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高二数学选修4-4 2参数方程的概念


例、已知圆方程x2+y2 +2x-6y+9=0,将它 化为参数方程。
解: x2+y2+2x-6y+9=0化为标准方程,
(x+1)2+(y-3)2=1,
∴参数方程为
x 1 cos y 3 sin
(θ为参数)
例2 如图,圆O的半径为2,P是圆上的动点,Q(6,0) 是x轴上的定点,M是PQ的中点,当点P绕O作匀速圆 周运动时,求点M的轨迹的参数方程。
(2)由已知及(1)可得,曲线C的方程为:
( x 1) 4 y为所求.
2
小结:
一般地,在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标 x,y都是某个变数t的函数
x f (t ), (2) y g (t ).
并且对于t的每一个允许值,由方程组(2)所确定的点M(x,y) 都在这条曲线上,那么方程(2)就叫做这条曲线的参数方程, 系变数x,y的变数t叫做参变数,简称参数。
选修4-4 坐标系与参数方程
信宜第二中学 高二数学1、2班
1、参数方程的概念:
如图,一架救援飞机在离灾区地面500m高处以100m/s 的速度作水平直线飞行. 为使投放救援物资准确落于灾 区指定的地面(不记空气阻力),飞行员应如何确定投放 时机呢?
提示: 即求飞行员在离救援点的水平距离 多远时,开始投放物资?
考虑到=t,也可以取为参数,于是有 x r cos { (为参数) y r sin 这也是圆心在原点 O,半径为r的圆的参数方程 其中参数的几何意义是OM 0绕点O逆时针旋转 到OM的位置时,OM 0转过的角度。
圆的参数方程的一般形式
以上是圆心在原点的圆 的参数方程,它对应的 普通方程是x y r , 那么,圆心在点 o( x0 , y0 )
投方程的概念:
如图,一架救援飞机在离灾区地面500m高处以100m/s 的速度作水平直线飞行. 为使投放救援物资准确落于灾 区指定的地面(不记空气阻力),飞行员应如何确定投放 时机呢?
y 500
解:物资出舱后,设在时刻t,水平位移为x,
o
x 100t , (x,y) 1 2 2 ( g=9.8m/s ) y 500 gt . 2 令y 0, 得t 10.10s. x 代入x 100t, 得 x 1010m. 所以,飞行员在离救援点的水平距离约为1010m时投放物资,
25 ( , 0); C、(1, 3); A、(1,4);B、 16
25 D、 ( , 0); 16
2、方程{
x sin y cos 2
(为参数)表示的曲线上
(
的一个点的坐标是
C
)
1 1 1 1 A、 (2,7) B、 ( , ),C、 ( , ), D(1,0) 3 2 2 2
x 2 cos 5 2、指出参数方程 { (为参数)所 y 3 2 sin 表示圆的圆心坐标、半 径,并化为普通方程。
( x 5) ( y 3) 4
2 2
选修4-4 坐标系与参数方程
信宜第二中学 高二数学1、2班
x cos 3, 由参数方程 ( 为参数)直接判断点M 的轨迹的 y sin 曲线类型并不容易,但如果将参数方程转化为熟悉的普通 方程,则比较简单。
思考:为什么(2)中的两个参数方程合起来才是椭圆 的参数方程?
练习: 2、曲线y=x2的一种参数方程是( ).
2 x t A、 4 y t
分析: 在y=x2中,x∈R, y≥0, 在A、B、C中,x,y的范围都
发生了变化,因而与 y=x2不等价; 而在D中,
x sin t B、 2 y sin t
x t C、 y t
x t D、 2 y t
x,y范围与y=x2中x,y的范围相同,
x t 且以 2 y t
代入y=x2后满足该方程,从而D是曲线y=x2的一种参数方程.
注意:
在参数方程与普通方程的互化中,必须使x,y的取值 范围保持一致。否则,互化就是不等价的.
x2 y 2 例3 求椭圆 1 的参数方程。 9 4 cos 2 sin 2 1 (1)设x=3cos,为参数; 令 x cos , y sin 3 2 x 3cos 为参数 y 2sin
(2)设y=2t,t为参数.
x 3 1 t2 x -3 1 t 2 (2)参数方程是 或 y 2t y 2t
(2)因为:x sin cos 所以x 2, 2
2 sin(

4
)
. 所以普通方程是x 2 y , x 2, 2
练习、将下列参数方程化为普通方程:
x 2 3 cos (1) y 3 sin
x sin (2) y cos2
由参数方程得: cos x 3 2 2 2 2 ,sin cos ( x 3) y 1 sin y 所以点M 的轨迹是圆心在(3,0),半径为1的圆。
参数方程和普通方程的互化:
(1)参数方程通过代入消元或加减消元消去参数化为普通方程 如:①参数方程

引入参数 普通方程 消去参数

参数方程
例1、把下列参数方程化为普通方程,并说明它们各 表示什么曲线?
x= t 1 (1) (t为参数) y 1 2 t
解: (1)因为x t 11
x= sin cos (2) ( 为参数). y 1 sin 2
所以普通方程是y 2 x ( 3 x 1) 这是以(1, 1)为端点的一条射线(包括端点)
y P
M
Q

o
x
解:设点M的坐标是( x, y ),xOP , 则点 P的坐标是(2 cos ,2 sin ),由中点坐标公式得: 2 cos 6 2 sin x cos 3, y sin 2 2 所以,点M的轨迹的参数方程是 { x cos 3 y sin (为参数)
表示( ) B
(A)双曲线的一支, 这支过点(1,1/2): (B)抛物线的一部分, 这部分过(1,1/2): (C)双曲线的一支, 这支过点(–1, 1/2) (D)抛物线的一部分, 这部分过(–1,1/2)
小结: 参数方程化为普通方程的过程就是消参过程常 见方法有三种: 1.代入法:利用解方程的技巧求出参数t,然后代入消 去参数 2.三角法:利用三角恒等式消去参数 3.整体消元法:根据参数方程本身的结构特征,从 整体上消去。 化参数方程为普通方程为F(x,y)=0:在消参过程中注 意变量x、y取值范围的一致性,必须根据参数的取 值范围,确定f(t)和g(t)值域得x、y的取值范围。
可得圆的普通方程(x-a)2+(y-b)2=r2.
x t , ②参数方程 (t为参数) y 2 t 4.
x a r cos , 消去参数 y b r sin .
通过代入消元法消去参数t ,
可得普通方程:y=2x-4 (x≥0)
注意:
在参数方程与普通方程的互化中,必须使x,y的取值范围保 持一致。 否则,互化就是不等价的.
训练2:
已知曲线C的参数方程是 点M(5,4)在该 曲线上. (2)求曲线C的普通方程. 解: (1)由题意可知:
x 1 2t , (t为参数,a R ) 2 y at .
(1)求常数a;
1+2t=5 at2=4 x=1+2t y=t2
解得:
a=1 t=2
∴ a=1
x 1 由第一个方程得: t 2 x 1 2 ) , 代入第二个方程得: y ( 2
参数方程和普通方程的互化:
(2)普通方程化为参数方程需要引入参数
如:①直线L 的普通方程是2x-y+2=0,可以化为参数方程
x t, (t为参数) y 2t 2.
②在普通方程xy=1中,令x = tan,可以化为参数方程
x t an , (为参数) y cot .
x=t+1/t
(3)
y=t2+1/t2
步骤:(1)消参;
(2)求定义域。
(1)(x-2)2+y2=9 (2)y=1- 2x2(- 1≤x≤1) (3)x2- y=2(X≥2或x≤- 2)
例2、求参数方程
x | cos sin |, 2 2 (0 2 ) y 1 (1 sin ) 2
关于参数几点说明: 参数是联系变数x,y的桥梁, 1. 参数方程中参数可以是有物理意义, 几何意义, 也可以没有明 显意义。 2.同一曲线选取参数不同, 曲线参数方程形式也不一样 3.在实际问题中要确定参数的取值范围
变式: 一架救援飞机以100m/s的速度作水平直线飞行.在离灾 区指定目标1000m时投放救援物资(不计空气阻力,重 力加速 g=10m/s)问此时飞机的飞行高度约是多少? (精确到1m)
2 2 2
半径为r的圆的参数方程又是怎 么样的呢?
{
x x0 r cos y y0 r sin
( 为参数)
2 2 2
对应的普通方程为( x x0 ) ( y y0 ) r
由于选取的参数不同,圆有不同的参 数方程,一般地,同一条曲线,可以 选取不同的变数为参数,因此得到的 参数方程也可以有不同的形式,形式 不同的参数方程,它们表示 的曲线可 以是相同的,另外,在建立曲线的参 数参数时,要注明参数及参数的取值 范围。
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