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高中数学参数方程特别好的讲解资料

参数方程专题1
为什么要引入参数方程?开门见山的角度讲,我们最喜欢得到一个y关于x的函数或者x和y组成的方程或者简单地说:关系,如y=y(x)或者y=f(x)或者f(x,y)=0.但是随着研究应用的广泛和问题的深入,我们发现问题来了:这样一个看似简单的问题,做不到啊!为了解决这个问题,一些数学界的聪明人想,如果我用一个参数表示x,再用同样的参数表示y,一个参数值定了,x和y不也就定了吗?变相地说一个x确定了一个y,这不就回到函数或者说曲线或者说方程的含义了吗?这是采取了找中介的办法。

曲线救国的办法。

他们给他一个数学术语:参数方程。

你比如说
{x=sinθ
y=cosθ,
我们用θ去表示x,y,一个θ确定了,x和y也就确定了,你就可以说一个x对应1个y,这就是一个函数关系。

也许你稍微用一点聪明就说,我不需要参数方程,我直接就看出来了,这就是x2+y2=1,一个单位圆。

那好,这是一个简单例子,我们来个稍微难一点的,
{x=tanθ
y=cosθ
你能立马消掉θ,直接得到y关于x的函数关系吗?我们在动一点脑筋,其实也不难,xy=sinθ,(xy)2+y2=1。

你可以说这也不难,但是行行色色的世界,我们遇到的各种复杂关系多了去了,有时候你还真消不了θ或者说其他类似的参数,这在大学阶段或者研究阶段屡见不鲜,所以经常还需要用计算机编程数值求解。

更为难的是,有时候问题难了,运气差了,你连这样一个联系x 和y的中介都找不到,但仍然一个x对应一个y,只是你没办法用一个具体的式子把他们联系起来。

所以看到参数方程,你不应该感到害怕,你应该为数学感到庆幸,还有一个参数把x和y联系起来了,通过数学手段还能把参数给消除了,最终得到f(x,y)=0.
说一千,道一万,参数方程是有价值的。

从做题来讲,参数方程最大的价值在于:可以更简单直观地分析题意。

比如拿教材一道例题(P24)来说,
要是我们不会参数方程,我们只能设P(x0,y0),然后加上条件x02+y02=4,然后利用中点公式表示中点M
{x=
x0+6
2
y=y0+0 2
注意上面有x 0,y 0两个参数,当然也算参数方程。

但我们看能不能利用条件x 02+y 02=4把其中一个换掉,就只剩一个参数
{
x =x 0+62y =±√4−x 02+02
这算是以x 0为参数的参数方程,我们发现这个形式并不好看,所以选这种参数方程并不是最好(但绝对没有错)。

当然了,我们想看看能不能消掉x 0,
方法一:消的时候用x ,y 来表示x 0,(因为这样不就把x 0表示掉了没了吗只剩x,y 了吗?!)
{x 0=2x −64y 2=4−x 02
即4y 2=4−(2x −6)2
即y 2=1−(x −3)2
即(x −3)2+y 2=1
方法二:消的时候x 表示x 0,y 表示y 0(同理因为这样x 0,y 0就被表示掉,代入x 0,y 0满足的关系就只剩x,y 了啊!)
{x 0=2x −6y 0=2y
代入条件x 02+y 02=4就得到只有x,y 的关系,
(2x −6)2+(2y )2=4
即(x −3)2+y 2=1
最后,我们发现虽然利用x 0,y 0两个做参数或者仅用一个x 0做参数当然都可以列出正确的参数方程,但还有没有其他的参数选择办法?
方法三:这就是教材上极力想向你们推荐的:以角度θ为参数。

把参数用未知数x,y 换掉,代入参数满足的天然关系
cos 2θ+sin 2θ=1
对比一下方法三,我们发现用θ做参数,可以直接翻译题目,
这种设法直接把条件x 02+y 02=4包含了进去,就是说在设的时候他已经天然满足了这个条件,不用再去单独考虑。

直观,好用。

这种优势在中点方程这种简单题型里还体现不出来,当在一些较复杂的条件求相应曲线方程的时候,就比x 0,y 0或者x 0这种设法简洁多了。

精彩总结:在设参数方程的时候,用已知坐标表示未知坐标,列出参数方程后消参数的时候,用未知坐标表示已知坐标,代入已知坐标满足的约束条件,就得到了只有未知坐标x,y 的曲线方程f(x,y)=0
常用参数方程:(找一个参数,用其表示出来的x,y 正好满足已知方程)
1) 圆的参数方程:(为参数)
例题解析

⎨⎧+=+=θθsin cos r b y r a x θ。

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