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2017_18学年高中数学第二章参数方程三直线的参数方程教学案

2020-01-02 来源:爱问旅游网


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+t5

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.

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

x=2+tcos ,6

的参数方程为5π

y=-4+tsin6

解析:直线l

(t为参数),即

3

x=2-t,21y=-4+t2

(t为参数).

3

x=2-t,2答案:

1

y=-4+t2

(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+t2

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,21y=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,54y=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.

216

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-t2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=t2

(t为

22

3+t

222x2

参数),代入椭圆方程+y=1,得+t=1,

442

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

26288

-+=, 555

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+t2

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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