第十四章 14.1 第2课时 参数方程

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高考数学核心考点 第十四章坐标系与参数方程

高考数学核心考点 第十四章坐标系与参数方程

高考数学核心考点 第十四章坐标系与参数方程1.伸缩变换:设点),(y x P 是平面直角坐标系中的任意一点,在变换⎩⎨⎧>⋅='>⋅=').0(,y y 0),(x,x :μμλλϕ的作用下,点),(y x P 对应到点),(y x P ''',称ϕ为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换,简称伸缩变换。

2.极坐标系的概念:在平面内取一个定点O ,叫做极点;自极点O 引一条射线Ox 叫做极轴;再选定一个长度单位、一个角度单位(通常取弧度)及其正方向(通常取逆时针方向),这样就建立了一个极坐标系。

3.点M 的极坐标:(1)设M 是平面内一点,极点O 与点M 的距离||OM 叫做点M 的极径,记为ρ;以极轴Ox 为始边,射线OM 为终边的xOM ∠叫做点M 的极角,记为θ。

有序数对),(θρ叫做点M 的极坐标,记为),(θρM . 极坐标),(θρ与)Z )(2,(∈+k k πθρ表示同一个点。

极点O 的坐标为)R )(,0(∈θθ. (2)若0<ρ,则0>-ρ,规定点),(θρ-与点),(θρ关于极点对称,即),(θρ-与),(θπρ+表示同一点。

如果规定πθρ20,0≤≤>,那么除极点外,平面内的点可用唯一的极坐标),(θρ表示;同时,极坐标),(θρ表示的点也是唯一确定的。

4.极坐标与直角坐标的互化:)0(n t ,sin ,cos ,222≠===+=x xy a y x y x θθρθρρ 5.圆的极坐标方程:在极坐标系中,以极点为圆心,r 为半径的圆的极坐标方程是r =ρ; 在极坐标系中,以)0,(a C )0(>a 为圆心, a 为半径的圆的极坐标方程是 θρcos 2a =; 在极坐标系中,以 )2,(πa C )0(>a 为圆心,a 为半径的圆的极坐标方程是θρsin 2a =; 6. 在极坐标系中,)0(≥=ραθ表示以极点为起点的一条射线;)R (∈=ραθ表示过极点的一条直线.在极坐标系中,过点)0)(0,(>aa A ,且垂直于极轴的直线l 的极坐标方程是a =θρcos .7.参数方程的概念在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标y x ,都是某个变数t 的函数⎩⎨⎧==),(),(t g y t f x 并且对于t 的每一个允许值,由这个方程所确定的点),(y x M 都在这条曲线上,那么这个方程就叫做这条曲线的参数方程,联系变数y x ,的变数t 叫做参变数,简称参数。

专题14.2 极坐标与参数方程(解析版)

专题14.2 极坐标与参数方程(解析版)

第十四章 选讲部分专题2 极坐标与参数方程(理科)【考点1】极坐标【备考知识梳理】 1.极坐标系与极坐标(1)极坐标系:如图所示,在平面上取一个定点O 叫做极点;自点O 引一条射线Ox 叫做极轴; 再选定一个长度单位、角度单位(通常取弧度)及其正方向(通常取逆时针方向为正方向), 这样就建立了一个极坐标系(如图).(2)极坐标:设M 是平面上的任一点,极点O 与点M 的距离OM 叫做点M 的极径,记为ρ;以极轴Ox 为始边,射线OM 为终边的xOM ∠叫做点M 的极角,记为θ.有序数对(),ρθ称为点M 的极坐标,记作(),M ρθ. 一般地,不做特殊说明时,我们认为0ρ≥,θ可取任意实数. 2.极坐标与直角坐标的互化把直角坐标系的原点作为极点,x 轴正半轴作为极轴,且在两坐标系中取相同的 长度单位.如图,设M 是平面内的任意一点,它的直角坐标、极坐标分别为 (),x y 和(),ρθ(0ρ≥),于是极坐标与直角坐标的互化公式如下表: 点M 直角坐标(),x y 极坐标(),ρθ互化公式cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩ ()222tan 0x y yx x ρθ⎧=+⎪⎨=≠⎪⎩3.常见曲线的极坐标方程曲线图形极坐标方程圆心在极点,半径为r 的圆()02r ρθπ=≤< 圆心为(),0r ,半径为r 的圆2cos 22r ρθππθ=⎛⎫-≤≤ ⎪⎝⎭圆心为,2r π⎛⎫⎪⎝⎭,半径为r 的圆()2sin 0r ρθθπ=≤<过极点,倾斜角为α的直线(1)θα=(R ρ∈) 或θπα=+(R ρ∈)(2) θα= (0ρ≥)和θπα=+ (0ρ≥)过点(),0a ,与极轴垂直的直线cos a ρθ=22ππθ⎛⎫-<< ⎪⎝⎭过点,2a π⎛⎫⎪⎝⎭,与极轴平行的直线sin a ρθ=()0θπ<<若圆心为()00,M ρθ,半径为r 的圆方程为()2220002cos 0r ρρρθθρ--+-=.4.注意:(1)在将直角坐标化为极坐标求极角θ时,易忽视判断点所在的象限(即角θ的终边的位置). (2)在极坐标系下,点的极坐标不惟一性易忽视.极坐标(),ρθ ,()(),2k k Z ρθπ+∈,()(),2k k Z ρπθπ-++∈表示同一点的坐标.【规律方法技巧】 1.确定极坐标方程的四要素极点、极轴、长度单位、角度单位及其正方向,四者缺一不可. 2.极坐标与直角坐标的互化(1)极坐标与直角坐标互化的前提条件:①极点与原点重合;②极轴与x 轴正向重合;③取相同的单位长度. (2)直角坐标方程化为极坐标方程比较容易,只要运用公式cos x ρθ=及sin y ρθ=直接代入并化简即可;而极坐标方程化为直角坐标方程则相对困难一些,解此类问题常通过变形,构造形如cos ρθ,sin ρθ,2ρ的形式,进行整体代换.(3)直角坐标(),x y 化为极坐标(),ρθ的步骤①运用()222tan 0x y yx x ρθ⎧=+⎪⎨=≠⎪⎩②在[)0,2π内由()tan 0y x x θ=≠求θ时,由直角坐标的符号特征判断点所在的象限. (4)直角坐标方程与极坐标方程的互化,关键要掌握好互化公式,研究极坐标系下图形的性质,可转化直角坐标系的情境进行. 3.求曲线的极坐标方程求曲线的极坐标方程的步骤:(1)建立适当的极坐标系,设(),P ρθ是曲线上任意一点;(2)由曲线上的点所适合的条件,列出曲线上任意一点的极径ρ和极角θ之间的关系式;(3)将列出的关系式进行整理、化简,得出曲线的极坐标方程.4.注意:(1)在由点的直角坐标化为极坐标时,一定要注意点所在的象限和极角的范围,否则点的极坐标将不唯一.(2)在曲线的方程进行互化时,一定要注意变量的范围.要注意转化的等价性.5.曲线的极坐标方程的应用:解决极坐标方程问题一般有两种思路.一是将极坐标方程化为直角坐标方程,求出交点的直角坐标,再将其化为极坐标;二是将曲线的极坐标方程联立,根据限制条件求出极坐标.要注意题目所给的限制条件及隐含条件. 【考点针对训练】1.【2016届江西省萍乡市高三下学期第二次模拟】在直角坐标系xOy 中,以原点O 为极点,以x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,由曲线21:C y x =上的点(,)x y 按坐标变换''122x x y y ⎧=-⎪⎨⎪=⎩得到曲线2C .(1)求曲线2C 的极坐标方程; (2)若射线(0)3πθρ=>和θπ=与曲线2C 的交点分别为点,A B ,求||AB .【解析】(1)''122x x y y⎧=-⎪⎨⎪=⎩,即''1222x x y y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,代入21:C y x =-,得'2'21y x =+,即曲线2C 的方程为221y x =+.由cos ,sin x y ρθρθ==,所以2C 的极坐标方程为22sin 2cos 1ρθρθ=+,即11cos ρθ=-.(未化简,保留上式也可) (2)将(0)3πθρ=>代入11cos ρθ=-,得2ρ=,即||2OA =,(2,)3A π,θπ=代入11cos ρθ=-,得12ρ=,即1||2OB =,1(,)2B π.所以2121||22cos()432AB ππ=+--=. 2.【2016届云南省玉溪一中高三下第八次月考】极坐标系与直角坐标系xOy 有相同的长度单位,以原点O 为极点,以x 轴正半轴为极轴.已知曲线C 1的极坐标方程为22sin()4πρθ=+,曲线C 2的极坐标方程为sin (0)a a ρθ=>,射线θ=ϕ,θ=ϕ+4π,θ=ϕ-4π,θ=2π+ϕ与曲线C 1分别交异于极点O 的四点A ,B ,C ,D .(Ⅰ)若曲线C 1关于曲线C 2对称,求a 的值,并把曲线C 1和C 2化成直角坐标方程; (Ⅱ)求|OA |·|OC |+|OB |·|OD |的值.【考点2】参数方程【备考知识梳理】 1.参数方程的意义在平面直角坐标系中,如果曲线上的任意一点的坐标,x y 都是某个变量的函数()()x f t y g t =⎧⎪⎨=⎪⎩并且对于t 的每个允许值,由方程组所确定的点M(),x y 都在这条曲线上,则该方程叫曲线的参数方程,联系变数,x y 的变数t 是参变数,简称参数.相对于参数方程而言,直接给出点的坐标间关系的方程叫做普通方程. 2.常见曲线的参数方程的一般形式(1)经过点()000,P x y ,倾斜角为α的直线的参数方程为00cos sin x x t y y t αα=+⎧⎨=+⎩ (t 为参数).设P 是直线上的任一点,则t 表示有向线段0P P的数量. (2)圆的参数方程cos sin x r y r θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数).(3)圆锥曲线的参数方程:椭圆)0(12222>>=+b a b y a x 的参数方程为cos sin x a y b θθ=⎧⎨=⎩ (θ为参数).双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>的参数方程为sec tan x a y b ϕϕ=⎧⎨=⎩(ϕ为参数).抛物线px y 22=的参数方程为222x pt y pt⎧=⎨=⎩ (t 为参数).3.参数方程和普通方程的互化(1)曲线的参数方程和普通方程是曲线方程的不同形式.一般地,可以通过消去参数而从参数方程得到普通方程. (2)如果知道变数,x y 中的一个与参数t 的关系,例如()x f t =,把它代入普通方程,求出另一个变数与参数的关系()y g t =,那么,()()x f t y g t =⎧⎪⎨=⎪⎩就是曲线的参数方程.【规律方法技巧】1.在求出曲线的参数方程后,通常利用消参法得出普通方程.一般地,消参数经常采用的是代入法和三角公式法,但将曲线的参数方程化为普通方程,不只是把其中的参数消去,还要注意,x y 的取值范围在消参前后应该是一致的,也就是说,要使得参数方程与普通方程等价,即它们二者要表示同一曲线.2.直线的参数方程及应用根据直线的参数方程的标准式中t 的几何意义,有如下常用结论:(1)直线与圆锥曲线相交,交点对应的参数分别为12,t t ,则弦长12l t t =-; (2)定点0M 是弦12M M 的中点⇒120t t +=; (3)设弦12M M 中点为M ,则点M 对应的参数值122M t t t +=(由此可求12M M 及中点坐标). 3.圆与圆锥曲线的参数方程及应用解决与圆、圆锥曲线的参数方程有关的综合问题时,要注意普通方程与参数方程的互化公式,主要是通过互化解决与圆、圆锥曲线上动点有关的问题,如最值、范围等.如果问题中的方程都是参数方程,那就要至少把其中的一个化为直角坐标方程.4.化参数方程为普通方程的方法: 化参数方程为普通方程的基本思路是消去参数,消去参数方程中的参数,就可把参数方程化为普通方程,消去参数的常用方法有:①代入消元法;②加减消元法;③乘除消元法;④恒等式(三角的或代数的)消元法.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,不要忘了参数的范围,这一点最易忽视.5.利用直线参数方程中参数的几何意义求解问题的方法经过点()000,P x y ,倾斜角为α的直线l 的参数方程为00cos sin x x t y y t αα=+⎧⎨=+⎩ (t 为参数).若,A B 为直线l 上两点,其对应的参数分别为12,t t ,线段AB 的中点为M ,点M 所对应的参数为0t ,则以下结论在解题中经常用到: (1) 1202t t t +=;(2) 1202t tPM t +==;(3) 21AB t t =-;(4) 12PA PB t t ⋅=⋅. 【考点针对训练】1.【2016届吉林四平一中高三五模】过点10(,0)2P 作倾斜角为α的直线与曲线22112y x +=交于点,M N . (1)写出直线的一个参数方程;(2)求||||PM PN ⋅的最小值及相应的α值.2.【2016届云南昆明高三适应性检测三】已知曲线C 的极坐标方程是2sin 8cos 0ρθθ-=,以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x 轴的正半轴,建立平面直角坐标系xOy .在直角坐标系中,倾斜角为α的直线l 过点()2,0P . (Ⅰ)写出曲线C 的直角坐标方程和直线l 的参数方程; (Ⅱ)设点Q 和点G 的极坐标分别为()32,,2,2ππ⎛⎫⎪⎝⎭,若直线l 经过点Q ,且与曲线C 相交于,A B 两点, 求GAB ∆的面积.【解析】(Ⅰ)曲线C 化为:22sin 8cos 0ρθρθ-=,再化为直角坐标方程为28y x =,直线l 的参数方程为2cos ,sin ,x t y t αα=+⎧⎨=⎩(t 为参数). (Ⅱ)由(Ⅰ)将点32,2Q π⎛⎫⎪⎝⎭的极坐标化为直角坐标得()0,2-,易知直线l 的倾斜角4πα=,所以直线l 的参数方程为22,22,2x t y t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数),将l 的参数方程代入曲线C 的直角坐标方程,得2228222t t ⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,整理得:()2282320,824322560t t --=∆=+⨯=>,设12,t t 为方程282320t t --=的两个根,则121282,32t t t t +=⋅=-,所以()2121212425616AB t t t t t t =-=+-⋅==. 由极坐标与直角坐标互化公式得G 点的直角坐标()2,0-,易求点G 到直线l 的距离为2sin 454222d PG =⋅︒=⨯=,所以11162216222GAB S d AB ∆=⨯⨯=⨯⨯=.【应试技巧点拨】1.极坐标与直角坐标的互化(1)极坐标与直角坐标互化的前提条件:①极点与原点重合;②极轴与x 轴正向重合;③取相同的单位长度. (2)直角坐标方程化为极坐标方程比较容易,只要运用公式cos x ρθ=及sin y ρθ=直接代入并化简即可;而极坐标方程化为直角坐标方程则相对困难一些,解此类问题常通过变形,构造形如cos ρθ,sin ρθ,2ρ的形式,进行整体代换. 2.求曲线的极坐标方程求曲线的极坐标方程的步骤:(1)建立适当的极坐标系,设(),P ρθ是曲线上任意一点;(2)由曲线上的点所适合的条件,列出曲线上任意一点的极径ρ和极角θ之间的关系式;(3)将列出的关系式进行整理、化简,得出曲线的极坐标方程.3.参数方程与普通方程的互化在求出曲线的参数方程后,通常利用消参法得出普通方程.一般地,消参数经常采用的是代入法和三角公式法,但将曲线的参数方程化为普通方程,不只是把其中的参数消去,还要注意x ,y 的取值范围在消参前后应该是一致的,也就是说,要使得参数方程与普通方程等价,即它们二者要表示同一曲线. 4.直线的参数方程及应用根据直线的参数方程的标准式中t 的几何意义,有如下常用结论:(1)直线与圆锥曲线相交,交点对应的参数分别为12,t t ,则弦长12l t t =-; (2)定点0M 是弦12M M 的中点⇒120t t +=; (3)设弦12M M 中点为M ,则点M 对应的参数值122M t t t +=(由此可求12M M 及中点坐标). 5.圆与圆锥曲线的参数方程及应用解决与圆、圆锥曲线的参数方程有关的综合问题时,要注意普通方程与参数方程的互化公式,主要是通过互化解决与圆、圆锥曲线上动点有关的问题,如最值、范围等. 【三年高考系列】1.【2016年高考北京】在极坐标系中,直线cos 3sin 10ρθρθ--=与圆2cos ρθ=交于A ,B 两点, 则||AB =______. 【答案】2【解析】分别将直线方程和圆方程化为直角坐标方程:直线为310x y --=过圆22(1)1x y -+=圆心, 因此2AB =,故填:2.2.【2016高考新课标1卷】在直角坐标系x O y 中,曲线C 1的参数方程为cos 1sin x a ty a t =⎧⎨=+⎩(t 为参数,a >0).在以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 2:ρ=4cos θ. (I )说明C 1是哪一种曲线,并将C 1的方程化为极坐标方程;(II )直线C 3的极坐标方程为0θα=,其中0α满足tan 0α=2,若曲线C 1与C 2的公共点都在C 3上,求a . 【解析】⑴ cos 1sin x a t y a t =⎧⎨=+⎩(t 均为参数),∴()2221x y a +-= ①, ∴1C 为以()01,为圆心,a 为半径的圆. 方程为222210x y y a +-+-=,∵222sin x y y ρρθ+==,,∴222sin 10a ρρθ-+-= 即为1C 的极坐标方程⑵24cos C ρθ=:,两边同乘ρ得22224cos cos x y x ρρθρρθ==+= ,,224x y x ∴+=,即()2224x y -+= ②,3C :化为普通方程为2y x =,由题意:1C 和2C 的公共方程所在直线即为3C①—②得:24210x y a -+-=,即为3C ,∴210a -=,∴1a = 3.【2016高考新课标2】在直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为22(6)25x y ++=.(Ⅰ)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求C 的极坐标方程; (Ⅱ)直线l 的参数方程是cos sin x t y t αα=⎧⎨=⎩(t 为参数), l 与C 交于,A B 两点,||10AB =,求l 的斜率.4.【2016高考新课标3】在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为3cos ()sin x y ααα⎧=⎪⎨=⎪⎩为参数,以坐标原点为极点,以x 轴的正半轴为极轴,,建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为sin()224ρθπ+=.(I )写出1C 的普通方程和2C 的直角坐标方程;(II )设点P 在1C 上,点Q 在2C 上,求PQ 的最小值及此时P 的直角坐标.【解析】(Ⅰ)1C 的普通方程为2213x y +=,2C 的直角坐标方程为40x y +-=. (Ⅱ)由题意,可设点P 的直角坐标为(3cos ,sin )αα,因为2C 是直线,所以||PQ 的最小值即为P 到2C 的距离()d α的最小值,|3cos sin 4|()2|sin()2|32d ααπαα+-==+-. 当且仅当2()6k k Z παπ=+∈时,()d α取得最小值,最小值为2,此时P 的直角坐标为31(,)22.5.【2015高考新课标2】在直角坐标系xoy 中,曲线1cos ,:sin ,x t C y t αα=⎧⎨=⎩(t 为参数,0t ≠),其中0απ≤<,在以O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线2:2sin C ρθ=,曲线3:23cos C ρθ=. (Ⅰ)求2C 与1C 交点的直角坐标;(Ⅱ)若2C 与1C 相交于点A ,3C 与1C 相交于点B ,求AB 的最大值.(Ⅱ)曲线1C 的极坐标方程为(,0)R θαρρ=∈≠,其中0απ≤<.因此A 得到极坐标为(2sin ,)αα,B 的 极坐标为(23cos ,)αα.所以2sin 23cos AB αα=-4in()3s πα=-,当56πα=时,AB 取得最大值, 最大值为4.6.【2015高考福建】在平面直角坐标系xoy 中,圆C 的参数方程为13cos (t )23sin x ty t ì=+ïí=-+ïî为参数.在极坐标系(与平面直角坐标系xoy 取相同的长度单位,且以原点O 为极点,以x 轴非负半轴为极轴)中, 直线l 的方程为2sin()m,(m R).4pr q -=? (Ⅰ)求圆C 的普通方程及直线l 的直角坐标方程; (Ⅱ)设圆心C 到直线l 的距离等于2,求m 的值. 【解析】(Ⅰ)消去参数t ,得到圆的普通方程为()()22129x y -++=,由2sin()m 4pr q -=, 得sin cos m 0r q r q --=,所以直线l 的直角坐标方程为0x y m --=.(Ⅱ)依题意,圆心C 到直线l 的距离等于2,即()|12m |22,--+=解得2m=-32± 7.【2015高考陕西】在直角坐标系x y O 中,直线l 的参数方程为13232x t y t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数).以原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,C 的极坐标方程为23sin ρθ=. (I )写出C 的直角坐标方程;(II )P 为直线l 上一动点,当P 到圆心C 的距离最小时,求P 的直角坐标.8.【2015高考新课标1】在直角坐标系xOy 中,直线1C :x =-2,圆2C :()()22121x y -+-=,以坐标原点为极点, x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系. (Ⅰ)求1C ,2C 的极坐标方程; (Ⅱ)若直线3C 的极坐标方程为()4R πθρ=∈,设2C 与3C 的交点为M ,N ,求2C MN 的面积.【解析】(Ⅰ)因为cos ,sin x y ρθρθ==, ∴1C 的极坐标方程为cos 2ρθ=-,2C 的极坐标方程为22cos 4sin 40ρρθρθ--+=.(Ⅱ)将=4πθ代入22cos 4sin 40ρρθρθ--+=,得23240ρρ-+=,解得1ρ=22,2ρ=2, |MN|=1ρ-2ρ=2,因为2C 的半径为1,则2C MN 的面积o 121sin 452⨯⨯⨯=12. 9.【2014高考辽宁】将圆221x y +=上每一点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的2倍,得曲线C. (Ⅰ)写出C 的参数方程;(Ⅱ)设直线:220l x y +-=与C 的交点为12,P P ,以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极坐标建立极坐标系, 求过线段12PP 的中点且与l 垂直的直线的极坐标方程.【解析】(Ⅰ)设11(,)x y 为圆上的点,在已知变换下位C 上点(x ,y ),依题意,得112x x y y =⎧⎨=⎩ 由22111x y +=得22()12y x +=,即曲线C 的方程为2214y x +=.,故C 得参数方程为 cos 2sin x t y t ⎧⎨⎩== (t 为参数).(Ⅱ)由2214220y x x y ⎧+=⎪⎨⎪+-=⎩解得:10x y =⎧⎨=⎩,或02x y =⎧⎨=⎩.不妨设12(1,0),(0,2)P P ,则线段12PP 的中点坐标为1(,1)2, 所求直线的斜率为12k =,于是所求直线方程为111()22y x -=-,化极坐标方程,并整理得 2cos 4sin 3ρθρθ-=-,即34sin 2cos ρθθ=-.10.【2014高考全国1第23题】已知曲线221:149x y C +=,直线l :2,22,x t y t =+⎧⎨=-⎩(t 为参数). (I )写出曲线C 的参数方程,直线l 的普通方程;(II )过曲线C 上任意一点P 作与l 夹角为30︒的直线,交l 于点A ,PA 的最大值与最小值.11.【2014高考全国2第23题】在直角坐标系xoy 中,以坐标原点为极点,x 轴为极轴建立极坐标系, 半圆C 的极坐标方程为2cos ρθ=,0,2πθ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦.(Ⅰ)求C 的参数方程;(Ⅱ)设点D 在C 上,C 在D 处的切线与直线:32l y x =+垂直,根据(Ⅰ)中你得到的参数方程, 确定D 的坐标.【解析】(Ⅰ)设点M (,)x y 是C 上任意一点,则由2cos ρθ=可得C 的普通方程为:222x y x +=,即22(1)1(01)x y y -+=≤≤,所以C 的参数方程为1cos ,(sin x y βββ=+⎧⎨=⎩是参数,0)βπ≤≤.(Ⅱ)设D 点坐标为(1cos ,sin )ββ+,由(Ⅰ)知C 是以G (1,0)为圆心,1为半径的上半圆, 因为C 在点D 处的切线与l 垂直,所以直线GD 与l 的斜率相同,tan 3β=,3πβ=,故D 点的直角坐标为(1cos ,sin )33ππ+,即33(,)22. 【三年高考命题回顾】纵观前三年各地高考试题, 对参数方程和极坐标的考查,主要考查直线和圆的参数方程,椭圆的参数方程,参数方程与普通方程的互化,极坐标与直角坐标的互化,极坐标方程与直角坐标方程的互化,结合解析几何中有关曲线的图形及性质、三角函数、平面向量等在求点的坐标、参数的值或范围、曲线的方程、有关线段的长度或最值等方面命制题目,考查学生的转化能力,分析问题、解决问题的能力,以及数形结合思想、方程思想等思想方法的应用.该知识点为高考选考内容之一,试题以解答题形式为主,难度一般中档偏下. 【2017年高考复习建议与高考命题预测】《坐标系与参数方程》包括坐标系和参数方程两部分内容.坐标系应着重理解用极坐标系和平面直角坐标系解决问题的思想,以及两种坐标的关系与互化;极坐标系只要求能够表示给出简单图形的极坐标方程;参数方程只要求能够选择适当的参数写出直线、圆和椭圆的参数方程,能进行普通方程与参数方程的互化,并会选择适当的参数,用参数方程表示某些曲线,解决相关问题.参数方程与普通方程的互化是高考对本部分知识考查的一个重点.预测2017年高考仍然考查参数方程与普通方程,极坐标方程与普通方程互化,重点是直线和圆的参数方程,极坐标方程,考查学生的转化与化归能力.题型主要为解答题形式,侧重考查参数方程和普通方程的互化,极坐标系与普通坐标系的互化.复习建议:复习本讲时,要抓住极坐标与直角坐标互化公式这个关键点,这样就可以把极坐标问题转化为直角坐标问题解决,同时复习以基础知识、基本方法为主;紧紧抓住直线的参数方程、圆的参数方程、圆锥曲线的参数方程的建立以及各参数方程中参数的几何意义,同时要熟练掌握参数方程与普通方程互化的一些方法. 【2017年高考考点定位】高考对坐标系的考查极坐标与直角坐标的互化以及有关圆的极坐标问题;考查直线、圆和圆锥曲线的参数方程以及简单的应用问题.高考出现的题目往往是求曲线的极坐标方程、参数方程以及极坐标方程、参数方程与普通方程间的相互转化,并用极坐标方程、参数方程研究有关的距离问题,交点问题和位置关系的判定. 【二年模拟系列】1.【2016年湖北八校高三四次联考】以直角坐标系的原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知点P 的直角坐标为(1,2),点M 的极坐标为(3,)2π,若直线l 过点P ,且倾斜角为6π,圆C 以M 为圆心,3为半径.(Ⅰ)求直线l 的参数方程和圆C 的极坐标方程; (Ⅱ)设直线l 与圆C 相交于,A B 两点,求PA PB ⋅.【解析】(Ⅰ)因为直线过点(1,2)P ,倾斜角为6π,所以直线l 的参数方程为1cos ,62sin ,6x t y t ππ⎧=+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩即31,212,2x t y t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩为参数)t (,(答案不唯一,可酌情给分)圆的极坐标方程为6cos()6sin 2πρθθ=-=.(Ⅱ)把31,212,2x t y t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩代入22(3)9x y +-=,得2(31)70t t +--=,127t t ∴=-,设点,A B 对应的参数分别为12,t t ,则12,PA t PB t ==,∴7.PA PB ⋅=2.【2016年安徽安庆二模】在平面直角坐标系中,以原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,并在两坐标系中取相同的长度单位.已知曲线C 的极坐标方程为2cos ρθ=,直线l 的参数方程为1cos sin x t y t αα=-+⎧⎨=⎩(t 为参数,α为直线的倾斜角).(I )写出直线l 的普通方程和曲线C 的直角坐标方程; (II )若直线l 与曲线C 有唯一的公共点,求角α的大小.3.【2016年江西高三九校联考】已知直线: t t y t x (.23,211⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=为参数), 曲线:1C cos ,sin ,x y θθ=⎧⎨=⎩ (θ为参数). (1)设 与1C 相交于B A ,两点,求||AB ; (2)若把曲线1C 上各点的横坐标压缩为原来的21倍,纵坐标压缩为原来的23倍,得到曲线2C ,设点P 是曲线2C 上的一个动点,求它到直线 的距离的最小值.【解析】(1) 的普通方程为1),1(3C x y -=的普通方程为.122=+y x 联立方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+-=,1),1(322y x x y解得 与1C 的交点为)0,1(A ,)23,21(-B ,则1||=AB . (2)2C 的参数方程为θθθ(.sin 23,cos 21⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==y x 为参数).故点P 的坐标是)sin 23,cos 21(θθ,从而点P 到直线 的距离是]2)4sin(2[432|3sin 23cos 23|+-=--=πθθθd ,由此当1)4sin(-=-πθ时,d 取得最小值,且最小值为)12(46-.4.【2016年安徽淮北一中高三模考】在直角坐标系xOy 中,圆C 的参数方程1cos sin x y ϕϕ=+⎧⎨=⎩(ϕ为参数).以O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系. (1)求圆C 的极坐标方程; (2)直线l 的极坐标方程是2sin 333πρθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,射线:3OM πθ=与圆C 的交点为O P 、,与直线l 的交点为Q ,求线段PQ 的长.【解析】(1)圆C 的普通方程为()2211x y -+=,又c o s ,s i nx y ρθρθ==,所以圆C 的极坐标方程为2cos ρθ=;(2)设()11,ρθ为点P 的极坐标,则有1112cos 3ρθπθ=⎧⎪⎨=⎪⎩,解得1113ρπθ=⎧⎪⎨=⎪⎩,设()22,ρθ为点Q 的极坐标,2222sin 3333πρθπθ⎧⎛⎫+= ⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎪=⎪⎩,解得2233ρπθ=⎧⎪⎨=⎪⎩,由于12θθ=,所以122PQ ρρ=-=,所以线段PQ 的长为2.5.【2016年山西榆林高三二次模考】已知极坐标的极点与直角坐标系的原点重合,极轴与x 正半轴重合,且长度单位相同,直线的极坐标方程为5sin 3ρπθ=⎛⎫- ⎪⎝⎭,点()2cos ,2sin 2P αα+,(参数[]0,2απ∈).(1)求点P 轨迹的直角坐标方程; (2)求点P 到直线l 距离的最大值. 【解析】(1)设点(),P x y ,则2c o s 2s i n 2x y αα=⎧⎨=+⎩且[]0,2απ∈,消去参数α得点P 的轨迹方程:()2224x y +-=;(2)由5sin 3ρπθ=⎛⎫- ⎪⎝⎭得:sin 53πρθ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,即sin 3cos 10ρθρθ-=,所以直线的直角坐标方程为 310y x -=;由于P 的轨迹为圆,圆心到直线距离为210413d -+==+,由数形结合得点P 到直线距离的最大值为426+=.6.【2016年江西南昌高三一模】己知曲线C 的极坐标方程是ρ= 4cos θ.以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x 轴的正半轴,建立平面直角坐标系,直线l 的参数方程是(t 是参数).( I)将曲线C 的极坐标方程化为直角坐标方程;( II)若直线,与曲线c 相交于A 、B 两点,且|AB|=14,求直线的倾斜角a 的值.7.【2016年江西师大附中高三测试】已知曲线C 的参数方程为2cos 2sin x ty t⎧=⎪⎨=⎪⎩(t 为参数),C 在点()1,1处的切线为l ,以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系. (1)求l 的极坐标方程; (2)过点13(,)44M -任作一直线交曲线C 于,A B 两点,求||AB 的最小值. 【解析】(1)sin 24πρθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭;曲线C 的普通方程为222x y +=,其在点()1,1处的切线l 的方程为2x y +=, 对应的极坐标方程为cos sin 2ρθρθ+=,即sin 24πρθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭.(2)曲线C 的方程222x y +=可知曲线C 为圆心在原点半径为2的圆.设圆心()0,0到直线AB 的距离为d ,则可得2222AB d ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,222AB d ∴=-.由分析可知12d OM ≤=,2min 12272AB ⎛⎫∴=-= ⎪⎝⎭.8.【2016年河南八市高三三模】在极坐标系中,已知曲线:cos()14C πρθ+=,过极点O 作射线与曲线C 交于点Q ,在射线OQ 上取一点P ,使2OP OQ ∙=. (1)求点P 的轨迹1C 的极坐标方程;(2)以极点O 为直角坐标系的原点,极轴为x 轴的正半轴,建立直角坐标系xOy ,若直线:3l y x =-与(1)中的曲线1C 相交于点E (异于点O ),与曲线21222:22x t C y t ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t为参数)相交于点F ,求EF 的值.9.【2016届湖南省湘西自治州高三第二次质量】在极坐标系中,已知三点()0,0,2,,22,24O A B ππ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. (1)求经过,,O A B 的圆1C 的极坐标方程;(2)以极点为坐标原点,极轴为x 轴的正半轴建立平面直角 坐标系,圆2C 的参数方程为1cos 1sin x a y a θθ=-+⎧⎨=-+⎩(θ是参数),若圆1C 与圆2C 外切,求实数a 的值. 【解析】(1)()0,0,2,,22,24O A B ππ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭对应的直角坐标分别为()()()0,0,0,2,2,2O A B ,则过,,O A B 的圆的普通方程为22220x y x y +--=,又因为cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩,代入可求得经过,,O A B 的圆1C 的极坐标方程为22cos 4πρθ⎛⎫=- ⎪⎝⎭.(2)圆21cos :1sin x a C y a θθ=-+⎧⎨=-+⎩(θ是参数)对应的普通方程为()()22211x y a +++=,因为圆1C 与圆2C 外切,所以222a +=,解得2a =±.10.【2016届河北沧州市高三4月调研】在直角坐标系中,直线2cos ,:1sin x t a l y t a=+⎧⎨=+⎩(t 为参数,0a π≤<),在以O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线:4cos C ρθ=. (Ⅰ)求曲线C 的直角坐标方程;(Ⅱ)已知点(2,1)P ,若直线l 与曲线C 交于,A B 两点,且2AP PB =,求tan a .【解析】(Ⅰ):4cos C ρθ=,得到2:4cos C ρρθ=,因为cos ,sin ,x y ρθρθ=⎧⎨=⎩则曲线C 的直角坐标方程为2240x y x +-=. (Ⅱ)将2c o s ,:1s i n ,x t a l y t a =+⎧⎨=+⎩代入2240x y x +-=,得到22sin 30t t a +-=.12122sin ,3,t t a t t +=-⎧⎨=-⎩ 又因为2AP PB = ,则122t t =-,所以1212122sin ,3,2,t t a t t t t +=-⎧⎪=-⎨⎪=-⎩ 解得:6sin 4a =,10cos 4a =或10cos 4a =-,则15tan 5a =或15tan 5a =-. 11. 【2016届黑龙江省大庆实验中学高三上学期开学考试】已知在平面直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程是⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+==242222t y t x (t 是参数),以原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程)4cos(2πθρ+=.(Ⅰ)判断直线l 与曲线C 的位置关系;(Ⅱ)设M 为曲线C 上任意一点,求y x +的取值范围.12.【2015届东北三省哈尔滨师大附中等三校高三第一次模拟】已知曲线C 的极坐标方程是ρ=2cos θ,以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x 轴的正半轴,建立平面直角坐标系,直线L 的参数方程是3212x t m y t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数). (1)求曲线C 的直角坐标方程和直线L 的普通方程;(2)设点P (m ,0),若直线L 与曲线C 交于A ,B 两点,且|PA|•|PB|=1,求实数m 的值.【解析】(1)曲线C 的极坐标方程是2cos ρθ=,化为22cos ρρθ=,可得直角坐标方程:222x y x +=.直线L 的参数方程是3212x t m y t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数),消去参数t 可得3x y π=+. (2)把3212x t m y t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数),代入方程:222x y x +=化为:22(33)20t m t m m +-+-=, 由△>0,解得13m -<<.∴2122t t m m =-.∵12||||1PA PB t t ⋅==,∴221m m -=,解得12m =±. 又满足△>0.∴实数12m =±.13.【2016届云南师范大学附属中学高考适应性】在平面直角坐标系xOy 中,已知曲线C :3cos (sin x y ααα⎧=⎪⎨=⎪⎩为参数),以平面直角坐标系xOy 的原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴,取相同的单位长度建立极坐标系,已知直线l :(cos sin )ρθθ-=6.(1)在曲线C 上求一点P ,使点P 到直线l 的距离最大,并求出此最大值;(2)过点M (一1,0)且与直线l 平行的直线l 1交C 于A, B 两点,求点M 到A ,B 两点的距离之积. 【解析】(1)直线l :(cos sin )6ρθθ-=化成普通方程为60x y --=.设点P 的坐标为(3cos sin )αα,,则点P 到直线l 的距离为:π2sin 63cos sin 6322d ααα⎛⎫-- ⎪--⎝⎭==,∴当πsin 13α⎛⎫-=- ⎪⎝⎭时,点3122P ⎛⎫- ⎪⎝⎭,, 此时max 26422d --==.(2)曲线C 化成普通方程为2213x y +=,即2233x y +=,1l 的参数方程为21222x t y t ⎧=-+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,,(t 为参数)代入2233x y +=化简得22220t t --=,得121t t =-,所以12||1MA MB t t ==.14.【2016届吉林省长春市普通高中高三质量监测】已知曲线C 的参数方程为3cos sin x y θθ⎧=⎪⎨=⎪⎩(θ为参数),直线l 的极坐标方程为sin()224πρθ+=.(1)写出曲线C 的普通方程和直线l 的直角坐标方程; (2)设点P 为曲线C 上的动点,求点P 到直线l 距离的最大值.【解析】(1)曲线C 的普通方程为2213x y +=,直线l 的直角坐标方程为40x y +-=. (2) 设点P 坐标为(3cos ,sin )θθ,点P 到直线l 的距离|3cos sin 4|222sin()32d θθπθ+-==-+所以点P 到直线l 距离的最大值为32.15.【2015届江西高安中学高三命题中心模拟三】在平面直角坐标系x y O 中,3+2cos ,12sin )A αα+点的直角坐标为((α为参数).在以原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标中,直线l 的极坐标方程为2cos()6m πρθ+=.m (为实数).(1)试求A 出动点的轨迹方程(用普通方程表示)(2)设A 点对应的轨迹为曲线C ,若曲线C 上存在四个点到直线l 的距离为1,求实数m 的取值范围.【一年原创真预测】1.在直角坐标系中,以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线C :221512cos ρθ=+,直线l :2sin()33πρθ+=.。

二端口网络10

二端口网络10

2.试根据Z参数方程导 出H方程与Z参数之间的 关系。
4.利用Z参数、 Y参数及H参 数分析网络 电路时,各 适合于何种 场合?
14.3 二端口的等效电路
一个无源二端口网络可以用一个简单的二端口等效模 型来代替,要注意的是: (1)两个二端口网络等效是指对外电路而言,端口的
电压、电流关系相同。 (2) 求等效电路即根据给定的参数方程画出电路。


gmU1
I
2
2

U1 Ya Yc U 2 = 0


1 I1
Yb

gmU1 I 2 2
U 1 = 0 Ya Yc

U2
1 (a) 2
1
(b) 2
1 (c)
2
解:方法一:用两个端口分别短路的方法计算Y参数。
2 2短路:I1 Y11
U1(Ya Yb )
I1 U 1
Ya
U 2 0
Yb
I2
Y21
UUI211YUb 2
0
gmU 1
Yb
gm
11短路:I1 YbU 2
I2 (Yb Yc )U 2
Y12
I1 U 2
Yb
U1 0
Y22
I2 U 2
Yb Yc
U1 0
方法二:用节点法列方程计算Y参数
1 Yb
2

U1
Ya
Yc
gmU1
1 Yb
2

I1 •
U1 Ya
gmU1


I2
Yc U 2
1. H参数方程

I1
+ •
U1

参数方程优秀课件

参数方程优秀课件
1、圆的参数方程 2、参数方程与普通方程的概念 3、圆的参数方程与普通方程的互化
4、求轨迹方程的三种方法:⑴相关点点问 题(代入法); ⑵参数法;⑶定义法 5、求最值
例4、将下列参数方程化为普通方程:
(1)
x 2 3cos y 3sin
x=t+1/t
(2)
x sin y cos 2
r
P 1(x 1, y 1)
5
o
x1 r cos 又 y1 r sin
x a r cos 所以 y b r sin
-5
例1、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,
2、圆的参数方程
x a r cos y b r sin
1.圆的参数方程

(1)圆心在原点的圆参数方程
(2)圆心不在原点的圆的参数方程
2.参数方程与普通方程的概念 3.参数方程与普通方程的互化
4.应用 5. 小结

(1)轨迹问题 (2)求最值
思考1:圆心为原点,半径为r 观察1 的圆的参数方程是什么呢? 如果点 P 的坐标为 ( x ,y ), 圆半径为 r , P OP 0 ,根据三角函数定义 ,点 P 的横坐标 x 、 纵坐标 y 都是 的函数 ,即 r o x r cos ① y r sin
y
例3、已知点P(x,y)是圆x2+y2- 6x- 4y+12=0上动 点,求(1) x2+y2 的最值, (2)x+y的最值, (3)P到直线x+y- 1=0的距离d的最值。

华二数学校本教材Ch14 (定稿)

华二数学校本教材Ch14 (定稿)

第十四章 坐标变换、参数方程和极坐标方程(Coordinate transformation , Parametric equation and Polar coordinate equation )曲线的参数方程和极坐标方程是解析几何中两类特定形式的曲线方程,而坐标变换则是简化曲线方程的一个工具。

在本章中,我们将介绍坐标系的平移和和旋转。

让学生能应用坐标变换化简曲线方程并研究其性质;能掌握参数方程和极坐标方程的相关概念与结论. *14.1 坐标轴的平移(Parallel displacement of Coordinate)点的坐标和曲线的方程是相对一定的坐标系来说的.例如,如图圆O '的圆心O ',在坐标系xOy 中的坐标是)1,2(,圆O '的方程是2223)1()2(=-+-y x ;如果取坐标系'''y O x )//,//(''''Oy y O Ox x O ,那么在这个坐标系中,它们就分别为)0,0(和2''322=+y x .定义 坐标轴的方向和长度单位都不改变,只改变原点的位置,这种坐标系的变换叫做坐标轴的平移(Parallel displacement of Coordinate),简称移轴(displacement axis).从上面的例子我们看到,通过坐标系的平移可以使曲线方程简化.有利于研究曲线的性质. 下面研究在平移情况,同一个点在两个不同的坐标系中坐标之间的关系.设O '在原坐标系xOy 中的坐标为),(y x ,即=O O ),(k h ,以O '为原点平移坐标轴,建立新坐标系'''y O x 。

平面内任意一点M 在原坐标系中的坐标为),(y x ,在新坐标系中的坐标为),(''y x ,即=OM ),(y x ,='M O ),(''y x ,由=+'O O ,M O '得 ),(y x =),(k h +),(''y x =),(''k y h x ++, 因此,点M 的原坐标、新坐标之间,有下面的关系:h x x +=', k y y +=1 (1)或者写成 h x x -=', k y y -='(2)公式(1),(2)叫做平移公式(formula of the parallel displacement). 例1 平移坐标轴,把原点平移到)3,2('-O .求:(1)点)3,2(-P 的新坐标;(2)点Q 的新坐标是)2,0(,求Q 的原坐标; (3)曲线036422=-+-+y x y x 在新坐标系下的方程;(4)曲线15422''=+y x 在原坐标系中的方程. 解 (1)把点P 的原坐标分别代入2'-=x x , 3'+=y y ,便得到它的新坐标为: 6,4''=-=y x ,即点P 的新坐标为)6,4(-.(2) 把点Q 的新坐标分别代入2'+=x x , 3'-=y y ,便得到点P 的原坐标为)1,2(-.(3)因为坐标系的改变,曲线上每一点的坐标都相应的改变,所以,曲线的方程也要改变.设曲线上任意一点的新坐标为),(''y x ,那么2'+=x x , 3'-=y y .代入原方程,就得到新方程: 1622''=+y x .(4)将移轴公式2'-=x x , 3'+=y y 代入新方程,得曲线在原坐标系中的方程:15)3(4)2(22=++-y x . 例2 平移坐标轴,化简下列方程:(1) 0422=-+x y x ; (2) 029*******2=--+-y x y x 解 (1)配方得 ,2)2(222=+-y x设 y y x x =-='',2,得曲线的新方程2''222=+y x .(2)把h x x +=', k y y +='代入方程,得029)(54)(16)(9)(4''2'2'=-+-+++-+k y h x k y h x即 029541694)5418()168(9422''''22=--+-++-++-k h k h y k x h y x (1) 令 0168=+h , 05418=+k , 解得 3,2-=-=k h . 代入(1),得新曲线方程19422''=-x y .\ 例3 求下列各曲线的顶点和焦点的坐标、准线方程及双曲线的渐近线方程. (1) 0164363291622=-++-y x y x ;(2) 242+-=x x y . 解 (1) 把原方程左边配方,得144)2(9)1(1622=--+y x ,令 2,1''-=-=y y x x ,则14491622''=-y x . 即116922''=-y x .方程的曲线是双曲线. 5169,4,3=+===c b a .在新坐标系'''y O x 中,顶点坐标是)0,3(),0,3(-,焦点坐标是)0,5(),0,5(-,准线方程是59'±=x ,渐近线方程是''34x y ±=.在原坐标系xOy 中,顶点坐标是)2,2(),2,4(-,焦点坐标是)2,4(),2,6(-,准线方程是514-=x ,和54=x ,渐近线方程是01034=+-y x 和0234=-+y x . (2) 把原方程配方得2)2(2-=+x y .令 2,2''+=-=y y x x ,则''2y x =.方程的曲线是抛物线.21=p . 在新坐标系'''y O x 中,顶点坐标是)0,0(,焦点坐标是)41,0(,准线方程是41'-=y ;在原坐标系xOy 中,顶点坐标是)2,2(-,焦点坐标是)47,2(-,准线方程是49-=y .课堂活动 自己想1. 利用移轴公式化简曲线方程通常有配方法和待定系数法,它们各有什么优势与不足?2. 利用移轴公式将二次曲线0),(22=+++++=F Ey Dx Cy Bxy Ax y x f 化简后,其二次项系,一次项系数和常数项有何变化?最简表达式可化为怎样的形式? 习题练习 自己练1. 平移坐标轴,把原点移到'O ,求下列各曲线的新方程,并画出新坐标轴和图形.(1) 4=x , )3,2('O ; (2) 532=-y x , )2,1('O ;(3) 02422=-++y x y x , )1,2('-O ; (4) 0322=+-+y x x , )2,1('-O .2.平移坐标轴化简方程:(1) 036422=-+-+y x y x ; (2) 0564222=-+-+y x y x ; (3) 01636169422=+-+-y x y x ; (4) 024662=++-x y y . 3.求下列曲线的焦点坐标和对称轴方程(1) 0742222=--++y x y x ; (2) 0848422=-+--y x y x ;(3) 0482=+-y x x .4.已知双曲线两顶点的坐标是)1,2(和)5,2(-,虚轴长为8,求双曲线的方程.5.椭圆124)2(22=++y x 的中心在直线063=+-y x 上滑动,且保持对称轴平行移动,求中心滑到什么位置时,椭圆与直线06=-+y x 相交所得的弦长为324.6.已知双曲线m y x y x =---1889422的焦距为10,求m 的值.7.已知ABC ∆的两个顶点B A ,是椭圆15)1(13)2(2222=++-y x 的两个焦点,顶点C 在抛物线12+=x y 移动.求ABC ∆的重心轨迹方程.14.2 坐标轴的旋转变换(Rotation Mapping of the Coordinate System)我们已经学过坐标轴的平移,现在来讨论坐标轴旋转时,同一点的坐标间的关系.如果坐标轴的原点和长度单位都不变,只是坐标轴按同一方向绕原点旋转同一角度,这种坐标系的变换叫做坐标轴的旋转(rotation of the coordinate axes),简称转轴(rotation of axes). 下面来求转轴时的坐标变换公式. 设坐标轴旋转角为θ.如图,设21,e e 分别是x 轴,y 轴的单位正向量,'2'1,e e 分别是'x 轴、'y 的单位正向量,则有 θθθθs i n c o s )s i n ,(c o s 21'1e e e +== θθπθπθsin cos ))2sin(),2(cos(21'2e e e +-=++=. (1)在平面内任取一点M,它在坐标系xOy 和'''y O x 中的坐标分别为),(y x 和),(''y x ,即21e y e x OM +=, '2''1'e y e x OM += (2) 将(1)式代入(2)式得 2''1''21)c o s s i n ()s i n c o s (e y x e y x e y e x θθθθ-+-=+,从而可以得到⎪⎩⎪⎨⎧+=-=.cos sin ,sin cos ''''θθθθy x y y x x (3) 由(3)解出'',y x ,得⎪⎩⎪⎨⎧+-=+=.cos sin ,sin cos ''θθθθy x y y x x (4)公式(3)是用新坐标表示原坐标的旋转变换公式,公式(4)是用原坐标表示新坐标的旋转变换公式,统称旋转(转轴)公式(rotation formula of axes).公式(4)也可在(3)中以θ-代替θ来得到.公式(3),(4)还可用矩阵形式写成:⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛θθs i n c o s y x ⎪⎪⎭⎫-θθc o s s i n ⎪⎪⎭⎫⎝⎛''y x , ('3) ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛θθs i n c o s ''y x⎪⎪⎭⎫θθc o s s i n ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛y x . ('4)例1. 把坐标轴旋转3π,求点)1,3(-P 在新坐标系中的坐标. 解: 把3πθ=代入公式(4),得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅+⋅--==⋅+⋅-=.23cos 13sin )3(,03sin 13cos 3''ππππy x点P 在新坐标系中的坐标是)2,0(.例2.将坐标轴旋转4π,求曲线22a xy =在新坐标系中的方程,并画图.解: 把4πθ=代入公式(3),得''''22224sin4cosy x y x x -=-=ππ, ''''22224cos4siny x y x y +=+=ππ代入方程,得新坐标系的方程 22'2'a y x =+.它是一条等轴双曲线,其图形如右图所示.从上例可以看出,把坐标轴旋转一个适当的角度,可以简化二元二次方程 )0(022≠=+++++B F Ey Dx Cy Bxy Ax (5)使新方程没有''y x 项.如何选择旋转角呢?下面我们利用旋转公式(3)来研究这个问题. 将公式(3):⎪⎩⎪⎨⎧+=-=.c o s s i n,s i n c o s ''''θθθθy x y y x x 代入方程(5),可得0'''''2'''''2''=+++++F y E x D y C y x B x A , (5')其中 θθθθ22'sin cos sin cos C B A A ++=,θθθθθθcos sin 2)sin (cos cos sin 222'C B A B +-+-=,θθθθ22'cos cos sin sin C B A C +-=,θθsin cos 'E D D +=, θθc o s s i n 'E D E +-=.为了使,0'=B 则得 θθ2sin )(2cos C A B -=,只要取θ满足下式就可以了: BCA -=θ2c o t (6) 取满足公式(6)的角θ,作旋转变换,就可以使方程(5')中没有''y x 项.由于旋转公式里只用到θsin 和θcos 的值,所以可以由下列三角恒等式来计算θsin ,θcos .例3 利用坐标轴的旋转化简方程:,103222=+-y xy x 并画出它的图形.解: 333122cot -=--=θ, 得⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=-==+=-=+-=.2122/11cos ,2322/11sin 213/113/32cos θθθ因此旋转公式是23''y x x -=, 23''y x y +=. 代入原方程, 化简得,标准方程是 14202'2'=+y x . 它是一个椭圆,画出图形如图所示. 课堂活动 自己想.1. 化简二元二次方程 022=+++++F Ey Dx Cy Bxy Ax 通常有哪些步骤?2. 通过坐标轴的旋转化简二元二次方程(5)为方程(5'),其二次项系数与常数项变化有何特征? 习题练习·自己练 1. 设旋转角4πθ-=,求新坐标系中的两点)0,2(),2,3(B A -在原坐标系中的坐标.2. 设旋转角6πθ=,求原坐标系中的两点)2,0(),1,2(D C -在新坐标系中的坐标.3. 按所给的角θ旋转坐标轴,变换下列各方程:(1) 0=+y x , )4(πθ=; (2) 02=-y x , )2(πθ-=; (3) 422=+y x , )6(πθ=; (4) 833222=+-y xy x , )3(πθ-=. 4. 利用坐标轴的旋转,化简下列方程,使其不含''y x 项.(1) 02222222=+-++y x y xy x ; (2) 02254222=-++y xy x ;(3) 16422=++y xy x ; (4) 144313102122=+-y xy x .5. 设225323),(y xy x y x f +-=.(1)求旋转角θ,使),(y x f 化简后不含''y x 项; (2)作出24),(=y x f 在xOy 平面上的图象; (3)对)0,0(),(≠y x f ,求22),(),(yx y x f y x g +=的最大值和最小值. 14.3 曲线的参数方程(Parametric Equation of a Curve)前面我们所研究过的曲线方程0),(=y x F ,都是表示曲线上任意一点y x ,之间的直接关系的.但是在解决某些问题时,对于曲线上任意点),(y x M ,它们的坐标y x 与的直接关系往往不容易发现,而通过第三个变数间接地表示y x ,之间的关系却比较方便.下面我们看一个例子.设炮弹的发射角为α,发射初速度为0v ,求弹道曲线的方程(不计空气阻力).取炮口为原点,水平方向为x 轴,建立直角坐标系(如图),设炮弹发射后的位置在点),(y x M.可以看出,点M 运动的特征难以用y x ,之间的直接关系表达出来,但是点),(y x M 的位置明显地被炮弹飞行的时间t 所确定.事实上,由物理学知识可知,此时炮弹在Ox 方向上是以αcos 0v 为初速度作匀速直线运动,在方向上是以αsin 0v 为初速度作竖直上抛物运动.于是 ⎪⎩⎪⎨⎧-⋅=⋅=.21s i n ,c o s 200gt t v y t v x αα(1)其中g 是重力加速度(取9.8米/秒2).当t 取定某个允许值时,由方程组(1)就可以唯一地确定此刻炮弹的确切位置.如上,这种通过引入一个辅助变量t ,间接地建立y x ,之间的关系的做法,不仅十分自然,而且具有实际意义.如,方程组(1)中的两个方程就分别反映了炮弹的水平距离、高度和时间的关系.由此可见;方程组(1)实际上表示出了炮弹运行的弹道曲线.一般地,在平面直角坐标系中,如果曲线C 上任意一点的坐标y x ,都是第三个变量t 的函数 ⎩⎨⎧==),(),(t g y t f x )(D t ∈ (2)并且对于t 的每一个允许值,由方程组(2)所确定的点),(y x M 都在曲线C 上,那么方程组(2)就叫做曲线C 的参数方程(parametric equation), t 叫做参变数(parametric),简称参数.相对于参数方程来说,前面学过的直接给出曲线上点的坐标y x ,间关系的方程0),(=y x F 叫做曲线的普通方程.求曲线的参数方程时,关健是选择恰当的参数. 例1 写出经过定点)3,2(P ,且倾斜角为32π的直线l 的参数方程. 解 因为直线l 的倾斜角为32π,而)23,21()32sin ,32(cos -=ππ,所以)3,1(-=是l 的一个方向向量. 又因为直线l 经过点)3,2(P ,所以直线l 的点方向式方程为3312-=--y x . 设比值为t ,得直线l 的参数方程为⎩⎨⎧+=-=.33,2t y t x )(R t ∈.参数方程和普通方程是直角坐标系下曲线方程的不同表示形式,它们都是表示曲线上点的坐标之间关系的.一般情况下,我们可以通过消去参数方程中的参数,得出曲线的普通方程;也可以选择一个参数将普通方程变成参数方程的形式.例2 把弹道曲线的参数方程⎪⎩⎪⎨⎧-⋅==.21sin ,cos 200gt t t v y t v x αα )4()3( 化为普通方程.解 由(3)消去参数t ,得普通方程x x v g y αααc o s s i n c o s 22220+-= (g v x α2sin 020≤≤). 这里的g v ,,0α都是确定值.可见炮弹运动的轨迹是抛物线的一部分.曲线的参数方程与普通方程互化时,要注意两种方程中的变量y x ,的取值范围,使化成的普通方程与参数方程等价.例3将下列曲线的参数方程化为普通方程:(1) ⎩⎨⎧-=+=;21,32t y t x (R t ∈) (2)⎩⎨⎧==.2cos ,sin θθy x (3) ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧++-=--=);1(21),1(31t t y t t x (t 为参数); (4)⎩⎨⎧+=+=.tan sin ,cos 1θθθy x (θ为参数,20πθ<<) 解 (1)由参数方程第一式乘2与第二式乘3相加,得7)21(3)32(232=-++=+t t y x ,因此所求的普通方程为0732=-+y x .(2)将参数方程中的第一个式子代入第二个式子,得2221sin 21x y -=-=θ 由]1,1[sin -∈=θx ,得]1,0[2∈x ,从而 ]1,1[212-∈-=x y . 因此 所求的普通方程为122+-=x y )11(≤≤-x . (3)由题设,得219)1(222-+=-t t x , 214)1(222++=+t t y两式相减,得44)1(9)1(22-=+--y x , 所以这条曲线的普通方程为136)1(16)1(22=--+x y . (4) 因θθθtan tan )cos 1(x y =+=, 即 xy=θtan . 所以 θs i n =-xyy , 又 θc o s 1=-x , 消去参数得 1)1()(22=-+-x xy y , 即 2222)1)((x x y x =-+.由 20πθ<<,得1cos 0<<θ,从而21<<x ,同理0>y . 故所求普通方程为)0,21()1)((2222><<=-+y x x x y x . 例4 将曲线的普通方程4922=+y x 化为参数方程.(1) 设θcos 2=x ; (2)设2+=ty x .解(1)将θcos 2=x 代入4922=+y x ,得θ22sin 49=y ,取)20(sin 32πθθ<≤=y ,故4922=+y x 的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧==.sin 32,cos 2θθy x )20(πθ<≤. (2)将2+=ty x 代入4922=+y x ,得04)9(22=++ty y t ,解得0=y 或294t ty +-=. 对R t ∈将294tty +-=代入2+=ty x ,得 229218t t x +-=. 又 293622≠++-=tx . 故参数方程为 )(949218222R t t t y t t x ∈⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=+-= 和 ⎩⎨⎧=-=02y x 上例表明,同一条曲线的普通方程,因参数选择的不同,其参数方程也不同.习题练习·自己练1. 写出经过定点)2,1(P ,且倾斜角为3π的直线l 的参数方程. 2. 参数方程⎩⎨⎧==.sin 3,cos 3θθy x ]2,0[πθ∈ 与⎩⎨⎧==.sin 3,cos 3θθy x ],0[πθ∈是否表示同一曲线?为什么?3. 一木棒AB 的两端A,B 各在相互垂直的两杆上滑动,且AB=10㎝,求AB 的中点P 的轨迹的参数方程.4. 边长为2的正三角形ABC 的顶点A,B 分别在y 轴,x 轴的正半轴(包括坐标原点)上移动,求顶点C 的轨迹的参数方程(A,B,C 按逆时针方向排列).5. 化下列参数方程为普通方程,并画出图形.(1)⎩⎨⎧-=+=;34,3t y t x )(R t ∈ (2)⎪⎩⎪⎨⎧+=-=;2,22t y t t x )(R t ∈ (3) ⎩⎨⎧-=+=;3sin 3,2cos 5θθy x ))2,0[(πθ∈ (4) ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+=.21,12t t y tt x )0(≠t6. 根据所给的条件,化下列方程为参数方程(t 和φ是参数).(1)01216422=+-+x y x , φsin 2=y ; (2) 16422=+y x , 4+=tx y ;(3)23232=+yx , φ3cos 22=x ; (4) 422=-y x , tt x 1+=.14.4 直线与圆锥曲线的参数方程(Parametric Equations of Lines and Conic Sections)下面我们进一步来研究直线、圆锥曲线的参数方程及其应用. 1. 直线的参数方程如图,直线l 经过点),(000y x P ,l 的一个方向向量为),(v u =.设),(y x P 是l 上的任意一点,那么由t vy y u x x =-=-00, 得直线l 的参数方程为⎩⎨⎧+=+=.,00vt y y ut x x )(R t ∈如果l 的倾斜角为α,那么l 的一个方向向量为)0)(sin ,(cos πααα≤≤.此时,直线l 的参数方程可写成⎩⎨⎧+=+=.sin ,cos 00ααt y y t x x )(R t ∈ 由于,sin ,cos 000ααt y y QP t x x Q P =-==-=所以P P t 0=,这是参数t 的几何意义. 例1写出过点)2,1(A ,倾斜角为135的直线1l 的参数方程.若1l 与2l :42-=x y 相交于点B . (1)求||AB ; (2)求点B 的坐标. 解 (1)1l 的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧+=+=.135sin 2,135cos 1t y t x )(R t ∈ 即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=-=.222,221t y t x )(R t ∈ ① (2)欲求||AB ,由参数t 的几何意义,只要求出t ,则||||t AB =.把①代入2l 的方程,得 t 222+4)221(2--=t 解得 324-=t ,故 324||||==t AB 欲求点B 的坐标,由①,只要将324-=t 代入,得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-⋅+==⋅+=.32)324(222,37324221y x所以点B 的坐标为)32,37(.例2 圆822=+y x 内有一个点AB P ),2,1(0为过0P 且倾斜角为α的弦. (1) 当4πα=时,求||AB ;(2) 当弦AB 被0P 平分时,写出直线AB 的方程.解 由已知,直线AB 的参数方程为 ⎩⎨⎧+=+=.sin 2,cos 1ααt y t x )(R t ∈把上式代入822=+y x ,整理得03)sin 2(cos 22=-++t t αα 它显然有二实根,记为21,t t ,由韦达定理得)s i n 2(c o s 221αα+-=+t t 321-=⋅t t (1) 当4πα=时, 2122122124)(||||t t t t t t AB -+=-=30)3(4)]4sin 24(cos2[2=--+=ππ所以 30||=AB(2) 弦AB 被点0P 平分,当且仅当021=+t t 且0>∆,即 21t a n 0)s i n 2(c o s 2-=⇒=+ααα, 即AB 的斜率为21-,从而直线AB 的方程为 )1(212--=-x y , 即 052=-+y x2. 圆锥曲线的参数方程 (1) 圆的参数方程.设圆的标准方程为222)()(r b y a x =-+- )0(>r . 由于 1)()(22=-+-rb y r a x ,所以ϕϕsin ,cos =-=-rby r a x 满足圆的方程,故圆的参数方程为 ⎩⎨⎧+=+=.sin ,cos ϕϕr b y r a x πϕ20(<≤为参数)(2) 椭圆的参数方程设椭圆的标准方程为 12222=+by a x )0(>>b a令ϕcos a x =,代入上式解得ϕsin b y ±=.由于ϕsin b y =与ϕsin b y -=对πϕ20<≤均表示相同的取值集合,故椭圆的参数方程为 ⎩⎨⎧==.sin ,cos ϕϕb y a x )0,20(>><≤b a πϕ例3 设P 为椭圆12222=+by a x 上任意一点,AB 为椭圆过中心O 的一条弦.如果PA 与PB 与对称轴都不平行,求证:PA与PB 的斜率的乘积为定值.证明 由于AB 过中心O,所以A 与B 关于O 对称,故可设)sin ,cos (),sin ,cos (θθθθb a B b a A --,)sin ,cos (ϕϕb a P ,则,)cos (cos )sin (sin θϕθϕ--=a b k PA )c o s (c o s )s i n (s i n θϕθϕ++=a b k PB .从而 2222222222222)cos (cos )1cos 1()cos (cos )sin (sin ab a COS b a b k k PBPA -=-+--=--=⋅θϕθϕθϕθϕ 即斜率的乘积为定值.(3) 双曲线的参数方程.设双曲线的标准方程为12222=-by a x )0,(>>b o a .由于 1)()(22=-by ax, 因此ϕϕtan ,sec ==bya x 满足上述方程,从而双曲线的参数方程为 ⎩⎨⎧==.tan ,sec ϕϕb y a x )23,2,20(πϕπϕπϕ≠≠<≤ (4) 抛物线的参数方程.设抛物线的方程为 px y 22= )0(>p令)(22R t pt y ∈=,代入上述方程,解得pt y 2±=.因为R t ∈,所以取pt y 2=.得抛物线的参数方程为⎩⎨⎧==.2,22pt y pt x t R t ,(∈为参数)例4 已知双曲线 12222=-by a x )0,(>>b o a 的左,右顶点为21,A A 与y 轴平行的弦21P P 的上,下端点为21,P P ,求直线21P A 与12P A 交点M 的轨迹方程.解 设直线21P A 与12P A 交点坐标为),(y x M ,又),(),0,(21o a A a A-.因为21P P //y 轴,所以设)t a n ,s e c (),tan ,sec (21θθθθb a P b a P -,从而21P A 的方程为 )(sec tan a x a a b y ++-=θθ. ①12P A 的方程为 )(sec tan a x aa b y --=θθ②①式与②式相乘,得 )()1(sec tan 2222222a x ab y ---=θθ )(2222a x a b --=, 即M 的轨迹方程为12222=+by a x .例5 动直线)0(>=a a x 平行移动交抛物线)0(22>=p px y 于B A ,两点.另一动点P 在抛物线上移动,直线PA,PB 分别交x 轴于M,N 两点.求证:线段MN 的中点为定点.证明 设)2,2(),2,2(),2,2(12122pt pt P pt pt B pt pt A -,则直线PA 的方程是)2(222222121211pt x pt pt pt pt pt y ---=- (这里221t t ≠) 即 )2(1221211pt x t t pt y -+=-. 令 0=y ,得点M 的横坐标12ptt x M -=在上式中,以pt 2-代替pt 2,则得112)2(ptt t pt x N =--=. 设MN 的中点为)0,(o x ,则022)2(2110=+-=+=ptt ptt x x x N M 所以 MN 的中点为)0,0(是个定点..课外活动 自己学 摆线一个圆沿着一条定直线滚动时,圆周上的一个定点M 的轨迹叫做摆线,又叫旋轮线(cycloid). 下面我们求摆线的参数方程.设圆的半径为a ,取圆滚动所沿的直线为x 轴,圆上定点M 落在直线上的一个位置为原点,建立直角坐标系(如图).圆滚动φ角后圆心在点B,并与x 轴相切于点A.作BA MC Ox MD ⊥⊥,,垂足分别为D,C.用(y x ,)表示点M 的坐标,取φ作参数,那么,OA 的长等于弧MA 的长,得φφsin a a DA OA OD x -=-==, φcos a a CB AB AC DM y -=-===. 因此,所求摆线的参数方程是 ⎩⎨⎧-=-=).cos 1(),sin (φφφa y a x (R ∈φ为参数)摆线有一此重要的性质,例如,物体在重力作用下从点A 滑落到点B(无摩擦),物体滑落所需时间最短的路线,不是沿点A 到点B 的直线,而是沿从A 到B 的一段摆线,如左图,因此摆线又叫最速降线.又如普通单摆的周期与振幅的大小有关.如果在摆的摆动平面内做两个如右图那样的摆线形挡板,在挡板的限制下,单摆的周期就与振幅的大小无关了,这时摆的运动轨迹也是一段摆线.持线的名称就是由这个性质得到的. 习题练习 自己练1. 写出下列直线的参数方程:(1) 过点)4,2(P ,倾斜角为611π; (2) 过点)2,3(--P ,倾斜角为32π.2. (1)写出过点)5,1(M ,倾角为3π的直线l 的参数方程;(2)若直线l 与'l :032=--y x 相交于N ,求||MN 和点N 的坐标;(3)若l 与圆O :1622=+y x 相交于A,B,试求||||MB MA +,||||MB MA ⋅和||AB .3.据气象预报,现在气象台A 处向东400千米B 处的海面上有一个台风中心形成,测得台风以40千米/小时的速度向西北方向移动,距中心不超过300千米的地方都受到台风的影响,从现在起,多少时间后气象台受到台风影响?气象台受台风影响的时间大约是多少?(结果精确到0.1小时) 4.写出下列圆的参数方程:(1)圆心为原点,半径2=r ; (2)圆心为)2,3(-,半径5=r .5.已知圆C B A y x ,),0,1(,122=+是圆上两个动点,若ABC ∆的顶点逆时针排列且3π=∠BOC ,求ABC ∆重心轨迹方程.\6.在椭圆13422=+y x 上有动点P 和定点)3,0(B ,以PB 为边作正BPQ ∆,求BPQ ∆面积的最大值及此时P 点的坐标.7.在椭圆141622=+y x 上有两点P,Q,O 是原点,若OP,OQ 斜率之积为41-,求证:22||||OQ OP +为定值. 8.已知椭圆),(),,(),,(,4433221122y x C y x B y x A y x =+是椭圆上任意三个不同点,(1)求112y x u +=的最大值; (2)求ABC ∆面积的最大值.9.设MN 是过双曲线12222=-by a x 中心孤弦,P 是双曲线上任意一点,求证:直线PM,PN 的斜率之积为定值.10.已知点),(y x 在双曲线422=-y x 上,求xyx -21的取值范围. 11.过抛物线px y 22=的顶点作互相垂直的两条弦OA,OB.求证AB 过定点.12.过点)4,2(-A 作倾斜角为135的直线l ,交抛物线px y 22=(0>p )于21,P P ,如果|||,||,|2211AP P P AP 成等比数列,求抛物线的方程.14.5 极坐标系(Polar Coordinate System) 1. 极坐标系平面上一个点的位置可用直角坐标系中的有序实数对来确定,也可以用方向角和距离来确定.例如,炮兵射击时是以大炮为基点,利用目标的方位角及目标与大炮的距离来确定目标位置的.下面研究如何利用角和距离来建立一个新的坐标系——极坐标系.如图,在平面内取一定点O,叫做极点(pole),以O 为端点引一条射线Ox ,叫做极轴(polar axis),再选定一个单位长度和角度的正方向(一般规定逆时针方向为正方向).这时对于平面任意一点M,设MOx OM ∠==θρ|,|,则点M 的位置可以用有序数对),(θρ表示, ),(θρ叫做点M 的极坐标(polar coordinate),其中ρ叫做点M 的极坐标(radius vector),θ叫做点M 的极角(polar angle). 这样建立的坐标系叫做极坐标系(polar coordinate system).当点M为极点时,它的极坐标为(ρ, θ),θ可以为任意值.当ρ<0时,规定(ρ, θ)对应的点为(-ρ, θ+π).如图,在极坐标系中,A,B,C,D,E,F,G各点的极坐标分别是(4, 0),(2,π/4),(3,π/2),(1, 5π/6),(3.5, π),(6, 4π/3),(5, 5π/3).角也可以取大于2π的值或负值,例如点B,D,F的坐标也可以写作(2, 9π/4),(1, 17π/6),(6, 10π/3)或(2, -7π/4),(1, -7π/6),(6, -2π/3).当极径取作负值时,如点A,C,E的极坐标也可以写作(-4, π),(-3, 3π/2),(-3.5, 2π).在极坐标系中,任一实数对(ρ, θ)在平面上有唯一点M与它对应;反过来,对于平面内任意一点,也可以找到它的极坐标(ρ, θ).但和直角坐标系不同的是:平面内一个点的极坐标可以有无穷多种表示法.例如(2, π/4),(2, 9π/4),(-2, 5π/4),(2, -7π/4)都表示点B的极坐标.一般地,如果(ρ, θ)是一点的极坐标,那么(ρ, θ+2nπ), (-ρ, θ+(2n+1) π)(n∈Z)都可以作为它的极坐标.但如果限定ρ>0,0≤θ<2π(或-π<θ≤π),那么在极坐标系中,除了极点外平面上的所有点所成的集合和实数对(ρ, θ)的集合{(ρ, θ)|ρ>0,0≤θ<2π}(或{(ρ, θ)|ρ>0,-π<θ≤π})构成一一对应关系.以下不作特殊说明时,认为ρ≥0.2.曲线的极坐标方程在极坐标系中,曲线可以用含有ρ,θ这两个变数的方程F(ρ,θ)=0来表示,方程F(ρ,θ)=0叫做这条曲线的极坐标方程. 由于平面内一个点的极坐标不唯一,因此曲线上点的极坐标不一定都适合方程,但其中应至少有一个坐标能够满足这个方程.这是曲线和极坐标方程有如下关系:(1)以方程F(ρ,θ)=0的解(ρ, θ)为极坐标的点都在曲线上;(2)曲线上每一点的所有极坐标中,至少有一个极坐标(ρ, θ)是方程的解.求曲线的极坐标方程,其实就是建立曲线上所有点的极径ρ与极角θ应满足的关系式.例1 如图,求经过点M(a,0)(a>0),且与极轴垂直的直线 的极坐标方程。

《参数方程》教案(新人教选修

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《参数方程》教案(新人教选修)第一章:参数方程简介1.1 参数方程的概念引导学生了解参数方程的定义和特点举例说明参数方程在实际问题中的应用1.2 参数方程的表示方法介绍参数方程的表示方法,包括参数和变量的关系练习将直角坐标方程转换为参数方程第二章:参数方程的图像2.1 参数方程的图像特点分析参数方程图像的性质和特点举例说明参数方程图像的形状和变化趋势2.2 参数方程的图像绘制学习如何绘制参数方程的图像练习绘制不同类型的参数方程图像第三章:参数方程的应用3.1 参数方程在几何中的应用利用参数方程解决几何问题,如计算线段长度、角度等举例说明参数方程在圆锥曲线中的应用3.2 参数方程在物理中的应用介绍参数方程在物理学中的应用,如描述物体的运动轨迹练习解决物理问题,如求解物体在参数方程下的速度和加速度第四章:参数方程的转换4.1 参数方程与直角坐标方程的转换学习如何将参数方程转换为直角坐标方程练习将参数方程转换为直角坐标方程,并解决相关问题4.2 参数方程与其他形式的方程的转换介绍参数方程与其他形式的方程(如极坐标方程)的转换方法练习将参数方程转换为其他形式的方程,并进行问题求解第五章:参数方程的综合应用5.1 参数方程在实际问题中的应用分析实际问题,建立合适的参数方程模型练习解决实际问题,如计算曲线的长度、面积等5.2 参数方程在数学竞赛中的应用介绍参数方程在数学竞赛中的应用,如解决综合题练习解决数学竞赛中的参数方程问题第六章:参数方程与曲线积分6.1 参数方程下的曲线积分概念引入曲线积分的概念,解释其在参数方程中的应用举例说明曲线积分的计算方法6.2 参数方程下的曲线积分计算学习如何利用参数方程计算曲线积分练习计算不同类型曲线积分问题第七章:参数方程与曲面面积7.1 参数方程下的曲面面积概念引入曲面面积的概念,解释其在参数方程中的应用举例说明曲面面积的计算方法7.2 参数方程下的曲面面积计算学习如何利用参数方程计算曲面面积练习计算不同类型曲面面积问题第八章:参数方程与优化问题8.1 参数方程在优化问题中的应用引入优化问题的概念,解释参数方程在优化问题中的应用举例说明参数方程在优化问题中的解法8.2 参数方程优化问题的解决方法学习如何利用参数方程解决优化问题练习解决实际优化问题,如最短路径问题等第九章:参数方程与微分方程9.1 参数方程与微分方程的关系解释参数方程与微分方程之间的联系举例说明微分方程在参数方程中的应用9.2 参数方程微分方程的求解方法学习如何利用微分方程求解参数方程练习求解不同类型的参数方程微分方程问题第十章:参数方程的综合应用案例分析10.1 参数方程在工程中的应用案例分析分析实际工程问题,利用参数方程进行问题建模练习解决工程问题,并进行案例分析10.2 参数方程在科学研究中的应用案例分析分析实际科学研究问题,利用参数方程进行问题建模练习解决科学研究问题,并进行案例分析重点和难点解析重点一:参数方程的概念与特点学生需要理解参数方程的定义,即变量与参数之间的关系强调参数方程在解决实际问题中的应用价值重点二:参数方程的图像特点与绘制方法学生应掌握参数方程图像的性质和变化趋势练习将参数方程转换为图像,并分析图像的特点重点三:参数方程在几何和物理中的应用学生需要学会利用参数方程解决几何问题,如计算线段长度、角度等强调参数方程在物理学中的应用,如描述物体的运动轨迹重点四:参数方程的转换方法学生应掌握参数方程与直角坐标方程、极坐标方程等的转换方法练习将参数方程转换为其他形式的方程,并解决相关问题重点五:参数方程在曲线积分、曲面面积和优化问题中的应用学生需要理解参数方程在曲线积分和曲面面积计算中的作用强调参数方程在解决优化问题中的应用,如最短路径问题重点六:参数方程与微分方程的关系和求解方法学生应理解参数方程与微分方程之间的联系练习利用微分方程求解参数方程,并解决实际问题重点七:参数方程的综合应用案例分析学生需要学会将参数方程应用于工程和科学研究问题强调案例分析的重要性,通过实际问题加深对参数方程的理解本教案围绕参数方程的概念、图像、应用和转换等方面进行了详细的讲解和练习。

高三数学一轮总结复习目录

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高三数学一轮总结复习目录理科数学 -模拟试题分类目录1第一章会合与常用逻辑用语1.1 会合的观点与运算专题 1 会合的含义与表示、会合间的基本关系专题 2 会合的基本运算专题 3 与会合有关的新观点问题1.2 命题及其关系、充要条件专题 1 四种命题及其关系、命题真假的判断专题 2 充足条件和必需条件专题 3 充足、必需条件的应用与研究(利用关系或条件求解参数范围问题)1.3 简单的逻辑联络词、全称量词与存在量词专题 1 含有简单逻辑联络词的命题的真假专题 2 全称命题、特称命题的真假判断专题 3 含有一个量词的命题的否认专题 4 利用逻辑联络词求参数范围第二章函数2.1 函数及其表示专题 1 函数的定义域专题 2 函数的值域专题 3 函数的分析式专题 4 分段函数2.2 函数的单一性与最值专题 1 确立函数的单一性(或单一区间)专题 2 函数的最值专题 3 单一性的应用2.3 函数的奇偶性与周期性专题 1 奇偶性的判断专题 2 奇偶性的应用专题 3 周期性及其应用2.4 指数与指数函数专题 1 指数幂的运算专题 2 指数函数的图象及应用专题 3 指数函数的性质及应用2.5 对数与对数函数专题 1 对数的运算专题 2 对数函数的图象及应用专题 3 对数函数的性质及应用2.6 幂函数与二次函数专题 1 幂函数的图象与性质专题 2 二次函数的图象与性质2.7 函数的图像专题 1 函数图象的辨别专题 2 函数图象的变换专题 3 函数图象的应用2.8 函数与方程专题 1 函数零点所在区间的判断专题 2 函数零点、方程根的个数专题 3 函数零点的综合应用2.9 函数的应用专题 1 一次函数与二次函数模型专题 2 分段函数模型2专题 3 指数型、对数型函数模型第三章导数及其应用3.1 导数的观点及运算专题 1 导数的观点与几何意义专题 2 导数的运算3.2 导数与函数的单一性、极值、最值专题 1 导数与函数的单一性专题 2 导数与函数的极值专题 3 导数与函数的最值3.3 导数的综合应用专题 1 利用导数解决生活中的优化问题专题 2 利用导数研究函数的零点或方程的根专题 3 利用导数解决不等式的有关问题3.4 定积分与微积分基本定理专题 1 定积分的计算专题 2 利用定积分求平面图形的面积专题 4 定积分在物理中的应用第四章三角函数、解三角形4.1 三角函数的观点、同角三角函数的基本关系及引诱公式专题 1 三角函数的观点专题 2 同角三角函数的基本关系专题 3 引诱公式4.2 三角函数的图像与性质专题 1 三角函数的定义域、值域、最值专题 2 三角函数的单一性专题 3 三角函数的奇偶性、周期性和对称性4.3 函数 y = A sin(wx +j ) 的图像及应用专题 1 三角函数的图象与变换专题 2 函数 y=Asin( ωx+φ ) 图象及性质的应用4.4 两角和与差的正弦、余弦与正切公式专题 1 非特别角的三角函数式的化简、求值专题 2 含条件的求值、求角问题专题 3 两角和与差公式的应用4.5 三角恒等变换专题 1 三角函数式的化简、求值专题 2 给角求值与给值求角专题 3 三角变换的综合问题4.6 解三角形专题 1 利用正弦定理、余弦定理解三角形专题 2 判断三角形的形状专题 3 丈量距离、高度及角度问题专题 4 与平面向量、不等式等综合的三角形问题第五章平面向量5.1 平面向量的观点及线性运算专题 1 平面向量的线性运算及几何意义专题 2 向量共线定理及应用专题 3 平面向量基本定理的应用5.2 平面向量基本定理及向量的坐标表示专题 1 平面向量基本定理的应用3专题 2 平面向量的坐标运算专题 3 平面向量共线的坐标表示5.3 平面向量的数目积专题 1 平面向量数目积的运算专题 2 平面向量数目积的性质专题 3 平面向量数目积的应用5.4 平面向量的应用专题 1 平面向量在几何中的应用专题 2 平面向量在物理中的应用专题 3 平面向量在三角函数中的应用专题 4 平面向量在分析几何中的应用第六章数列6.1 数列的观点与表示专题 1 数列的观点专题 2 数列的通项公式6.2 等差数列及其前 n 项和专题 1 等差数列的观点与运算专题 2 等差数列的性质专题 3 等差数列前 n 项和公式与最值6.3 等比数列及其前 n 项和专题 1 等比数列的观点与运算专题 2 等比数列的性质专题 3 等比数列前 n 项和公式6.4 数列乞降专题 1 分组乞降与并项乞降专题 2 错位相减乞降专题 3 裂项相消乞降6.5 数列的综合应用专题 1 数列与不等式相联合问题专题 2 数列与函数相联合问题专题 3 数列中的研究性问题第七章不等式推理与证明7.1 不等关系与一元二次不等式专题 1 不等式的性质及应用专题 2 一元二次不等式的解法专题 3 一元二次不等式恒建立问题7.2 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题专题 1 二元一次不等式(组)表示的平面地区问题专题 2 与目标函数有关的最值问题专题 3 线性规划的实质应用7.3 基本不等式及其应用专题 1 利用基本不等式求最值专题 2 利用基本不等式证明不等式专题 3 基本不等式的实质应用7.4 合情推理与演绎推理专题 1 概括推理专题 2 类比推理专题 3 演绎推理7.5 直接证明与间接证明专题 1 综合法4专题 2 剖析法专题 3 反证法7.6 数学概括法专题 1 用数学概括法证明等式专题 2 用数学概括法证明不等式专题 3 概括-猜想-证明第八章立体几何8.1 空间几何体的构造及其三视图和直观图专题 1 空间几何体的构造专题 2 三视图与直观图8.2 空间几何体的表面积与体积专题 1 空间几何体的表面积专题 2 空间几何体的体积专题 3 组合体的“接”“切”综合问题8.3 空间点、直线、平面之间的地点关系专题 1 平面的基天性质及应用专题 2 空间两条直线的地点关系专题 3 异面直线所成的角8.4 直线、平面平行的判断与性质专题 1 线面平行、面面平行基本问题专题 2 直线与平面平行的判断与性质专题 3 平面与平面平行的判断与性质8.5 直线、平面垂直的判断与性质专题 1 垂直关系的基本问题专题 2 直线与平面垂直的判断与性质专题 3 平面与平面垂直的判断与性质专题 4 空间中的距离问题专题 5 平行与垂直的综合问题(折叠、研究类)8.6 空间向量及其运算专题 1 空间向量的线性运算专题 2 共线定理、共面定理的应用专题 3 空间向量的数目积及其应用8.7 空间几何中的向量方法专题 1 利用空间向量证明平行、垂直专题 2 利用空间向量解决研究性问题专题 3 利用空间向量求空间角第九章分析几何9.1 直线的倾斜角、斜率与直线的方程专题 1 直线的倾斜角与斜率专题 2 直线的方程9.2 点与直线、两条直线的地点关系专题 1 两条直线的平行与垂直专题 2 直线的交点问题专题 3 距离公式专题 4 对称问题9.3 圆的方程专题 1 求圆的方程专题 2 与圆有关的轨迹问题专题 3 与圆有关的最值问题59.4 直线与圆、圆与圆的地点关系专题 1 直线与圆的地点关系专题 2 圆与圆的地点关系专题 3 圆的切线与弦长问题专题 4 空间直角坐标系9.5 椭圆专题 1 椭圆的定义及标准方程专题 2 椭圆的几何性质专题 3 直线与椭圆的地点关系9.6 双曲线专题 1 双曲线的定义与标准方程专题 2 双曲线的几何性质9.7 抛物线专题 1 抛物线的定义与标准方程专题 2 抛物线的几何性质专题 3 直线与抛物线的地点关系9.8 直线与圆锥曲线专题 1 轨迹与轨迹方程专题 2 圆锥曲线中的范围、最值问题专题 3 圆锥曲线中的定值、定点问题专题 4 圆锥曲线中的存在、研究性问题第十章统计与统计事例10.1 随机抽样专题 1 简单随机抽样专题 2 系统抽样专题 3 分层抽样10.2 用样本预计整体专题 1 频次散布直方图专题 2 茎叶图专题 3 样本的数字特点专题 4 用样本预计整体10.3 变量间的有关关系、统计事例专题 1 有关关系的判断专题 2 回归方程的求法及回归剖析专题 3 独立性查验第十一章计数原理11.1 分类加法计数原理与分步乘法计数原理专题 1 分类加法计数原理专题 2 分步乘法计数原理专题 3 两个计数原理的综合应用11.2 摆列与组合专题 1 摆列问题专题 2 组合问题专题 3 摆列、组合的综合应用11.3 二项式定理专题 1 通项及其应用专题 2 二项式系数的性质与各项系数和专题 3 二项式定理的应用第十二章概率与统计612.1 随机事件的概率专题 1 事件的关系专题 2 随机事件的频次与概率专题 3 互斥事件、对峙事件12.2 古典概型与几何概型专题 1 古典概型的概率专题 2 古典概型与其余知识的交汇(平面向量、直线、圆、函数等)专题 3 几何概型在不一样测度中的概率专题 4 生活中的几何概型问题12.3 失散型随机变量及其散布列专题 1 失散型随机变量的散布列的性质专题 2 求失散型随机变量的散布列专题 3 超几何散布12.4 失散型随机变量的均值与方差专题 1 简单的均值、方差问题专题 2 失散型随机变量的均值与方差专题 3 均值与方差在决议中的应用12.5 二项散布与正态散布专题 1 条件概率专题 2 互相独立事件同时发生的概率专题 3 独立重复试验与二项散布专题 4 正态散布下的概率第十三章算法初步、复数13.1 算法与程序框图专题 1 次序构造专题 2 条件构造专题 3 循环构造13.2 基本算法语句专题 1 输入、输出和赋值语句专题 2 条件语句专题 3 循环语句13.3 复数专题 1 复数的有关观点专题 2 复数的几何意义专题 3 复数的代数运算第十四章选修模块14.1 几何证明选讲专题 1 平行线分线段成比率定理专题 2 相像三角形的判断与性质专题 3 直角三角形的射影定理专题 4 圆周角、弦切角及圆的切线专题 5 圆内接四边形的判断及性质专题 6 圆的切线的性质与判断专题 7 与圆有关的比率线段14.2 坐标系与参数方程专题 1 极坐标与直角坐标的互化专题 2 直角坐标方程与极坐标方程的互化专题 3 曲线的极坐标方程的求解专题 4 曲线的参数方程的求解专题 5 参数方程与一般方程的互化7专题 6 极坐标方程与参数方程的应用14.3 不等式选讲专题 1 含绝对值不等式的解法专题 2 绝对值三角不等式的应用专题 3 含绝对值不等式的问题专题 4 不等式的证明8。

成考教材高等数学二目录

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成考教材高等数学二目录高等数学二目录第一章极限与连续1.1 极限的概念与性质1.1.1 数列极限1.1.2 函数极限1.1.3 极限的性质与运算法则1.2 无穷小量与无穷大量1.2.1 无穷小量的定义与性质1.2.2 无穷大量的定义与性质1.2.3 无穷小量与无穷大量的关系与运算1.3 函数的连续性与间断点1.3.1 连续函数的定义与性质1.3.2 连续函数的四则运算1.3.3 间断点及其分类1.4 极限运算与连续函数的应用1.4.1 利用极限计算函数的连续性1.4.2 连续函数的介值性定理 1.4.3 立体几何问题中的应用第二章导数与微分2.1 导数的概念与性质2.1.1 导数的定义2.1.2 导数的运算法则2.1.3 高阶导数与隐函数求导 2.2 函数的微分与近似2.2.1 微分的定义与性质2.2.2 微分的应用2.2.3 泰勒公式及其应用2.3 高阶导数与高阶微分2.3.1 高阶导数的定义与性质 2.3.2 高阶微分的定义与性质 2.3.3 高阶导数的应用2.4 隐函数与参数方程的导数 2.4.1 隐函数求导的基本方法2.4.2 参数方程求导的基本方法2.4.3 参数方程与隐函数在几何中的应用第三章微分中值定理与Taylor公式3.1 微分中值定理3.1.1 Rolle定理与Lagrange中值定理3.1.2 Cauchy中值定理及其应用3.1.3 Bernoulli中值定理及其应用3.2 Taylor公式3.2.1 Taylor公式及其余项3.2.2 Taylor公式的应用3.2.3 幂级数与函数的展开第四章不定积分和定积分4.1 不定积分4.1.1 不定积分的定义与性质4.1.2 基本不定积分表4.1.3 不定积分的运算与换元法4.2 定积分4.2.1 定积分的概念与性质4.2.2 Newton-Leibniz公式4.2.3 定积分的计算与应用4.3 定积分的应用4.3.1 定积分在几何中的应用 4.3.2 定积分在物理中的应用 4.3.3 定积分在生活中的应用第五章多元函数微积分学5.1 二元函数微分学5.1.1 偏导数的定义与性质5.1.2 二元函数的全微分5.1.3 链式法则与隐函数定理 5.2 多元函数的导数5.2.1 多元函数的方向导数5.2.2 梯度与方向导数5.2.3 多元复合函数的导数5.3 多元函数的极值与条件极值5.3.1 多元函数的极值判定5.3.2 多元函数的条件极值5.3.3 基本最值定理5.4 重积分5.4.1 重积分概念与性质5.4.2 二重积分的计算与应用5.4.3 三重积分的计算与应用第六章无穷级数与幂级数6.1 无穷级数的收敛性与性质6.1.1 无穷级数的概念与性质6.1.2 收敛级数的性质与判别法 6.1.3 收敛级数的运算与函数展开 6.2 函数项级数6.2.1 函数项级数的收敛性6.2.2 函数项级数的性质与判别法 6.2.3 函数项级数的一致收敛性 6.3 幂级数与泰勒级数6.3.1 幂级数的收敛域与运算法则 6.3.2 幂级数的应用与性质6.3.3 泰勒级数与其应用第七章曲线与曲面积分7.1 曲线积分7.1.1 第一类曲线积分7.1.2 第二类曲线积分7.1.3 Green公式及其应用7.2 曲面积分7.2.1 第一类曲面积分7.2.2 第二类曲面积分7.2.3 Gauss公式及其应用7.3 广义积分7.3.1 第一类广义积分7.3.2 第二类广义积分7.3.3 海涅公式与其应用第八章空间解析几何与向量代数8.1 空间平面与直线8.1.1 空间平面的方程与性质 8.1.2 空间直线的方程与性质 8.1.3 空间曲线的参数方程8.2 空间向量与点线面距离8.2.1 空间向量的定义与运算 8.2.2 向量的数量积与向量积 8.2.3 点线面间的距离与投影 8.3 空间曲面与曲线的参数化8.3.1 参数方程的定义与性质 8.3.2 曲线的切线与法平面8.3.3 曲面的法线与切平面第九章偏导数与微分9.1 函数的偏导数9.1.1 函数的偏导数概念与性质 9.1.2 高阶偏导数与混合偏导数 9.1.3 隐函数的偏导数计算9.2 多元函数的全微分9.2.1 多元函数的全微分定义与性质9.2.2 多元函数的全微分计算9.2.3 隐函数的全微分计算9.3 微分的近似与应用9.3.1 微分的近似计算9.3.2 微分在局部线性化中的应用9.3.3 微分在误差估计中的应用第十章多元函数的极值与条件极值10.1 多元函数的极值判定10.1.1 多元函数的极值性质与判别法 10.1.2 多元函数的极值存在性与应用 10.2 多元函数的条件极值10.2.1 多元函数的条件极值求解10.2.2 条件极值的充分条件与应用10.2.3 无约束极值与最大值最小值问题第十一章重积分及其应用11.1 二重积分的概念与性质11.1.1 二重积分的定义11.1.2 二重积分的性质与计算11.1.3 二重积分的应用11.2 三重积分的概念与性质11.2.1 三重积分的定义11.2.2 三重积分的性质与计算11.2.3 三重积分的应用11.3 重积分的变量替换与坐标变换 11.3.1 重积分的变量替换方法11.3.2 极坐标与柱坐标变换11.3.3 面积分与体积分的计算方法第十二章曲线积分与曲面积分12.1 曲线积分12.1.1 一类曲线积分12.1.2 二类曲线积分12.1.3 Green公式与环量计算12.2 曲面积分12.2.1 一类曲面积分12.2.2 二类曲面积分12.2.3 Gauss公式与通量计算12.3 散度与旋度12.3.1 向量场的散度与旋度12.3.2 散度定理与Stokes公式12.3.3 求解散度与旋度的应用第十三章多元函数积分学的进一步应用 13.1 广义积分13.1.1 广义积分的基本概念13.1.2 一类广义积分的收敛性13.1.3 第二类广义积分的计算13.2 多元函数积分学的应用13.2.1 空间曲线与空间曲面的长度13.2.2 形心、质心与薄片质量13.2.3 统计学中的应用第十四章参数方程与空间解析几何 14.1 参数方程的求法与性质14.1.1 参数方程的求法与简化14.1.2 参数方程的性质与性质14.1.3 参数方程与向量函数的关系 14.2 空间曲线的性质与判断方法14.2.1 曲线的切线与法平面14.2.2 曲线的凸凹性与对称性14.3 空间几何体的性质与计算14.3.1 空间几何体的体积与表面积 14.3.2 空间几何体的位置关系14.3.3 空间几何体的方向角与夹角第十五章应用题综合实例分析15.1 实际问题的数学建模15.1.1 数学建模的基本思想15.1.2 实际问题的模型假设15.1.3 实际问题的数学建模步骤15.2 应用题的综合实例分析15.2.1 空间点与空间曲线的几何关系 15.2.2 变力做功与功率15.2.3 流体的力学性质与运动规律第十六章常微分方程16.1 常微分方程的基本概念与性质16.1.1 微分方程的基本概念16.1.2 微分方程的解与解的存在唯一性 16.1.3 微分方程的解的初值问题16.2 一阶常微分方程16.2.1 可分离变量方程16.2.2 齐次方程与非齐次方程16.2.3 一阶线性方程16.3 高阶线性常微分方程16.3.1 齐次线性方程16.3.2 常系数非齐次线性方程16.3.3 变系数非齐次线性方程16.4 常微分方程的应用16.4.1 物理问题的微分方程模型16.4.2 生态问题的微分方程模型16.4.3 人口问题的微分方程模型总结本教材共包括16章,分别介绍了高等数学二的各个知识点和概念。

导纳参数方程矩阵形式

导纳参数方程矩阵形式

Z

Z Z
Z
Z

14.2 短路导纳参数和开路阻抗参数
例题14.2:求二端口的 Z 参数矩阵。 求Z 参数宜
1 1I1 I1
I3I3 4400 I22 22
3030 3300
U1 U1
I1 I1
I2
UU2 2
2020

U回程1 路Z电11I流1 方Z12I2 U 2 Z21I1 Z22I2
I1

U1 C1

L R

I2
C2 U 2

程形式一致!
I1 Y11U1 Y12U 2 I2 Y21U1 Y22U 2
分析:求二端口参数的方法: ①定义、②实验测试、③列方程
解:用电流源置换两个端口,列节点电压方程 互易
( jC1

1 jL
)U1

1 jL
本章研究对象:线性、无独立源、零状态二端口
14.2 短路导纳参数和开路阻抗参数
一、 导纳参数方程
I1 Y11U1 Y12U 2 I2 Y21U1 Y22U 2
1

I1
U1
端口1

1'
I2 端口2
2 U 2 2'
矩阵形式:

I1 I2

U
2

I1

1 jL
U
1

(1 R

jC2

1 jL
)U
2

I2
Y


j(C1


1)
L
1
jL
1
jL
j(C2

《参数方程》教案(新人教选修)

《参数方程》教案(新人教选修)

《参数方程》教案(新人教选修)第一章:参数方程的概念与基本形式1.1 参数方程的定义引入参数方程的概念,让学生理解参数方程是一种描述曲线运动的数学工具。

通过实际例子,让学生了解参数方程在现实中的应用。

1.2 参数方程的基本形式介绍参数方程的两种基本形式:圆锥曲线的参数方程和直线的参数方程。

通过图形和实例,让学生理解参数方程与普通方程之间的关系。

第二章:参数方程的图像与性质2.1 参数方程的图像利用图形软件,绘制常见参数方程的图像,让学生直观地了解参数方程的特点。

引导学生观察图像,探讨参数方程与坐标轴之间的关系。

2.2 参数方程的性质引导学生研究参数方程的单调性、周期性和奇偶性等性质。

通过实例,让学生了解参数方程的性质在实际问题中的应用。

第三章:参数方程的变换与化简3.1 参数方程的变换介绍参数方程的基本变换,如平移、旋转和缩放等。

通过实例,让学生学会如何对参数方程进行变换。

3.2 参数方程的化简引导学生利用数学方法对参数方程进行化简,使其形式更加简洁。

通过实例,让学生了解参数方程化简的意义和应用。

第四章:参数方程的应用4.1 参数方程在物理中的应用以机械运动为例,介绍参数方程在描述物体运动中的应用。

引导学生利用参数方程解决实际物理问题。

4.2 参数方程在工程中的应用以电子电路为例,介绍参数方程在描述系统动态行为中的应用。

引导学生利用参数方程解决实际工程问题。

第五章:参数方程的综合练习5.1 参数方程的解题技巧通过实例,让学生学会如何运用不同的技巧解决参数方程问题。

5.2 综合练习题提供一系列与参数方程相关的综合练习题,让学生巩固所学知识。

对练习题进行讲解和解析,帮助学生提高解题能力。

第六章:参数方程在圆锥曲线中的应用6.1 圆锥曲线的参数方程复习圆锥曲线的普通方程,并引入其参数方程。

通过图形和实例,让学生了解圆锥曲线的参数方程表示方法。

6.2 圆锥曲线的参数性质引导学生研究圆锥曲线的参数性质,如渐近线、焦点、顶点等。

高考数学(理)一轮复习题库:14.1 第2课时参数方程

高考数学(理)一轮复习题库:14.1 第2课时参数方程

第2课时 参数方程1.参数方程和普通方程的互化(1)曲线的参数方程和普通方程是曲线方程的不同形式.一般地,可以通过消去参数从参数方程得到普通方程.(2)如果知道变数x ,y 中的一个与参数t 的关系,例如x =f (t ),把它代入普通方程,求出另一个变数与参数的关系y =g (t ),那么⎩⎪⎨⎪⎧x =f (t ),y =g (t )就是曲线的参数方程.2.常见曲线的参数方程和普通方程1.直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t ,y =2-3t (t 为参数),求直线l 的斜率.解 将直线l 的参数方程化为普通方程为y -2=-3(x -1),因此直线l 的斜率为-3.2.已知直线l 1:⎩⎪⎨⎪⎧ x =1-2t ,y =2+kt (t 为参数)与直线l 2:⎩⎪⎨⎪⎧x =s ,y =1-2s (s 为参数)垂直,求k 的值.解 直线l 1的方程为y =-k 2x +4+k 2,斜率为-k2;直线l 2的方程为y =-2x +1,斜率为-2. ∵l 1与l 2垂直,∴(-k2)×(-2)=-1⇒k =-1.3.已知点P (3,m )在以点F 为焦点的抛物线⎩⎪⎨⎪⎧x =4t 2,y =4t (t 为参数)上,求|PF|的值.解 将抛物线的参数方程化为普通方程为y 2=4x ,则焦点F (1,0),准线方程为x =-1,又P (3,m )在抛物线上,由抛物线的定义知|PF|=3-(-1)=4.4.(2016·北京东城区模拟)已知曲线C 的极坐标方程是ρ=1,以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x 轴的正半轴,建立平面直角坐标系,直线l 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =-1+4t ,y =3t (t 为参数),求直线l 与曲线C 相交所截的弦长. 解 曲线C 的直角坐标方程为x 2+y 2=1, 直线l 的普通方程为3x -4y +3=0. 圆心到直线的距离d =|3×0-4×0+3|32+42=35.∴直线l 与曲线C 相交所截的弦长为21-(35)2=85.题型一 参数方程与普通方程的互化例1 (1)如图,以过原点的直线的倾斜角θ为参数,求圆x 2+y 2-x =0的参数方程.(2)在平面直角坐标系中,已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+s ,y =1-s (s 为参数),曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =t +2,y =t2(t 为参数),若l 与C 相交于A ,B 两点,求|AB|的长. 解 (1)圆的半径为12,记圆心为C (12,0),连接CP ,则∠PCx =2θ,故x P =12+12cos2θ=cos 2θ,y P =12sin2θ=sin θcos θ(θ为参数).所以圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos 2θ,y =sin θcos θ(θ为参数).(2)直线l 的普通方程为x +y =2,曲线C 的普通方程为y =(x -2)2(y ≥0),联立两方程得x 2-3x +2=0,求得两交点坐标为(1,1),(2,0),所以|AB|= 2. 思维升华 消去参数的方法一般有三种:(1)利用解方程的技巧求出参数的表示式,然后代入消去参数; (2)利用三角恒等式消去参数;(3)根据参数方程本身的结构特征,灵活的选用一些方法从整体上消去参数.将参数方程化为普通方程时,要注意防止变量x 和y 取值范围的扩大或缩小,必须根据参数的取值范围,确定函数f (t )和g (t )的值域,即x 和y 的取值范围.(1)求直线⎩⎪⎨⎪⎧ x =2+t ,y =-1-t (t 为参数)与曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos α,y =3sin α(α为参数)的交点个数. (2)在平面直角坐标系xOy 中,若直线l :⎩⎪⎨⎪⎧ x =t ,y =t -a (t 为参数)过椭圆C :⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos φ,y =2sin φ(φ为参数)的右顶点,求常数a 的值.解 (1)将⎩⎪⎨⎪⎧x =2+t ,y =-1-t 消去参数t 得直线x +y -1=0;将⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos α,y =3sin α消去参数α得圆x 2+y 2=9. 又圆心(0,0)到直线x +y -1=0的距离d =22<3. 因此直线与圆相交,故直线与曲线有2个交点. (2)直线l 的普通方程为x -y -a =0, 椭圆C 的普通方程为x 29+y 24=1,∴椭圆C 的右顶点坐标为(3,0),若直线l 过(3,0), 则3-a =0,∴a =3. 题型二 参数方程的应用例2 已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧ x =a -2t ,y =-4t (t 为参数),圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =4cos θ,y =4sin θ(θ为参数).(1)求直线l 和圆C 的普通方程;(2)若直线l 与圆C 有公共点,求实数a 的取值范围. 解 (1)直线l 的普通方程为2x -y -2a =0, 圆C 的普通方程为x 2+y 2=16. (2)因为直线l 与圆C 有公共点,故圆C 的圆心到直线l 的距离d =|-2a |5≤4,解得-25≤a ≤2 5.思维升华 已知圆、圆锥曲线的参数方程解决有关问题时,一般是把参数方程化为普通方程,通过互化解决与圆、圆锥曲线上动点有关的问题,如最值、范围等.在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 1和C 2的参数方程分别为⎩⎨⎧x =5cos θ,y =5sin θ⎝⎛⎭⎫θ为参数,0≤θ≤π2和⎩⎨⎧x =1-22t ,y =-22t (t 为参数),求曲线C 1与C 2的交点坐标.解 曲线C 1的普通方程为x 2+y 2=5(x ≥0,y ≥0). 曲线C 2的普通方程为x -y -1=0.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ x -y -1=0,x 2+y 2=5(x ≥0,y ≥0),得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =1.∴曲线C 1与C 2的交点坐标为(2,1). 题型三 极坐标方程和参数方程的综合应用例3 (2015·课标全国Ⅱ)在直角坐标系xOy 中,曲线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =t cos α,y =t sin α(t 为参数,t ≠0),其中0≤α<π,在以O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 2:ρ=2sin θ,曲线C 3:ρ=23cos θ.(1)求C 2与C 3交点的直角坐标;(2)若C 1与C 2相交于点A ,C 1与C 3相交于点B ,求|AB|的最大值.解 (1)曲线C 2的直角坐标方程为x 2+y 2-2y =0,曲线C 3的直角坐标方程为x 2+y 2-23x =0.联立⎩⎨⎧ x 2+y 2-2y =0,x 2+y 2-23x =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =0,或⎩⎨⎧x =32,y =32.所以C 2与C 3交点的直角坐标为(0,0)和⎝⎛⎭⎫32,32.(2)曲线C 1的极坐标方程为θ=α(ρ∈R ,ρ≠0),其中0≤α<π. 因此A 的极坐标为(2sin α,α),B 的极坐标为(23cos α,α).所以|AB|=|2sin α-23cos α|=4⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎫α-π3. 当α=5π6时,|AB|取得最大值,最大值为4.思维升华 在对坐标系与参数方程的考查中,最能体现坐标法的解题优势,灵活地利用坐标法可以使问题得到简捷的解答.例如,将题设条件中涉及的极坐标方程和参数方程等价转化为直角坐标方程,然后在直角坐标系下对问题进行求解就是一种常见的解题方法,对应数学问题求解的“化生为熟”原则,充分体现了转化与化归的数学思想.在直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,圆C 的极坐标方程为ρ=22cos(θ+π4),直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =t ,y =-1+22t (t 为参数),直线l 和圆C 交于A ,B 两点,P 是圆C 上不同于A ,B 的任意一点. (1)求圆心的极坐标; (2)求△P AB 面积的最大值. 解 (1)由圆C 的极坐标方程为 ρ=22cos(θ+π4),得ρ2=22(22ρcos θ-22ρsin θ), 把⎩⎪⎨⎪⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ代入可得圆C 的直角坐标方程为x 2+y 2-2x +2y =0, 即(x -1)2+(y +1)2=2. ∴圆心坐标为(1,-1), ∴圆心的极坐标为(2,7π4). (2)由题意,得直线l 的直角坐标方程为22x -y -1=0. ∴圆心(1,-1)到直线l 的距离d =|22+1-1|(22)2+(-1)2=223,∴|AB|=2r 2-d 2=22-89=2103. 点P 到直线l 的距离的最大值为r +d =2+223=523, ∴S max =12×2103×523=1059.1.求直线⎩⎨⎧x =1-12t ,y =32t(t 为参数)被曲线⎩⎨⎧x =cos θ,y =3sin θ(θ为参数)所截得的弦长.解 直线方程可化为3x +y -3=0, 曲线方程可化为x 2+y 23=1.由⎩⎪⎨⎪⎧y =-3x +3,x 2+y 23=1,得x 2-x =0, ∴x =0或x =1.可得交点为A (0,3),B (1,0). ∴AB =1+3=2. ∴所截得的弦长为2.2.直线⎩⎪⎨⎪⎧x =4+at ,y =bt (t 为参数)与圆⎩⎨⎧x =2+3cos θ,y =3sin θ(θ为参数)相切,求切线的倾斜角. 解 直线的普通方程为bx -ay -4b =0,圆的普通方程为(x -2)2+y 2=3,直线与圆相切,则圆心(2,0)到直线的距离为3,从而有3=|2b -a ·0-4b |a 2+b2,即3a 2+3b 2=4b 2,∴b =±3a ,而直线的倾斜角的正切值为tan α=b a ,∴tan α=±3,因此切线的倾斜角为π3或2π3.3.已知直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程:⎩⎨⎧x =22t -2,y =22t(t 为参数),以直角坐标系的原点O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,求以极点为圆心且与直线l 相切的圆的极坐标方程.解 ∵直线l 的直角坐标方程为x -y +2=0. ∴原点到直线的距离r =22=1. ∴以极点为圆心且与直线l 相切的圆的极坐标方程为ρ=1.4.(2015·湖北)在直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知直线l 的极坐标方程为ρ(sin θ-3cos θ)=0,曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =t -1t,y =t +1t(t 为参数),l 与C 相交于A ,B 两点,求|AB|的长.解 直线l 的极坐标方程ρ(sin θ-3cos θ)=0化为直角坐标方程为3x -y =0,曲线C 的参数方程⎩⎨⎧x =t -1t,y =t +1t两式经过平方相减,化为普通方程为y 2-x 2=4,联立⎩⎪⎨⎪⎧3x -y =0,y 2-x 2=4解得⎩⎨⎧x =-22,y =-322或⎩⎨⎧x =22,y =322.所以A ⎝⎛⎭⎫-22,-322,B ⎝⎛⎭⎫22,322. 所以|AB|=⎝⎛⎭⎫-22-222+⎝⎛⎭⎫-322-3222=2 5.5.在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2t ,y =2t2(t 为参数),在以O 为极点,以x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 2的方程为ρsin(θ+π4)=22,求曲线C 1与曲线C 2的交点个数.解 曲线C 1,C 2化为普通方程和直角坐标方程分别为x 2=2y ,x +y -4=0,联立⎩⎪⎨⎪⎧x 2=2y ,x +y -4=0,消去y 得x 2+2x -8=0,因为判别式Δ>0,所以方程有两个实数解.故曲线C 1与曲线C 2的交点个数为2.6.(2016·全国甲卷)在直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为(x +6)2+y 2=25. (1)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求C 的极坐标方程;(2)直线l 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =t cos α,y =t sin α(t 为参数),l 与C 交于A 、B 两点,|AB |=10,求l 的斜率.解 (1)由x =ρcos θ,y =ρsin θ可得圆C 的极坐标方程ρ2+12ρcos θ+11=0. (2)在(1)中建立的极坐标系中,直线l 的极坐标方程为θ=α(ρ∈R).设A ,B 所对应的极径分别为ρ1,ρ2,将l 的极坐标方程代入C 的极坐标方程得ρ2+12ρcos α+11=0.于是ρ1+ρ2=-12cos α,ρ1ρ2=11.|AB |=|ρ1-ρ2|=(ρ1+ρ2)2-4ρ1ρ2=144cos 2α-44. 由|AB |=10得cos 2α=38,tan α=±153.所以l 的斜率为153或-153. 7.(2015·陕西)在直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =3+12t ,y =32t(t 为参数).以原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,⊙C 的极坐标方程为ρ=23sin θ.(1)写出⊙C 的直角坐标方程;(2)P 为直线l 上一动点,当P 到圆心C 的距离最小时,求P 的直角坐标. 解 (1)由ρ=23sin θ,得ρ2=23ρsin θ, 从而有x 2+y 2=23y , 所以x 2+(y -3)2=3.(2)设P ⎝⎛⎭⎫3+12t ,32t ,又C (0,3),则|PC|=⎝⎛⎭⎫3+12t 2+⎝⎛⎭⎫32t -32=t 2+12, 故当t =0时,PC 取得最小值, 此时,P 点的直角坐标为(3,0).8.(2016·全国乙卷)在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos t ,y =1+a sin t (t 为参数,a >0).在以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 2:ρ=4cos θ. (1)说明C 1是哪一种曲线,并将C 1的方程化为极坐标方程;(2)直线C 3的极坐标方程为θ=α0,其中α0满足tan α0=2,若曲线C 1与C 2的公共点都在C 3上,求a .解 (1)消去参数t 得到C 1的普通方程x 2+(y -1)2=a 2,C 1是以(0,1)为圆心,a 为半径的圆. 将x =ρcos θ,y =ρsin θ代入C 1的普通方程中,得到C 1的极坐标方程为ρ2-2ρsin θ+1-a 2=0.(2)曲线C 1,C 2的公共点的极坐标满足方程组⎩⎪⎨⎪⎧ρ2-2ρsin θ+1-a 2=0,ρ=4cos θ.若ρ≠0,由方程组得16cos 2θ-8sin θcos θ+1-a 2=0,由已知tan θ=2,可得16cos 2θ-8sin θcos θ=0,从而1-a 2=0,解得a =-1(舍去),a =1. a =1时,极点也为C 1,C 2的公共点,在C 3上. 所以a =1.9.(2016·江苏)在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =1+12t ,y =32t ,(t 为参数),椭圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =2sin θ(θ为参数).设直线l 与椭圆C 相交于A ,B 两点,求线段|AB|的长.解 直线l 的方程化为普通方程为3x -y -3=0,椭圆C 的方程化为普通方程为x 2+y 24=1,联立方程组得⎩⎪⎨⎪⎧3x -y -3=0,x 2+y 24=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=1y 1=0或⎩⎨⎧x 2=-17,y 2=-837,∴A (1,0),B ⎝⎛⎭⎫-17,-837.故|AB|=⎝⎛⎭⎫1+172+⎝⎛⎭⎫0+8372=167.10.(2016·全国丙卷)在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎨⎧x =3cos α,y =sin α(α为参数),以坐标原点为极点,以x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C 2的极坐标方程为ρsin ⎝⎛⎭⎫θ+π4=2 2. (1)写出C 1的普通方程和C 2的直角坐标系方程;(2)设点P 在C 1上,点Q 在C 2上,求|PQ |的最小值及此时P 的直角坐标. 解 (1)C 1的普通方程为x 23+y 2=1.C 2的直角坐标方程为x +y -4=0.(2)由题意,可设点P 的直角坐标为(3cos α,sin α).因为C 2是直线,所以|PQ |的最小值即为P 到C 2距离d (α)的最小值, d (α)=|3cos α+sin α-4|2=2⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎫α+π3-2. 当且仅当α=2k π+π6(k ∈Z)时,d (α)取得最小值,最小值为2,此时P 的直角坐标为⎝⎛⎭⎫32,12.。

参数方程的概念(教案)

参数方程的概念(教案)

1. 让学生理解参数方程的定义和特点。

2. 让学生掌握参数方程的表示方法和求解方法。

3. 培养学生运用参数方程解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 参数方程的定义2. 参数方程的表示方法3. 参数方程的求解方法4. 参数方程的应用三、教学重点与难点1. 重点:参数方程的定义、表示方法和求解方法。

2. 难点:参数方程的应用。

四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生从实际问题中提出参数方程的需求。

2. 使用多媒体课件,直观展示参数方程的定义和应用。

3. 利用数学软件或图形计算器,动态演示参数方程的图形变化。

五、教学过程1. 导入:通过一个实际问题,引入参数方程的概念。

2. 讲解:详细讲解参数方程的定义、表示方法和求解方法。

3. 案例分析:分析几个典型的参数方程案例,引导学生掌握参数方程的应用。

4. 练习:布置一些练习题,让学生巩固所学内容。

5. 总结:对本节课的内容进行总结,强调参数方程在实际问题中的应用价值。

1. 引入实例:通过简单的实际问题,如物体运动轨迹的描述,引入参数方程的概念。

2. 概念讲解:详细讲解参数方程的定义,解释参数与变量之间的关系。

3. 表示方法:介绍参数方程的表示方法,包括参数方程的一般形式和特殊形式。

4. 求解方法:讲解参数方程的求解方法,包括代入法和消元法。

5. 应用练习:提供一些应用题,让学生练习如何建立和应用参数方程解决问题。

七、教学评估1. 课堂问答:通过提问方式检查学生对参数方程概念的理解程度。

2. 练习解答:评估学生完成练习题的情况,检验学生对参数方程表示方法和求解方法的掌握。

3. 小组讨论:观察学生在小组讨论中的表现,了解学生对参数方程应用的理解和应用能力。

八、教学资源1. 多媒体课件:使用PPT或其他软件制作多媒体课件,展示参数方程的图形和实际应用。

2. 数学软件:利用数学软件或图形计算器,演示参数方程的图形变化和求解过程。

3. 练习题库:准备一些参数方程的练习题,包括基础题和应用题。

电路理论基础课后答案(哈工大陈希有)第14章

电路理论基础课后答案(哈工大陈希有)第14章

图 14.4(f)
1 j j Z j 0
(d)
u R i u ( 1 ) 1 b 1 2 u R i R ( i i ) ( 2 ) 2 C C C 2 1
将式(2)代入式(1) 整理得
u R R R i 1 b Ci 1 C 2 u R i R i 2 C 1 C 2
-1-
题 14.1 求图示各二端口网络的 Y 参数。
+ -
I1 U1
R1
R2
3I1
I2 R3 U2
u1
i1 8
u
4 2
2i1 u2
U1
I1
R1
R2
R1
(c)
R2
I2 U2
u1
i1
+
u3 i2
i
R3
u2
R1
R2
(d)
(a)
(b)
U
2A
所以
题 14.2
一个互易网络的两组测量值如图题 14.2 所示。试根据这些测量值求 Y 参数。
jA
互 易 网 络 (a)
j5A
1
j2V
I 1
I 2 2 U
I 1
2
互 易 网 络 (b)
I 2
1V
U 2
图题 14.2 解:图(a)中
I 2 A , U j 2 V, U 2 j 5 j 10 V, I j 5 A 1 1 2 2
题 14.4 求图示各二端口网络的 Z 参数。
R R 2R 3U1
sL1 I2 U2 *
sM sL2 1 / sC

《参数方程》教案(新人教选修)

《参数方程》教案(新人教选修)

《参数方程》教案(新人教选修)第一章:参数方程的概念1.1 参数方程的定义与形式引入参数的概念,解释参数方程与普通方程的区别。

举例说明参数方程的形式,如圆的参数方程。

1.2 参数方程的图像利用图形展示参数方程所表示的曲线。

引导学生观察参数变化时,曲线的变化情况。

1.3 参数方程的应用结合实际问题,介绍参数方程的应用,如物体的运动轨迹。

引导学生理解参数方程在实际问题中的作用。

第二章:参数方程的变换2.1 参数变换的概念引入参数变换的概念,解释参数变换的作用。

举例说明参数变换的形式,如从直角坐标系到极坐标系的变换。

2.2 参数变换的方法引导学生掌握参数变换的方法,如代数变换、三角变换等。

利用实例演示参数变换的过程。

2.3 参数变换的应用结合实际问题,介绍参数变换的应用,如解三角方程。

引导学生理解参数变换在实际问题中的作用。

第三章:参数方程的求解3.1 参数方程的求解概念引入参数方程的求解概念,解释求解的目的。

举例说明参数方程的求解方法,如代数方法、图形方法等。

3.2 参数方程的求解方法引导学生掌握参数方程的求解方法,如代数求解、图形求解等。

利用实例演示参数方程的求解过程。

3.3 参数方程的求解应用结合实际问题,介绍参数方程的求解应用,如求解物理问题。

引导学生理解参数方程的求解在实际问题中的作用。

第四章:参数方程的综合应用4.1 参数方程与普通方程的转换引导学生理解参数方程与普通方程之间的转换关系。

利用实例演示参数方程与普通方程的转换过程。

4.2 参数方程在实际问题中的应用结合实际问题,介绍参数方程在实际问题中的应用,如工程问题、物理问题等。

引导学生理解参数方程在实际问题中的重要性。

4.3 参数方程的综合实例分析提供综合实例,让学生运用所学知识解决实际问题。

引导学生进行讨论和思考,提高学生解决问题的能力。

第五章:参数方程的进一步研究5.1 参数方程的性质研究引导学生研究参数方程的性质,如对称性、周期性等。

第十四章 第二节 参数方程

第十四章   第二节  参数方程

1.化参数方程为普通方程 . 消去参数方程中的参数,就可把参数方程化为普通方 消去参数方程中的参数, 程,消去参数的常用方法有:①代入消去法;②加减消 消去参数的常用方法有: 代入消去法; 去法; 乘除消去法; 三角恒等式消去法. 去法;③乘除消去法;④三角恒等式消去法.
2.化普通方程为参数方程 . 只要适当选取参数t,确定x=φ(t),再代入普通方程, 只要适当选取参数t,确定x=φ(t),再代入普通方程, 求得y= 求得 =φ(t),即可化为参数方程 ,
2.设直线参数方程为 .
(t为参数 ,则它 为参数), 为参数
的斜截式方程为________. 的斜截式方程为
解析: 解析:设直线的斜率为 2
=-4时 = , = - ,当t=- 时,x=0,y=3- =- ). .
,故直线的斜截式方程为y= x+(3-2 故直线的斜截式方程为 = + - )
答案: = + - 答案:y=x+(3-2
=1,故c= , =
.
4.圆(x-1)2+y2=r2(r>0)与椭圆 . - > 与椭圆 有公共点,求圆的半径r的取值范围 有公共点,求圆的半径 的取值范围 解:将 代入圆的方程得
(α为参数 为参数) 为参数 .
r2=(2cosα-1)2+sin2α=3(cosα- - = - ≤r2≤9,∵r>0,∴半径 的取值范围是 , > , 半径r的取值范围是 答案: 答案:
如果曲线C与直线x+y+a=0有公共点 那么实数a的 有公共点, 如果曲线C与直线x+y+a=0有公共点,那么实数a的 与直线 范围是________. 范围是
解析: 解析:∵ 圆与直线有公共点, = 圆与直线有公共点,d= 解得1- 解得 - 2 ≤ a ≤ 1 + 2.
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第2课时 参数方程1.参数方程和普通方程的互化(1)曲线的参数方程和普通方程是曲线方程的不同形式.一般地,可以通过消去参数从参数方程得到普通方程.(2)如果知道变数x ,y 中的一个与参数t 的关系,例如x =f (t ),把它代入普通方程,求出另一个变数与参数的关系y =g (t ),那么⎩⎪⎨⎪⎧x =f (t ),y =g (t )就是曲线的参数方程.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =f (t ),y =g (t )中的x ,y 都是参数t 的函数.( √ )(2)过M 0(x 0,y 0),倾斜角为α⎝⎛⎭⎫α≠π2的直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos α,y =y 0+t sin α(t 为参数).参数t 的几何意义表示:直线l 上以定点M 0为起点,任一点M (x ,y )为终点的有向线段M 0M 的数量.( √ )(3)方程⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =1+2sin θ(θ为参数)表示以点(0,1)为圆心,以2为半径的圆.( √ )(4)已知椭圆的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos t ,y =4sin t (t 为参数),点M在椭圆上,对应参数t =π3,点O 为原点,则直线OM 的斜率为 3.( × )题组二 教材改编2.[P25例3]曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =-1+cos θ,y =2+sin θ(θ为参数)的对称中心( )A .在直线y =2x 上B .在直线y =-2x 上C .在直线y =x -1上D .在直线y =x +1上 答案 B解析 由⎩⎪⎨⎪⎧ x =-1+cos θ,y =2+sin θ,得⎩⎪⎨⎪⎧cos θ=x +1,sin θ=y -2.所以(x +1)2+(y -2)2=1.曲线是以(-1,2)为圆心,1为半径的圆,所以对称中心为(-1,2),在直线y =-2x 上. 3.[P37例2]在平面直角坐标系xOy 中,若直线l :⎩⎪⎨⎪⎧ x =t ,y =t -a (t 为参数)过椭圆C :⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos φ,y =2sin φ(φ为参数)的右顶点,求常数a 的值.解 直线l 的普通方程为x -y -a =0,椭圆C 的普通方程为x 29+y 24=1,∴椭圆C 的右顶点坐标为(3,0),若直线l 过(3,0), 则3-a =0,∴a =3.题组三 易错自纠4.直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t ,y =2-3t(t 为参数),求直线l 的斜率.解 将直线l 的参数方程化为普通方程为 y -2=-3(x -1),因此直线l 的斜率为-3.5.设P (x ,y )是曲线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+cos θ,y =sin θ(θ为参数,θ∈[0,2π))上任意一点,求yx的取值范围.解 由曲线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+cos θ,y =sin θ(θ为参数),得(x +2)2+y 2=1,表示圆心为(-2,0),半径为1的圆.y x 表示的是圆上的点和原点连线的斜率,设y x=k ,则原问题转化为y =kx 和圆有交点的问题,即圆心到直线的距离d ≤r ,所以|-2k |1+k2≤1,解得-33≤k ≤33, 所以y x 的取值范围为⎣⎡⎦⎤-33,33.6.已知曲线C 的极坐标方程是ρ=2cos θ,以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x 轴的正半轴,建立平面直角坐标系,直线l 的参数方程是⎩⎨⎧x =32t +m ,y =12t(t为参数).(1)求曲线C 的直角坐标方程和直线l 的普通方程; (2)设点P (m,0),若直线l 与曲线C 交于A ,B 两点,且|P A |·|PB |=1,求实数m 的值.解 (1)曲线C 的极坐标方程是ρ=2cos θ,化为ρ2=2ρcos θ,可得直角坐标方程为x 2+y 2-2x =0.直线l 的参数方程是⎩⎨⎧x =32t +m ,y =12t(t 为参数),消去参数t 可得x =3y +m , 即3y -x +m =0.(2)把⎩⎨⎧x =32t +m ,y =12t(t 为参数)代入方程x 2+y 2=2x ,化为t 2+(3m -3)t +m 2-2m =0,①由Δ>0,解得-1<m <3.设t 1,t 2为方程①的两个实数根, ∴t 1t 2=m 2-2m . ∵|P A |·|PB |=1=|t 1t 2|,∴m 2-2m =±1, 解得m =1±2或m =1,满足Δ>0. ∴实数m =1±2或m =1.题型一 参数方程与普通方程的互化1.(2018·开封调研)在平面直角坐标系xOy 中,直线l的参数方程为⎩⎨⎧x =-5+22t ,y =5+22t (t 为参数),以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴,取相同的单位长度建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为ρ=4cos θ.(1)求曲线C 的直角坐标方程及直线l 的普通方程;(2)将曲线C 上的所有点的横坐标缩短为原来的12,再将所得到的曲线向左平移1个单位长度,得到曲线C 1,求曲线C 1上的点到直线l 的距离的最小值. 解 (1)曲线C 的直角坐标方程为x 2+y 2=4x , 即(x -2)2+y 2=4.直线l 的普通方程为x -y +25=0.(2)将曲线C 上的所有点的横坐标缩短为原来的12,得(2x -2)2+y 2=4,即(x -1)2+y24=1,再将所得曲线向左平移1个单位长度,得曲线C 1:x 2+y 24=1,则曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =2sin θ(θ为参数).设曲线C 1上任一点P (cos θ,2sin θ),则点P 到直线l 的距离 d =|cos θ-2sin θ+25|2=|25-5sin (θ+φ)|2≥102⎝⎛⎭⎫其中tan φ=-12, 所以点P 到直线l 的距离的最小值为102.2.在《圆锥曲线论》中,阿波罗尼奥斯第一次从一个对顶圆锥(直或斜)得到所有的圆锥曲线,并命名了椭圆(ellipse)、双曲线(hyperboler)和抛物线(parabola),在这本晦涩难懂的书中有一个著名的几何问题:“在平面上给定两点A ,B ,设P 点在同一平面上且满足|P A ||PB |=λ(λ>0且λ≠1),P 点的轨迹是圆.”这个圆我们称之为“阿波罗尼奥斯圆”.已知点M 与长度为3的线段OA 两端点的距离之比为|OM ||MA |=12,建立适当坐标系,求出M 点的轨迹方程并化为参数方程.解 由题意,以OA 所在直线为x 轴,过O 点作OA 的垂线为y 轴,建立直角坐标系, 设M (x ,y ),则O (0,0),A (3,0). 因为|OM ||MA |=12,即x 2+y 2(x -3)2+y 2=12, 化简得(x +1)2+y 2=4,所以点M 的轨迹是以(-1,0)为圆心,2为半径的圆.由圆的参数方程可得⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ-1,y =2sin θ.思维升华 消去参数的方法一般有三种(1)利用解方程的技巧求出参数的表达式,然后代入消去参数.(2)利用三角恒等式消去参数. (3)根据参数方程本身的结构特征,灵活的选用一些方法从整体上消去参数.将参数方程化为普通方程时,要注意防止变量x 和y 取值范围的扩大或缩小,必须根据参数的取值范围,确定函数f (t )和g (t )的值域,即x 和y 的取值范围.题型二 参数方程的应用 典例 (2017·全国Ⅰ)在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos θ,y =sin θ (θ为参数),直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a +4t ,y =1-t (t 为参数). (1)若a =-1,求C 与l 的交点坐标;(2)若C 上的点到l 的距离的最大值为17,求a .解 (1)曲线C 的普通方程为x 29+y 2=1.当a =-1时,直线l 的普通方程为x +4y -3=0. 由⎩⎪⎨⎪⎧x +4y -3=0,x 29+y 2=1, 解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =0或⎩⎨⎧x =-2125,y =2425,从而C 与l 的交点坐标是(3,0),⎝⎛⎭⎫-2125,2425. (2)直线l 的普通方程是x +4y -4-a =0,故C 上的点(3cos θ,sin θ)到l 的距离为d =|3cos θ+4sin θ-a -4|17.当a ≥-4时,d 的最大值为a +917.由题设得a +917=17,所以a =8;当a <-4时,d 的最大值为-a +117.由题设得-a +117=17,所以a =-16.综上,a =8或a =-16.思维升华 (1)解决直线与圆的参数方程的应用问题时,一般是先化为普通方程,再根据直线与圆的位置关系来解决.(2)对于形如⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+at ,y =y 0+bt (t 为参数),当a 2+b 2≠1时,应先化为标准形式后才能利用t 的几何意义解题.跟踪训练 (2017·吉林实验中学月考)已知椭圆C :x 24+y 23=1,直线l :⎩⎨⎧x =-3+3t ,y =23+t(t 为参数).(1)写出椭圆C 的参数方程及直线l 的普通方程; (2)设A (1,0),若椭圆C 上的点P 满足到点A 的距离与到直线l 的距离相等,求点P 的坐标.解 (1)椭圆C 的参数方程为⎩⎨⎧x =2cos θ,y =3sin θ(θ为参数),直线l 的普通方程为x -3y +9=0. (2)设P (2cos θ,3sin θ),则|AP |=(2cos θ-1)2+(3sin θ)2=2-cos θ, P 到直线l 的距离d =|2cos θ-3sin θ+9|2=2cos θ-3sin θ+92.由|AP |=d ,得3sin θ-4cos θ=5,又sin 2θ+cos 2θ=1,得sin θ=35,cos θ=-45.故P ⎝⎛⎭⎫-85,335.题型三 极坐标方程和参数方程的综合应用典例 (2017·全国Ⅲ)在直角坐标系xOy 中,直线l 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2+t ,y =kt (t 为参数),直线l 2的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+m ,y =m k(m 为参数).设l 1与l 2的交点为P ,当k 变化时,P 的轨迹为曲线C . (1)写出C 的普通方程; (2)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,设l 3:ρ(cos θ+sin θ)-2=0,M 为l 3与C 的交点,求M 的极径.解 (1)消去参数t ,得l 1的普通方程l 1:y =k (x -2);消去参数m ,得l 2的普通方程l 2:y =1k (x +2).设P (x ,y ),由题设得⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -2),y =1k(x +2).消去k 得x 2-y 2=4(y ≠0).所以C 的普通方程为x 2-y 2=4(y ≠0).(2)C 的极坐标方程为ρ2(cos 2θ-sin 2θ)=4(0<θ<2π,θ≠π).联立⎩⎨⎧ρ2(cos 2θ-sin 2θ)=4,ρ(cos θ+sin θ)-2=0,得cos θ-sin θ=2(cos θ+sin θ).故tan θ=-13,从而cos 2θ=910,sin 2θ=110.代入ρ2(cos 2θ-sin 2θ)=4,得ρ2=5,所以交点M 的极径为 5.思维升华 在对坐标系与参数方程的考查中,最能体现坐标法的解题优势,灵活地利用坐标法可以更简捷的解决问题.例如,将题设条件中涉及的极坐标方程和参数方程等价转化为直角坐标方程,然后在直角坐标系下对问题进行求解就是一种常见的解题方法,对应数学问题求解的“化生为熟”原则,充分体现了转化与化归的数学思想.跟踪训练 (2018·福州调研)在直角坐标系xOy 中,曲线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =t cos α,y =t sin α (t 为参数,t ≠0),其中0≤α<π,在以O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 2:ρ=2sin θ,曲线C 3:ρ=23cos θ.(1)求C 2与C 3交点的直角坐标;(2)若C 1与C 2相交于点A ,C 1与C 3相交于点B ,求|AB |的最大值.解 (1)曲线C 2的直角坐标方程为x 2+y 2-2y =0, 曲线C 3的直角坐标方程为x 2+y 2-23x =0.联立⎩⎨⎧x 2+y 2-2y =0,x 2+y 2-23x =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =0,或⎩⎨⎧x =32,y =32.所以C 2与C 3交点的直角坐标为(0,0)和⎝⎛⎭⎫32,32.(2)曲线C 1的极坐标方程为θ=α(ρ∈R ,ρ≠0),其中0≤α<π.因此A 的极坐标为(2sin α,α),B 的极坐标为(23cos α,α).所以|AB |=|2sin α-23cos α|=4⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎫α-π3. 当α=5π6时,|AB |取得最大值,最大值为4.1.(2018·保定模拟)在直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =3+12t ,y =32t(t 为参数).以原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,⊙C 的极坐标方程为ρ=23sin θ.(1)写出⊙C 的直角坐标方程;(2)P 为直线l 上一动点,当P 到圆心C 的距离最小时,求P 的直角坐标.解 (1)由ρ=23sin θ,得ρ2=23ρsin θ, 所以x 2+y 2=23y ,所以⊙C 的直角坐标方程为x 2+(y -3)2=3.(2)设P ⎝⎛⎭⎫3+12t ,32t ,又C (0,3),则|PC |=⎝⎛⎭⎫3+12t 2+⎝⎛⎭⎫32t -32=t 2+12, 故当t =0时,|PC |取得最小值,此时,点P 的直角坐标为(3,0). 2.在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =1+12t ,y =32t(t 为参数),椭圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =2sin θ(θ为参数).设直线l 与椭圆C 相交于A ,B 两点,求线段AB 的长.解 直线l 的参数方程化为普通方程为3x -y -3=0,椭圆C 的参数方程化为普通方程为x 2+y24=1,联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧3x -y -3=0,x 2+y 24=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=1,y 1=0或⎩⎨⎧x 2=-17,y 2=-837,不妨取A (1,0),B ⎝⎛⎭⎫-17,-837,则|AB |=⎝⎛⎭⎫1+172+⎝⎛⎭⎫0+8372=167.3.已知在直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =22t -2,y =22t(t 为参数),以直角坐标系的原点O为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,求以极点为圆心且与直线l 相切的圆的极坐标方程. 解 ∵直线l 的直角坐标方程为x -y +2=0,∴原点到直线l 的距离r =22=1. ∴以极点为圆心且与直线l 相切的圆的极坐标方程为ρ=1.4.在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2t ,y =2t 2 (t 为参数),在以O 为极点,以x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 2的方程为ρsin ⎝⎛⎭⎫θ+π4=22,求曲线C 1与曲线C 2的交点个数.解 曲线C 1,C 2化为普通方程和直角坐标方程分别为x 2=2y ,x +y -4=0,联立⎩⎪⎨⎪⎧x 2=2y ,x +y -4=0,消去y 得x 2+2x -8=0,因为判别式Δ>0,所以方程有两个实数解.故曲线C 1与曲线C 2的交点个数为2.5.已知直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =-1-32t ,y =3+12t (t 为参数),以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,圆C 的极坐标方程为ρ=4sin ⎝⎛⎭⎫θ-π6. (1)求圆C 的直角坐标方程;(2)点P (x ,y )是直线l 与圆面ρ≤4sin ⎝⎛⎭⎫θ-π6的公共点,求3x +y 的取值范围.解 (1)因为圆C 的极坐标方程为ρ=4sin ⎝⎛⎭⎫θ-π6, 所以ρ2=4ρsin ⎝⎛⎭⎫θ-π6=4ρ⎝⎛⎭⎫32sin θ-12cos θ. 又ρ2=x 2+y 2,x =ρcos θ,y =ρsin θ, 所以x 2+y 2=23y -2x ,所以圆C 的直角坐标方程为x 2+y 2+2x -23y =0. (2)设z =3x +y ,由圆C 的直角坐标方程为x 2+y 2+2x -23y =0, 得(x +1)2+(y -3)2=4,所以圆C 的圆心是(-1,3),半径是2.将⎩⎨⎧x =-1-32t ,y =3+12t 代入到z =3x +y ,得z =-t .又直线l 过C (-1,3),圆C 的半径是2, 所以-2≤t ≤2, 所以-2≤-t ≤2,即3x +y 的取值范围是[-2,2]. 6.(2016·全国Ⅱ)在直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为(x +6)2+y 2=25.(1)以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,求C 的极坐标方程;(2)直线l 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =t cos α,y =t sin α(t 为参数),l 与C交于A ,B 两点,|AB |=10,求l 的斜率.解 (1)由x =ρcos θ,y =ρsin θ可得圆C 的极坐标方程ρ2+12ρcos θ+11=0.(2)在(1)中建立的极坐标系中,直线l 的极坐标方程为θ=α(ρ∈R ).设A ,B 所对应的极径分别为ρ1,ρ2,将l 的极坐标方程代入到C 的极坐标方程,得ρ2+12ρcos α+11=0. 于是ρ1+ρ2=-12cos α,ρ1ρ2=11. |AB |=|ρ1-ρ2|=(ρ1+ρ2)2-4ρ1ρ2 =144cos 2α-44.由|AB |=10,得cos 2α=38,tan α=±153.所以l 的斜率为153或-153.7.(2018·洛阳模拟)在极坐标系中,曲线C 的极坐标方程为ρ=42·sin ⎝⎛⎭⎫θ+π4.现以极点O 为原点,极轴为x 轴的正半轴建立平面直角坐标系,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =-2+12t ,y =-3+32t (t 为参数).(1)写出直线l 的普通方程和曲线C 的直角坐标方程; (2)设直线l 和曲线C 交于A ,B 两点,定点P (-2,-3),求|P A |·|PB |的值.解 (1)因为ρ=42sin ⎝⎛⎭⎫θ+π4=4sin θ+4cos θ, 所以ρ2=4ρsin θ+4ρcos θ, 所以x 2+y 2-4x -4y =0,即曲线C 的直角坐标方程为(x -2)2+(y -2)2=8; 直线l 的普通方程为3x -y +23-3=0. (2)把直线l 的参数方程代入到圆C : x 2+y 2-4x -4y =0中, 得t 2-(4+53)t +33=0,t 1,2=4+53±403-412,则t 1t 2=33.点P (-2,-3)显然在直线l 上.由直线标准参数方程下t 的几何意义知,|P A |·|PB |=|t 1t 2|=33,所以|P A |·|PB |=33. 8.已知曲线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =-4+cos t ,y =3+sin t(t 为参数),曲线C 2:⎩⎪⎨⎪⎧x =8cos θ,y =3sin θ(θ为参数). (1)化C 1,C 2的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线;(2)若C 1上的点P 对应的参数为t =π2,Q 为C 2上的动点,求PQ 中点M 到直线C 3:⎩⎪⎨⎪⎧x =3+2t ,y =-2+t (t 为参数)的距离的最小值.解 (1)曲线C 1:(x +4)2+(y -3)2=1,曲线C 2:x 264+y 29=1,曲线C 1是以(-4,3)为圆心,1为半径的圆; 曲线C 2是以坐标原点为中心,焦点在x 轴上,长半轴长是8,短半轴长是3的椭圆.(2)当t =π2时,P (-4,4),Q (8cos θ,3sin θ),故M ⎝⎛⎭⎫-2+4cos θ,2+32sin θ. 曲线C 3为直线x -2y -7=0,M 到C 3的距离d =55|4cos θ-3sin θ-13|,从而当cos θ=45,sin θ=-35时,d 取最小值855.9.已知曲线C 1的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =2+2sin θ(θ为参数),以直角坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 2的极坐标方程是ρ=-4cos θ. (1)求曲线C 1与C 2的交点的极坐标;(2)A ,B 两点分别在曲线C 1与C 2上,当|AB |最大时,求△OAB 的面积(O 为坐标原点).解 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧ x =2cos θ,y =2+2sin θ,得⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y -2=2sin θ,两式平方相加,得x 2+(y -2)2=4,即x 2+y 2-4y =0.①由ρ=-4cos θ,得ρ2=-4ρcos θ,即x 2+y 2=-4x .② ①-②得x +y =0,代入①得交点为(0,0),(-2,2).其极坐标为(0,0),⎝⎛⎭⎫22,3π4. (2)如图.由平面几何知识可知,A ,C 1,C 2,B 依次排列且共线时|AB |最大,此时|AB |=22+4,点O 到AB 的距离为 2.∴△OAB 的面积为S =12×(22+4)×2=2+2 2.10.已知曲线C 的参数方程是⎩⎨⎧x =a cos φ,y =3sin φ(φ为参数,a >0),直线l 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =3+t ,y =-1-t (t 为参数),曲线C 与直线l 有一个公共点在x 轴上,以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系. (1)求曲线C 的普通方程;(2)若点A (ρ1,θ),B ⎝⎛⎭⎫ρ2,θ+2π3,C ⎝⎛⎭⎫ρ3,θ+4π3在曲线C 上,求1|OA |2+1|OB |2+1|OC |2的值. 解 (1)直线l 的普通方程为x +y =2,与x 轴的交点为(2,0).又曲线C 的普通方程为x 2a 2+y 23=1,所以a =2,故所求曲线C 的普通方程是x 24+y 23=1.(2)因为点A (ρ1,θ),B ⎝⎛⎭⎫ρ2,θ+2π3,C ⎝⎛⎭⎫ρ3,θ+4π3在曲线C 上,即点A (ρ1cos θ,ρ1sin θ),B ⎝⎛⎭⎫ρ2cos ⎝⎛⎭⎫θ+2π3,ρ2sin ⎝⎛⎭⎫θ+2π3, C ⎝⎛⎭⎫ρ3cos ⎝⎛⎭⎫θ+4π3,ρ3sin ⎝⎛⎭⎫θ+4π3在曲线C 上, 故1|OA |2+1|OB |2+1|OC |2=1ρ21+1ρ22+1ρ23=14⎣⎡⎦⎤cos 2θ+cos 2⎝⎛⎭⎫θ+2π3+cos 2⎝⎛⎭⎫θ+4π3+ 13⎣⎡⎦⎤sin 2θ+sin 2⎝⎛⎭⎫θ+2π3+sin 2⎝⎛⎭⎫θ+4π3 =14⎣⎢⎡⎦⎥⎤1+cos 2θ2+1+cos ⎝⎛⎭⎫2θ+4π32+1+cos ⎝⎛⎭⎫2θ+8π32+ 13⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-cos 2θ2+1-cos ⎝⎛⎭⎫2θ+4π32+1-cos ⎝⎛⎭⎫2θ+8π32 =14×32+13×32=78.。

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