=1来得距离,应将t=0,t=1分别代入方程得到两点坐标(2,-1)和(5,0),由两点间距离公式来求出距离,即
答案:B
x=tcos α,
4.若直线
y=tsin α2-5
2
+-1-0
2
=10.
x=4+2cos φ,
(t为参数)与圆
y=2sin φ
(φ为参数)相切,那
么直线倾斜角α为( )
A.C.π
6π 3
B.D.π 4π5π或 66
解析:直线化为=tan α,即y=tan α·x, 圆方程化为(x-4)+y=4, ∴由
|4tan α|
12
=2⇒tanα=, 2
3tanα+1
3π5π
,又α∈[0,π),∴α=或. 366
2
2
yx∴tan α=±答案:D 二、填空题
2
x=2+t,2
5.直线
2
y=-3-t2点的坐标是________.
(t为参数)上到点M(2,-3)的距离为2且在点M下方的
2
x=2--t,2
解析:把参数方程化成标准形式为
2
y=-3+-t,2
把-t看作参数,所
求的点在M(2,-3)的下方,所以取-t=-2,即t=2,所以所求点的坐标为(3,-4).
答案:(3,-4)
3
x=1-t,5
6.若直线l的参数方程为4
y=5t
(t为参数),则直线l的斜率为______.
34
解析:由参数方程可知,cos θ=-,sin θ=.(θ为倾斜角).
554
∴tan θ=-,即为直线斜率.
34
答案:-
3
x=1-2t,
7.已知直线l1:
y=2+kt
x=s,
(t为参数),l2:
y=1-2s
(s为参数),若l1∥l2,
则k=____________;若l1⊥l2,则k=________.
解析:将l1,l2的方程化为普通方程,得
l1:kx+2y-4-k=0,l2:2x+y-1=0, k24+kl1∥l2⇒=≠⇒k=4.
2
1
1
kl1⊥l2⇒(-2)·(-)=-1⇒k=-1.
2
答案:4 -1 三、解答题
x=5+3t,
8.设直线的参数方程为
y=10-4t
(t为参数).
(1)求直线的普通方程;
(2)将参数方程的一般形式化为参数方程的标准形式. 解:(1)把t=4
得y=10-
x-5
33
代入y的表达式 ,
x-5
化简得4x+3y-50=0,
所以直线的普通方程为4x+3y-50=0. 3
x=5--5t,5
(2)把参数方程变形为4
y=10+-5t,53
x=5-t′,5
令t′=-5t,即有4
y=10+t′5
2
(t′为参数)为参数方程的标准形式.
9.已知斜率为1的直线l过椭圆+y=1的右焦点,交椭圆于A,B两点,求弦AB的
4长度.
π
解:因为直线l的斜率为1,所以直线l的倾斜角为. 4
x2
椭圆+y=1的右焦点为(
4
x2
2
2
x=3+t,2
3,0),直线l的参数方程为
2y=t2
(t为
22
3+t
222x2
参数),代入椭圆方程+y=1,得+t=1,
442
2
整理,得5t+26t-2=0. 设方程的两实根分别为t1,t2, 262
则t1+t2=-,t1·t2=-,
55|t1-t2|== 2
t1+t2
2
-4t1t2
26288
-+=, 555
8
所以弦AB的长为.
5
x=1+4cos θ,
10.已知在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为
y=2+4sin θ
(θ为参数),
π
直线l经过定点P(3,5),倾斜角为.
3
(1)写出直线l的参数方程和曲线C的标准方程;
(2)设直线l与曲线C相交于A,B两点,求|PA|·|PB|的值. 解:(1)曲线C:(x-1)+(y-2)=16, 1x=3+t,2直线l:
3
y=5+t2
2
2
(t为参数).
(2)将直线l的参数方程代入圆C的方程可得t+(2+33)t-3=0,
设t1,t2是方程的两个根,则t1t2=-3,所以|PA||PB|=|t1||t2|=|t1t2|=3.
2
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