参数方程与极坐标参数方程知识回顾:一、 定义:在取定的坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标x 、y 都是某个参数t 的函数,x f (t )即y f (t ),其中,t 为参数,并且对于t 每一个允许值,由方程组所确定的点 M ( x , y )都在这条曲线上,那么方程组就叫做这条曲线的参数方程,联系 x 、y 之间关系的变数t叫做参变数,简称参数. 二、 二次曲线的参数方程 1、圆的参数方程:中心在(x o , y o ),半径等于r 的圆:{ x r cos特殊地,当圆心是原点时,、y r si n注意:参数方程没有直接体现曲线上点的横纵坐标之间的关系,而是分别体现了点的横纵 坐标与参数间的关系。
Eg1 :已知点P (x , y )是圆x 2+y 2-6x-4y+12=0上的动点,求:(1 ) x 2+y 2的最值;(2 ) x+y 的最值;(3 )点P 到直线x+y-1=0 的距离d 的最值。
Eg2 :将下列参数方程化为普通方程总结:参数方程化为普通方程步骤: (1 )消参(2 )求定义域 2、椭圆的参数方程:中心在原点,焦点在 x 轴上的椭圆:x x 0 rcos 〔y y o rsin(为参数,的几何意义为圆心角)(1 ) x=2+3cosy=3sin1(|3) x=t+ 一t Y 2 1I y=t 2+ ”x=s iny=cos4、抛物线的参数方程:顶点在原点,焦点在 x 轴正半轴上的抛物线:x 2pt 2y 2pt(t 为参数,p > 0 , t 的几何意义为过圆点的直线的斜率的倒数)直线方程与抛物线方程联立即可得到。
三、一次曲线(直线)的参数方程x a cos y bsin(为参数, 的几何意义是离心角,如图角 AON 是离心角)注意:离心率和离心角没关系,如图,分别以椭圆的长轴和短轴为半径画两个同心圆,点的轨迹是椭圆,中心在(x o ,y o )椭圆的参数方程:X 。
a cos ybsi nxEg :求椭圆36 y=1上的点到 M (2,0)20的最小值。
3、双曲线的参数方程:中心在原点,焦点在 x 轴上的双曲线:a sec bta n为参数,代表离心角) ,中心在(x o ,y o ),焦点在x 轴上的双曲线:x x 0 asec y y 0 bta n22实用标准文案过定点P o (X 0, y o ),倾角为 的直线,P 是直线上任意一点,设 P o P=t , P o P 叫点P 到.1x x 0t cos定点P O 的有向距离,在P O 两侧t 的符号相反,直线的参数方程y y°tsin( t为参数,t 的几何意义为有向距离) 说明:①t 的符号相对于点P o , 正负在P o 点两侧②丨 P o P | = | t 1「xX o at直线参数方程的变式:-,但此时t 的几何意义不是有向距离,只有当t 前面系Ly y o bt数的平方和是i 时,几何意义才是有向距离,所以,将上式进行整理,得离。
Eg :求直线 x=-1+3ty=2-4t ,求其倾斜角极坐标知识回顾:、定义:在平面内取一个定点0,叫做极点,引一条射线 Ox ,叫做极轴,再选一个长度单位和角度的正方向(通常取逆时针方向)。
对于平面内的任意一点 M ,用p 表示线段0M的长度表示从Ox 到0M 的角,p 叫做点M 的极径叫做点 M 的极角,有序数对(p ,0)就叫做点M 的极坐标。
这样建立的坐标系叫做极坐标系。
y y oa .a 2b 2(a 2 C 、a 2 b 2t)b 2t),让a 2b 2t 作为t ,则此时t 的几何意义是有向距2)3x文档2)3练习:在同一直角坐标系中,画出以下四个点3A (1, )B (2,) C (3,-—)4 24思考:上述点关于极轴以及极点的对称点说明:(1 )极坐标有四个要素:①极点;②极轴;③长度单位 ,即极径;④角度单位及它的方向,即极角.(2) 在极坐标系下,一对有序实数、 对应唯一点P (,),但平面内任一个点P 的极坐标不唯一,因为具有周期•(3) 如无特殊要求,则极径取正值 •x 2tan极坐标(,)直角坐标(x , y )练习1 :将下列直角坐标化为极坐标A (1 , -1 )B (1 , n)练习2 :将下列极坐标化为直角坐标直角坐标与极坐标的互化:直角坐标(x , y ) 极坐标(,)L x= y=cos sin练习3 :分别求下列条件中AB中点的极坐标2;(2)(4,)(6,)3 3a⑸sin图5asinsin、直线的极坐标方程0 + nacosacosMacoscos sin三、圆的极坐标方程图4图52asin2asin四、圆锥曲线统一方程(椭圆、抛物线、双曲线)⑴M2 a cos2a cos图32acosMO----- e, -------------------- eMN p cos其中,当0<e<1为椭圆,e=1为抛物线,当考点一:直线参数方程中参数的意义.1 •已知直线I经过点P(1,1),倾斜角(1 )写出直线I的参数方程。
(2 )设I与圆X 4相交与两点A, B ,求点P到A,B两点的距离之积。
解:(1)直线的参数方程为tcos —6tsin621t2x (2)把直线2代入丄t22ep1 ecose>1为双曲线设OA =P仏2,则点P到代B两点的距离之积为2J10 2 22 .过点P( ,0)作倾斜角为的直线与曲线x2 12y2 1交于点M ,N,求PM PN的值及相应的的值。
解:设直10 +tcos(t为参数),代入2tsin曲线并整理得(1 sin2)t2( .10cos )t则PM 小值为一,此时3 .直线【解析】:PN1 sin22tt (t为参数)被圆x22tx29得(1 2t)2(2t1 t2 -(t1 2t2)4t1t2所以当sin21时,即—,PM PN的最2,5tt)29截得的弦长为25,把直线%1 y59,5t2 8t 4 0(8)21652t代入tA Q—,弦长为5 t1512 .55x4 .直线解:-(t为参数)和圆x2泌t216交于A, B两点,则AB的中点坐标(1!t)23,3 16,得t2 8t 8 0, t1 t2 8,t1x中点为3、32考点二:用极坐标方程、参数方程研究有关的位置关系的判定 x tcos 1 .直线 与圆 y tsi n 4 2cos 相切,则 2 .在极坐标系中,已知圆 值。
2sin 2cos 与直线3 cos 4 sin a 0相切,求实数a 的考点三:用极坐标方程、参数方程研究有关的交点问题 1 .在极坐标系 中,曲线 2 sin 与 cos 1的交点的极坐标2.已知两曲线参数方程分别为' 5cos(0< v坐标为 sin4 (t t R),它们的交点极考点四:用极坐标方程、参数方程研究有关的距离问题 x1 .求直线l 1:y -(t 为参数)和直线l 2: x3t0的交点P 的坐标,及点P与Q(1, 5)的距离。
2 .已知直线11 : :』为参数)与直线S:2x4y 5相交于点B ,又点A(1,2),则AB x3 .直线 1 _t 21 t (t 为参数)被圆x2 y 2 4截得的弦长为二、距离最大最小问题1上找一点,使这一点到直线 x 2y 12 0的距离的最小值。
圆C 的方程为2-5sin 。
(I )求圆C 的直角坐标方程;(H )设圆C 与直线I 交于点A 、B ,若点P 的坐标为(3, '、5),求 |PA|+|PB| 。
【解析】(I)由 ^5 sin 得 x 2 y 2 2- 5y 0,即 x 2 (y 、、5)2 5.(n )将l 的参数方程代入圆 C 的直角坐标方程,得(3?t )2 ( ?t )2 5 , 2 2即t 2 3、、2t 4 0,由于(3&)2 4 4 2 0,故可设『2是上述方程的两实根,2 24 •在椭圆—— 16 12解:设椭圆的参数方程为x 4cosy 2 \ 3 sin4cos 4、; 3 s in 12"cos 5,3sin 34、5 当 cos(1时,dmin才2cos(3) 3心,此时所求点为(2, 3)。
52x5 •点P 在椭圆一162y_91上,求点P 到直线3x 4y 24的最大距离和最小距离。
解:设 P(4cos ,3sin ),则 d12边任和24即d当 cos( —) 1 时d min等(2⑵。
d max 12(2 2);当 cos( -) 1 时,考点五:极坐标方程与参数方程混合1 .在直角坐标系xoy 中,直线I 的参数方程为3丁(t 为参数)。
在极坐标系(与 .5刍2直角坐标系xoy 取相同的长度单位,且以原点 O 为极点,以x 轴正半轴为极轴)中,所以t l t 23'2,又直线I 过点P(3八5),故由上式及t 的几何意义得也4|PA|+|PB|=|t i |+|t 2|= t i +t 2= 3 2 。
射线3与C 2的交点B的极径为28叫。
所以 |AB| |21| 2-一3.x = 1 + tcos a,3.已知直线C1 :y = tsin a,x = cos 0(t 为参数),圆C2 :y = sin 0,n(1)当%=一时,求C 1与C 2的交点坐标;3⑵过坐标原点O 作C1的垂线,垂足为 A , P 为OA 的中点.当a 变化时,求 P 点轨迹的参数方程,并指出它是什么曲线.2 .在直角坐标系xoy 中,曲线C i 的参数方程为x 2cos y 2 2sin(为参数),M 为C i 上的uuu 动点,P 点满足OP uuuu2OM ,点P 的轨迹为曲线C 2. (I )求C 2的方程;(II )在以0为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线3与C 1的异于极点的交点为A ,与C 2的异于极点的交点为 B ,求|AB| .解:(I )设P(x , y),则由条件知X YM( ,).由于M 点在C 1上,所以2 2x 小2 cos , 2 -2 2sin 2x 4cos 即 y 4 4si n从而C 2的参数方程为x 4cos (为参数)y 4 4sin(n)曲线C 1的极坐标方程为4sin ,曲线C 2的极坐标方程为8sin 。
射线3与C 1的交点A的极径为14sin3,寸时,C1的普通方程为y = -,;3(x — 1) , C2的普通方程为x 2 + y 2= 1.⑵ C 1 的普通方程为 xsin a —ycos a —s in a=0.A 点坐标为(sin 2 a,— cos a si n a ),故当a 变化时,P 点轨迹的参数方程为1x = _sin 2 a ,21y = — — sin a cos a ,1 1 1 1 P点轨迹的普通方程为(x - 4)2+y2=石.故P 点轨迹是圆心为(4,0),半径为4的圆.解:⑴当a1解得C1与C2的交点为(1,0),(-,(a 为参数).x2 + y2 = 1 ,。