求曲线的参数方程 - 360文档中心

第二讲：曲线的参数方程

1．第二讲：曲线的参数方程参数方程的概念1．参数方程的概念(1)定义：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：＝f （t ）＝g （t ）①，并且对于t 的每一个允许值，由方程组①所确定的点M (x ，y )都在这条曲线上，那么方程①就叫做这条曲线的参数方程，联系变数x ，y 的变数t 叫做参变数，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)参数的意义：参数是联系变数x ，y 的桥梁，可以是有物理意义或几何意义的变数，也可以是没有明显实际意义的变数．2．参数方程与普通方程的区别与联系(1)区别：普通方程F (x ，y )＝0，直接给出了曲线上点的坐标x ，y 之间的关系，它含有x ，y＝f （t ）＝g （t ）(t 为参数)间接给出了曲线上点的坐标x ，y 之间的关系，它含有三个变量t ，x ，y ，其中x 和y 都是参数t 的函数．(2)联系：普通方程中自变量有一个，而且给定其中任意一个变量的值，可以确定另一个变量的值；参数方程中自变量也只有一个，而且给定参数t 的一个值，就可以求出唯一对应的x ，y 的值．这两种方程之间可以进行互化，通过消去参数可以把参数方程化为普通方程，而通过引入参数，也可把普通方程化为参数方程．2．圆的参数方程1．圆心在坐标原点，半径为r 的圆的参数方程如图圆O 与x 轴正半轴交点M 0(r ，0)．(1)设M (x ，y )为圆O 上任一点，以OM 为终边的角设为θ，则以θ为参数的圆O的参数其中参数θ的几何意义是OM 0绕O 点逆时针旋转到OM 的位置时转过的角度．(2)设动点M 在圆上从M 0点开始逆时针旋转作匀速圆周运动，角速度为ω，则OM 0经过时间t 转过的角θ＝ωt ，则以t 为参数的圆O 其中参数t 的物理意义是质点做匀速圆周运动的时间．2．圆心为C (a ，b )，半径为r 的圆的参数方程圆心为(a ，b )，半径为r 的圆的参数方程可以看成将圆心在原点，半径为r 的圆通过坐3．参数方程和普通方程的互化曲线的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在同一平面直角坐标系中表示曲线的方程的两种不同形式，两种方程是等价的可以互相转化．(2)将曲线的参数方程化为普通方程，有利于识别曲线的类型．参数方程通过消去参数就可得到普通方程．(3)普通方程化参数方程，首先确定变数x ，y 中的一个与参数t 的关系，例如x ＝f (t )，其次将x ＝f (t )代入普通方程解出y ＝g (t )(4)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．二圆锥曲线的参数方程1．椭圆的参数方程椭圆的参数方程(1)中心在原点，焦点在x 轴上的椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)φ是参数)，规定参数φ的取值范围是[0，2π)．(2)中心在原点，焦点在y 轴上的椭圆y 2a 2＋x 2b 2＝1(a >b >0)φ是参数)，规定参数φ的取值范围是[0，2π)．(3)中心在(h ，k )的椭圆普通方程为（x －h ）2a 2＋（y －k ）2b 2＝1，则其参数方程为φ是参数)．2．双曲线的参数方程和抛物线的参数方程1．双曲线的参数方程(1)中心在原点，焦点在x 轴上的双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1规定参数φ的取值范围为φ∈[0，2π)且φ≠π2，φ≠3π2．(2)中心在原点，焦点在y 轴上的双曲线y 2a 2－x 2b 2＝12．抛物线的参数方程(1)抛物线y 2＝2px (2)参数t 的几何意义是抛物线上除顶点外的任意一点与原点连线的斜率的倒数．三直线的参数方程1．直线的参数方程经过点M 0(x 0，y 0)，倾斜角为α的直线l t 为参数)．2．直线的参数方程中参数t 的几何意义(1)参数t 的绝对值表示参数t 所对应的点M 到定点M 0的距离．(2)当M 0M →与e (直线的单位方向向量)同向时，t 取正数．当M 0M →与e 反向时，t 取负数，当M 与M 0重合时，t ＝0．3．直线参数方程的其他形式对于同一条直线的普通方程，选取的参数不同，会得到不同的参数方程．我们把过点M 0(x 0，y 0)，倾斜角为α的直线，选取参数t ＝M 0M ＝x 0＋t cos α＝y 0＋t sin α(t 为参数)称为直线参数方程的标准形式，此时的参数t 有明确的几何意义．一般地，过点M 0(x 0，y 0)，斜率k ＝ba (a ，b 为常数)＝x 0＋at ＝y 0＋bt(t 为参数)，称为直线参数方程的一般形式，此时的参数t 不具有标准式中参数的几何意义．四渐开线与摆线（了解）1．渐开线的概念及参数方程(1)渐开线的产生过程及定义把一条没有弹性的细绳绕在一个圆盘上，在绳的外端系上一支铅笔，将绳子拉紧，保持绳子与圆相切，逐渐展开，铅笔画出的曲线叫做圆的渐开线，相应的定圆叫做渐开线的基圆．(2)圆的渐开线的参数方程以基圆圆心O 为原点，直线OA 为x 轴，建立如图所示的平面直角坐标系．设基圆的半径为r ，绳子外端M 的坐标为(x ，y )φ是参数)．这就是圆的渐开线的参数方程．2．摆线的概念及参数方程(1)摆线的产生过程及定义平面内，一个动圆沿着一条定直线无滑动地滚动时圆周上一个固定点所经过的轨迹，叫做平摆线，简称摆线，又叫旋轮线．(2)半径为r的圆所产生摆线的参数方程为φ是参数)．。

曲线的参数方程和与普通方程的互化

例1 如图,已知点P是圆O:x2+y2=4上的一个动点 ,点A(6,0).
当点P在圆上运动时,求线段PA中点M的轨迹方程，并说明点M的轨迹图形是什么？
解：取xOP , 则圆的参数方程为：
x 2 cos , (为参数） y 2 sin . 设点M的坐标为（x, y),则点P的坐标
的实质是三角代换.
抛物线的参数方程
y
M(x，y)
抛物线y2 =2px(p>0)的参数方程为:
x=2pt2 , (t为参数，t R
1 其中参数t= ( 0),当 =0时，t=0. tan 几何意义为：抛物线上除顶点外的任意一点与原点连线的斜率的倒数。
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.
例3、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
步骤：（1）消参；（2）注意取值范围。
(3)
y=t2+1/t2
（1）（x-2）2+y2=9 （2）y=1- 2x2（- 1≤x≤1）（3）x2- y=2（X≥2或x≤- 2）
（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.

为（2 cos ,2 sin ） ,由中点公式可得：
x 2 cos 6 2 sin cos 3, y sin 2 2
所以，点M的轨迹的参数方程是

样条曲线参数方程

样条曲线参数方程
样条曲线参数方程是一种数学表达方式，它使用参数方程来表示样条曲线。

在计算机图形学、数据可视化等领域中，样条曲线常常被用来拟合一组数据点，或者在两个维度之间创建平滑的转换。

样条曲线参数方程的一般形式是：
x(t) = a + b*t + c*t^2 + d*t^3 + ...
y(t) = e + f*t + g*t^2 + h*t^3 + ...
其中，t是参数，a、b、c、d、e、f、g、h等是系数，它们可以根据实际情况进行设定。

在具体应用中，根据需要拟合的数据点和给定的参数，可以通过最小二乘法、梯度下降法等优化算法来求解这些系数，从而得到最佳拟合的样条曲线。

需要注意的是，不同的样条曲线类型（如线性样条、二次样条、三次样条等）会有不同的参数方程形式。

此外，在实际应用中，还需要考虑数据点的离散程度、噪声干扰等因素，以便更好地选择和应用样条曲线参数方程。

第二讲：曲线的参数方程

可以使其准确落在指定位置.
1、参数方程的概念：
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),

y

g (t ).
（2）
那么方程(2) 就叫做这条曲线的参数方程, 联系变数x,y 的变数t叫做参数.
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。
x 1 cos
∴
参数方程为

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。
y
P M

o
Qx
解：设点M的坐标是(x, y)，xOP ,则点
P的坐标是(2 cos ,2sin ),由中点坐标公式得：
x 3
1 t 2 (t为参数)和x 3
1t2
y 2t
y 2t
小结：
（1）圆：（x－x0）2+（y－y0）2= r2
x x0 r cos

y

y0
r sin
（为参数）
（2）椭圆：x
a
2 2

y2 b2
1,(a

b
0)
（3）双曲线：ax22
由参数的任意性，可取y 2sin ,
所以椭圆 x2 y2 1的参数方程是 94
x

y

3 c os (为参数) 2sin
（2）把y 2t代入椭圆方程，得x2 4t 2 1 94

主题2参数方程第一讲曲线的参数方程精品

课标考纲解读1、通过分析抛射体运动中时间与运动物体位置的关系，了解参数方程，了解参数的意义。

2、能够进行参数方程与普通方程的互化。

考点知识清单1、参数方程的概念⑴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｛：兗）），并且对于t的每一个允许值，由方程组所确定的点M（x,y）都在这条曲线上，那么方程就叫这条曲线的_______ ，联系变数x,y的变数t叫做_______ ，简称 _____ 。

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 _____ 。

⑵_____ 联系变数x,y的桥梁，可以是一个有______ 义或______ 意义的变数，也可以是 ______ 的变数。

2、参数方程和普通方程的互化⑴曲线的_____ 和 ____ 是曲线方程的不同形式。

⑵在参数方程与普通方程的互化中必须使 ______保持一致。

例题及母题迁移［例1］设质点沿原点为圆心，半径为2的圆做匀角速度运动，角速度为n rad/s试以时间t为参数，建立质点运动轨迹的参数方程。

60［解析］显然点M的坐标x,y随着/ AOM的变化而变化，直接写出x 与y的关系式有困难，选一个新的变数0 = AOM，用B将坐标x,y 表示出来，再找0与t的关系。

［答案］解:如图2- 1-1所示，在运动开始时质点位于点A处，此时t=0.设动点M（x,y）对应时刻t,由图可知｛：舊鳥，又0青t （t以s为单位），得参数方程｛心卞旨_0）y Jsin —t—60［母题迁移］1、当方程是（）0变化时，由点P（2cos 0 ,3sir所确定的曲线的参数A{ x =2cos VA{y ：3sin 'ix z3cos 71 C{y =2sin 二B{ x =3sin JB{y =2cos '1x -」sin ■'D{y=J2cos ■'［例2］设飞机一匀速v=150m/s做水平飞行，若在飞行高度h=588m处投弹（设投弹的初速度等于飞机的速度）⑴求炸弹离开飞机后的轨迹方程；⑵飞机在离目标多远（水平距离）处投弹才能命中目标［答案］解：⑴如图2- 1-2所示，A为投弹点，坐标为（0,588）, B 为目标，坐标为（x0, 0）.记炸弹飞行的时间为t,在A点t=0.设M（X,Y）为飞行曲线上任意一点，它对应时刻t.炸弹初速度V。

常见曲线的参数方程

2.2 常见曲线的参数方程第一节圆锥曲线的参数方程一椭圆的参数方程1、中心在坐标原点，焦点在x 轴上，标准方程是22221(0)x y a b a b+=>>的椭圆的参数方程为cos (sin x a y b ϕϕϕ=⎧⎨=⎩为参数）同样，中心在坐标原点，焦点在y 轴上，标准方程是22221(0)y x a b a b+=>>的椭圆的参数方程为cos (sin x b y a ϕϕϕ=⎧⎨=⎩为参数）2、椭圆参数方程的推导如图，以原点O 为圆心，,()a b a b o >>为半径分别作两个同心圆，设A 为大圆上的任一点，连接OA ，与小圆交于点B ，过点,A B 分别作x 轴，y 轴的垂线，两垂线交于点M 。

设以Ox 为始边，OA 为终边的角为ϕ，点M 的坐标是(,)x y 。

那么点A 的横坐标为x ，点B 的纵坐标为y 。

由于点,A B 都在角ϕ的终边上，由三角函数的定义有cos cos ,sin sin x OA a y OB b ϕϕϕϕ==== 3当半径OA 绕点O 旋转一周时，就得到了点M 的轨迹，它的参数方程是cos (sin x a y b ϕϕϕ=⎧⎨=⎩为参数）这是中心在原点O ，焦点在x 轴上的椭圆的参数方程。

3、椭圆的参数方程中参数ϕ的意义圆的参数方程cos (sin x r y r θθθ=⎧⎨=⎩为参数）中的参数θ是动点(,)M x y 的旋转角，但在椭圆的参数方程cos (sin x a y b ϕϕϕ=⎧⎨=⎩为参数）中的参数ϕ不是动点(,)M x y 的旋转角，它是动点(,)M x y 所对应的圆的半径OA （或OB ）的旋转角，称为点M 的离心角，不是OM 的旋转角，通常规定[)0,2ϕπ∈ 4、椭圆参数方程与普通方程的互化可以借助同角三角函数的平方关系将普通方程和参数方程互化。

①由椭圆的参数方程cos (sin x a y b ϕϕϕ=⎧⎨=⎩为参数，0)a b >>，易得cos ,sin x ya b ϕϕ==，可以利用平方关系将参数方程中的参数ϕ化去得到普通方程22221(0)x y a b a b+=>>②在椭圆的普通方程22221(0)x y a b a b +=>>中，令cos ,sin x ya bϕϕ==，从而将普通方程化为参数方程cos (sin x a y b ϕϕϕ=⎧⎨=⎩为参数，0)a b >>注：①椭圆中参数的取值范围：由普通方程可知椭圆的范围是：,a x a b y b -≤≤-≤≤，结合三角函数的有界性可知参数[)0,2ϕπ∈②对于不同的参数，椭圆的参数方程也有不同的呈现形式。

曲线的参数方程公式

曲线的参数方程公式
曲线的参数方程公式是一种描述曲线的方法，它使用一个或多个参数来表示曲线上的点的坐标。

参数方程可以用来描述各种类型的曲线，包括直线、圆、椭圆、双曲线等。

通过使用参数方程，我们可以轻松地描述和绘制复杂的曲线。

一般来说，曲线的参数方程公式可以表示为：
x = f(t)
y = g(t)
其中，x和y分别是曲线上点的坐标，t是参数。

函数f(t)和g(t)
根据不同的曲线类型而定，它们决定了曲线上各点的位置。

举例来说，假设我们要描述一个圆的参数方程。

圆的标准方程是x^2 + y^2 = r^2，其中r是圆的半径。

通过将x和y表示为参数方程，我们可以得到：
x = r * cos(t)
y = r * sin(t)
在这个参数方程中，t的取值范围是[0, 2π]，它决定了圆上点的位置。

通过改变t的值，我们可以得到圆上不同的点的坐标，从而绘制出整个圆。

参数方程的另一个重要应用是描述参数曲线的运动轨迹。

例如，当一个物体在平面上做匀速圆周运动时，我们可以使用参数方程来描述物体的位置。

通过改变时间参数t的值，我们可以得到物体在不同时间点的位置坐标，绘制出运动轨迹。

总结起来，曲线的参数方程公式是一种灵活而强大的工具，用于描述和绘制各种类型的曲线。

它可以帮助我们更好地理解曲线的性质和特点，并在数学、物理、工程等领域中广泛应用。

13.2 参数方程

1 (2)若把曲线 C1 上各点的横坐标压缩为原来的倍,纵坐 2
3 标压缩为原来的倍得到曲线 C2,设点 P 是曲线 C2 上的一 2
个动点,求它到直线 l 的距离的最小值. 思维导引:(1)先把直线和圆的参数方程化为普通方程,然后利用直线被圆所截弦长公式求解;(2)先根据伸缩变换写出曲线 C2 的参数方程,从而写出点 P 的坐标,然后根据点到直线的距离公式求出目标函数,最后求最值.
考点二参数方程及其应用
【例 2】 (2013 内蒙古包头市模拟)已知直线
1 x 1 t, x cos , 2 l: (t 为参数),曲线 C1: y sin y 3t 2
(θ 为参数). (1)设 l 与 C1 相交于 A、B 两点,求|AB|;
3 d 取得最小值,最小值为 (- 2 +2)= 4
反思归纳
一般地 ,如果题目中涉及圆、椭圆
上的动点或求最值范围问题时可考虑用参数方程,设曲线上点的坐标,将问题转化为三角恒等变换问题解决,使解题过程简单明了.
即时突破 2 已知点 P(x,y)是圆 x +y =2y 上的动点 .
(1)求 2x+y 的取值范围; (2)若 x+y+a ≥0 恒成立,求实数 a 的范围.
π ρ cos =t,若两曲线有公共点,则 t 的取值范 3
围是 .
解析:将曲线 C1 的参数方程化为普通方程得 (x-2)2+y2=4, 即曲线 C1 是以(2,0)为圆心,2 为半径的圆, 将曲线 C2 的极坐标方程化成直角坐标方程得 x- 3 y-2t=0.
∵两曲线有公共点, ∴圆心(2,0)到直线 x- 3 y-2t=0 的距离

曲线的参数方程知识讲解

曲线的参数方程编稿：赵雷审稿：李霞【学习目标】1. 了解参数方程，了解参数的意义。

2. 能利用参数法求简单曲线的参数方程。

3. 掌握参数方程与普通方程的互化。

4. 能选择适当的参数写出圆和圆锥曲线的参数方程【要点梳理】要点一、参数方程的概念一般地，在平面直角坐标系中，如果曲线上任意一点的坐标yx,都是某个变数t的函数，即()...........()x f ty g t=⎧⎨=⎩①，并且对于t的每一个允许值，方程组①所确定的点(,)M x y都在这条曲线上，那么方程组①就叫做这条曲线的参数方程，联系yx,间的关系的变数t叫做参变数（简称参数）.相对于参数方程来说，直接给出曲线上点的坐标关系的方程(,)0F x y=，叫做曲线的普通方程。

要点诠释：（1）参数是联系变数x，y的桥梁，可以是一个有物理意义或几何意义的变数，也可以是没有明显实际意义的变数．（2）一条曲线是用直角坐标方程还是用参数方程来表示，要根据具体情况确定．（3）曲线的普通方程直接地反映了一条曲线上的点的横、纵坐标之间的关系，而参数方程是通过参数反映坐标变量x、y间的间接联系。

要点二、求曲线的参数方程求曲线参数方程的主要步骤：第一步，画出轨迹草图，设M（x，y）是轨迹上任意一点的坐标．画图时要注意根据几何条件选择点的位置，以便于发现变量之间的关系．第二步，选择适当的参数．参数的选择要考虑以下两点：一是曲线上每一点的坐标（x，y）都能由参数取某一值唯一地确定出来；例如，在研究运动问题时，通常选时间为参数；在研究旋转问题时，通常选旋转角为参数．此外，离某一定点的有向距离、直线的倾斜角、斜率、截距等也常常被选为参数．有时为了便于列出方程，也可以选两个以上的参数，再设法消去其中的参数得到普通方程，或剩下一个参数得到参数方程，但这样做往往增加了变形与计算的麻烦，所以参数个数一般应尽量少．二是曲线上每一点的坐标x，y与参数的关系比较明显，容易列出方程；第三步，根据已知条件、图形的几何性质、问题的物理意义等，建立点的坐标与参数的函数关系式，证明可以省略．要点诠释：普通方程化为参数方程时，（1）选取参数后，要特别注意参数的取值范围，它将决定参数方程是否与普通方程等价．（2）参数的选取不同，得到的参数方程是不同的．要点三、参数方程与普通方程的互化 1、参数方程化为普通方程（1）把参数方程化为普通方程的基本思想是消去参数，消去参数的常用方法有： ①代入法．先由一个方程求出参数的表达式（用直角坐标变量表示），再代入另一个方程． ②利用代数或三角函数中的恒等式消去参数．例如：对于参数方程1cos 1sin x a t t y a t t θθ⎧⎛⎫=+ ⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪=- ⎪⎪⎝⎭⎩如果t 是常数，θ是参数，那么可以利用公式sin 2θ+cos 2θ=1消参；如果θ是常数，t 是参数，那么适当变形后可以利用(m+n)2－(m －n)2=4mn 消参．③其他方法：加减消参法、乘除消参法、平方和（差）消参法、混合消参法等. 要点诠释：注意：一般来说，消去曲线的参数方程中的参数，就可以得到曲线的普通方程，但要注意，这种消参的过程要求不减少也不增加曲线上的点，即要求参数方程和消去参数后的普通方程是等价的．2、普通方程化为参数方程（1）把曲线C 的普通方程(,)0F x y =化为参数方程的基本思路是引入参数，即选定合适的参数t ，先确定一个关系式()x f t =，再代入普通方程求得另一个关系式()y g t =。

参数方程的曲率公式推导

参数方程的曲率公式推导曲线的参数方程表示为：$$\begin{cases}x = f(t) \\y = g(t)\end{cases}$$其中，$f(t)$和$g(t)$是关于参数$t$的函数。

我们先求曲线的切矢量$\vec{T}$：$$\vec{T} = \frac {d\vec{r}}{ds}$$其中，$\vec{r}$表示曲线上的任意一点$(x, y)$，$s$表示曲线上的弧长。

我们有：$$d\vec{r} = \frac {dx}{dt} dt \vec{i} + \frac {dy}{dt} dt \vec{j} = \left(\frac {dx}{dt} \vec{i} + \frac {dy}{dt} \vec{j}\right) dt =\vec{v} dt$$其中，$\vec{v}$表示曲线上的速度向量。

因此，切矢量$\vec{T}$可以表示为：$$\vec{T} = \frac {\vec{v}}{v} = \frac {\left(\frac {dx}{dt} \vec{i} + \frac {dy}{dt} \vec{j}\right)}{\sqrt{\left(\frac {dx}{dt}\right)^2 + \left(\frac {dy}{dt}\right)^2}} = \frac {\frac {dx}{dt} \vec{i} + \frac {dy}{dt} \vec{j}}{\sqrt{\left(\frac {dx}{dt}\right)^2 +\left(\frac {dy}{dt}\right)^2}}$$接下来，我们求曲线的曲率$K$，曲率的定义为：$$K = \left|\frac {d\vec{T}}{ds}\right|$$其中，$|\cdot|$表示向量的模。

我们有：$$\frac {d\vec{T}}{ds} = \frac {d}{ds}\left(\frac {\vec{v}}{v}\right) = \frac {\frac {d}{dt}\left(\frac {\vec{v}}{v}\right)}{\frac{ds}{dt}} = \frac {\frac {d}{dt}\left(\frac {\frac{d\vec{r}}{dt}}{\sqrt{\left(\frac {dx}{dt}\right)^2 + \left(\frac {dy}{dt}\right)^2}}\right)}{\sqrt{\left(\frac {dx}{dt}\right)^2 +\left(\frac {dy}{dt}\right)^2}} = \frac {\frac {d}{dt}\left(\frac{\vec{v}}{\sqrt{\left(\frac {dx}{dt}\right)^2 + \left(\frac{dy}{dt}\right)^2}}\right)}{\sqrt{\left(\frac {dx}{dt}\right)^2 +\left(\frac {dy}{dt}\right)^2}}$$将曲线的速度向量$\vec{v} = \frac {dx}{dt} \vec{i} + \frac {dy}{dt} \vec{j}$代入，得到：$$\frac {d\vec{T}}{ds} = \frac {\frac {d}{dt}\left(\frac {\frac {dx}{dt} \vec{i} + \frac {dy}{dt} \vec{j}}{\sqrt{\left(\frac {dx}{dt}\right)^2 + \left(\frac{dy}{dt}\right)^2}}\right)}{\sqrt{\left(\frac {dx}{dt}\right)^2 +\left(\frac {dy}{dt}\right)^2}}$$对$\frac {\frac {dx}{dt}}{\sqrt{\left(\frac {dx}{dt}\right)^2 +\left(\frac {dy}{dt}\right)^2}}$和$\frac {\frac{dy}{dt}}{\sqrt{\left(\frac {dx}{dt}\right)^2 + \left(\frac{dy}{dt}\right)^2}}$进行求导，利用链式法则，得到：$$\frac {d}{dt}\left(\frac {\frac {dx}{dt}}{\sqrt{\left(\frac{dx}{dt}\right)^2 + \left(\frac {dy}{dt}\right)^2}}\right) = \frac {\frac {d^2x}{dt^2}}{\sqrt{\left(\frac {dx}{dt}\right)^2 +\left(\frac {dy}{dt}\right)^2}} - \frac {\left(\frac {dx}{dt}\right)^2 \frac {d}{dt}\left(\frac {\frac {dx}{dt}}{\sqrt{\left(\frac{dx}{dt}\right)^2 + \left(\frac{dy}{dt}\right)^2}}\right)}{\left(\sqrt{\left(\frac {dx}{dt}\right)^2 + \left(\frac {dy}{dt}\right)^2}\right)^2}$$将上式中的$\frac {\frac {dx}{dt}}{\sqrt{\left(\frac{dx}{dt}\right)^2 + \left(\frac {dy}{dt}\right)^2}}$替换为切矢量$\vec{T}$，可得：$$\frac {d}{dt}\left(\frac {\vec{T_x}}{\sqrt{\vec{T_x^2} +\vec{T_y^2}}}\right) = \frac {\frac{d^2x}{dt^2}}{\sqrt{\vec{T_x^2} + \vec{T_y^2}}} - \frac{\vec{T_x^2} \frac {d}{dt}\left(\frac{\vec{T_x}}{\sqrt{\vec{T_x^2} +\vec{T_y^2}}}\right)}{\left(\sqrt{\vec{T_x^2} +\vec{T_y^2}}\right)^2}$$同理，$\frac {\frac {dy}{dt}}{\sqrt{\left(\frac {dx}{dt}\right)^2 + \left(\frac {dy}{dt}\right)^2}}$对$t$求导得：$$\frac {d}{dt}\left(\frac {\vec{T_y}}{\sqrt{\vec{T_x^2} +\vec{T_y^2}}}\right) = \frac {\frac{d^2y}{dt^2}}{\sqrt{\vec{T_x^2} + \vec{T_y^2}}} - \frac{\vec{T_y^2} \frac {d}{dt}\left(\frac{\vec{T_y}}{\sqrt{\vec{T_x^2} +\vec{T_y^2}}}\right)}{\left(\sqrt{\vec{T_x^2} +\vec{T_y^2}}\right)^2}$$由于$\vec{T_x} = \frac {dx}{dt}$，$\vec{T_y} = \frac{dy}{dt}$，代入上面的两个式子，并利用$\frac {d^2x}{dt^2} = \frac {d}{dt}\left(\frac {dx}{dt}\right)$和$\frac {d^2y}{dt^2} = \frac {d}{dt}\left(\frac {dy}{dt}\right)$，可得：$$\frac {d\vec{T}}{ds} = \frac {\frac{d^2x}{dt^2}}{\sqrt{\vec{T_x^2} + \vec{T_y^2}}} - \frac{\vec{T_x^2} \frac{d^2\vec{T_x}}{ds^2}}{\left(\sqrt{\vec{T_x^2} +\vec{T_y^2}}\right)^2} + \frac {\frac{d^2y}{dt^2}}{\sqrt{\vec{T_x^2} + \vec{T_y^2}}} - \frac{\vec{T_y^2} \frac{d^2\vec{T_y}}{ds^2}}{\left(\sqrt{\vec{T_x^2} +\vec{T_y^2}}\right)^2}$$将$\vec{T_x}^2 + \vec{T_y}^2 = 1$代入，并整理，可得：$$\frac {d\vec{T}}{ds} = \frac {d^2x}{dt^2} \vec{T_x} + \frac {d^2y}{dt^2} \vec{T_y} - \left(\frac {d^2x}{dt^2} \vec{T_x}^2 +\frac {d^2y}{dt^2} \vec{T_y}^2\right) \vec{T}$$进一步整理，可得曲率$K$的表达式为：$$K = \left|\frac {d\vec{T}}{ds}\right| = \sqrt{\left(\frac{d^2x}{dt^2}\right)^2 + \left(\frac {d^2y}{dt^2}\right)^2} $$上述表达式即为参数方程的曲率公式。

参数方程

∴a＝5· (－ 3)－3＝－3－5 3.
[答案] －3－5 3
[反思] 范围．
当参数方程中的参数范围不是R时，应注意参数的
纠错补练
x＝2sin θ＋1，已知曲线 y＝sin θ＋3
(θ为参数，0≤θ<π)，
则下列各点A(1,3)，B(2,2)，C(－1,2)在曲线上的点是________．
提醒：最后一步可以省略，但一定要注意所求的方程中所表示的点是否都表示曲线上的点，要注意那些特殊的点．
变式训练2
设质点沿以原点为圆心，半径为2的圆作匀角
π 速度运动，角速度为 60 rad/s，试以时间t为参数，建立质点运动轨迹的参数方程．
[解]
如图，运动开始时质点位于点A处，此时t＝0，设动
点M(x，y)对应时刻t，
(2)令 10＝t2＋1，解得 t＝± 3，故 a＝2t＝± 6.
老师点评已知曲线的参数方程，判断某点是否在曲线上，就是将点的坐标代入曲线的参数方程，然后建立关于参数的方程组，如果方程组有解，则点在曲线上；否则，点不在曲线上．
变式训练1 标是________．
(1)曲线C：
x＝t， y＝t－2
(t为参数)与y轴的交点坐
1 x＝t＋， t (2)已知点M(2，－2)在曲线C： y＝－2 求其对应的参数t的值．
(t为参数)上，
[解析]
(1)由y轴上的点的横坐标为0，得t＝0，y＝－2.
故与y轴交点的坐标为(0，－2)． (2)因为点M(2，－2)在曲线C上： 1 x＝t＋， 1 t 上，则2＝t＋ t ，即t2－2t＋1＝0，解得t＝1. y＝－2
[解析] 将A(1,3)点代入方程得θ＝0；将B、C点坐标代入方

常见曲线的参数方程课件

=1+cos
.
. . . .
令 cos2 = 0, θ k
例3.求曲线 r sinθ 及 r 2 cos θ 分别所围成的图形的公共部分的面积 θ θ , 联立后得交点坐标 y

由 sin > 0, θ
y
P r

x
o
2a
.
y
5.星形线(圆内旋轮线)
一圆沿另一圆内缘无滑动地滚动，动圆圆
周上任一点
所画出的曲线。 –a
a 4
o
a x
y
.
–a
o
a x
来看动点的慢动作
y
–a
o
a x
来看动点的慢动作
.
y
直角坐标方程为：
x y a
2 3
2 3
2 3
P
.
.
–a
o

a x
极坐标方程为
x a cos3 3 y a si n
当 t 由 ,
动点由 (0,0) (0,0) 依逆时针方向画出叶形线.
1. 曲线关于 y= x 对称 2. 曲线有渐进线 x+y+a = 0 3. 令 y = t x, 得参数式
3at x 3 t 1 2 3 at y t3 1
(- t , t -1)
a
x
.
x
来看动点的慢动作
参数方程 x = a (t – sint) y = a (1– cost)
y
t 的几何意义如图示
当 t 从 0 2，x从 0 2a 即曲线走了一拱

数学的参数方程公式有哪些

数学的参数方程公式有哪些数学中的参数方程是描述曲线的一种方式，它使用一个或多个变量（参数）来表示曲线上的点的位置。

参数方程可以用来描述平面曲线、空间曲线以及曲线家族等等。

以下是一些常见的参数方程公式：1.平面曲线的参数方程：- 直线：x = at + c，y = bt + d（a, b为常数，(c, d)为直线上的一点）- 圆：x = a + rcos(t)，y = b + rsin(t)（(a, b)为圆心坐标，r为半径）- 抛物线：x = at^2，y = bt（a, b为常数）- 椭圆：x = acos(t)，y = bsin(t)（(a, b)为椭圆的半长轴和半短轴长度）- 双曲线：x = asec(t)，y = btan(t)（(a, b)为双曲线参数）2.空间曲线的参数方程：- 螺线：x = a*cos(t)，y = a*sin(t)，z = bt（(a, b)为常数）- 柱面：x = a*cos(t)，y = a*sin(t)，z = bt（(a, b)为常数）- 锥面：x = ar*cos(t)，y = ar*sin(t)，z = bz（(a, b)为常数）3.曲线家族的参数方程：- 三角函数族：x = a*sin(nt + b)，y = c*cos(mt + d)（(a, b, c, d)为常数- 椭圆族：x = a*cos(t)，y = b*sin(t + c)（(a, b, c)为常数）- 抛物线族：x = at^2，y = bt + c（(a, b, c)为常数）在实际应用中，参数方程可以用来描述复杂的曲线，例如心形线、阿基米德螺线、贝塞尔曲线等等。

此外，参数方程还可用于描述空间曲线的轨迹、运动学问题以及动力学系统等。

曲线的参数方程

点A是x轴上的定点,坐标为(12,0).当点 P在圆上运动时,求线段PA中点M的轨迹.
解法一:
y
设M的坐标为(x,y), 的参数方程为 x =4cosθ y =4sinθ
圆x2+y2=16
O
P
M A x
∴可设点P坐标为(4cosθ,4sinθ) x =6+2cosθ 由中点公式得:点M的轨迹方程为 y =2sinθ
方法二、利用向量方法推导
设直线过M0 (x0 ，y0)，且与平面向量 a (l , m)
平行（其中l，m为常数）
x x0 lt (t R ) y y0 mt
直线参数方程的一般形式
方法三：把直线看作质点的匀速直线运动思考：如图，设质点从M0 (x0 ，y0)出发，沿着与x轴成α 角的方向作匀速直线运动，其速率v0.求点M的轨迹方程。 y α M M0
5
r
-5
o

p0
5
-5
5
(a,b) O1
P(x,y)
v(a,b)
r
-5
P 1 ( x1 , Leabharlann 1 )5o-5
x a r cos （为参数） y b r sin
练习：
x 5 cos 1. 已知圆O的参数方程是 y 5 sin （0 2） 5 (1)如果圆上的点P所对应的参数 3 则点P的坐标是_________。
3. 圆心在原点和圆心在（a，b）的标准方程。
x y r
2 2
2
2 2
x a
2
y b r
思考：如何将上述两个方程化为参数方程？
如果点P的坐标为( x, y),圆半径为r, POP , 0

各种曲线PROE的参数方程

r=10+(8*sin(theta))^2 (相似形：37、55) 44.椭圆线方程：a = 10 b = 20 theta = t*360 x = a*cos(theta) y = b*sin(theta)
45.梅花线(圆角五星)
方程：theta = t*360 r=10+(3*sin(theta*2.5))^2
9.双弧外摆线方程： l=2.5
b=2.5 x=3*b*cos(t*360)+l*cos(3*t*360) Y=3*b*sin(t*360)+l*sin(3*t*360)
10.星形线方程：a=5
x=a*(cos(t*360))^3 y=a*(sin(t*360))^3 11.心脏线
方程：a=10 r=a*(1+cos(theta))
theta=t*360 12.圆内螺旋线方程：theta=t*360
r=10+10*sin(6*theta) z=2*sin(6*theta)
13.正弦线方程：x=50*t y=10*sin(t*360) z=0
14.太阳线 (发光的太阳，见 73) 15.费马曲线（有点像螺纹线）数学方程：r＊r = a*a*theta
方程：a = 10 b = 20
theta = t*360*3 x = a*cos(theta) y = b*sin(theta)
z=t*12 49.空间螺旋梅花线方程：theta = t*360*4 r=10+(3*sin(theta*2.5))^2
z = t*16 50 鼓形线方程：r=5+3.3*sin(t*180)+t theta=t*360*10
方程：r = 5 theta = t*1800 z =(cos(theta-90))+24*t 21.三叶线方程：a=1

高中数学选修4-4-参数方程

参数方程知识集结知识元参数方程知识讲解1．参数方程的概念【知识点的认识】参数方程的定义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，即，并且对于t的每一个允许值，由该方程组所确定的点M（x，y）都在这条曲线上，那么此方程组就叫做这条曲线的参数方程，联系变数x，y的变数t叫做参变数，简称参数．对于参数方程而言，直接给出点的坐标间关系的方程F（x，y）＝0叫做普通方程．2．参数方程化成普通方程【知识点的认识】参数方程和普通方程的互化由参数方程化为普通方程：消去参数，消参数的方法有代入法、加减（或乘除）消元法、三角代换法等．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），那么就是曲线的参数方程，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．3．直线的参数方程【知识点的认识】直线、圆锥曲线的普通方程和参数方程轨迹普通方程参数方程直线y﹣y0＝tan α（x﹣x0）（t为参数）圆（x﹣a）2+（y﹣b）2＝r2（θ为参数）椭圆（θ为参数）+＝1（a＞b＞0）双曲线（θ为参数）﹣＝1抛物线y2＝2px（p＞0）（t为参数）【解题思路点拨】1．选取参数时的一般原则是：（1）x，y与参数的关系较明显，并列出关系式；（2）当参数取一值时，可唯一的确定x，y的值；（3）在研究与时间有关的运动物体时，常选时间作为参数；在研究旋转物体时，常选用旋转角作为参数；此外，也常用线段的长度、倾斜角、斜率、截距等作为参数．2．求曲线的参数方程常常分成以下几步：（1）建立直角坐标系，在曲线上设任意一点P（x，y）；（2）选择适当的参数；（3）找出x，y与参数的关系，列出解析式；（4）证明（常常省略）．3．根据直线的参数方程标准式中t的几何意义，有如下常用结论：（1）若M1，M2为l上任意两点，M1，M2对应t的值分别为t1，t2，则|M1M2|＝|t1﹣t2|；（2）若M0为线段M1M2的中点，则有t1+t2＝0；（3）若线段M1M2的中点为M，则M＝t M＝．一般地，若点P分线段M1M2所成的比为λ，则t P＝．4．直线的参数方程的一般式（t为参数），是过点M0（x0，y0），斜率为的直线的参数方程．当且仅当a2+b2＝1且b≥0时，才是标准方程，t才具有标准方程中的几何意义．将非标准方程化为标准方程是（t′∈R），式中“±”号，当a，b同号时取正；当a，b异号时取负．5．参数方程与普通方程互化时，要注意：（1）不是所有的参数方程都能化为普通方程；（2）在化参数方程为普通方程时变量的范围不能扩大或缩小；（3）把普通方程化为参数方程时，由于参数选择的不同而不同，参数的选择是由具体的问题来决定的．6．在已知圆、椭圆、双曲线和抛物线上取一点可考虑用其参数方程设定点的坐标，将问题转化为三角函数问题求解．7．在直线与圆和圆锥位置关系问题中，涉及距离问题探求可考虑应用直线参数方程中参数的几何意义求解．8．在求某些动点的轨迹方程时，直接寻找x，y的关系困难，甚至找不出时，可以通过引入参数，建立动点的参数方程后求解．4．圆的参数方程【知识点的认识】直线、圆锥曲线的普通方程和参数方程轨迹普通方程参数方程直线y﹣y0＝tan α（x﹣x0）（t为参数）圆（x﹣a）2+（y﹣b）2＝r2（θ为参数）椭圆（θ为参数）+＝1（a＞b＞0）双曲线（θ为参数）﹣＝1抛物线y2＝2px（p＞0）（t为参数）【解题思路点拨】1．选取参数时的一般原则是：（1）x，y与参数的关系较明显，并列出关系式；（2）当参数取一值时，可唯一的确定x，y的值；（3）在研究与时间有关的运动物体时，常选时间作为参数；在研究旋转物体时，常选用旋转角作为参数；此外，也常用线段的长度、倾斜角、斜率、截距等作为参数．2．求曲线的参数方程常常分成以下几步：（1）建立直角坐标系，在曲线上设任意一点P（x，y）；（2）选择适当的参数；（3）找出x，y与参数的关系，列出解析式；（4）证明（常常省略）．3．根据直线的参数方程标准式中t的几何意义，有如下常用结论：（1）若M1，M2为l上任意两点，M1，M2对应t的值分别为t1，t2，则|M1M2|＝|t1﹣t2|；（2）若M0为线段M1M2的中点，则有t1+t2＝0；（3）若线段M1M2的中点为M，则M0M＝t M＝．一般地，若点P分线段M1M2所成的比为λ，则t P＝．4．直线的参数方程的一般式（t为参数），是过点M0（x0，y0），斜率为的直线的参数方程．当且仅当a2+b2＝1且b≥0时，才是标准方程，t才具有标准方程中的几何意义．将非标准方程化为标准方程是（t′∈R），式中“±”号，当a，b同号时取正；当a，b异号时取负．5．参数方程与普通方程互化时，要注意：（1）不是所有的参数方程都能化为普通方程；（2）在化参数方程为普通方程时变量的范围不能扩大或缩小；（3）把普通方程化为参数方程时，由于参数选择的不同而不同，参数的选择是由具体的问题来决定的．6．在已知圆、椭圆、双曲线和抛物线上取一点可考虑用其参数方程设定点的坐标，将问题转化为三角函数问题求解．7．在直线与圆和圆锥位置关系问题中，涉及距离问题探求可考虑应用直线参数方程中参数的几何意义求解．8．在求某些动点的轨迹方程时，直接寻找x，y的关系困难，甚至找不出时，可以通过引入参数，建立动点的参数方程后求解．例题精讲参数方程例1.直线l的参数方程为（t为参数）．圆C的参数方程为（θ为参数），则直线l被圆C截得的弦长为___．例2.已知圆C的参数方程为（θ为参数），以原点为极点，x轴的正半轴为极轴建立极坐标系，直线l的极坐标方程为ρsinθ+ρcosθ=1，则直线l截圆C所得的弦长是___．例3.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，已知抛物线C的极坐标方程为ρcos2θ=4sinθ（ρ≥0），直线l的参数方程为（t为参数），设直线l与抛物线C的两交点为A、B，点F为抛物线C的焦点，则|AF|+|BF|=___．当堂练习填空题练习1.在平面直角坐标系xOy中，直线l的参数方程为（t为参数）．圆C的参数方程是=（θ为参数），直线l与圆C交于两个不同的点A、B，当点P在圆C上运动时，△PAB面积的最大值为___练习2.参数方程（θ∈R）所表示的曲线与x轴的交点坐标是_______练习3.设直线的参数方程为（t为参数），点P在直线上，且与点M0（-4，0）的距离为2，若该直线的参数方程改写成（t为参数），则在这个方程中P点对应的t值为____．练习4.设a∈R，直线ax-y+2=0和圆（θ为参数）相切，则a的值为___。

双曲线、抛物线的参数方程

2p x= , 2 tan 解出x,y得到抛物线（不包括顶点）的参数方程： ( 为参数) y 2p . 1 tan 如果设t= ,t (-,0) (0,+),则有 tan x=2pt2 , (t为参数) 思考：参数t的几何意义是什么？ y 2pt . 当t 0时，参数方程表示的点正好就是抛物线的顶点（0，0）。
由此可见，平行四边形MAOB的面积恒为定值，与点M在双曲线上的位置无关。
练习:
xt
1.已知参数方程
1 t 1 (t 是参数, t >0) y t t
化为普通方程,画出方程的曲线.
2.参数方程
x a sec y b tan ( 是参数, 2 2 )
表示什么曲线?画出图形.
二、圆锥曲线的参数方程
2、双曲线的参数方程
双曲线的参数方程
设M ( x, y)
a
y
A o B

B'
•M
A' x
在OAA '中，x
| OA | a | OA ' | cos cos
a sec sec,
b
在OBB '中，y | BB ' || OB | tan b tan .
练习、设 M为抛物线 y 2 2 x上的动点，给定点 M 0 ( 1,0)，点P为线段 M 0 M的中点，求点 P的轨迹方程。
复习回顾:
x a cos 1. 焦点在x轴上的 { (为参数 ) y b sin 椭圆的参数方程
对应的普通方程为: 2.焦点在x轴上的双曲线参数方程
x a sec 所以M的轨迹方程是 (为参数) y b tan

曲线长度参数方程计算公式

曲线长度参数方程计算公式曲线的长度可以通过积分来计算。

设曲线的参数方程为x=f(t)，y=g(t)，其中t的取值范围为[a,b]。

我们可以将曲线分割成一些很小的线段，在每个小线段上使用勾股定理来求其长度，然后对所有线段的长度进行求和，即可得到曲线的长度。

具体步骤如下：1.将曲线分成n个小线段，可以将[a,b]区间均匀地分成n个小区间，每个小区间的长度为(b-a)/n。

2.对于每个小线段，取其中一个端点作为起点，另一个端点作为终点。

起点的横坐标和纵坐标分别为x1和y1，终点的横坐标和纵坐标分别为x2和y23. 根据勾股定理，小线段的长度为 sqrt((x2 - x1)^2 + (y2 -y1)^2)。

4. 对于每个小线段的长度进行求和，即 sum = sum + sqrt((x2 -x1)^2 + (y2 - y1)^2)。

5. 当所有小线段处理完毕后，sum 的值就是曲线的长度。

这个方法是通过将曲线离散化成多个小线段来近似计算曲线的长度。

当n趋向于无穷大时，曲线的长度的计算结果也会趋向于精确值。

请注意，在使用这个方法计算曲线的长度时，选择合适的n值对结果的准确性有一定影响。

通常情况下，可以通过不断增大n来提高结果的准确性。

此外，还有一些特殊曲线的长度计算公式，例如直线、圆弧、椭圆等。

这些曲线的长度计算公式与参数方程略有不同，可以根据具体的曲线类型进行计算。

总结起来，曲线的长度参数方程计算公式为：length = ∫(a to b) sqrt((dx/dt)^2 + (dy/dt)^2) dt其中 dx/dt 和 dy/dt 分别表示曲线参数方程 x = f(t) 和 y = g(t) 对 t 的导数。

2.1.曲线的参数方程PPT课件

6
一、方程组有3个变量，其中的x,y表示点的坐标，变量t叫做参变量，而且x,y分别是t的函数。
二、由物理知识可知，物体的位置由时间t唯一决定，从数学角度看，这就是点M的坐标 x,y由t唯一确定，这样当t在允许值范围内连续变化时，x,y的值也随之连续地变化，于是就可以连续地描绘出点的轨迹。
这就是圆心在原点O，
o
M0 x
半径为r的圆的参数方程。
其中参数t有明确的物理意义
(质点作匀速圆周运动的 2时 021 刻)
16
考虑到＝ t ，也可以取为参数，
y
于是有{xy rrcso ins(为参数 )
M(x,y)
这也是圆心在原点O，
r
半径为r的圆的参数方程
o
其中参数的几何意义是 :
（1）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
y
t, 2t
（t为参数）
2.
②在普通方程xy=1中，令x = tan,可以化为参数方程
x tan ,
y
cot .
（为参数）
2021
27
（2）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
投放点
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？
？救援点
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？设飞机在点A将物资投出机舱，
如：①参数方程