苏教版数学高二数学苏教版选修4-44.1-2参数方程的意义参数方程与普通方程的互化
苏教版高二数学选修4-4 4.4.1～4.4.2 参数方程的意义 参数方程与普通方程的互化学案
4．4．4.1～4.4.2 参数方程的意义 参数方程与普通方程的互化1．参数方程的意义一般地，在平面直角坐标系中，如果曲线C 上任意一点P 的坐标x 和y 都可以表示为某个变量t 的函数⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝f (t )，y ＝g (t )，反过来，对于t 的每一个允许值，由函数式⎩⎪⎨⎪⎧x ＝f (t )，y ＝g (t )，所确定的点P (x ，y )都在曲线C 上，那么方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝f (t )，y ＝g (t )，就叫做曲线C 的参数方程，变量t 是参变数，简称参数．2．参数方程和普通方程的互化(1)参数方程与普通方程是曲线的两种不同的表达方式．(2)在参数方程与普通方程的互化中，必须使x ，y 的范围保持一致．[例1] 指出下列参数方程表示什么曲线：(1)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋4cos t ，y ＝－2＋4sin t (t 为参数)； (2)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝5cos t ，y ＝4sin t (t 为参数)； (3)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2t －2－t ，y ＝2t＋2－t (t 为参数)． [思路点拨] 分析参数方程的结构特征，恰当地选择方法消去参数．[对应学生用书P19][对应学生用书P19][精解详析] (1)∵cos 2t ＋sin 2t ＝1， ∴(x －1)2＋(y ＋2)2＝16cos 2t ＋16sin 2t ＝16， 即(x －1)2＋(y ＋2)2＝16.它表示以(1，－2)为圆心，半径为4的圆． (2)∵cos 2t ＋sin 2t ＝1， ∴(x 5)2＋(y4)2＝cos 2t ＋sin 2t ＝1， 即x 225＋y 216＝1. 它表示中心在原点，焦点在x 轴上的椭圆． (3)∵x 2－y 2＝(2t －2－t )2－(2t ＋2－t )2＝－4，∴y 2－x 2＝4.又2t >0，y ≥22t ·2－t ＝2，故y 2－x 2＝4(y ≥2)，它表示双曲线的上支．1．化参数方程为普通方程的基本思路是消去参数，常用的消参方法有：代入消元法、加减消元法、利用恒等式(三角的或代数的)消元法，但要注意等价性，要先由参数范围求出x ，y 范围后再消参．2．普通方程化为参数方程，必须先指定参数或给出参数与x ，y 中之一的函数关系，对同一个普通方程，由于选择参数不同，得到的参数方程也不同．1．已知曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x ＝t －1t，y ＝3⎝⎛⎭⎫t ＋1t (t 为参数，t ＞0)，求曲线C 的普通方程．解：因为x 2＝t ＋1t －2，所以x 2＋2＝t ＋1t ＝y3，故曲线C 的普通方程为3x 2－y ＋6＝0.2．根据下列条件求椭圆x 24＋y 2＝1的参数方程：(1)设y ＝sin θ，θ为参数； (2)设x ＝2t ，t 为参数．解：(1)把y ＝sin θ代入椭圆方程，得到x 24＋sin 2θ＝1，于是x 2＝4(1－sin 2θ)＝4cos 2θ，即x ＝±2cos θ，由于θ具有任意性，sin θ与cos θ的符号可以描述平面直角坐标系中点的坐标的符号，所以取x ＝2cos θ.因此，椭圆x 24＋y 2＝1的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2cos θ，y ＝sin θ，(θ为参数)．(2)把x ＝2t 代入椭圆方程，得到4t 24＋y 2＝1.于是y 2＝1－t 2，即y ＝±1－t 2.因此，椭圆x 24＋y 2＝1的参数方程是⎩⎨⎧ x ＝2t ，y ＝1－t 2，(t 为参数)和⎩⎨⎧x ＝2t ，y ＝－1－t 2，(t 为参数).[例2] 求经过点0[思路点拨] 写出直线的普通方程，选择恰当参数得参数方程． [精解详析] 如图，由题意知，直线的普通方程是y ＋1＝(x －2)tan α，直线方程可化为y ＋1sin α＝x －2cos α.令y ＋1sin α＝x －2cos α＝t ，选择t 为参数， 得直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋t cos α，y ＝－1＋t sin α(t 为参数)．其中参数t 的几何意义是有向线段M 0M 的数量．1．经过点M 0(x 0，y 0)，倾斜角为α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)．2．对于上述参数方程要注意以下几点：(1) 参数方程中α、x 0、y 0都是常数，t 是参数且α是直线的倾斜角．(2)参数t 的几何意义是有向线段M 0M 的数量，|t |表示直线上的动点M 到定点M 0的距离．(3)若令a ＝cos α，b ＝sin α，则直线方程可化为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x 0＋at ，y ＝y 0＋bt ，(t 为参数)且a 2＋b 2＝1，b ≥0.3．求直线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3＋t sin 20°，y ＝－t cos 20°(t 为参数)的倾斜角． 解：法一：直线的斜率 ＝－cos 20°sin 20°＝－sin 70°cos 70°＝－tan 70°＝tan 110°. ∴倾斜角为110°.法二：将方程改写成⎩⎪⎨⎪⎧x －3＝t sin 20°，－y ＝t cos 20°，消去t ， 得y ＝－(x －3)tan 70°，即y ＝(x －3)tan 110°， ∴倾斜角为110°.法三：将原参数方程化为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3＋(－t )cos 110°，y ＝(－t )sin 110°，令－t ＝t ′，则⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3＋t ′cos 110°，y ＝t ′sin 110°(t ′为参数)． ∴直线的倾斜角为110°.4.(湖南高考改编)在平面直角坐标系xOy 中，若直线l 1：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2s ＋1，y ＝s (s 为参数)和直线l 2：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝at ，y ＝2t －1(t 为参数)平行，求常数a 的值．解：先把两直线的参数方程化成普通方程．直线l 1：x －2y －1＝0，直线l 2：2x －ay －a ＝0.因为两直线平行，所以1×(－a )＝－2×2，故a ＝4，经检验，符合题意.[例3] (1)x 2＋y 2＝9；(2)(x －2)2＋(y －3)2＝9.[思路点拨] 联想三角函数选择角为参数可求参数方程．[精解详析] (1)如图，设M (x ，y )为圆上任一点，射线Ox 轴逆时针旋转到OM 形成的角为α，取α为参数．则圆x 2＋y 2＝9的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3cos α，y ＝3sin α(α为参数 )．(2)设x －2＝cos α，y －3＝sin α，则⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋cos α，y ＝3＋sin α. 因此圆(x －2)2＋(y －3)2＝9的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋3cos α，y ＝3＋3sin α(α为参数)．1．圆心在原点，半径为r 的圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝r cos α，y ＝r sin α(α为参数)．2．圆心在(a ，b )，半径为r 的圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a ＋r cos α，y ＝b ＋r sin α(α为参数)．3．利用圆的参数方程求动点的轨迹方程是常见的题型，可以根据条件，用圆的参数把动点的坐标表示出来，然后利用坐标之间的关系，得到动点的轨迹方程．5．(陕西高考改编)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．解：由x 2＋y 2－x ＝0，得⎝⎛⎭⎫x －122＋y 2＝14， 即圆的半径r ＝12.∵OP ＝2r ·cos θ＝cos θ， ∴x ＝OP ·cos θ＝cos 2θ， y ＝OP ·sin θ＝cos θ·sin θ.∴圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝cos 2θ，y ＝cos θ·sin θ(θ为参数)．6.如图，已知点P 是圆x 2＋y 2＝16上的一个动点，定点A (12，0)，当点P 在圆上运动时，求线段P A 的中点M 的轨迹的参数方程．解：设点M (x ，y )．∵圆x 2＋y 2＝16的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝4cos θ，y ＝4sin θ(θ为参数)．∴设点P (4cos θ，4sin θ)，由线段中点坐标公式得⎩⎨⎧x ＝4cos θ＋122，y ＝4sin θ2，(θ为参数)．即点M 的轨迹的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2cos θ＋6，y ＝2sin θ(θ为参数)．1．(江苏高考)在平面直角坐标系xOy 中，已知直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x ＝1－22t ，y ＝2＋22t (t为参数)，直线l 与抛物线y 2＝4x 相交于A ，B 两点，求线段AB 的长．解：将直线l 的参数方程⎩⎨⎧x ＝1－22t ，y ＝2＋22t (t 为参数)代入抛物线方程y 2＝4x ，得⎝⎛⎭⎫2＋22t 2＝4⎝⎛⎭⎫1－22t ，解得t 1＝0，t 2＝－8 2. 所以AB ＝|t 1－t 2|＝8 2.2．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． 解：直线的普通方程为x ＋y －1＝0， 圆的普通方程为x 2＋y 2＝32， 圆心到直线的距离d ＝22＜3， 故直线与圆的交点个数是2.3．已知A ＝{(x ，y )|x ＝2cos α，y ＝2sin α＋m ，α为参数}，B ＝{(x ，y )|x ＝t ＋3，y ＝3－t ，t 为参数}，且A ∩B ≠∅，求实数m 的取值范围．解：由⎩⎨⎧x ＝2cos α，y ＝2sin α＋m ，得[对应学生用书P21]x 2＋(y －m )2＝2cos 2α＋2sin 2α＝2. 所以A ＝{(x ，y )|x 2＋(y －m )2＝2}．由⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ＋3，y ＝3－t ，得x ＋y ＝6， 所以B ＝{(x ，y )|x ＋y －6＝0}． 因为A ∩B ≠∅，所以|m －6|2≤2，解得4≤m ≤8.4．已知直线⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝t cos α，y ＝t sin α(t 为参数)与圆⎩⎪⎨⎪⎧x ＝4＋2cos φ，y ＝2sin φ(φ为参数)相切，求此直线的倾斜角α.解：直线化为：y ＝x ·tan α， 圆化为：(x －4)2＋y 2＝4，∵直线与圆相切，∴圆心到直线的距离等于2，如图， ∴sin α＝24＝12，α＝π6或56π.5．若直线y ＝x －b 与曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋cos θ，y ＝sin θ(θ为参数，θ∈[0,2π))有两个不同的公共点，求实数b 的取值范围．解：曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋cos θ，y ＝sin θ即为圆(x －2)2＋y 2＝1.∵直线y ＝x －b 与圆(x －2)2＋y 2＝1有两个不同的公共点， ∴圆心(2,0)到直线y ＝x －b 的距离小于圆的半径1，即|2－b |2<1. 解得2－2<b <2＋ 2.即b 的取值范围为(2－2，2＋2)．6．已知某条曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋2t ，y ＝at 2(t 是参数，a ∈R )，点M (5,4)在该曲线上． (1)求常数a ；(2)求曲线C 的普通方程．解：(1)由题意，可知⎩⎪⎨⎪⎧ 1＋2t ＝5，at 2＝4，故⎩⎪⎨⎪⎧t ＝2，a ＝1，所以a ＝1.(2)由已知及(1)可得，曲线C 的方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋2t ，y ＝t 2. 由x ＝1＋2t ，得t ＝x －12，代入y ＝t 2，得y ＝⎝⎛⎭⎫x －122， 即(x －1)2＝4y .故曲线C 的普通方程为(x －1)2＝4y .7．圆的方程是x 2＋y 2－2a cos θ·x －2a sin θ·y ＝0. (1)若a 是参数，θ是常数，求圆心的轨迹； (2)若θ是参数，a 是常数，求圆心的轨迹． 解：将方程x 2＋y 2－2a cos θ·x －2a sin θ·y ＝0配方， 得(x －a cos θ)2＋(y －a sin θ)2＝a 2.设圆心坐标为(x ，y )，则⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos θ，①y ＝a sin θ.②(1)若a 是参数，θ是常数，当cos θ＝0，则⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos θ，y ＝a sin θ表示直线x ＝0.当cos θ≠0，由①，得a ＝xcos θ .③把③代入②，得y ＝xcos θ·sin θ＝tan θ·x .所以轨迹是过原点，斜率为tan θ的直线． (2)若θ是参数，a 是常数， ①2＋②2，得x 2＋y 2＝a 2.由于a ≠0，所以轨迹是以原点为圆心，|a |为半径的圆．8．在平面直角坐标系xOy 中，直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋2t ，y ＝1－t (t 为参数)，椭圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2cos θ，y ＝sin θ(θ为参数)，试在椭圆C 上求一点P ，使得点P 到直线l 的距离最小．解：法一：由题设可知l 的普通方程为x ＋2y －4＝0，设P (2cos θ，sin θ)，则点P 到直线l 的距离为d ＝|2cos θ＋2sin θ－4|5＝15⎣⎡⎦⎤4－22sin ⎝⎛⎭⎫θ＋π4，所以当sin ⎝⎛⎭⎫θ＋π4＝1时，d 取最小值，此时θ＝2 π＋π4( ∈ )，所以2cos θ＝2cos π4＝2，sin θ＝sin π4＝22.所以点P 坐标为⎝⎛⎭⎫2，22. 法二：设与直线l 平行的直线l 1方程为x ＋2y ＝m ，当l 1与C 只有一个公共点且l 1与l 距离最小时，l 1与C 的公共点即为所求的点P .椭圆的普通方程为x 24＋y 2＝1.将x ＋2y ＝m 代入此方程，消去x ，得8y 2－4my ＋m 2－4＝0.由题意，Δ＝16m 2－32(m 2－4)＝0，解得m ＝±2 2.l 1与l 的距离为d ＝|m －4|5，所以当m ＝22时，d 最小，此时点P的坐标为⎝⎛⎭⎫2，22.。
江苏专用高中数学4.4.2参数方程与普通方程的互化学案苏教版选修4-4(2021年整理)
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2 参数方程与普通方程的互化1．能通过消去参数将参数方程化为普通方程．2．能选择适当的参数将普通方程化为参数方程．［基础·初探]1．过定点P 0(x 0，y 0)，倾斜角为α的直线的参数方程为｛ x ＝x 0＋l cos α，y ＝y 0＋l sin α(l 为参数）,其中参数l 的几何意义：有向线段P 0P 的数量(P 为该直线上任意一点)．2．圆x 2＋y 2＝r 2的参数方程为错误!（θ为参数）．圆心为M 0(x 0，y 0），半径为r 的圆的参数方程为错误!（θ为参数)．3．椭圆错误!＋错误!＝1的参数方程为错误!(φ为参数)．[思考·探究]1．普通方程化为参数方程，参数方程的形式是否惟一？【提示】 不一定惟一．如果选用的参数不同，那么所求得的曲线的参数方程的形式也不同．2．将参数方程化为普通方程时，消去参数的常用方法有哪些？【提示】 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．例如对于参数方程错误!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．[质疑·手记］预习完成后,请将你的疑问记录，并与“小伙伴们”探讨交流：疑问1：_____________________________________________________解惑:_____________________________________________________疑问2：_____________________________________________________解惑：_____________________________________________________疑问3:_____________________________________________________解惑：_____________________________________________________参数方程化为普通方程将下列参数方程化为普通方程:(1）错误!（t为参数）；（2）错误!(θ为参数)．【自主解答】（1）由x＝错误!，得t＝错误!.代入y＝错误!化简得y＝错误!（x≠1）．(2)由错误!得错误!①2＋②2得错误!＋错误!＝1.[再练一题]1．将下列参数方程化为普通方程：（1）错误!(t为参数）；(2）错误!(θ为参数）．【解】（1）∵x＝t＋错误!，∴x2＝t2＋错误!＋2.把y＝t2＋错误!代入得x2＝y＋2。
苏教版高二数学选修4-4 参数方程与普通方程的互化 学案
4.4.2 参数方程与普通方程的互化1．参数方程的概念一般地，在取定的坐标系中，如果曲线上任意一点的坐标(x ，y )都是某个变数t 的函数⎩⎪⎨⎪⎧x ＝f (t )，y ＝g (t )，①并且对于t 取的每一个允许值，由方程组①所确定的点P (x ，y )都在这条曲线上，那么方程组①就叫作这条曲线的参数方程，联系x ，y 之间关系的变数t 叫作参变数，简称参数．相对于参数方程，我们把直接用坐标(x ，y )表示的曲线方程f (x ，y )＝0叫作曲线的普通方程．预习交流1曲线的参数方程的特点是什么？提示：曲线的普通方程直接地反映了一条曲线上的点的横、纵坐标之间的联系，而参数方程是通过参数反映坐标变量x ，y 间的间接联系．在具体问题中，参数可能有相应的几何意义，也可能没有什么明显的几何意义．曲线的参数方程常常是方程组的形式，任意给定一个参数的允许取值就可得到曲线上的一个对应点，反过来对于曲线上任一点也必然对应着其中的参数的相应的允许取值．在具体问题中，如果要求相应曲线的参数方程，首先就要注意参数的选取．一般来说，选择参数时应注意考虑以下两点：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；二是参数与x ，y 之间的相互关系比较明显，容易列出方程．参数的选取应根据具体条件来考虑，可以是时间，也可以是线段的长度、方位角、旋转角，动直线的斜率、倾斜角、截距，动点的坐标等．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，所以参数的个数一般应尽量少．2．代数法消去参数与三角恒等法消去参数 (1)代入法从参数方程中选出一个方程，解出参数，然后把参数的表达式代入另一个方程，消去参数，得到曲线的普通方程．我们通常把这种方法称为代入法．(2)代数运算法通过代数方法，如乘、除、乘方等把参数方程中的方程适当地变形，然后把参数方程中的两个方程进行代数运算，消去参数．(3)如果参数方程中的x ，y 都表示为参数的三角函数，那么可以考虑用三角函数公式中的恒等式消去参数．常用的三角恒等式有：sin 2θ＋cos 2θ＝1，1cos 2θ－tan 2θ＝1，(sin θ＋cos θ)2－2sin θcos θ＝1等．预习交流2将参数方程化为普通方程时，消去参数的常用方法是什么？提示：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⎩⎨⎧x ＝a ⎝⎛⎭⎫t ＋1t cos θ，y ＝a ⎝⎛⎭⎫t －1t sin θ，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 消参．一、求曲线的参数方程如图，已知点P 是圆x 2＋y 2＝16上的一个动点，点A 是x 轴上的一个定点，坐标为(12,0)，当点P 在圆上运动时，求线段P A 的中点M 的轨迹．思路分析：写出圆的参数方程，利用中点坐标公式得到点M 的参数方程，从而求出其轨迹．解：设点M 的坐标为(x ，y )，圆x 2＋y 2＝16的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝4cos θ，y ＝4sin θ，∴可设点P 坐标为(4cos θ，4sin θ)．由中点坐标公式得，点M 的轨迹方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝6＋2cos θ，y ＝2sin θ.∴点M 的轨迹是以(6,0)为圆心，2为半径的圆．一架救援飞机以100 m/s 的速度做水平直线飞行，在离灾区指定目标的水平距离还有1 000 m 时投放救灾物资(不计空气阻力，g ＝9.8 m/s 2)，问此时飞机的飞行高度约是多少？(精确到1 m)解：在时刻t 时飞机在水平方向的位移量x ＝100t .离地面高度y ＝0＋12gt 2，即2100, 102x t y gt =⎧⎪⎨=+⎪⎩①. ② 令1 000＝100t ，得t ＝10，代入②得y ＝12×9.8×100＝490.所以，此时飞机飞行高度约是490 m.解答本题时，应先写出圆的参数方程，然后利用中点坐标公式求解，对轨迹的判断也要特别注意．二、参数方程化为普通方程将下列参数方程化为普通方程：(1)⎩⎨⎧x ＝t ＋1t，y ＝t 2＋1t2(t 为参数)；(2)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋3cos θ，y ＝3sin θ(θ为参数)． 思路分析：利用参数作为桥梁，进行适当变形．解：(1)∵x ＝t ＋1t ，∴x 2＝t 2＋1t 2＋2.把y ＝t 2＋1t 2代入得x 2＝y ＋2.又∵x ＝t ＋1t ，当t ＞0时，x ＝t ＋1t≥2；当t ＜0时，x ＝t ＋1t≤－2.∴x ≥2或x ≤－2.∴普通方程为x 2＝y ＋2(x ≥2或x ≤－2)． (2)23cos 3sin x y θθ⎧⎨⎩＝＋，＝可化为⎩⎨⎧cos θ＝x －23，sin θ＝y3.两式平方相加，得⎝⎛⎭⎫x －232＋⎝⎛⎭⎫y 32＝1.即普通方程为(x －2)2＋y 2＝9.1．将参数方程4x y ⎧=⎪⎨=⎪⎩(t 为参数)化为普通方程为__________．答案：2x －y －4＝0(x ≥0)解析：将x ＝t 代入y ＝2t －4得y ＝2x －4.又∵x ＝t ≥0，∴普通方程为2x －y －4＝0(x ≥0)．2．将参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝sin θ，y ＝cos 2θ(θ为参数)化为普通方程为__________．答案：y ＝1－2x 2(－1≤x ≤1) 解析：y ＝cos2θ＝1－2sin 2θ. 将x ＝sin θ代入得y ＝1－2x 2. 又∵x ＝sin θ∈[－1,1]，∴普通方程为y ＝1－2x 2(－1≤x ≤1)．参数方程化为普通方程常用到三角恒等式，例如：sin 2θ＋cos 2θ＝1，1cos 2θ－tan 2θ＝1等．三、普通方程化为参数方程已知圆方程x 2＋y 2＋2x －6y ＋9＝0，将它化为参数方程． 思路分析：先把圆的方程化成标准形式再转化．解：把x 2＋y 2＋2x －6y ＋9＝0化为标准方程为(x ＋1)2＋(y －3)2＝1.∴参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－1＋cos θ，y ＝3＋sin θ(θ为参数)．椭圆方程为(x －1)23＋(y ＋2)25＝1，写出它的参数方程．解：设x －13＝cos θ，y ＋25＝sin θ，则⎩⎨⎧x ＝1＋3cos θ，y ＝－2＋5sin θ(θ为参数)，即为所求参数方程．把普通方程化为参数方程时，要注意选择适当的参数，参数选取不同，参数方程就不同．在转化过程中一定要注意不要改变x ，y 的取值范围．1．若点M (x ，y )在曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋3cos θ，y ＝1＋3sin θ(θ为参数)上，则x 2＋y 2的最大值与它的最小值的差为__________．答案：12 2解析：x 2＋y 2＝(1＋3cos θ)2＋(1＋3sin θ)2＝11＋62sin ⎝⎛⎭⎫θ＋π4， ∴x 2＋y 2的最大值为11＋62，最小值为11－6 2. ∴最大值与最小值的差为11＋62－(11－62)＝12 2.2．把方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝sin θ＋cos θ，y ＝sin 2θ－1(θ为参数)化为普通方程为__________．答案：y ＝x 2－2(－2≤x ≤2)解析：将x ＝sin θ＋cos θ两边平方，然后与y ＝sin 2θ－1相减，得y ＝x 2－2.又x ＝sin θ＋cos θ＝2sin ⎝⎛⎭⎫θ＋π4， ∴－2≤x ≤ 2.3．边长为a 的等边△ABC 的两个端点A ，B 分别在x 轴，y 轴正半轴上移动，顶点C 和原点O 分别在直线AB 两侧，记∠CAx ＝α，则顶点C 的轨迹的参数方程是________．答案：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos ⎝⎛⎭⎫α－π3，y ＝a sin α(α为参数)解析：如图，过C 作CD ⊥x 轴于D ，设点C 的坐标为(x ，y )，则由⎩⎪⎨⎪⎧x ＝OA ＋AD ，y ＝DC ，得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos ⎝⎛⎭⎫2π3－α＋a cos α＝a cos ⎝⎛⎭⎫α－π3，y ＝a sin α，即为顶点C 的轨迹的参数方程．4．将⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3t ＋1，y ＝t 3(t 为参数)化成普通方程为__________． 答案：y ＝(x －1)327解析：由x ＝3t ＋1得t ＝x －13，代入y ＝t 3，得y ＝(x －1)327.5．已知参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2cos θ，y ＝2sin θ(θ∈[0,2π))．判断点A (1，3)和B (2,1)是否在方程的曲线上．解：把A ，B 两点的坐标分别代入方程， 得⎩⎨⎧1＝2cos θ，3＝2sin θ，① ⎩⎪⎨⎪⎧2＝2cos θ，1＝2sin θ， ② 在[0,2π)内，方程组①的解是θ＝π3，而方程组②无解，故点A在方程的曲线上，而点B 不在方程的曲线上．。
苏教版高中数学选修4-4第2讲：参数方程(教师版)
苏教版高中数学参数方程____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.了解直线参数方程,曲线参数方程的条件及参数的意义2.会选择适当的参数写出曲线的参数方程3.掌握参数方程化为普通方程几种基本方法4.了解圆锥曲线的参数方程及参数的意义5.利用圆锥曲线的参数方程来确定最值，解决有关点的轨迹问题一.参数方程的定义1.一般地，在平面直角坐标系中，如果曲线C上任一点P的坐标x和y都可以表示为某个变量t的函数：()()x f ty g t=⎧⎨=⎩；反过来，对于t的每个允许值，由函数式()()x f ty g t=⎧⎨=⎩所确定的点P(x，y)都在曲线C上，那么方程()()x f ty g t=⎧⎨=⎩叫作曲线C的参数方程，变量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，参数方程可以转化为普通方程．2．关于参数的说明．参数方程中参数可以有物理意义、几何意义，也可以没有明显意义．3．曲线的参数方程可通过消去参数而得到普通方程；若知道变数x、y中的一个与参数t的关系，可把它代入普通方程，求另一变数与参数t的关系，则所得的()()x f ty g t=⎧⎨=⎩，就是参数方程．二.圆的参数方程点P 的横坐标x 、纵坐标y 都是t 的函数：cos sin x r ty r t=⎧⎨=⎩(t 为参数)．我们把这个方程叫作以圆心为原点，半径为r 的圆的参数方程． 圆的圆心为O 1(a ，b)，半径为r 的圆的参数方程为：cos sin x a r ty b r t =+⎧⎨=+⎩（t 为参数）.三．椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a ＞b ＞0)的参数方程为cos sin x a y b θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数)．规定θ的范围为θ∈[0，2π)．这是中心在原点O 、焦点在x 轴上的椭圆参数方程．四．双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1的参数方程为tan x asec y b ϕϕ=⎧⎨=⎩(φ为参数)．规定φ的范围为φ∈[0，2π)，且φ≠π2，φ≠3π2.这是中心在原点，焦点在x 轴上的双曲线参数方程．五．曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2pt 2，y ＝2pt (t 为参数，t ∈R)其中p 为正的常数．这是焦点在x 轴正半轴上的抛物线参数方程．六.直线的参数方程1．过定点M 0(x 0，y 0)、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)，这一形式称为直线参数方程的标准形式，直线上的动点M 到定点M 0的距离等于参数t 的绝对值．当t ＞0时，M 0M →的方向向上；当t ＜0时，M 0M →的方向向下；当点M 与点M 0重合时，t ＝0.2．若直线的参数方程为一般形式为：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x 0＋at ，y ＝y 0＋bt (t 为参数)， 可把它化为标准形式：00cos sin t x t x y y αα=+⎧⎨='+'⎩(t′为参数)．其中α是直线的倾斜角，tan α＝ba ，此时参数t′才有如前所说的几何意义．类型一.参数方程与普通方程的互化例1：指出参数方程3cos 3sin x y θθ=⎧⎨=⎩⎝⎛⎭⎪⎫θ为参数，0＜θ＜π2表示什么曲线解析：由3cos 3sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数)得x 2＋y 2＝9.又由0＜θ＜π2，得0＜x ＜3，0＜y ＜3，所以所求方程为x 2＋y 2＝9(0＜x ＜3且0＜y ＜3)． 这是一段圆弧(圆x 2＋y 2＝9位于第一象限的部分)． 答案：这是一段圆弧(圆x 2＋y 2＝9位于第一象限的部分)．练习1：指出参数方程315cos 215sin x y θθ=+⎧⎨=+⎩(θ为参数，0≤θ＜2π)．表示什么曲线解析：由参数方程315cos 215sin x y θθ=+⎧⎨=+⎩(θ为参数)得(x －3)2＋(y －2)2＝152，由0≤θ＜2π知这是一个整圆弧．答案：一个整圆弧例2：设直线l 1的参数方程为1,13x t y t =+⎧⎨=+⎩(t 为参数),直线l 2的方程为y =3x +4,则l 1与l 2间的距离为______.解析：由条件知,l 1∥l 2,在l 1中令t=0,则得坐标为(1,1). 由点到直线距离公式得l 1与l 2距离为:5=练习2：若直线112,:2x t y l kt =-⎧⎨=+⎩(t 为参数)与直线l 2:,12x s y s =⎧⎨=-⎩(s 为参数)垂直,则k =______.解析：由l 1消去参数t 得,2,22k k y x =-++斜率为-.2k由l 2消去参数s 得,12y x =-,斜率为-2.∵两直线垂直,(2)()12k ∴-⋅-=-,得k =-1. 答案：-1类型二.曲线参数方程例3：已知点P (x , y )在曲线2cos ,sin x y θθ=-+⎧⎨=⎩(θ为参数)上,则yx 的取值范围为______.解析：曲线2cos ,sin x y θθ=-+⎧⎨=⎩(θ为参数)是以(-2,0)为圆心,以1为半径的圆,设y k x =,求yx 的取值范围,即求当直线y =kx 与圆有公共点时k 的取值范围,如图22-60结合圆的几何性质可得33k -≤≤故填[33-答案：[,]33-练习1：已知点A (1,0),P 是曲线2cos ,1cos 2x y θθ=⎧⎨=+⎩(θ∈R )上任一点,设P 到直线l :y =12-的距离为d ,则|PA|+d 的最小值是______.解析：y 21cos 22cos ,θθ=+=消去22(02)x y y θ=≤≤得 其图像是一段抛物线弧,如图22-61,1(0,)2F 是它的焦点,l 是准线,d =|PF|,当A ,P ,F 三点共线时,||PA d +最小,其值是||2AF =例4：已知θ为参数,则点(3,2)到方程cossinxyθθ=⎧⎨=⎩,的距离的最小值是______.解析：把cossinxyθθ=⎧⎨=⎩,化为普通方程为221,x y+=所以点(3,2)到方程cossinxyθθ=⎧⎨=⎩,的距离的最小1.1.练习1：已知圆C的参数方程为cos1,sinxyθθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数),则点P(4,4)与圆C上的点的最远距离是______.解析：由cos1,sinxyθθ=+⎧⎨=⎩得22(1)1x y-+=,则点P(4,4)与圆C上的点的最远距离是16=答案：6例5：已知双曲线方程为x2－y2＝1，M为双曲线上任意一点，点M到两条渐近线的距离分别为d1和d2，求证：d1与d2的乘积是常数．答案：设d1为点M到渐近线y＝x的距离，d2为点M到渐近线y＝－x的距离，因为点M在双曲线x2－y2＝1，则可设点M坐标为(secα，tanα)．d1＝|sec α－tan α|2，d2＝|sec α＋tan α|2，d1·d2＝|sec2α－tan2α|2＝12，故d1与d2的乘积是常数．练习1：将参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x＝a2⎝ ⎛⎭⎪⎫t＋1t，y＝b2⎝⎛⎭⎪⎫t－1t(t为参数，a＞0，b＞0)化为普通方程．解析：∵t＋1t＝2xa，t－1t＝2yb，又⎝ ⎛⎭⎪⎫t ＋1t 2＝t 2＋1t 2＋2＝4x 2a 2，⎝ ⎛⎭⎪⎫t －1t 2＝t 2＋1t 2－2＝4y 2b 2，∴⎝ ⎛⎭⎪⎫t ＋1t 2－⎝ ⎛⎭⎪⎫t －1t 2＝4＝4x 2a 2－4y 2b 2，即x 2a 2－y2b2＝1. 答案：x 2a 2－y2b 2＝1类型三.直线参数方程例6：曲线C 1:1cos ,sin ,x y θθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数)上的点到曲线C 2:1,2112x t y t⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩(t 为参数)上的点的最短距离为______.解析：C 1:221cos ,(1)1;sin x x y y θθ=+⎧⇒-+=⎨=⎩则圆心坐标为(1,0).21,2:112x t C y t⎧=-⎪⎪⇒⎨⎪=-⎪⎩10.x y ++=由点到直线的距离公式得圆心到直线的距离为d=2=,所以要求的最短距离为d -1=1.答案：1练习1：直线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋3t ，y ＝－1＋t (t 为参数)上对应t ＝0，t ＝1两点间的距离是( )A ．1 B.10 C ．10 D ．2 2解析：根据点到直线的距离公式可以得出结果. 答案：B类型四.曲线参数方程的应用例7：在直角坐标系xOy 中，直线l 的方程为x －y ＋4＝0，曲线C 的参数方程为sin x y αα⎧=⎪⎨=⎪⎩(α为参数)．(1)已知在极坐标(与直角坐标系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，点P 的极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫4，π2，判断点P 与直线l 的位置关系；(2)设点Q 是曲线C 上的一个动点，求它到直线l 的距离的最小值．解析：(1)把极坐标系下的点P ⎝⎛⎭⎪⎫4，π2化为直角坐标，得P(0，4)．因为点P 的直角坐标(0，4)满足直线l 的方程x －y ＋4＝0，所以点P 在直线l 上． (2)因为点Q 在曲线C 上，故可设点Q 的坐标为(3cos α，sin α)， 从而点Q 到直线l 的距离d ＝|3cos α－sin α＋4|2＝2cos ⎝⎛⎭⎪⎫α＋π6＋42＝2cos ⎝⎛⎭⎪⎫α＋π6＋2 2.由此得，当cos⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π6＝－1时，d 取得最小值，且最小值为 2.答案：(1)点P 在直线l 上． (2)最小值为 2.练习1：已知曲线C 的方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝12（e t ＋e －t ）cos θ，y ＝12（e t－e－t）sin θ.当t 是非零常数，θ为参数时，C 是什么曲线？当θ为不等于k π2(k ∈Z)的常数，t 为参数时，C 是什么曲线？两曲线有何共同特征？答案：当θ为参数时，将原参数方程记为①， 将参数方程①化为 ⎩⎪⎨⎪⎧2x e t ＋e －t＝cos θ，2y e t－e－t ＝sin θ，平方相加消去θ，得x2⎝ ⎛⎭⎪⎫e t ＋e －t 22＋y2⎝ ⎛⎭⎪⎫e t －e －t 22＝1.②∵(e t ＋e －t )2＞(e t －e －t )2＞0， ∴方程②表示的曲线为椭圆． 当t 为参数时，将方程①化为⎩⎪⎨⎪⎧2x cos θ＝e t ＋e －t，2y sin θ＝e t －e －t.平方相减，消去t ，得x 2cos 2θ－y2sin 2θ＝1.③ ∴方程③表示的曲线为双曲线，即C 为双曲线．又在方程②中⎝ ⎛⎭⎪⎫e t ＋e －t22－⎝ ⎛⎭⎪⎫e t －e －t22＝1，则c ＝1，椭圆②的焦点为(－1，0)，(1，0)．因此椭圆和双曲线有共同的焦点．类型五.极坐标与参数方程的综合应用例8：(2015·广东卷Ⅱ，数学文14)在平面直角坐标系xOy 中，以原点O 为极点，x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系．曲线C 1的极坐标方程为ρ(cos θ＋sin θ)＝－2，曲线C 2的参数方程为⎩⎨⎧x ＝t2y ＝22t(t 为参数)，则C 1与C 2交点的直角坐标为________． 解析：曲线C 1的直角坐标方程为x ＋y ＝－2，曲线C 2的普通方程为y 2＝8x ，由⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y ＝－2y 2＝8x 得：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2y ＝－4，所以C 1与C 2交点的直角坐标为(2，－4)． 答案：(2，－4)练习1：求圆3cos ρθ=被直线22,14x t y t =+⎧⎨=+⎩(t 是参数)截得的弦长.解析：将极坐标方程转化成直角坐标方程:223cos ,3,x y x ρθ=+=可得即2239()24x y -+=,22,14,x t y t =+⎧⎨=+⎩可得23,x y -=所以圆心到直线的距离0,d ==即直线经过圆心,所以直线截得的弦长为3.答案：31.将参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋sin 2θ，y ＝sin 2θ(θ为参数)化为普通方程是( ) A ．y ＝x －2 B ．y ＝x ＋2C ．y ＝x －2(2≤x≤3)D ．y ＝x ＋2(0≤y≤1)答案：C 2.椭圆42cos 15sin x y θθ=+⎧⎨=+⎩(θ为参数)的焦距为( )A.21 B ．221C.29D ．229答案：B3.参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝e t －e －t，y ＝e t ＋e －t(t 为参数)表示的曲线是( ) A ．双曲线 B ．双曲线的下支 C ．双曲线的上支D ．圆答案：C 4.双曲线23tan sec x y θθ=+⎧⎨=⎩,(θφ为参数)的渐近线方程为答案：y ＝±13(x －2)5.(2015·惠州市高三第二次调研考试)在直角坐标系xOy 中，直线l的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ，y ＝4＋t (t为参数)．以原点O 为极点，以x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系，曲线C 的极坐标方程为ρ＝42sin ⎝⎛⎭⎪⎫θ＋π4，则直线l 和曲线C 的公共点有________个． 答案：16．若直线3x +4y +m =0与圆1cos ,2sin x y θθ=+⎧⎨=-+⎩(θ为参数),没有公共点,则实数m 的取值范围是______.答案：(,0)(10,)-∞+∞7.在直角坐标系xOy 中，以原点O 为极点，x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系．若极坐标方程为ρcos θ＝4的直线与曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t 2，y ＝t 3(t 为参数)相交于A ，B 两点，则|AB|＝________． 答案：168.已知直线l :34120x y +-=与圆C :12cos ,22sin x y θθ=-+⎧⎨=+⎩(θ为参数),试判断它们的公共点的个数.答案：圆的方程可化为22(1)(2)4,x y ++-=其圆心为C (-1,2),半径为2. 由于圆心到直线l 的距离72,5d ==< 故直线l 与圆C 的公共点个数为2.9.求直线2,,x t y =+⎧⎪⎨=⎪⎩(t 为参数)被双曲线x 2-y 2=1截得的弦长答案：把直线2,x t y =+⎧⎪⎨=⎪⎩(t 为参数)化为普通方程为y =+把它代入双曲线方程并整理得,2212130,x x -+=设直线交双曲线于1122(,),(,)A x y B x y 两点, 则1212136,,2x x x x +=⋅=则直线被双曲线截得的弦长||AB ==_________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________基础巩固1.当参数θ变化时，动点P (2cos θ，3sin θ)所确定的曲线必过( ) A ．点(2，3) B ．点(2，0)C ．点(1，3)D ．点⎝⎛⎭⎪⎫0，π2答案：B2．双曲线6sec x y αα⎧=⎪⎨=⎪⎩(α为参数)的两焦点坐标是( )A ．(0，－43)，(0，43)B ．(－43，0)，(43，0)C ．(0，－3)，(0，3)D ．(－3，0)，(3，0)答案：A3．参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝sin α2＋cos α2，y ＝2＋sin α(α为参数)的普通方程为( )A ．y 2－x 2＝1B ．x 2－y 2＝1C ．y 2－x 2＝1(|x |≤2) D ．x 2－y 2＝1(|x |≤2)答案：C4.参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝cos 2θ，y ＝sin 2θ(θ为参数)表示的曲线是( ) A ．直线 B ．圆 C ．线段 D ．射线答案：C5.设O 是椭圆3cos 2sin x y αα=⎧⎨=⎩(α为参数)的中心，P 是椭圆上对应于α＝π6的点，那么直线OP 的斜率为( )A.33B. 3C.332D.239答案：D6.将参数方程12cos 2sin x y θθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数)化为普通方程是____________.答案：(x －1)2＋y 2＝47.点P(x ，y)在椭圆4x 2＋y 2＝4上，则x ＋y 的最大值为______，最小值为________． 答案： 5－ 58.在平面直角坐标系中，已知直线l 与曲线C 的参数方程分别为l ：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋s ，y ＝1－s (s 为参数)和C ：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ＋2，y ＝t 2(t 为参数)，若l 与C 相交于A 、B 两点，则|AB|＝________． 答案：2能力提升9.点(2，33)对应曲线4cos 6sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数)中参数θ的值为( )A ．k π＋π6(k∈Z)B ．k π＋π3(k∈Z)C ．2k π＋π6(k∈Z)D ．2k π＋π3(k∈Z)答案：D10.椭圆x 29＋y24＝1的点到直线x ＋2y －4＝0的距离的最小值为( )A.55B. 5C.655D ．0答案：A11．(2015·湛江市高三(上)调考)直线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2－12t ，y ＝－1＋12t(t 为参数)被圆x 2＋y 2＝4截得的弦长为________．答案：1412.在平面直角坐标系xOy 中，若l ：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ，y ＝t －a (t 为参数)过椭圆C ：3cos 2sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数)的右顶点，则常数a 的值为________．答案：313.(2015·惠州市高三第一次调研考试)已知在平面直角坐标系xOy 中圆C 的参数方程为：3cos 13sin x y θθ⎧=⎪⎨=+⎪⎩(θ为参数)，以Ox 为极轴建立极坐标系，直线极坐标方程为：ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ＋π6＝0，则圆C 截直线所得弦长为________．解析：圆C 3cos 13sin x y θθ⎧=⎪⎨=+⎪⎩(θ为参数)表示的曲线是以点(3，1)为圆心，以3为半径的圆，将直线ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ＋π6＝0的方程化为3x －y ＝0，圆心(3，1)到直线3x －y ＝0的距离: d ＝|3×3－1|（3）＋12＝1，故圆C 截直线所得弦长为232－12＝4 2.答案：4 214.(2014·辽宁卷)将圆x 2＋y 2＝1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.(1)写出C 的参数方程；(2)设直线l ：2x ＋y －2＝0与C 的交点为P 1，P 2，以坐标原点为极点，x 轴正半轴为极轴建立极坐标系，求过线段P 1P 2的中点且与l 垂直的直线的极坐标方程．答案:(1)设(x 1，y 1)为圆上的点，经变换为C 上点(x ，y)，依题意，得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x 1，y ＝2y 1，由x 21＋y 21＝1得x 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫y 22＝1，即曲线C 的方程为x 2＋y 24＝1.故C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝cos t ，y ＝2sin t (t 为参数)．(2)由⎩⎪⎨⎪⎧x 2＋y 24＝1，2x ＋y －2＝0解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1，y ＝0或⎩⎪⎨⎪⎧x ＝0，y ＝2.不妨设P 1(1，0)，P 2(0，2)，则线段P 1P 2的中点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12，1，所求直线斜率为k ＝12，于是所求直线方程为y －1＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫x －12，化为极坐标方程并整理得2ρcos θ－4ρsin θ＝－3，即ρ＝34sin θ－2cos θ.。
高中数学4.4参数方程2参数方程与普通方程的互化课件苏教版选修4-4
阶
段
段
一
三
4.4.2 参数方程与普通方程的互化
学
阶 段 二
业 分 层 测
评
1．能通过消去参数将参数方程化为普通方程． 2．能选择适当的参数将普通方程化为参数方程．
[基础·初探]
1．过定点
P0(x0，y0)，倾斜角为
α
的直线的参数方程为xy＝＝
x0＋lcos y0＋lsin
α α
， (l
为参数)，其中参数 l 的几何意义：有向线段 P0P 的数量(P 为该直线上任意一点)．
【思路探究】 设出直线 MN 的参数方程，然后代入抛物线的方程，利用参 数方程中 t 的几何意义及根与系数的关系解题．
1．用参数法求动点的轨迹方程，其基本思想是选取适当的参数作为中间变量， 使动点的坐标分别与参数有关，从而得到动点的参数方程，然后再消去参数，化 为普通方程．
2．涉及到用直线的参数方程求轨迹方程时，需理解参数 l 的几何意义．
2．圆
x2＋y2＝r2
的参数方程为yx＝＝
rcos rsin
θ θ
，
(θ 为参数)．
圆心为
M0(x0，y0)，半径为
r
的圆的参数方程为yx＝＝
x0＋rcos y0＋rsin
θ θ
， (θ 为参数)．
参数方程化为普通方程
将下列参数方程化为普通方程：
x＝tt＋ －11， (1)
y＝t3－2t 1
(t
为参数)；(2)yx＝＝45scions
1．将参数方程xy＝ ＝2
t， t－4
(t 为参数)化为普通方程为________．
【解析】 将 x＝ t代入 y＝2 t－4 得 y＝2x－4. 又∵x＝ t≥0，∴普通方程为 2x－y－40)
(教师用书)高中数学 4.4 参数方程教案 苏教版选修4-4
4.4 参数方程4．4.1参数方程的意义课标解读1.理解曲线参数方程的概念，能选取适当的参数建立参数方程．2.通过常见曲线的参数方程的研究，了解某些参数的几何意义和物理意义.1．参数方程的定义一般地，在平面直角坐标系中，如果曲线C 上任意一点P 的坐标x 和y 都可以表示为某个变量t 的函数⎩⎪⎨⎪⎧x ＝ft ，y ＝g t ，反过来，对于t 的每一个允许值，由函数式⎩⎪⎨⎪⎧x ＝ft ，y ＝g t所确定的点P (x ，y )都在这条曲线上，那么方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝ft ，y ＝g t叫做曲线C 的参数方程，变量t 是参变数，简称参数．2．求参数方程的一般步骤(1)建立直角坐标系，设曲线上任意一点M 的坐标为(x ，y )； (2)选取适当的参数；(3)根据已知条件、图形的几何性质、物理意义等，建立点M 的坐标与参数的函数关系式； (4)证明所求得的参数方程就是所求曲线的方程(通常省略不写)．1．从参数方程的概念来看，参数t 的作用是什么？什么样的量可以当参数？【提示】 参数t 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．在选择参数时，要注意什么？【提示】 在选择参数时，要注意以下几点：①参数与动点坐标x ，y 有函数关系，且x ，y 便于用参数表示； ②选择的参数要便于使问题中的条件明析化；③对于所选定的参数，要注意其取值范围，并能确定参数对x ，y 取值范围的制约； ④若求轨迹，应尽量使所得的参数方程便于消参．已知曲线C 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3t ，y ＝2t 2＋1(t 为参数)．(1)判断点M 1(0,1)，M 2(5,4)与曲线C 的位置关系； (2)已知点M 3(6，a )在曲线C 上，求a 的值．【自主解答】 (1)把点M 1(0,1)代入，得⎩⎪⎨⎪⎧0＝3t ，1＝2t 2＋1，解得t ＝0，故点M 1在曲线C 上，把点M 2(5,4)代入，得⎩⎪⎨⎪⎧5＝3t ，4＝2t 2＋1，这个方程组无解，因此点M 2(5,4)不在曲线C 上，(2)因为点M 3(6，a )在曲线C 上，所以⎩⎪⎨⎪⎧6＝3t ，a ＝2t 2＋1，解得⎩⎪⎨⎪⎧t ＝2，a ＝9，故a ＝9.已知某条曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋2t ，y ＝at 2(其中t 为参数，a ∈R )，点M (5,4)在该曲线上，求常数a .【解】 ∵点M (5,4)在曲线C 上，∴⎩⎪⎨⎪⎧5＝1＋2t ，4＝at 2，解得：⎩⎪⎨⎪⎧t ＝2，a ＝1.∴a 的值为1.如图4－4－1，△ABP 是等腰直角三角形，∠B 是直角，腰长为a ，顶点B 、A 分别在x 轴、y 轴上滑动，求点P 在第一象限的轨迹的参数方程．图4－4－1【自主解答】 法一 设P 点的坐标为(x ，y )，过P 点作x 轴的垂线交x 轴于Q . 如图所示，则Rt △OAB ≌Rt △QBP .取OB ＝t ，t 为参数(0＜t ＜a )． ∵OA ＝a 2－t 2， ∴BQ ＝a 2－t 2.∴点P 在第一象限的轨迹的参数方程为⎩⎨⎧x ＝t ＋a 2－t 2，y ＝t(0＜t ＜a )．法二 设点P 的坐标为(x ，y )，过点P 作x 轴的垂线交x 轴于点Q ，如图所示． 取∠QBP ＝θ，θ为参数(0＜θ＜π2)，则∠ABO ＝π2－θ.在Rt △OAB 中，OB ＝a cos(π2－θ)＝a sin θ.在Rt △QBP 中，BQ ＝a cos θ，PQ ＝a sin θ.∴点P 在第一象限的轨迹的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a sin θ＋cos θ，y ＝a sin θ(θ为参数，0＜θ＜π2)．求动点的轨迹方程，是解析几何中常见的题型之一，通常可用解析法寻找变量之间的关系，列出等式，得到曲线的方程．当变量之间的关系不容易用等式表示时，可以引入参数，使变量之间通过参数联系在一起，从而得到曲线的参数方程．设质点沿以原点为圆心，半径为2的圆做匀角速运动，角速度为π60rad/s.试以时间t 为参数，建立质点运动轨迹的参数方程．【解】 如图所示，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⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2cos θ，y ＝2sin θ，又θ＝π60t (t 以s 为单位)，故参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2cos π60t ，y ＝2sin π60t (t 为参数，t ≥0)．(教材第56页习题4.4第1题)物体从高处以初速度v 0(m/s)沿水平方向抛出．以抛出点为原点，水平直线为x 轴，写出物体所经路线的参数方程，并求出它的普通方程．(2013·课标全国卷Ⅱ)已知动点P 、Q 都在曲线C ：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2cos t ，y ＝2sin t (t 为参数)上，对应参数分别为t ＝α与t ＝2α(0＜α＜2π)，M 为PQ 的中点．(1)求M 的轨迹的参数方程；(2)将M 到坐标原点的距离d 表示为α的函数，并判断M 的轨迹是否过坐标原点． 【命题意图】 本题考查参数方程及轨迹方程，主要考查逻辑思维能力和运算求解能力． 【解】 (1)依题意有P (2cos α，2sin α)，Q (2cos 2α，2sin 2α)， 因此M (cos α＋cos 2α，sin α＋sin 2α)．M 的轨迹的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝cos α＋cos 2α，y ＝sin α＋sin 2α(α为参数，0＜α＜2π)．(2)M 点到坐标原点的距离d ＝x 2＋y 2＝2＋2cos α(0＜α＜2π)．当α＝π时，d ＝0，故M 的轨迹过坐标原点．1．已知曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2sin θ＋1，y ＝sin θ＋3(θ为参数，0≤θ＜2π)．下列各点A (1,3)，B (2,2)，C (－3,5)，其中在曲线上的点是________．【解析】 将A 点坐标代入方程得：θ＝0或π，将B 、C 点坐标代入方程，方程无解，故A 点在曲线上．【答案】 A (1,3)2．椭圆⎩⎪⎨⎪⎧x ＝5cos θ，y ＝4sin θ的焦点坐标为________．【解析】 把椭圆方程化为普通方程，得x 225＋y 216＝1.则a 2＝25，b 2＝16，所以c 2＝9.椭圆的焦点为(－3,0)和(3,0)．【答案】 (－3,0)和(3,0) 3．椭圆x －224＋y 2＝1的一个参数方程为______．【解析】 设x －22＝cos θ，y ＝sin θ，所以椭圆的一个参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋2cos θ，y ＝sin θ(θ为参数)．【答案】 ⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋2cos θ，y ＝sin θ4．参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝cos 2θ，y ＝sin 2θ(θ为参数)表示的曲线是________．【答案】 线段图4－4－21．如图4－4－2，OB 是机器上的曲柄，长是r ，绕点O 转动，AB 是连杆，M 是AB 上一点，MA ＝a ，MB ＝b (2r ＜a ＋b )．当点A 在Ox 上做往返运动，点B 绕着O 做圆周运动时，求点M 的轨迹方程．【解】 如题图，设点M (x ，y )，θ＝∠BAO ，由点B 作BC ⊥Ox ，交Ox 于点C ，由点M 作MD ⊥Ox ，交Ox 于点D ，由点M 作ME ⊥BC ，交BC 于点E ，那么y ＝DM ＝a sin θ，x ＝OD ＝OC ＋CD ＝OC ＋EM＝±OB 2－CB 2＋EM ＝±r 2－a ＋b2sin 2θ＋b cos θ，得到点M (x ，y )的坐标满足方程组⎩⎨⎧x ＝b cos θ±r 2－a ＋b2sin 2θ，y ＝a sin θ，即为点M 的轨迹方程．2．动点M 作匀速直线运动，它在x 轴和y 轴方向上的分速度分别为9 m/s 和12 m/s ，运动开始时，点M 位于A (1,1)，求点M 的轨迹方程．【解】 设t s 后点M 的坐标为(x ，y )，则⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋9t ，y ＝1＋12t .所以点M 的轨迹方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋9t ，y ＝1＋12t(t ≥0)．3．以椭圆x 24＋y 2＝1的长轴的左端点A 与椭圆上任意一点连线的斜率k 为参数，将椭圆方程化为参数方程．【解】 椭圆x 24＋y 2＝1的长轴的左端点A 的坐标为(－2,0)．设P (x ，y )为椭圆上任意一点(除点A )，则点P 的坐标满足⎩⎪⎨⎪⎧y x ＋2＝k ，x24＋y 2＝1.将y x ＋2＝k 代入x 24＋y 2＝1，消去x ，得(1k 2＋4)y 2－4ky ＝0.解得y ＝0，或y ＝4k1＋4k 2.由y ＝4k1＋4k2， 解得x ＝21－4k21＋4k2；由y ＝0，解得x ＝2.由于(2,0)满足方程组⎩⎪⎨⎪⎧x ＝21－4k21＋4k2，y ＝4k1＋4k 2，所以椭圆x 24＋y 2＝1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝21－4k 21＋4k2，y ＝4k 1＋4k 2.4．△ABC 是圆x 2＋y 2＝1的内接三角形，已知A (1,0)，∠BAC ＝60°，求△ABC 的重心的轨迹方程．【解】 因为∠BAC ＝60°，所以∠BOC ＝120°. 设B (cos θ，sin θ)(0°＜θ＜240°)，则有C (cos(θ＋120°)，sin(θ＋120°))．设重心坐标为(x ，y )，则 ⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋cos θ＋cos θ＋120°3，y ＝sin θ＋sin θ＋120°3.所以⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋12cos θ－32sin θ3y ＝12sin θ＋32cos θ3，即⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋cos θ＋60°3，y ＝sin θ＋60°3.消去θ＋60°，得(3x －1)2＋9y 2＝1， ∵0°＜θ＜240°， ∴－1≤cos(θ＋60°)＜12，∴0≤1＋cos θ＋60°3＜12，即0≤x ＜12.∴△ABC 的重心的轨迹方程为(x －13)2＋y 2＝19(0≤x <12)．图4－4－35．如图4－4－3，过抛物线y 2＝4x 上任一点M 作MQ 垂直于准线l ，垂足为Q ，连接OM 和QF (F 为焦点)相交于点P ，当M 在抛物线上运动时，求点P 的轨迹方程．【解】 设直线OM 的方程为y ＝kx (k ≠0)，由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝kx ，y 2＝4x 得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝0，y ＝0，或⎩⎪⎨⎪⎧x ＝4k 2，y ＝4k ，所以M (4k 2，4k)，则Q (－1，4k)，于是直线QF 的方程为y ＝4k－1－1(x －1)，即y ＝－2k(x －1)．由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝kx ，y ＝－2k x －1，消去k ，得2x 2＋y 2－2x ＝0.所以点P 的轨迹方程为2x 2＋y 2－2x ＝0(y ≠0)．图4－4－46．如图4－4－4所示，OA 是圆C 的直径，且OA ＝2a ，射线OB 与圆交于Q 点，和经过A 点的切线交于B 点，作PQ ⊥OA ，PB ∥OA ，试求点P 的轨迹方程．【解】 设P (x ，y )是轨迹上任意一点，取∠DOQ ＝θ，由PQ ⊥OA ，PB ∥OA ，得x ＝OD ＝OQ cos θ＝OA cos 2θ＝2a cos 2θ， y ＝AB ＝OA tan θ＝2a tan θ.所以P 点轨迹的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2a cos 2θ，y ＝2a tan θ，θ∈(－π2，π2)．7．已知点P (x ，y )是曲线C ：⎩⎨⎧x ＝3＋cos θ，y ＝2＋3sin θ上的任意一点，求3x ＋y 的取值范围．【解】 设P (3＋cos θ，2＋3sin θ)，则3x ＋y ＝3(3＋cos θ)＋(2＋3sin θ)＝11＋3cos θ＋3sin θ＝11＋23sin(θ＋π3)，∴3x ＋y 的最大值为11＋23，最小值为11－23，取值范围是[11－23，11＋23]．教师备选8．如图，已知曲线4x 2＋9y 2＝36(x ＞0，y ＞0)，点A 在曲线上移动，点C (6,4)，以AC 为对角线作矩形ABCD ，使AB ∥x 轴，AD ∥y 轴，求矩形ABCD 的面积最小时点A 的坐标．【解】 ∵椭圆方程为x 29＋y 24＝1(x ＞0，y ＞0)，设A (3cos θ，2sin θ)，θ∈(0，π2)，则B (6,2sin θ)，C (6,4)，D (3cos θ，4)， 所以S ABCD ＝AB ·AD ＝(6－3cos θ)(4－2sin θ) ＝24－12(sin θ＋cos θ)＋6sin θcos θ.令t ＝sin θ＋cos θ，则t ∈(1，2]，sin θcos θ＝t 2－12，则S ABCD ＝3(t －2)2＋9.因为t ∈(1，2]，所以当t ＝2时，矩形面积最小，即t ＝sin θ＋cos θ＝2sin(θ＋π4)＝2，此时，θ＝π4.所以矩形ABCD 的面积最小时点A 坐标是(322，2)．4．4.2参数方程与普通方程的互化课标解读 1.能通过消去参数将参数方程化为普通方程．2.能选择适当的参数将普通方程化为参数方程.1．过定点P 0(x 0，y 0)，倾斜角为α的直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x 0＋l cos α，y ＝y 0＋l sin α(l 为参数)，其中参数l 的几何意义：有向线段P 0P 的数量(P 为该直线上任意一点)．2．圆x 2＋y 2＝r2的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝r cos θ，y ＝r sin θ(θ为参数)．圆心为M 0(x 0，y 0)，半径为r 的圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x 0＋r cos θ，y ＝y 0＋r sin θ(θ为参数)．3．椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos φ，y ＝b sin φ(φ为参数)．1．普通方程化为参数方程，参数方程的形式是否惟一？【提示】 不一定惟一．如果选用的参数不同，那么所求得的曲线的参数方程的形式也不同． 2．将参数方程化为普通方程时，消去参数的常用方法有哪些？【提示】 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⎩⎪⎨⎪⎧x ＝at ＋1tcos θ，y ＝at －1tsin θ，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 消参．参数方程化为普通方程将下列参数方程化为普通方程：(1)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ＋1t －1，y ＝2tt 3－1(t 为参数)；(2)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝5cos θ，y ＝4sin θ－1(θ为参数)．【自主解答】 (1)由x ＝t ＋1t －1，得t ＝x ＋1x －1. 代入y ＝2t t 3－1化简得y ＝x ＋1x －123x 2＋1(x ≠1)．(2)由⎩⎪⎨⎪⎧x ＝5cos θ，y ＝4sin θ－1得⎩⎪⎨⎪⎧cos θ＝x5， ①sin θ＝y ＋14. ②①2＋②2得x 225＋y ＋1216＝1.将下列参数方程化为普通方程： (1)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ＋1t ，y ＝t 2＋1t2(t 为参数)；(2)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋3cos θ，y ＝3sin θ(θ为参数)．【解】 (1)∵x ＝t ＋1t，∴x 2＝t 2＋1t2＋2.把y ＝t 2＋1t2代入得x 2＝y ＋2.又∵x ＝t ＋1t ，当t ＞0时，x ＝t ＋1t≥2；当t ＜0时，x ＝t ＋1t≤－2.∴x ≥2或x ≤－2.∴普通方程为x 2＝y ＋2(x ≥2或x ≤－2)．(2)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋3cos θ，y ＝3sin θ可化为⎩⎪⎨⎪⎧cos θ＝x －23，sin θ＝y3.两式平方相加，得(x －23)2＋(y3)2＝1.即普通方程为(x －2)2＋y 2＝9.普通方程化为参数方程根据所给条件，把曲线的普通方程化为参数方程．(1)x －123＋y －225＝1，x ＝3cos θ＋1.(θ为参数)(2)x 2－y ＋x －1＝0，x ＝t ＋1.(t 为参数) 【自主解答】 (1)将x ＝3cos θ＋1代入x －123＋y －225＝1得：y ＝2＋5sin θ.∴⎩⎨⎧x ＝3cos θ＋1，y ＝5sin θ＋2(θ为参数)，这就是所求的参数方程．(2)将x ＝t ＋1代入x 2－y ＋x －1＝0得：y ＝x 2＋x －1＝(t ＋1)2＋t ＋1－1＝t 2＋3t ＋1，∴⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ＋1，y ＝t 2＋3t ＋1(t 为参数)，这就是所求的参数方程．已知圆的方程为x 2＋y 2＋2x －6y ＋9＝0，将它化为参数方程．【解】 把x 2＋y 2＋2x －6y ＋9＝0化为标准方程为(x ＋1)2＋(y －3)2＝1.∴参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－1＋cos θ，y ＝3＋sin θ(θ为参数).利用参数求轨迹方程过A (1,0)的动直线l 交抛物线y 2＝8x 于M ，N 两点，求MN 中点的轨迹方程．【思路探究】 设出直线MN 的参数方程，然后代入抛物线的方程，利用参数方程中t 的几何意义及根与系数的关系解题． 【自主解答】 直线MN 方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋t cos α，y ＝t sin α(α≠0，t 为参数)代入y 2＝8x ，得t 2sin 2α－8t cos α－8＝0.设M ，N 对应参数为t 1，t 2，MN 中点G 的参数为t 0，则t 0＝12(t 1＋t 2)＝4cos αsin 2α， ∵⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋4cos 2αsin 2α，y ＝4cos αsin α，消去α得y 2＝4(x －1)．1．用参数法求动点的轨迹方程，其基本思想是选取适当的参数作为中间变量，使动点的坐标分别与参数有关，从而得到动点的参数方程，然后再消去参数，化为普通方程．2．涉及到用直线的参数方程求轨迹方程时，需理解参数l 的几何意义．经过点A (－3，－32)，倾斜角为α的直线l 与圆x 2＋y 2＝25相交于B 、C 两点．(1)求弦BC 的长；(2)当A 恰为BC 的中点时，求直线BC 的方程； (3)当BC ＝8时，求直线BC 的方程；(4)当α变化时，求动弦BC 的中点M 的轨迹方程． 【解】 取AP ＝t 为参数(P 为l 上的动点)，则l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－3＋t cos α，y ＝－32＋t sin α，代入x 2＋y 2＝25，整理，得t 2－3(2cos α＋sin α)t －554＝0.∵Δ＝9(2cos α＋sin α)2＋55>0恒成立， ∴方程必有相异两实根t 1，t 2，且t 1＋t 2＝3(2cos α＋sin α)，t 1·t 2＝－554.(1)BC ＝|t 1－t 2|＝t 1＋t 22－4t 1t 2＝92cos α＋sin α2＋55.(2)∵A 为BC 中点，∴t 1＋t 2＝0， 即2cos α＋sin α＝0，∴tan α＝－2. 故直线BC 的方程为y ＋32＝－2(x ＋3)，即4x ＋2y ＋15＝0. (3)∵BC ＝92cos α＋sin α2＋55＝8，∴(2cos α＋sin α)2＝1.∴cos α＝0或tan α＝－34.∴直线BC 的方程是x ＝－3或3x ＋4y ＋15＝0. (4)∵BC 的中点M 对应的参数是t ＝t 1＋t 22＝32(2cos α＋sin α)，∴点M 的轨迹方程为 ⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝－3＋32cos α2cos α＋sin α，y ＝－32＋32sin α2cos α＋sin α(0≤α<π)．∴⎩⎪⎨⎪⎧x ＋32＝32cos 2α＋12sin 2α，y ＋34＝32sin 2α－12cos 2α.∴(x ＋32)2＋(y ＋34)2＝4516.即点M 的轨迹是以(－32，－34)为圆心，以354为半径的圆．(教材第56页习题4.4第2题)将下列参数方程化为普通方程，并说明它表示什么曲线：(1)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－4＋3t ，y ＝3－4t (t 为参数)；(2)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3cos θ－1，y ＝3sin θ＋2(θ为参数)；(3)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1－t 21＋t2，y ＝4t1＋t2(t 为参数)；(4)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos θ，y ＝b tan θ(θ为参数)；(5)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝sin θ，y ＝cos 2θ(θ为参数)．(2013·盐城模拟)在平面直角坐标系xOy中，求过椭圆⎩⎪⎨⎪⎧x ＝5cos φ，y ＝3sin φ(φ为参数)的右焦点，且与直线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝4－2t ，y ＝3－t(t 为参数)平行的直线的普通方程．【命题意图】 本题主要考查参数方程与普通方程的互化及椭圆的基本性质、直线方程、两条直线的位置关系等知识． 【解】 由题设知，椭圆的长半轴长a ＝5，短半轴长b ＝3， 从而c ＝a 2－b 2＝4，所以右焦点为(4,0)．将已知直线的参数方程化为普通方程：x －2y ＋2＝0， 故所求直线的斜率为12，因此其方程为y ＝12(x －4)，即x －2y －4＝0.1．将参数方程⎩⎨⎧x ＝t ，y ＝2t －4(t 为参数)化为普通方程为________．【解析】 将x ＝t 代入y ＝2t －4得y ＝2x －4. 又∵x ＝t ≥0，∴普通方程为2x －y －4＝0(x ≥0)． 【答案】 2x －y －4＝0(x ≥0)2．(2013·陕西高考)圆锥曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t 2，y ＝2t (t 为参数)的焦点坐标是________．【解析】 将参数方程化为普通方程为y 2＝4x ，表示开口向右，焦点在x 轴正半轴上的抛物线，由2p ＝4⇒p ＝2，则焦点坐标为(1,0)． 【答案】 (1,0)3．将参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋sin 2θ，y ＝sin 2θ(θ为参数)化为普通方程为________．【解析】 转化为普通方程为y ＝x －2，且x ∈[2,3]，y ∈[0,1]． 【答案】 y ＝x －2(2≤x ≤3)4．(2012·广东高考)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 ＝t ，y ＝t(t 为参数)和⎩⎨⎧x ＝2cos θ，y ＝2sin θ(θ为参数)，则曲线C 1与C 2的交点坐标为________．【解析】 C 1的普通方程为y 2＝x (x ≥0，y ≥0)，C 2的普通方程为x 2＋y 2＝2.由⎩⎪⎨⎪⎧y 2＝x ，x ≥0，y ≥0x 2＋y 2＝2得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1，y ＝1.∴C 1与C 2的交点坐标为(1,1)．【答案】 (1,1)1．将下列参数方程化为普通方程：(1)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos θ，y ＝b sin θ(θ为参数，a 、b 为常数，且a ＞b ＞0)；(2)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2pt 2，y ＝2pt (t 为参数，p 为正常数)．【解】 (1)由cos 2θ＋sin 2θ＝1，得x 2a 2＋y 2b2＝1，这是一个长轴长为2a ，短轴长为2b ，中心在原点的椭圆．(2)由已知t ＝y 2p ，代入x ＝2pt 2得y 24p2·2p ＝x ，即y 2＝2px ， 这是一条抛物线．2．已知抛物线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝8t 2，y ＝8t(t 为参数)．若斜率为1的直线经过抛物线C 的焦点，且与圆(x －4)2＋y 2＝r 2(r ＞0)相切，求r 的值．【解】 由⎩⎪⎨⎪⎧x ＝8t 2，y ＝8t 得y 2＝8x ，抛物线C 的焦点坐标为F (2,0)，直线方程为y ＝x －2，即x －y －2＝0.因为直线y ＝x －2与圆(x－4)2＋y 2＝r 2相切，由题意得r ＝|4－0－2|2＝ 2.3．若直线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1－2t ，y ＝2＋3t (t 为参数)与直线4x ＋ky ＝1垂直，求常数k 的值．【解】 将⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1－2t ，y ＝2＋3t 化为普通方程为y ＝－32x ＋72，斜率k 1＝－32，当k ≠0时，直线4x ＋ky ＝1的斜率k 2＝－4k，由k 1k 2＝(－32)×(－4k)＝－1得k ＝－6；当k ＝0时，直线y ＝－32x ＋72与直线4x ＝1不垂直．综上可知，k ＝－6.4．过椭圆x 29＋y 24＝1内一定点P (1,0)作弦，求弦的中点的轨迹．【解】 设弦的两端点A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，AB 的中点为M (x ，y )．当AB 与x 轴不垂直时，设AB 的方程为y ＝k (x －1)，代入方程x 29＋y 24＝1，得(9k 2＋4)x 2－18k 2x ＋9k 2－36＝0.由根与系数的关系，得x 1＋x 2＝18k29k 2＋4， 所以⎩⎪⎨⎪⎧x ＝9k 29k 2＋4，y ＝kx －1＝－4k9k 2＋4，∴x y ＝－94k ， 即k ＝－4x 9y，代入y ＝k (x －1)中，得4x 2＋9y 2－4x ＝0，即x －12214＋y 219＝1.① 当AB ⊥Ox 轴时，线段AB 的中点为(1,0)，该点的坐标满足方程①，所以所求的轨迹方程为x －12214＋y 219＝1.点M 的轨迹是以O 、P 为长轴端点且离心率与原椭圆相同的一个椭圆．5．已知某条曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋2t ，y ＝at 2(其中t 是参数，α∈R )，点M (5,4)在该曲线上，(1)求常数a ；(2)求曲线C 的普通方程．【解】 (1)由题意，可知⎩⎪⎨⎪⎧1＋2t ＝5，at 2＝4，故⎩⎪⎨⎪⎧t ＝2，a ＝1，所以a ＝1.(2)由已知及(1)得，曲线C 的方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋2t ， ①y ＝t 2， ②由①得t ＝x －12，代入②得y ＝(x －12)2，即(x －1)2＝4y 为所求．6．已知极坐标系的极点O 与直角坐标系的原点重合，极轴与x 轴的正半轴重合，曲线C 1：ρcos(θ＋π4)＝22与曲线C 2：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝4t 2，y ＝4t (t ∈R )交于A 、B 两点．求证：OA ⊥OB .【证明】 曲线C 1的直角坐标方程为x －y ＝4，曲线C 2的直角坐标方程是抛物线y 2＝4x . 设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，将这两个方程联立，消去x ， 得y 2－4y －16＝0⇒y 1y 2＝－16，y 1＋y 2＝4.∴x 1x 2＋y 1y 2＝(y 1＋4)(y 2＋4)＋y 1y 2＝2y 1y 2＋4(y 1＋y 2)＋16＝0，∴OA →·OB →＝0，∴OA ⊥OB . 7．设点M (x ，y )在圆x 2＋y 2＝1上移动，求点P (x ＋y ，xy )的轨迹．【解】 设点M (cos θ，sin θ)(0≤θ＜2π)，点P (x ′，y ′)，则⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝cos θ＋sin θ， ①y ′＝cos θsin θ， ②①2－2×②，得x ′2－2y ′＝1，即x ′2＝2(y ′＋12)，∴所求点P 的轨迹方程为x 2＝2(y ＋12)(|x |≤2，|y |≤12)．它是顶点为(0，－12)，开口向上的抛物线的一部分．教师备选8．在平面直角坐标系xOy 中，求圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－1＋r cos θ，y ＝r sin θ(θ为参数，r ＞0)，以O 为极点，x 轴正半轴为极轴建立极坐标系，直线l 的极坐标方程为ρcos(θ＋π4)＝2 2.若直线l 与圆C 相切，求r 的值．【解】 将直线l 的极坐标方程化为直角坐标方程得：x －y －4＝0， 将圆C 的参数方程化为普通方程得：(x ＋1)2＋y 2＝r 2， 由题设知：圆心C (－1,0)到直线l 的距离为r ，即r ＝|－1－0－4|12＋－12＝522， 即r 的值为522.4．4.3参数方程的应用第1课时 直线的参数方程的应用直线的参数方程直线参数方程的常见形式：过定点P 0(x 0，y 0)，倾斜角为α的直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x 0＋l cos α，y ＝y 0＋l sin α(l 为参数)．其中参数l 的几何意义是有向线段P 0P 的数量，|l |表示P 0P 的长度．1．怎样理解参数l 的几何意义？【提示】 参数l 的几何意义是P 0到直线上任意一点P (x ，y )的有向线段P 0P 的数量．当点P 在点P 0的上 方或右方时，l 取正值，反之，l 取负值；当点P 与P 0重合时，l ＝0. 2．如何由直线的参数方程求直线的倾斜角？【提示】 如果直线的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x 0＋t cos θ，y ＝y 0＋t sin θ(t 为参数)的形式，由方程直接可得出倾斜角，即方程中的角θ，例如，直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋t cos 15°，y ＝1＋t sin 15°，则直线的倾斜角为15°.如果不是上述形式，例如直线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋t sin 15°，y ＝1＋t cos 15°(t 为参数)的倾斜角就不能直接判断了．第一种方法：把参数方程改写为⎩⎪⎨⎪⎧x －1＝t sin 15°，y －1＝t cos 15°，消去t ，有y －1＝1tan 15°(x －1)，即y －1＝tan 75°(x －1)，故倾斜角为75°.第二种方法：把原方程化为参数方程和标准形式，即⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋t cos 75°，y ＝1＋t sin 75°，可以看出直线的倾斜角为75°.已知直线l 过(3,4)，且它的倾斜角θ＝120°.(1)写出直线l 的参数方程；(2)求直线l 与直线x －y ＋1＝0的交点． 【自主解答】 (1)直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3＋t cos 120°，y ＝4＋t sin 120°(t 为参数)，即⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝3－12t ，y ＝4＋32t (t 为参数)．(2)把⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3－12t ，y ＝4＋32t 代入x －y ＋1＝0，得3－12t －4－32t ＋1＝0，得t ＝0.把t ＝0代入⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3－12t ，y ＝4＋32t 得两直线的交点为(3,4)．已知两点A (1,3)，B (3,1)和直线l ：y ＝x ，求过点A 、B 的直线的参数方程，并求它与直线l 的交点M 分AB 的比． 【解】 设直线AB 上动点P (x ，y )，选取参数λ＝APPB， 则直线AB 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋3λ1＋λ，y ＝3＋λ1＋λ(λ为参数，λ≠－1)．①把①代入y ＝x ，得1＋3λ1＋λ＝3＋λ1＋λ，得λ＝1，所以M 分AB 的比：AMMB＝1.直线参数方程的应用求直线⎩⎨⎧x ＝2＋t ，y ＝3t(t 为参数)被双曲线x 2－y 2＝1截得的弦长．【思路探究】 先求出直线和双曲线的交点坐标，再用两点间的距离公式，或者用直线参数方程中参数的几何意义求弦长． 【自主解答】 令t ＝112＋32t ′，即t ′＝2t ，则直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋t ′cos θ，y ＝t ′sin θ(其中sin θ＝32，cos θ＝12)， 将⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋t ′cos θ，y ＝t ′sin θ代入双曲线方程，得t ′2－4t ′－6＝0，所以弦长＝|t 1′－t 2′|＝t 1′＋t 2′2－4t 1′t 2′＝42＋4×6＝210.方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x 0＋at ，y ＝y 0＋bt 中t 的几何意义为定点P 0(x 0，y 0)到动点P (x ，y )的有向线段的数量，有两个原则：其一为a 2＋b 2＝1，其二为b ≥0.这是因为α为直线的倾斜角时，必有sin 2α＋cos 2α＝1及sin α≥0.不满足上述原则时，则必须通过换元的方法进行转化后，才能利用直线参数方程的几何意义解决问题．(2013·湖南高考)在平面直角坐标系xOy 中，若直线l 1：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2s ＋1，y ＝s (s 为参数)和直线l 2：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝at ，y ＝2t －1(t 为参数)平行，则常数a 的值为________．【解析】 由⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2s ＋1，y ＝s消去参数s ，得x ＝2y ＋1.由⎩⎪⎨⎪⎧x ＝at ，y ＝2t －1消去参数t ，得2x ＝ay ＋a .∵l 1∥l 2，∴2a ＝12，∴a ＝4.【答案】 4(教材第57页习题4.4第6题)运用4.4.2小节中例3的结论：(1)求经过点P (1，－5)，倾斜角是π3的直线的参数方程；(2)求(1)中的直线与直线x －y －23＝0的交点到点P 的距离．(2013·江苏高考)在平面直角坐标系xOy 中，直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ＋1，y ＝2t(t 为参数)，曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2tan 2θ，y ＝2tan θ(θ为参数)．试求直线l 和曲线C 的普通方程，并求出它们的公共点的坐标．【命题意图】 本题考查参数方程与普通方程的互化以及直线与抛物线的位置关系等基础知识，考查转化、分析问题的能力和运算能力．【解】 因为直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ＋1，y ＝2t(t 为参数)，由x ＝t ＋1，得t ＝x －1，代入y ＝2t ，得到直线l 的普通方程为2x －y －2＝0.同理得到曲线C 的普通方程为y 2＝2x .联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝2x －1，y 2＝2x ，解得公共点的坐标为(2,2)，⎝ ⎛⎭⎪⎫12，－1.1．直线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－2＋t cos 50°，y ＝3－t sin 40°(t 为参数)的倾斜角α＝________.【解析】 根据tan α＝－sin 40°cos 50°＝－1，因此倾斜角为135°.【答案】 135°2．曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－2＋5t ，y ＝1－2t (t 为参数)与坐标轴的交点是________．【解析】 当x ＝－2＋5t ＝0时，解得t ＝25，可得y ＝1－2t ＝15，当y ＝1－2t ＝0时，解得t ＝12，可得x ＝－2＋5t ＝12，∴曲线与坐标轴的交点坐标为(0，15)，(12，0)．【答案】 (0，15)，(12，0)3．点(－3,0)到直线⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝2t ，y ＝22t (t 为参数)的距离为________．【解析】 直线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2t ，y ＝22t 化为普通方程为x －22y ＝0.∴点(－3,0)到直线的距离为|－3－0|1＋－222＝1.【答案】 1 4．直线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2－12t ，y ＝－1＋12t (t 为参数)被圆x 2＋y 2＝4截得的弦长为________．【答案】141．已知直线l 经过点P (1，－33)，倾斜角为π3，求直线l 与直线l ′：y ＝x －23的交点Q 与点P 的距离|PQ |.【解】 ∵l 过点P (1，－33)，倾斜角为π3，∴l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋t cos π3，y ＝－33＋t sinπ3(t 为参数)，即⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋12t ，y ＝－33＋32t (t 为参数)．代入y ＝x －23，得－33＋32t ＝1＋12t －23， 解得t ＝4＋23，即t ＝23＋4为直线l 与l ′的交点Q 所对应的参数值，根据参数t 的几何意义，可知|t |＝PQ ，∴PQ ＝4＋2 3.2．求直线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋2t ，y ＝2＋t (t 为参数)被圆x 2＋y 2＝9截得的弦长．【解】 将⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋2t ，y ＝2＋t 代入圆的方程x 2＋y 2＝9，得5t 2＋8t －4＝0，t 1＋t 2＝－85，t 1t 2＝－45.|t 1－t 2|2＝(t 1＋t 2)2－4t 1t 2＝6425＋165＝14425，所以弦长＝22＋1|t 1－t 2|＝5·125＝1255.3．已知椭圆x 216＋y 24＝1和点P (2,1)，过P 作椭圆的弦，并使点P 为弦的中点，求弦所在的直线方程．【解】 设弦所在直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋t cos α，y ＝1＋t sin α(t 为参数)，代入椭圆方程x 216＋y 24＝1，得(cos 2α＋4sin 2α)·t 2＋4(cos α＋2sin α)t －8＝0，所以t 1＋t 2＝－4cos α＋2sin αcos 2α＋4sin 2α，因为P 是弦的中点，所以t 1＋t 2＝0， 即－4cos α＋2sin αcos 2α＋4sin 2α＝0，所以cos α＋2sin α＝0，tan α＝－12.又P (2,1)在椭圆内，所以弦所在的直线方程为y －1＝－12(x －2)，即x ＋2y －4＝0.4．过抛物线y 2＝2px (p >0)的顶点作两条互相垂直的弦OA ，OB ，求线段AB 中点M 的轨迹的普通方程． 【解】 由题意知，两弦所在直线的斜率存在且不为0，所以设直线OA 的方程为y ＝kx ，则OB 的方程为y ＝－1k x ，解⎩⎪⎨⎪⎧y ＝kx ，y 2＝2px 得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝0，y ＝0或⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2p k2，y ＝2pk .所以A 点坐标为(2p k 2，2p k)．同理可求得B 点坐标为(2pk 2，－2pk )．设AB 中点M 的坐标为(x ，y )，则⎩⎪⎨⎪⎧x ＝p 1k2＋k2，y ＝p1k－k.消去k 得y 2＝px －2p 2.所以点M 的轨迹方程为y 2＝px －2p 2.5．(2012·湖南高考改编)在直角坐标系xOy 中，已知曲线C 1：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ＋1，y ＝1－2t (t 为参数)与曲线C 2：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a sin θ，y ＝3cos θ(θ为参数，a >0)有一个公共点在x 轴上，试求a 的值．【解】 ∵⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ＋1，y ＝1－2t ，消去参数t 得2x ＋y －3＝0.又⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a sin θ，y ＝3cos θ，消去参数θ得x 2a 2＋y 29＝1.方程2x ＋y －3＝0中，令y ＝0得x ＝32，将(32，0)代入x 2a 2＋y 29＝1，得94a 2＝1.又a >0，∴a ＝32.6．已知直线l 经过点P (1,0)，倾斜角为α＝π6.(1)写出直线l 的参数方程；(2)设直线l 与椭圆x 2＋4y 2＝4相交于两点A 、B ，求点P 到A 、B 两点的距离之积． 【解】 (1)直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝1＋t cos π6，y ＝t sin π6，即⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋32t ，y ＝12t (t 为参数)．(2)联立直线与圆的方程得 (1＋32t )2＋4(t 2)2＝4，∴74t 2＋3t －3＝0， 所以t 1t 2＝－127，即|t 1||t 2|＝127.所以P 到A 、B 两点的距离之积为127.7．已知抛物线y 2＝8x 的焦点为F ，过F 且斜率为2的直线交抛物线于A 、B 两点． (1)求AB ；(2)求AB 的中点M 的坐标及FM . 【解】 抛物线y 2＝8x 的焦点为F (2,0)， 依题意，设直线AB 的参数方程为 ⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋15t ，y ＝25t(t 为参数)，其中tan α＝2，cos α＝15，sin α＝25，α为直线AB 的倾斜角，代入y 2＝8x 整理得t 2－25t －20＝0.则t 1＋t 2＝25，t 1t 2＝－20. (1)AB ＝|t 2－t 1|＝t 1＋t 22－4t 1t 2＝252＋80＝10.(2)由于AB 的中点为M ， 故点M 对应的参数为t 1＋t 22＝5，∴M (3,2)，FM ＝|t 1＋t 22|＝ 5.教师备选8．如图所示，已知直线l 过点P (2,0)，斜率为43，直线l 和抛物线y 2＝2x 相交于A ，B 两点，设线段AB 的中点为M ，求：(1)P ，M 间的距离PM ； (2)点M 的坐标； (3)线段AB 的长．【解】 (1)∵直线l 过点P (2,0)，斜率为43，设直线l 的倾斜角为α，则tan α＝43，cos α＝35，sin α＝45，∴直线l 的参数方程的标准形式为 ⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋35t ，y ＝45t(t 为参数)．(*)∵直线l 和抛物线相交，∴将直线l 的参数方程代入抛物线方程y 2＝2x 中， 整理得8t 2－15t －50＝0，Δ＝152＋4×8×50＞0.设这个二次方程的两个根为t 1，t 2，由根与系数的关系得t 1＋t 2＝158，t 1t 2＝－254.由M 为线段AB 的中点，根据t 的几何意义，得PM ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪t 1＋t 22＝1516.(2)因为中点M 所对应的参数为t M ＝1516，将此值代入直线l 的参数方程的标准形式(*)， 得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋35×1516＝4116，y ＝45×1516＝34，即M (4116，34)．(3)AB ＝|t 1－t 2|＝t 1＋t 22－4t 1t 2＝5873. 第2课时 圆、椭圆的参数方程的应用1．圆的参数方程圆的参数方程的常见形式为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a ＋r cos α，y ＝b ＋r sin α(α为参数)．其中，参数α的几何意义是以圆心A (a ，b )为顶点，且与x 轴同向的射线按逆时针方向旋转到圆上一点P 所在半径成的角．2．椭圆的参数方程椭圆的参数方程的常见形式为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos θ，y ＝b sin θ(θ为参数)．1．椭圆的参数方程与圆的参数方程有什么区别和联系？【提示】 椭圆x 2a 2＋y 2b2＝1(a ＞b ＞0)和圆x 2＋y 2＝r 2普通方程都是平方和等于1的形式，故参数方程都运用了三角代换法，只是参数方程的常数不同．2．椭圆的参数方程中参数φ的几何意义是什么？【提示】 从几何变换的角度看，通过伸缩变换，令⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝1ax ，y ′＝1b y ，椭圆x 2a 2＋y 2b2＝1可以变成圆x ′2＋y ′2＝1.利用圆x ′2＋y ′2＝1的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝cos φ，y ′＝sin φ(φ是参数)可以得到椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos φ，y ＝b sin φ(φ是参数)．因此，参数φ的几何意义应是椭圆上任意一点M 所对应的圆的半径OA (或OB )的旋转角(称为离心角)，而不是OM 的旋转角，如图．圆的参数方程的应用在圆x 2＋2x ＋y 2＝0上求一点，使它到直线2x ＋3y －5＝0的距离最大．【自主解答】 圆的方程x2＋2x ＋y 2＝0可化为(x ＋1)2＋y 2＝1，所以设圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－1＋cos θ，y ＝sin θ.设P (－1＋cos θ，sin θ)，则点P 到直线2x ＋3y －5＝0的距离为d ＝|2－1＋cos θ＋3sin θ－5|22＋32＝|2cos θ＋3sin θ－7|13＝|13sin θ＋α－7|13(其中sin α＝21313，cos α＝31313)．当sin(θ＋α)＝－1，θ＋α＝3π2，即θ＝3π2－α时，d 取到最大值13＋71313，此时x ＝－1＋cos θ＝－1－21313，y ＝sin θ＝－31313，即点P (－1－21313，－31313)即为所求．已知点P (x ，y )在圆x 2＋y 2＝1上，求x 2＋2xy ＋3y 2的最大值和最小值． 【解】 圆x2＋y 2＝1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝cos α，y ＝sin α(α为参数)．∴x 2＋2xy ＋3y 2＝cos 2α＋2cos αsin α＋3sin 2α ＝1＋cos 2α2＋sin 2α＋3×1－cos 2α2＝2＋sin 2α－cos 2α＝2＋2sin(2α－π4)．则当α＝k π＋3π8(k ∈Z )时，x 2＋2xy ＋3y 2取最大值为2＋2，当α＝k π－π8(k ∈Z )时，x 2＋2xy ＋3y 2取最小值为2－ 2.已知实数x ，y 满足3x 2＋2y 2＝6x ，求：(1)x ＋y 的最大值； (2)x 2＋y 2的取值范围．【思路探究】 本题表面上看是代数题，但由于方程3x 2＋2y 2＝6x 可以表示一个椭圆，故可以用椭圆的参数方程来解．【自主解答】 方程3x 2＋2y 2＝6x ，即(x －1)2＋y 232＝1.设⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋cos θ，y ＝ 32sin θ.(1)x ＋y ＝1＋cos θ＋ 32sin θ ＝1＋52sin(θ＋α)(其中tan α＝63，θ∈[0,2π))． 所以x ＋y 的最大值为1＋102.(2)x 2＋y 2＝(1＋cos θ)2＋(32sin θ)2 ＝1＋2cos θ＋cos 2θ＋32sin 2θ＝52－12cos 2θ＋2cos θ＝－12(cos θ－2)2＋92，因为cos θ∈[－1,1]，所以0≤x 2＋y 2≤4.利用椭圆的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos φ，y ＝b sin φ(φ是参数)，将问题转化为三角函数问题处理．(2013·湖北高考)在直角坐标系xOy 中，椭圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos φ，y ＝b sin φ(φ为参数，a >b >0)．在极坐标系(与直角坐标系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，直线l 与圆O 的极坐标方程分别为ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ＋π4＝22m (m 为非零常数)与ρ＝b .若直线l 经过椭圆C 的焦点，且与圆O 相切，则椭圆C 的离心率为________．【解析】 由已知可得椭圆标准方程为x 2a 2＋y 2b2＝1(a >b >0)．由ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ＋π4＝22m 可得ρsin θ＋ρcos θ＝m ，即直线的普通方程为x ＋y ＝m .又圆的普通方程为x 2＋y 2＝b 2，不妨设直线l 经过椭圆C 的右焦点(c,0)，则得c ＝m .又因为直线l 与圆O 相切，所以|m |2＝b ，因此c ＝2b ，即c 2＝2(a 2－c 2)．整理，得c 2a 2＝23，故椭圆C的离心率为e ＝63. 【答案】63(教材第47页例1)如图4－4－5，已知M 是椭圆x 2a 2＋y 2b2＝1(a ＞b ＞0)上在第一象限的点，A (a,0)和B (0，b )是椭圆的两个顶点，O 为原点，求四边形MAOB 的面积的最大值．(2013·镇江模拟)在直角坐标系xOy 中，直线l 的方程为x －y ＋4＝0，曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x ＝3cos α，y ＝sin α(α为参数)．(1)已知在极坐标系(与直角坐标系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，点P 的极坐标为(4，π2)，判断点P 与直线l 的位置关系；(2)设点Q 是曲线C 上的一个动点，求它到直线l 的距离的最小值．【命题意图】 本题主要考查极坐标与直角坐标的互化、椭圆的参数方程等基础知识，考查运算求解能力和转化与化归思想． 【解】 (1)把极坐标系下的点P (4，π2)化为直角坐标得点(0,4)．因为点P 的直角坐标(0,4)满足直线l 的方程x －y ＋4＝0， 所以点P 在直线l 上．(2)因为点Q 在曲线C 上，故可设点Q 的坐标为(3cos α，sin α)， 从而点Q 到直线l 的距离为 d ＝|3cos α－sin α＋4|2＝2cos α＋π6＋42＝2cos(α＋π6)＋22，由此得，当cos(α＋π6)＝－1时，d 取得最小值，且最小值为 2.1．已知圆的方程为x 2＋y 2＝4x ，则它的参数方程是 ________．【解析】 x 2＋y 2＝4x 可化为(x －2)2＋y 2＝4， ∴圆心为(2,0)，半径r ＝2.∴参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋2cos θ，y ＝2sin θ(θ为参数，0≤θ＜2π)．【答案】 ⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋2cos θ，y ＝2sin θ(θ为参数，0≤θ＜2π)2．椭圆⎩⎨⎧x ＝32cos φ，y ＝23sin φ(φ为参数)的焦距是________．【解析】 根据参数方程，可知a ＝32，b ＝2 3.∴c ＝322－232＝18－12＝6， ∴焦距为2c ＝2 6. 【答案】 2 63．椭圆x 23＋y 2＝1上的点到直线x －y ＋6＝0的距离的最小值为________．【解析】 设P (3cos θ，sin θ)是椭圆上的点，则点P 到直线x －y ＋6＝0的距离 d ＝|3cos θ－sin θ＋6|2＝|2cos θ＋π6＋6|2，当cos(θ＋π6)＝－1时，d 取到最小值，最小值为2 2.【答案】 2 24．点P (x ，y )在圆(x －1)2＋(y －1)2＝1上运动，则3x ＋4y 的最大值为________，yx的最小值为________． 【解析】 设x ＝1＋cos θ，y ＝1＋sin θ，所以3x ＋4y ＝7＋3cos θ＋4sin θ＝7＋5sin(θ＋α)(其中sin α＝35，cos α＝45)，所以当sin(θ＋α)＝1时，3x ＋4y 取到最大值12.设t ＝y x ＝1＋sin θ1＋cos θ，则sin θ－t cos θ＝t －1，从而1＋t 2sin(θ－α)＝t －1(其中sin α＝t1＋t2，cos α＝11＋t2)，t －11＋t2＝sin(θ－α)， 所以⎪⎪⎪⎪⎪⎪t －11＋t 2≤1，解得t ≥0，即y x 的最小值为0. 【答案】 12 01．当x 2＋y 2＝4时，求u ＝x 2＋23xy －y 2的最值． 【解】 设⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2cos θ，y ＝2sin θ(0≤θ<2π)，于是u ＝x 2＋23xy －y 2＝4cos 2θ＋83cos θsin θ－4sin 2θ ＝4cos 2θ＋43sin 2θ＝8sin(2θ＋π6)．所以，当θ＝π6，x ＝3，y ＝1时，或θ＝7π6，x ＝－3，y ＝－1时，u max ＝8；当θ＝2π3，x ＝－1，y ＝3时，或θ＝5π3，x ＝1，y ＝－3时，u min ＝－8.2．若x ，y 满足(x －1)2＋(y ＋2)2＝4，求2x ＋y 的最值． 【解】 令x －1＝2cos θ，y ＋2＝2sin θ，则有x ＝2cos θ＋1，y ＝2sin θ－2，故2x ＋y ＝4cos θ＋2＋2sin θ－2＝4cos θ＋2sin θ＝25sin(θ＋φ)(tan φ＝2)． ∴－25≤2x ＋y ≤2 5.即2x ＋y 的最大值为25，最小值为－2 5.3．过点P (－3,0)且倾斜角为30°的直线和曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ＋1t，y ＝t －1t(t 为参数)相交于A 、B 两点．求线段AB 的长．【解】 直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－3＋32s ，y ＝12s(s 为参数)，曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ＋1t，y ＝t －1t(t 为参数)可以化为x 2－y 2＝4.将直线的参数方程代入上式，得s 2－63s ＋10＝0.设A 、B 对应的参数分别为s 1，s 2， ∴s 1＋s 2＝63，s 1s 2＝10.AB ＝|s 1－s 2|＝s 1＋s 22－4s 1s 2＝217.4．已知A 是椭圆长轴的一个端点，O 是椭圆的中心，若椭圆上存在一点P ，使∠OPA ＝90°，求椭圆离心率的取值范围．【解】 设椭圆的方程为x 2a 2＋y 2b 2＝1，A (a,0)，设P (a cos θ，b sin θ)是椭圆上一点，则AP →＝(a cos θ－a ，b sin θ)，OP →＝(a cos θ，b sin θ)，由于∠OPA ＝90°，所以AP →·OP →＝0，即(a cos θ－a )a cos θ＋b 2sin 2θ＝0，。
最新苏教版高中数学选修4-44.4知识讲解(全套及答案)
最新教学资料·苏教版数学4.4 参数方程4．4.1参数方程的意义课标解读1.理解曲线参数方程的概念，能选取适当的参数建立参数方程．2.通过常见曲线的参数方程的研究，了解某些参数的几何意义和物理意义.1．参数方程的定义一般地，在平面直角坐标系中，如果曲线C 上任意一点P 的坐标x 和y 都可以表示为某个变量t 的函数⎩⎪⎨⎪⎧x ＝f (t )，y ＝g (t )，反过来，对于t 的每一个允许值，由函数式⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝f (t )，y ＝g (t )所确定的点P (x ，y )都在这条曲线上，那么方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝f (t )，y ＝g (t )叫做曲线C 的参数方程，变量t 是参变数，简称参数．2．求参数方程的一般步骤(1)建立直角坐标系，设曲线上任意一点M 的坐标为(x ，y )； (2)选取适当的参数；(3)根据已知条件、图形的几何性质、物理意义等，建立点M 的坐标与参数的函数关系式； (4)证明所求得的参数方程就是所求曲线的方程(通常省略不写)．1．从参数方程的概念来看，参数t 的作用是什么？什么样的量可以当参数？【提示】 参数t 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．在选择参数时，要注意什么？【提示】 在选择参数时，要注意以下几点：①参数与动点坐标x ，y 有函数关系，且x ，y 便于用参数表示； ②选择的参数要便于使问题中的条件明析化；③对于所选定的参数，要注意其取值范围，并能确定参数对x ，y 取值范围的制约； ④若求轨迹，应尽量使所得的参数方程便于消参．点与曲线的位置已知曲线C 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3t ，y ＝2t 2＋1(t 为参数)． (1)判断点M 1(0,1)，M 2(5,4)与曲线C 的位置关系； (2)已知点M 3(6，a )在曲线C 上，求a 的值．【自主解答】 (1)把点M 1(0,1)代入，得⎩⎪⎨⎪⎧0＝3t ，1＝2t 2＋1， 解得t ＝0，故点M 1在曲线C 上，把点M 2(5,4)代入，得⎩⎪⎨⎪⎧5＝3t ，4＝2t 2＋1， 这个方程组无解，因此点M 2(5,4)不在曲线C 上，(2)因为点M 3(6，a )在曲线C 上，所以⎩⎪⎨⎪⎧ 6＝3t ，a ＝2t 2＋1，解得⎩⎪⎨⎪⎧t ＝2，a ＝9，故a ＝9.已知某条曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋2t ，y ＝at 2(其中t 为参数，a ∈R )，点M (5,4)在该曲线上，求常数a . 【解】 ∵点M (5,4)在曲线C 上，∴⎩⎪⎨⎪⎧ 5＝1＋2t ，4＝at 2，解得：⎩⎪⎨⎪⎧t ＝2，a ＝1.∴a 的值为1.求曲线的轨迹方程如图4－4－1，△ABP 是等腰直角三角形，∠B 是直角，腰长为a ，顶点B 、A 分别在x 轴、y 轴上滑动，求点P 在第一象限的轨迹的参数方程．图4－4－1【自主解答】 法一 设P 点的坐标为(x ，y )，过P 点作x 轴的垂线交x 轴于Q . 如图所示，则Rt △OAB ≌Rt △QBP .取OB ＝t ，t 为参数(0＜t ＜a )． ∵OA ＝a 2－t 2， ∴BQ ＝a 2－t 2.∴点P 在第一象限的轨迹的参数方程为⎩⎨⎧x ＝t ＋a 2－t 2，y ＝t (0＜t ＜a )．法二 设点P 的坐标为(x ，y )，过点P 作x 轴的垂线交x 轴于点Q ，如图所示． 取∠QBP ＝θ， θ为参数(0＜θ＜π2)，则∠ABO ＝π2－θ.在Rt △OAB 中， OB ＝a cos(π2－θ)＝a sin θ.在Rt △QBP 中， BQ ＝a cos θ，PQ ＝a sin θ.∴点P 在第一象限的轨迹的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a (sin θ＋cos θ)，y ＝a sin θ(θ为参数，0＜θ＜π2)．求动点的轨迹方程，是解析几何中常见的题型之一，通常可用解析法寻找变量之间的关系，列出等式，得到曲线的方程．当变量之间的关系不容易用等式表示时，可以引入参数，使变量之间通过参数联系在一起，从而得到曲线的参数方程．设质点沿以原点为圆心，半径为2的圆做匀角速运动，角速度为π60rad/s.试以时间t为参数，建立质点运动轨迹的参数方程．【解】 如图所示，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⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2cos θ，y ＝2sin θ，又θ＝π60t (t 以s 为单位)，故参数方程为⎩⎨⎧x ＝2cosπ60t ，y ＝2sin π60t (t 为参数，t ≥0)．(教材第56页习题4.4第1题)物体从高处以初速度v 0(m/s)沿水平方向抛出．以抛出点为原点，水平直线为x轴，写出物体所经路线的参数方程，并求出它的普通方程．(2013·课标全国卷Ⅱ)已知动点P 、Q 都在曲线C ：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2cos t ，y ＝2sin t (t 为参数)上，对应参数分别为t ＝α与t ＝2α(0＜α＜2π)，M 为PQ 的中点．(1)求M 的轨迹的参数方程；(2)将M 到坐标原点的距离d 表示为α的函数，并判断M 的轨迹是否过坐标原点． 【命题意图】 本题考查参数方程及轨迹方程，主要考查逻辑思维能力和运算求解能力． 【解】 (1)依题意有P (2cos α，2sin α)，Q (2cos 2α，2sin 2α)， 因此M (cos α＋cos 2α，sin α＋sin 2α)．M 的轨迹的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝cos α＋cos 2α，y ＝sin α＋sin 2α(α为参数，0＜α＜2π)．(2)M 点到坐标原点的距离d ＝x 2＋y 2＝2＋2cos α(0＜α＜2π)． 当α＝π时，d ＝0，故M 的轨迹过坐标原点．1．已知曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2sin θ＋1，y ＝sin θ＋3(θ为参数，0≤θ＜2π)．下列各点A (1,3)，B (2,2)，C (－3,5)，其中在曲线上的点是________．【解析】 将A 点坐标代入方程得：θ＝0或π，将B 、C 点坐标代入方程，方程无解，故A 点在曲线上． 【答案】 A (1,3)2．椭圆⎩⎪⎨⎪⎧x ＝5cos θ，y ＝4sin θ的焦点坐标为________．【解析】 把椭圆方程化为普通方程，得x 225＋y 216＝1.则a 2＝25，b 2＝16，所以c 2＝9.椭圆的焦点为(－3,0)和(3,0)．【答案】 (－3,0)和(3,0)3．椭圆(x －2)24＋y 2＝1的一个参数方程为______．【解析】 设x －22＝cos θ，y ＝sin θ，所以椭圆的一个参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋2cos θ，y ＝sin θ(θ为参数)．【答案】 ⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋2cos θ，y ＝sin θ4．参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝cos 2θ，y ＝sin 2θ(θ为参数)表示的曲线是________． 【答案】 线段图4－4－21．如图4－4－2，OB 是机器上的曲柄，长是r ，绕点O 转动，AB 是连杆，M 是AB 上一点，MA ＝a ，MB ＝b (2r ＜a ＋b )．当点A 在Ox 上做往返运动，点B 绕着O 做圆周运动时，求点M 的轨迹方程．【解】 如题图，设点M (x ，y )，θ＝∠BAO ，由点B 作BC ⊥Ox ，交Ox 于点C ，由点M 作MD ⊥Ox ，交Ox 于点D ，由点M 作ME ⊥BC ，交BC 于点E ，那么y ＝DM ＝a sin θ，x ＝OD ＝OC ＋CD ＝OC ＋EM ＝±OB 2－CB 2＋EM＝±r 2－(a ＋b )2sin 2θ＋b cos θ， 得到点M (x ，y )的坐标满足方程组⎩⎨⎧x ＝b cos θ±r 2－(a ＋b )2sin 2θ，y ＝a sin θ，即为点M 的轨迹方程．2．动点M 作匀速直线运动，它在x 轴和y 轴方向上的分速度分别为9 m/s 和12 m/s ，运动开始时，点M 位于A (1,1)，求点M 的轨迹方程．【解】 设t s 后点M 的坐标为(x ，y )，则⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋9t ，y ＝1＋12t .所以点M 的轨迹方程为 ⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋9t ，y ＝1＋12t (t ≥0)． 3．以椭圆x 24＋y 2＝1的长轴的左端点A 与椭圆上任意一点连线的斜率k 为参数，将椭圆方程化为参数方程．【解】 椭圆x 24＋y 2＝1的长轴的左端点A 的坐标为(－2,0)．设P (x ，y )为椭圆上任意一点(除点A )，则点P 的坐标满足⎩⎨⎧yx ＋2＝k ，x24＋y 2＝1.将y x ＋2＝k 代入x 24＋y 2＝1，消去x ，得(1k 2＋4)y 2－4k y ＝0. 解得y ＝0，或y ＝4k 1＋4k 2.由y ＝4k1＋4k 2， 解得x ＝2(1－4k 2)1＋4k 2；由y ＝0，解得x ＝2.由于(2,0)满足方程组⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2(1－4k 2)1＋4k 2，y ＝4k1＋4k 2，所以椭圆x 24＋y 2＝1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2(1－4k 2)1＋4k 2，y ＝4k 1＋4k 2.4．△ABC 是圆x 2＋y 2＝1的内接三角形，已知A (1,0)，∠BAC ＝60°，求△ABC 的重心的轨迹方程．【解】 因为∠BAC ＝60°，所以∠BOC ＝120°. 设B (cos θ，sin θ)(0°＜θ＜240°)，则有C (cos(θ＋120°)，sin(θ＋120°))．设重心坐标为(x ，y )，则⎩⎨⎧x ＝1＋cos θ＋cos (θ＋120°)3，y ＝sin θ＋sin (θ＋120°)3.所以⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋12cos θ－32sin θ3y ＝12sin θ＋32cos θ3，即⎩⎨⎧x ＝1＋cos (θ＋60°)3，y ＝sin (θ＋60°)3.消去θ＋60°，得(3x －1)2＋9y 2＝1， ∵0°＜θ＜240°， ∴－1≤cos(θ＋60°)＜12，∴0≤1＋cos (θ＋60°)3＜12，即0≤x ＜12.∴△ABC 的重心的轨迹方程为(x －13)2＋y 2＝19(0≤x <12)．图4－4－35．如图4－4－3，过抛物线y 2＝4x 上任一点M 作MQ 垂直于准线l ，垂足为Q ，连接OM 和QF (F 为焦点)相交于点P ，当M 在抛物线上运动时，求点P 的轨迹方程．【解】 设直线OM 的方程为y ＝kx (k ≠0)，由⎩⎪⎨⎪⎧ y ＝kx ，y 2＝4x 得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝0，y ＝0，或⎩⎨⎧x ＝4k2，y ＝4k ，所以M (4k 2，4k)，则Q (－1，4k )，于是直线QF 的方程为y ＝4k －1－1(x －1)，即y ＝－2k (x －1)．由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝kx ，y ＝－2k (x －1)， 消去k ，得2x 2＋y 2－2x ＝0.所以点P 的轨迹方程为2x 2＋y 2－2x ＝0(y ≠0)．图4－4－46．如图4－4－4所示，OA 是圆C 的直径，且OA ＝2a ，射线OB 与圆交于Q 点，和经过A 点的切线交于B 点，作PQ ⊥OA ，PB ∥OA ，试求点P 的轨迹方程．【解】 设P (x ，y )是轨迹上任意一点，取∠DOQ ＝θ，由PQ ⊥OA ，PB ∥OA ，得 x ＝OD ＝OQ cos θ＝OA cos 2θ＝2a cos 2θ， y ＝AB ＝OA tan θ＝2a tan θ. 所以P 点轨迹的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2a cos 2θ，y ＝2a tan θ，θ∈(－π2，π2)．7．已知点P (x ，y )是曲线C ：⎩⎨⎧x ＝3＋cos θ，y ＝2＋3sin θ上的任意一点，求3x ＋y 的取值范围．【解】 设P (3＋cos θ，2＋3sin θ)， 则3x ＋y ＝3(3＋cos θ)＋(2＋3sin θ) ＝11＋3cos θ＋3sin θ＝11＋23sin(θ＋π3)，∴3x ＋y 的最大值为11＋23，最小值为11－23，取值范围是[11－23，11＋23]．教师备选8．如图，已知曲线4x 2＋9y 2＝36(x ＞0，y ＞0)，点A 在曲线上移动，点C (6,4)，以AC 为对角线作矩形ABCD ，使AB ∥x 轴，AD ∥y 轴，求矩形ABCD 的面积最小时点A 的坐标．【解】 ∵椭圆方程为x 29＋y 24＝1(x ＞0，y ＞0)，设A (3cos θ，2sin θ)，θ∈(0，π2)，则B (6,2sin θ)，C (6,4)，D (3cos θ，4)， 所以S ABCD ＝AB ·AD ＝(6－3cos θ)(4－2sin θ) ＝24－12(sin θ＋cos θ)＋6sin θcos θ.令t ＝sin θ＋cos θ，则t ∈(1，2]，sin θcos θ＝t 2－12，则S ABCD ＝3(t －2)2＋9.因为t ∈(1，2]，所以当t ＝2时，矩形面积最小，即t ＝sin θ＋cos θ＝2sin(θ＋π4)＝2，此时，θ＝π4.所以矩形ABCD 的面积最小时点A 坐标是(322，2)．4．4.2参数方程与普通方程的互化课标解读 1.能通过消去参数将参数方程化为普通方程．2.能选择适当的参数将普通方程化为参数方程.1．过定点P 0(x 0，y 0)，倾斜角为α的直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x 0＋l cos α，y ＝y 0＋l sin α(l 为参数)，其中参数l 的几何意义：有向线段P 0P 的数量(P为该直线上任意一点)．2．圆x 2＋y 2＝r 2的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝r cos θ，y ＝r sin θ(θ为参数)．圆心为M 0(x 0，y 0)，半径为r 的圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x 0＋r cos θ，y ＝y 0＋r sin θ(θ为参数)．3．椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos φ，y ＝b sin φ(φ为参数)．1．普通方程化为参数方程，参数方程的形式是否惟一？【提示】 不一定惟一．如果选用的参数不同，那么所求得的曲线的参数方程的形式也不同． 2．将参数方程化为普通方程时，消去参数的常用方法有哪些？【提示】 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⎩⎨⎧x ＝a (t ＋1t)cos θ，y ＝a (t －1t)sin θ，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 消参．参数方程化为普通方程将下列参数方程化为普通方程：(1)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ＋1t －1，y ＝2tt 3－1(t 为参数)；(2)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝5cos θ，y ＝4sin θ－1(θ为参数)．【自主解答】 (1)由x ＝t ＋1t －1，得t ＝x ＋1x －1.代入y ＝2tt 3－1化简得y ＝(x ＋1)(x －1)23x 2＋1(x ≠1)．(2)由⎩⎪⎨⎪⎧x ＝5cos θ，y ＝4sin θ－1得⎩⎨⎧cos θ＝x5， ①sin θ＝y ＋14. ②①2＋②2得x 225＋(y ＋1)216＝1.将下列参数方程化为普通方程：(1)⎩⎨⎧x ＝t ＋1t ，y ＝t 2＋1t2(t 为参数)；(2)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋3cos θ，y ＝3sin θ(θ为参数)． 【解】 (1)∵x ＝t ＋1t ，∴x 2＝t 2＋1t 2＋2.把y ＝t 2＋1t2代入得x 2＝y ＋2.又∵x ＝t ＋1t ，当t ＞0时，x ＝t ＋1t ≥2；当t ＜0时，x ＝t ＋1t ≤－2.∴x ≥2或x ≤－2.∴普通方程为x 2＝y ＋2(x ≥2或x ≤－2)．(2)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋3cos θ，y ＝3sin θ 可化为⎩⎨⎧cos θ＝x －23，sin θ＝y3.两式平方相加，得(x －23)2＋(y 3)2＝1.即普通方程为(x －2)2＋y 2＝9.普通方程化为参数方程根据所给条件，把曲线的普通方程化为参数方程．(1)(x －1)23＋(y －2)25＝1，x ＝3cos θ＋1.(θ为参数)(2)x 2－y ＋x －1＝0，x ＝t ＋1.(t 为参数)【自主解答】 (1)将x ＝3cos θ＋1代入(x －1)23＋(y －2)25＝1得：y ＝2＋5sin θ.∴⎩⎨⎧x ＝3cos θ＋1，y ＝5sin θ＋2(θ为参数)， 这就是所求的参数方程．(2)将x ＝t ＋1代入x 2－y ＋x －1＝0得： y ＝x 2＋x －1＝(t ＋1)2＋t ＋1－1 ＝t 2＋3t ＋1，∴⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ＋1，y ＝t 2＋3t ＋1(t 为参数)， 这就是所求的参数方程．已知圆的方程为x 2＋y 2＋2x －6y ＋9＝0，将它化为参数方程． 【解】 把x 2＋y 2＋2x －6y ＋9＝0化为标准方程为(x ＋1)2＋(y －3)2＝1.∴参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－1＋cos θ，y ＝3＋sin θ(θ为参数).利用参数求轨迹方程过A (1,0)的动直线l 交抛物线y 2＝8x 于M ，N 两点，求MN 中点的轨迹方程．【思路探究】 设出直线MN 的参数方程，然后代入抛物线的方程，利用参数方程中t 的几何意义及根与系数的关系解题．【自主解答】 直线MN 方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋t cos α，y ＝t sin α(α≠0，t 为参数)代入y 2＝8x ，得t 2sin 2α－8t cos α－8＝0.设M ，N 对应参数为t 1，t 2，MN 中点G 的参数为t 0，则t 0＝12(t 1＋t 2)＝4cos αsin 2α，∵⎩⎨⎧x ＝1＋4cos 2αsin 2α，y ＝4cos αsin α，消去α得y 2＝4(x －1)．1．用参数法求动点的轨迹方程，其基本思想是选取适当的参数作为中间变量，使动点的坐标分别与参数有关，从而得到动点的参数方程，然后再消去参数，化为普通方程．2．涉及到用直线的参数方程求轨迹方程时，需理解参数l 的几何意义．经过点A (－3，－32)，倾斜角为α的直线l 与圆x 2＋y 2＝25相交于B 、C 两点．(1)求弦BC 的长；(2)当A 恰为BC 的中点时，求直线BC 的方程； (3)当BC ＝8时，求直线BC 的方程；(4)当α变化时，求动弦BC 的中点M 的轨迹方程． 【解】 取AP ＝t 为参数(P 为l 上的动点)， 则l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－3＋t cos α，y ＝－32＋t sin α， 代入x 2＋y 2＝25，整理，得 t 2－3(2cos α＋sin α)t －554＝0.∵Δ＝9(2cos α＋sin α)2＋55>0恒成立， ∴方程必有相异两实根t 1，t 2， 且t 1＋t 2＝3(2cos α＋sin α)，t 1·t 2＝－554. (1)BC ＝|t 1－t 2|＝(t 1＋t 2)2－4t 1t 2＝ 9(2cos α＋sin α)2＋55.(2)∵A 为BC 中点，∴t 1＋t 2＝0， 即2cos α＋sin α＝0，∴tan α＝－2. 故直线BC 的方程为y ＋32＝－2(x ＋3)，即4x ＋2y ＋15＝0.(3)∵BC ＝9(2cos α＋sin α)2＋55＝8，∴(2cos α＋sin α)2＝1.∴cos α＝0或tan α＝－34.∴直线BC 的方程是x ＝－3或3x ＋4y ＋15＝0.(4)∵BC 的中点M 对应的参数是t ＝t 1＋t 22＝32(2cos α＋sin α)，∴点M 的轨迹方程为⎩⎨⎧x ＝－3＋32cos α(2cos α＋sin α)，y ＝－32＋32sin α(2cos α＋sin α)(0≤α<π)．∴⎩⎨⎧x ＋32＝32(cos 2α＋12sin 2α)，y ＋34＝32(sin 2α－12cos 2α).∴(x ＋32)2＋(y ＋34)2＝4516.即点M 的轨迹是以(－32，－34)为圆心，以354为半径的圆．(教材第56页习题4.4第2题)将下列参数方程化为普通方程，并说明它表示什么曲线：(1)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－4＋3t ，y ＝3－4t (t 为参数)； (2)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3cos θ－1，y ＝3sin θ＋2(θ为参数)； (3)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1－t 21＋t 2，y ＝4t1＋t 2(t 为参数)；(4)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos θ，y ＝b tan θ(θ为参数)； (5)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝sin θ，y ＝cos 2θ(θ为参数)．(2013·盐城模拟)在平面直角坐标系xOy 中，求过椭圆⎩⎪⎨⎪⎧x ＝5cos φ，y ＝3sin φ(φ为参数)的右焦点，且与直线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝4－2t ，y ＝3－t (t 为参数)平行的直线的普通方程． 【命题意图】 本题主要考查参数方程与普通方程的互化及椭圆的基本性质、直线方程、两条直线的位置关系等知识． 【解】 由题设知，椭圆的长半轴长a ＝5，短半轴长b ＝3， 从而c ＝a 2－b 2＝4，所以右焦点为(4,0)．将已知直线的参数方程化为普通方程：x －2y ＋2＝0， 故所求直线的斜率为12，因此其方程为y ＝12(x －4)，即x －2y －4＝0.1．将参数方程⎩⎨⎧x ＝t ，y ＝2t －4(t 为参数)化为普通方程为________．【解析】 将x ＝t 代入y ＝2t －4得y ＝2x －4. 又∵x ＝t ≥0，∴普通方程为2x －y －4＝0(x ≥0)． 【答案】 2x －y －4＝0(x ≥0)2．(2013·陕西高考)圆锥曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t 2，y ＝2t (t 为参数)的焦点坐标是________．【解析】 将参数方程化为普通方程为y 2＝4x ，表示开口向右，焦点在x 轴正半轴上的抛物线，由2p ＝4⇒p ＝2，则焦点坐标为(1,0)． 【答案】 (1,0)3．将参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋sin 2θ，y ＝sin 2θ(θ为参数)化为普通方程为________． 【解析】 转化为普通方程为y ＝x －2，且x ∈[2,3]，y ∈[0,1]． 【答案】 y ＝x －2(2≤x ≤3)4．(2012·广东高考)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 ＝t ，y ＝t (t 为参数)和⎩⎨⎧x ＝2cos θ，y ＝2sin θ(θ为参数)，则曲线C 1与C 2的交点坐标为________．【解析】 C 1的普通方程为y 2＝x (x ≥0，y ≥0)， C 2的普通方程为x 2＋y 2＝2.由⎩⎪⎨⎪⎧ y 2＝x ，x ≥0，y ≥0x 2＋y 2＝2得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1，y ＝1.∴C 1与C 2的交点坐标为(1,1)．【答案】 (1,1)1．将下列参数方程化为普通方程：(1)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos θ，y ＝b sin θ(θ为参数，a 、b 为常数，且a ＞b ＞0)； (2)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2pt 2，y ＝2pt (t 为参数，p 为正常数)． 【解】 (1)由cos 2θ＋sin 2θ＝1，得x 2a 2＋y 2b2＝1，这是一个长轴长为2a ，短轴长为2b ，中心在原点的椭圆． (2)由已知t ＝y 2p ，代入x ＝2pt 2得y 24p 2·2p ＝x ，即y 2＝2px ， 这是一条抛物线．2．已知抛物线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝8t 2，y ＝8t(t 为参数)．若斜率为1的直线经过抛物线C 的焦点，且与圆(x －4)2＋y 2＝r 2(r ＞0)相切，求r 的值．【解】 由⎩⎪⎨⎪⎧x ＝8t 2，y ＝8t得y 2＝8x ，抛物线C 的焦点坐标为F (2,0)，直线方程为y ＝x －2，即x －y －2＝0.因为直线y ＝x －2与圆(x －4)2＋y 2＝r 2相切，由题意得r ＝|4－0－2|2＝ 2. 3．若直线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1－2t ，y ＝2＋3t (t 为参数)与直线4x ＋ky ＝1垂直，求常数k 的值．【解】 将⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1－2t ，y ＝2＋3t化为普通方程为y ＝－32x ＋72，斜率k 1＝－32，当k ≠0时，直线4x ＋ky ＝1的斜率k 2＝－4k ，由k 1k 2＝(－32)×(－4k)＝－1得k ＝－6；当k ＝0时，直线y ＝－32x ＋72与直线4x ＝1不垂直．综上可知，k ＝－6.4．过椭圆x 29＋y 24＝1内一定点P (1,0)作弦，求弦的中点的轨迹．【解】 设弦的两端点A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，AB 的中点为M (x ，y )．当AB 与x 轴不垂直时，设AB 的方程为y ＝k (x －1)，代入方程x 29＋y 24＝1，得(9k 2＋4)x 2－18k 2x ＋9k 2－36＝0.由根与系数的关系，得x 1＋x 2＝18k 29k 2＋4， 所以⎩⎪⎨⎪⎧x ＝9k 29k 2＋4，y ＝k (x －1)＝－4k9k 2＋4，∴x y ＝－94k ， 即k ＝－4x 9y ，代入y ＝k (x －1)中，得4x 2＋9y 2－4x ＝0，即(x －12)214＋y219＝1.①当AB ⊥Ox 轴时，线段AB 的中点为(1,0)，该点的坐标满足方程①，所以所求的轨迹方程为(x －12)214＋y219＝1.点M 的轨迹是以O 、P 为长轴端点且离心率与原椭圆相同的一个椭圆．5．已知某条曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋2t ，y ＝at 2(其中t 是参数，α∈R )，点M (5,4)在该曲线上， (1)求常数a ；(2)求曲线C 的普通方程．【解】 (1)由题意，可知⎩⎪⎨⎪⎧ 1＋2t ＝5，at 2＝4，故⎩⎪⎨⎪⎧t ＝2，a ＝1，所以a ＝1. (2)由已知及(1)得，曲线C 的方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋2t ， ①y ＝t 2， ② 由①得t ＝x －12，代入②得y ＝(x －12)2，即(x －1)2＝4y 为所求．6．已知极坐标系的极点O 与直角坐标系的原点重合，极轴与x 轴的正半轴重合，曲线C 1：ρcos(θ＋π4)＝22与曲线C 2：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝4t 2，y ＝4t (t∈R )交于A 、B 两点．求证：OA ⊥OB .【证明】 曲线C 1的直角坐标方程为x －y ＝4，曲线C 2的直角坐标方程是抛物线y 2＝4x . 设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，将这两个方程联立，消去x ， 得y 2－4y －16＝0⇒y 1y 2＝－16，y 1＋y 2＝4.∴x 1x 2＋y 1y 2＝(y 1＋4)(y 2＋4)＋y 1y 2＝2y 1y 2＋4(y 1＋y 2)＋16＝0，∴OA →·OB →＝0，∴OA ⊥OB . 7．设点M (x ，y )在圆x 2＋y 2＝1上移动，求点P (x ＋y ，xy )的轨迹．【解】 设点M (cos θ，sin θ)(0≤θ＜2π)，点P (x ′，y ′)，则⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝cos θ＋sin θ， ①y ′＝cos θsin θ， ②①2－2×②，得x ′2－2y ′＝1，即x ′2＝2(y ′＋12)，∴所求点P 的轨迹方程为x 2＝2(y ＋12)(|x |≤2，|y |≤12)．它是顶点为(0，－12)，开口向上的抛物线的一部分．教师备选8．在平面直角坐标系xOy 中，求圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－1＋r cos θ，y ＝r sin θ(θ为参数，r ＞0)，以O 为极点，x 轴正半轴为极轴建立极坐标系，直线l 的极坐标方程为ρcos(θ＋π4)＝2 2.若直线l 与圆C 相切，求r 的值．【解】 将直线l 的极坐标方程化为直角坐标方程得：x －y －4＝0， 将圆C 的参数方程化为普通方程得：(x ＋1)2＋y 2＝r 2， 由题设知：圆心C (－1,0)到直线l 的距离为r ，即r ＝|(－1)－0－4|12＋(－1)2＝522，即r 的值为522.4．4.3参数方程的应用第1课时 直线的参数方程的应用课标解读1.写出直线的参数方程．2.通过直线的参数方程的应用，感受参数的意义及其作用.直线的参数方程直线参数方程的常见形式：过定点P 0(x 0，y 0)，倾斜角为α的直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x 0＋l cos α，y ＝y 0＋l sin α(l 为参数)．其中参数l 的几何意义是有向线段P 0P 的数量，|l |表示P 0P 的长度．1．怎样理解参数l 的几何意义？【提示】 参数l 的几何意义是P 0到直线上任意一点P (x ，y )的有向线段P 0P 的数量．当点P 在点P 0的上 方或右方时，l 取正值，反之，l 取负值；当点P 与P 0重合时，l ＝0. 2．如何由直线的参数方程求直线的倾斜角？【提示】 如果直线的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x 0＋t cos θ，y ＝y 0＋t sin θ(t 为参数)的形式，由方程直接可得出倾斜角，即方程中的角θ，例如，直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋t cos 15°，y ＝1＋t sin 15°，则直线的倾斜角为15°.如果不是上述形式，例如直线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋t sin 15°，y ＝1＋t cos 15°(t 为参数)的倾斜角就不能直接判断了．第一种方法：把参数方程改写为⎩⎪⎨⎪⎧x －1＝t sin 15°，y －1＝t cos 15°，消去t ， 有y －1＝1tan 15°(x －1)，即y －1＝tan 75°(x －1)，故倾斜角为75°.第二种方法：把原方程化为参数方程和标准形式，即⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋t cos 75°，y ＝1＋t sin 75°，可以看出直线的倾斜角为75°.求直线的参数方程已知直线l过(3,4)，且它的倾斜角θ＝120°.(1)写出直线l的参数方程；(2)求直线l与直线x－y＋1＝0的交点．【自主解答】(1)直线l的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x＝3＋t cos 120°，y＝4＋t sin 120°(t为参数)，即⎩⎨⎧x＝3－12t，y＝4＋32t(t为参数)．(2)把⎩⎨⎧x＝3－12t，y＝4＋32t代入x－y＋1＝0，得3－12t－4－32t＋1＝0，得t＝0.把t＝0代入⎩⎨⎧x＝3－12t，y＝4＋32t得两直线的交点为(3,4)．已知两点A(1,3)，B(3,1)和直线l：y＝x，求过点A、B的直线的参数方程，并求它与直线l的交点M分AB的比．【解】设直线AB上动点P(x，y)，选取参数λ＝APPB，则直线AB的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x＝1＋3λ1＋λ，y＝3＋λ1＋λ(λ为参数，λ≠－1)．①把①代入y＝x，得1＋3λ1＋λ＝3＋λ1＋λ，得λ＝1，所以M分AB的比：AMMB＝1.直线参数方程的应用求直线⎩⎨⎧x ＝2＋t ，y ＝3t(t 为参数)被双曲线x 2－y 2＝1截得的弦长．【思路探究】 先求出直线和双曲线的交点坐标，再用两点间的距离公式，或者用直线参数方程中参数的几何意义求弦长． 【自主解答】 令t ＝112＋(3)2t ′，即t ′＝2t ，则直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋t ′cos θ，y ＝t ′sin θ(其中sin θ＝32，cos θ＝12)， 将⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋t ′cos θ，y ＝t ′sin θ代入双曲线方程，得 t ′2－4t ′－6＝0，所以弦长＝|t 1′－t 2′|＝(t 1′＋t 2′)2－4t 1′t 2′＝42＋4×6＝210.方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x 0＋at ，y ＝y 0＋bt 中t 的几何意义为定点P 0(x 0，y 0)到动点P (x ，y )的有向线段的数量，有两个原则：其一为a 2＋b 2＝1，其二为b ≥0.这是因为α为直线的倾斜角时，必有sin 2α＋cos 2α＝1及sin α≥0.不满足上述原则时，则必须通过换元的方法进行转化后，才能利用直线参数方程的几何意义解决问题．(2013·湖南高考)在平面直角坐标系xOy 中，若直线l 1：⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝2s ＋1，y ＝s (s 为参数)和直线l 2：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝at ，y ＝2t －1(t 为参数)平行，则常数a 的值为________．【解析】 由⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2s ＋1，y ＝s 消去参数s ，得x ＝2y ＋1.由⎩⎪⎨⎪⎧x ＝at ，y ＝2t －1消去参数t ，得2x ＝ay ＋a . ∵l 1∥l 2，∴2a ＝12，∴a ＝4.【答案】 4(教材第57页习题4.4第6题)运用4.4.2小节中例3的结论：(1)求经过点P (1，－5)，倾斜角是π3的直线的参数方程；(2)求(1)中的直线与直线x －y －23＝0的交点到点P 的距离．(2013·江苏高考)在平面直角坐标系xOy 中，直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ＋1，y ＝2t (t 为参数)，曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2tan 2θ，y ＝2tan θ(θ为参数)．试求直线l 和曲线C 的普通方程，并求出它们的公共点的坐标． 【命题意图】 本题考查参数方程与普通方程的互化以及直线与抛物线的位置关系等基础知识，考查转化、分析问题的能力和运算能力．【解】 因为直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ＋1，y ＝2t (t 为参数)，由x ＝t ＋1，得t ＝x －1，代入y ＝2t ，得到直线l 的普通方程为2x －y －2＝0.同理得到曲线C 的普通方程为y 2＝2x .联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝2(x －1)，y 2＝2x ，解得公共点的坐标为(2,2)，⎝⎛⎭⎫12，－1.1．直线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－2＋t cos 50°，y ＝3－t sin 40°(t 为参数)的倾斜角α＝________.【解析】 根据tan α＝－sin 40°cos 50°＝－1，因此倾斜角为135°.【答案】 135°2．曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－2＋5t ，y ＝1－2t (t 为参数)与坐标轴的交点是________．【解析】 当x ＝－2＋5t ＝0时，解得t ＝25，可得y ＝1－2t ＝15，当y ＝1－2t ＝0时，解得t ＝12，可得x ＝－2＋5t ＝12，∴曲线与坐标轴的交点坐标为(0，15)，(12，0)．【答案】 (0，15)，(12，0)3．点(－3,0)到直线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2t ，y ＝22t(t 为参数)的距离为________．【解析】 直线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2t ，y ＝22t 化为普通方程为x －22y ＝0. ∴点(－3,0)到直线的距离为|－3－0|1＋(－22)2＝1.【答案】 14．直线⎩⎨⎧x ＝2－12t ，y ＝－1＋12t (t 为参数)被圆x 2＋y 2＝4截得的弦长为________．【答案】141．已知直线l 经过点P (1，－33)，倾斜角为π3，求直线l 与直线l ′：y ＝x －23的交点Q 与点P 的距离|PQ |.【解】 ∵l 过点P (1，－33)，倾斜角为π3，∴l 的参数方程为⎩⎨⎧x ＝1＋t cos π3，y ＝－33＋t sinπ3(t 为参数)，即⎩⎨⎧x ＝1＋12t ，y ＝－33＋32t(t 为参数)．代入y ＝x －23，得－33＋32t ＝1＋12t －23， 解得t ＝4＋23，即t ＝23＋4为直线l 与l ′的交点Q 所对应的参数值，根据参数t 的几何意义，可知|t |＝PQ ，∴PQ ＝4＋2 3.2．求直线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋2t ，y ＝2＋t (t 为参数)被圆x 2＋y 2＝9截得的弦长．【解】 将⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋2t ，y ＝2＋t 代入圆的方程x 2＋y 2＝9，得5t 2＋8t －4＝0，t 1＋t 2＝－85，t 1t 2＝－45.|t 1－t 2|2＝(t 1＋t 2)2－4t 1t 2＝6425＋165＝14425， 所以弦长＝22＋1|t 1－t 2|＝5·125＝1255.3．已知椭圆x 216＋y 24＝1和点P (2,1)，过P 作椭圆的弦，并使点P 为弦的中点，求弦所在的直线方程．【解】 设弦所在直线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋t cos α，y ＝1＋t sin α(t 为参数)，代入椭圆方程x 216＋y 24＝1，得(cos 2α＋4sin 2α)·t 2＋4(cos α＋2sin α)t －8＝0，所以t 1＋t 2＝－4(cos α＋2sin α)cos 2α＋4sin 2α，因为P 是弦的中点，所以t 1＋t 2＝0，即－4(cos α＋2sin α)cos 2α＋4sin 2α＝0，所以cos α＋2sin α＝0，tan α＝－12.又P (2,1)在椭圆内，所以弦所在的直线方程为y －1＝－12(x －2)，即x ＋2y －4＝0.4．过抛物线y 2＝2px (p >0)的顶点作两条互相垂直的弦OA ，OB ，求线段AB 中点M 的轨迹的普通方程． 【解】 由题意知，两弦所在直线的斜率存在且不为0，所以设直线OA 的方程为y ＝kx ，则OB 的方程为y ＝－1k x ，解⎩⎪⎨⎪⎧ y ＝kx ，y 2＝2px 得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝0，y ＝0或⎩⎨⎧x ＝2p k2，y ＝2p k .所以A 点坐标为(2p k 2，2pk)．同理可求得B 点坐标为(2pk 2，－2pk )．设AB 中点M 的坐标为(x ，y )，则⎩⎨⎧x ＝p (1k2＋k 2)，y ＝p (1k －k ).消去k 得y 2＝px －2p 2.所以点M 的轨迹方程为y 2＝px －2p 2.5．(2012·湖南高考改编)在直角坐标系xOy 中，已知曲线C 1：⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝t ＋1，y ＝1－2t (t 为参数)与曲线C 2：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a sin θ，y ＝3cos θ(θ为参数，a >0)有一个公共点在x 轴上，试求a 的值．【解】 ∵⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ＋1，y ＝1－2t ，消去参数t 得2x ＋y －3＝0.又⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a sin θ，y ＝3cos θ，消去参数θ得x 2a 2＋y 29＝1.方程2x ＋y －3＝0中，令y ＝0得x ＝32，将(32，0)代入x 2a 2＋y 29＝1，得94a 2＝1.又a >0，∴a ＝32.6．已知直线l 经过点P (1,0)，倾斜角为α＝π6.(1)写出直线l 的参数方程；(2)设直线l 与椭圆x 2＋4y 2＝4相交于两点A 、B ，求点P 到A 、B 两点的距离之积． 【解】 (1)直线l 的参数方程为⎩⎨⎧ x ＝1＋t cos π6，y ＝t sin π6，即⎩⎨⎧x ＝1＋32t ，y ＝12t(t 为参数)．(2)联立直线与圆的方程得(1＋32t )2＋4(t 2)2＝4，∴74t 2＋3t －3＝0， 所以t 1t 2＝－127，即|t 1||t 2|＝127.所以P 到A 、B 两点的距离之积为127.7．已知抛物线y 2＝8x 的焦点为F ，过F 且斜率为2的直线交抛物线于A 、B 两点． (1)求AB ；(2)求AB 的中点M 的坐标及FM . 【解】 抛物线y 2＝8x 的焦点为F (2,0)， 依题意，设直线AB 的参数方程为⎩⎨⎧x ＝2＋15t ，y ＝25t(t 为参数)，其中tan α＝2，cos α＝15，sin α＝25，α为直线AB 的倾斜角，代入y 2＝8x 整理得t 2－25t －20＝0. 则t 1＋t 2＝25，t 1t 2＝－20. (1)AB ＝|t 2－t 1|＝(t 1＋t 2)2－4t 1t 2 ＝(25)2＋80＝10. (2)由于AB 的中点为M ， 故点M 对应的参数为t 1＋t 22＝5，∴M (3,2)，FM ＝|t 1＋t 22|＝ 5.教师备选8．如图所示，已知直线l 过点P (2,0)，斜率为43，直线l 和抛物线y 2＝2x 相交于A ，B 两点，设线段AB 的中点为M ，求：(1)P ，M 间的距离PM ； (2)点M 的坐标； (3)线段AB 的长．【解】 (1)∵直线l 过点P (2,0)，斜率为43，设直线l 的倾斜角为α，则tan α＝43，cos α＝35，sin α＝45，∴直线l 的参数方程的标准形式为⎩⎨⎧x ＝2＋35t ，y ＝45t(t 为参数)．(*)∵直线l 和抛物线相交，∴将直线l 的参数方程代入抛物线方程y 2＝2x 中，整理得8t 2－15t －50＝0，Δ＝152＋4×8×50＞0.设这个二次方程的两个根为t 1，t 2，由根与系数的关系得t 1＋t 2＝158，t 1t 2＝－254.由M 为线段AB 的中点，根据t 的几何意义，得 PM ＝⎪⎪⎪⎪t 1＋t 22＝1516.(2)因为中点M 所对应的参数为t M ＝1516，将此值代入直线l 的参数方程的标准形式(*)，得⎩⎨⎧x ＝2＋35×1516＝4116，y ＝45×1516＝34，即M (4116，34)．(3)AB ＝|t 1－t 2|＝(t 1＋t 2)2－4t 1t 2 ＝5873. 第2课时 圆、椭圆的参数方程的应用课标解读 1.能用曲线的参数方程去研究曲线的性质． 2.会用参数法解决圆锥曲线中的最值、定值等问题.1．圆的参数方程圆的参数方程的常见形式为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a ＋r cos α，y ＝b ＋r sin α(α为参数)．其中，参数α的几何意义是以圆心A (a ，b )为顶点，且与x 轴同向的射线按逆时针方向旋转到圆上一点P 所在半径成的角．2．椭圆的参数方程椭圆的参数方程的常见形式为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos θ，y ＝b sin θ(θ为参数)．1．椭圆的参数方程与圆的参数方程有什么区别和联系？【提示】 椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a ＞b ＞0)和圆x 2＋y 2＝r 2普通方程都是平方和等于1的形式，故参数方程都运用了三角代换法，只是参数方程的常数不同．2．椭圆的参数方程中参数φ的几何意义是什么？【提示】 从几何变换的角度看，通过伸缩变换，令⎩⎨⎧x ′＝1ax ，y ′＝1b y ，椭圆x 2a 2＋y 2b2＝1可以变成圆x ′2＋y ′2＝1.利用圆x ′2＋y ′2＝1的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧ x ′＝cos φ，y ′＝sin φ(φ是参数)可以得到椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos φ，y ＝b sin φ(φ是参数)．因此，参数φ的几何意义应是椭圆上任意一点M 所对应的圆的半径OA (或OB )的旋转角(称为离心角)，而不是OM 的旋转角，如图．圆的参数方程的应用在圆x 2＋2x ＋y 2＝0上求一点，使它到直线2x ＋3y －5＝0的距离最大．【自主解答】 圆的方程x 2＋2x ＋y 2＝0可化为(x ＋1)2＋y 2＝1，所以设圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－1＋cos θ，y ＝sin θ.设P (－1＋cos θ，sin θ)，则点P 到直线2x ＋3y －5＝0的距离为 d ＝|2(－1＋cos θ)＋3sin θ－5|22＋32＝|2cos θ＋3sin θ－7|13＝|13sin (θ＋α)－7|13(其中sin α＝21313，cos α＝31313)．当sin(θ＋α)＝－1，θ＋α＝3π2，即θ＝3π2－α时，d 取到最大值13＋71313，此时x ＝－1＋cos θ＝－1－21313，y ＝sin θ＝－31313，即点P (－1－21313，－31313)即为所求．已知点P (x ，y )在圆x 2＋y 2＝1上，求x 2＋2xy ＋3y 2的最大值和最小值．【解】 圆x 2＋y 2＝1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝cos α，y ＝sin α(α为参数)．∴x 2＋2xy ＋3y 2＝cos 2α＋2cos αsin α＋3sin 2α ＝1＋cos 2α2＋sin 2α＋3×1－cos 2α2＝2＋sin 2α－cos 2α＝2＋2sin(2α－π4)．则当α＝k π＋3π8(k ∈Z )时，x 2＋2xy ＋3y 2取最大值为2＋2，当α＝k π－π8(k ∈Z )时，x 2＋2xy ＋3y 2取最小值为2－ 2.椭圆参数方程的应用已知实数x ，y 满足3x 2＋2y 2＝6x ，求：(1)x ＋y 的最大值； (2)x 2＋y 2的取值范围．【思路探究】 本题表面上看是代数题，但由于方程3x 2＋2y 2＝6x 可以表示一个椭圆，故可以用椭圆的参数方程来解． 【自主解答】 方程3x 2＋2y 2＝6x ，即(x －1)2＋y232＝1.设⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋cos θ，y ＝ 32sin θ.(1)x ＋y ＝1＋cos θ＋ 32sin θ ＝1＋52sin(θ＋α)(其中tan α＝63，θ∈[0,2π))． 所以x ＋y 的最大值为1＋102. (2)x 2＋y 2＝(1＋cos θ)2＋(32sin θ)2 ＝1＋2cos θ＋cos 2θ＋32sin 2θ＝52－12cos 2θ＋2cos θ＝－12(cos θ－2)2＋92，因为cos θ∈[－1,1]，所以0≤x 2＋y 2≤4.利用椭圆的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos φ，y ＝b sin φ(φ是参数)，将问题转化为三角函数问题处理．(2013·湖北高考)在直角坐标系xOy 中，椭圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos φ，y ＝b sin φ(φ为参数，a >b >0)．在极坐标系(与直角坐标系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，直线l 与圆O 的极坐标方程分别为ρsin ⎝⎛⎭⎫θ＋π4＝22m (m 为非零常数)与ρ＝b .若直线l 经过椭圆C 的焦点，且与圆O 相切，则椭圆C 的离心率为________．【解析】 由已知可得椭圆标准方程为x 2a 2＋y 2b2＝1(a >b >0)．由ρsin ⎝⎛⎭⎫θ＋π4＝22m 可得ρsin θ＋ρcos θ＝m ，即直线的普通方程为x ＋y ＝m .又圆的普通方程为x 2＋y 2＝b 2，不妨设直线l 经过椭圆C 的右焦点(c,0)，则得c ＝m .又因为直线l 与圆O 相切，所以|m |2＝b ，因此c ＝2b ，即c 2＝2(a 2－c 2)．整理，得c 2a 2＝23，故椭圆C 的离心率为e ＝63. 【答案】63(教材第47页例1)如图4－4－5，已知M 是椭圆x 2a 2＋y 2b2＝1(a ＞b ＞0)上在第一象限的点，A (a,0)和B (0，b )是椭圆的两个顶点，O 为原点，求四边形MAOB 的面积的最大值．(2013·镇江模拟)在直角坐标系xOy 中，直线l 的方程为x －y ＋4＝0，曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x ＝3cos α，y ＝sin α(α为参数)．(1)已知在极坐标系(与直角坐标系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，点P 的极坐标为(4，π2)，判断点P 与直线l 的位置关系；(2)设点Q 是曲线C 上的一个动点，求它到直线l 的距离的最小值．【命题意图】 本题主要考查极坐标与直角坐标的互化、椭圆的参数方程等基础知识，考查运算求解能力和转化与化归思想． 【解】 (1)把极坐标系下的点P (4，π2)化为直角坐标得点(0,4)．因为点P 的直角坐标(0,4)满足直线l 的方程x －y ＋4＝0， 所以点P 在直线l 上．(2)因为点Q 在曲线C 上，故可设点Q 的坐标为(3cos α，sin α)， 从而点Q 到直线l 的距离为 d ＝|3cos α－sin α＋4|2＝2cos (α＋π6)＋42＝2cos(α＋π6)＋22，由此得，当cos(α＋π6)＝－1时，d 取得最小值，且最小值为 2.1．已知圆的方程为x 2＋y 2＝4x ，则它的参数方程是 ________．【解析】 x 2＋y 2＝4x 可化为(x －2)2＋y 2＝4， ∴圆心为(2,0)，半径r ＝2.∴参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋2cos θ，y ＝2sin θ(θ为参数，0≤θ＜2π)．【答案】 ⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋2cos θ，y ＝2sin θ(θ为参数，0≤θ＜2π)2．椭圆⎩⎨⎧x ＝32cos φ，y ＝23sin φ(φ为参数)的焦距是________．【解析】 根据参数方程，可知a ＝32，b ＝2 3. ∴c ＝(32)2－(23)2 ＝18－12＝6， ∴焦距为2c ＝2 6. 【答案】 2 63．椭圆x 23＋y 2＝1上的点到直线x －y ＋6＝0的距离的最小值为________．【解析】 设P (3cos θ，sin θ)是椭圆上的点，则点P 到直线x －y ＋6＝0的距离 d ＝|3cos θ－sin θ＋6|2＝|2cos (θ＋π6)＋6|2，当cos(θ＋π6)＝－1时，d 取到最小值，最小值为2 2.【答案】 2 24．点P (x ，y )在圆(x －1)2＋(y －1)2＝1上运动，则3x ＋4y 的最大值为________，yx 的最小值为________．【解析】 设x ＝1＋cos θ，y ＝1＋sin θ，所以3x ＋4y ＝7＋3cos θ＋4sin θ＝7＋5sin(θ＋α)(其中sin α＝35，cos α＝45)，所以当sin(θ＋α)＝1时，3x ＋4y 取到最大值12. 设t ＝y x ＝1＋sin θ1＋cos θ，则sin θ－t cos θ＝t －1，从而1＋t 2sin(θ－α)＝t －1(其中sin α＝t 1＋t 2，cos α＝11＋t 2)，t －11＋t 2＝sin(θ－α)， 所以⎪⎪⎪⎪⎪⎪t －11＋t 2≤1，解得t ≥0，即y x 的最小值为0. 【答案】 12 01．当x 2＋y 2＝4时，求u ＝x 2＋23xy －y 2的最值．【解】 设⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2cos θ，y ＝2sin θ(0≤θ<2π)，于是u ＝x 2＋23xy －y 2＝4cos 2θ＋83cos θsin θ－4sin 2θ ＝4cos 2θ＋43sin 2θ ＝8sin(2θ＋π6)．所以，当θ＝π6，x ＝3，y ＝1时，或θ＝7π6，x ＝－3，y ＝－1时，u max ＝8；当θ＝2π3，x ＝－1，y ＝3时，或θ＝5π3，x ＝1，y ＝－3时，u min ＝－8.2．若x ，y 满足(x －1)2＋(y ＋2)2＝4，求2x ＋y 的最值． 【解】 令x －1＝2cos θ，y ＋2＝2sin θ，则有 x ＝2cos θ＋1，y ＝2sin θ－2， 故2x ＋y ＝4cos θ＋2＋2sin θ－2＝4cos θ＋2sin θ＝25sin(θ＋φ)(tan φ＝2)． ∴－25≤2x ＋y ≤2 5.即2x ＋y 的最大值为25，最小值为－2 5.3．过点P (－3,0)且倾斜角为30°的直线和曲线⎩⎨⎧x ＝t ＋1t ，y ＝t －1t (t 为参数)相交于A 、B 两点．求线段AB 的长．【解】 直线的参数方程为⎩⎨⎧x ＝－3＋32s ，y ＝12s(s 为参数)，曲线⎩⎨⎧x ＝t ＋1t，y ＝t －1t(t 为参数)可以化为x 2－y 2＝4.将直线的参数方程代入上式，得 s 2－63s ＋10＝0.设A 、B 对应的参数分别为s 1，s 2， ∴s 1＋s 2＝63，s 1s 2＝10.AB ＝|s 1－s 2|＝(s 1＋s 2)2－4s 1s 2＝217.4．已知A 是椭圆长轴的一个端点，O 是椭圆的中心，若椭圆上存在一点P ，使∠OP A ＝90°，求椭圆离心率的取值范围．【解】 设椭圆的方程为x 2a 2＋y 2b 2＝1，A (a,0)，设P (a cos θ，b sin θ)是椭圆上一点，则AP →＝(a cos θ－a ，b sin θ)，OP →＝(a cos θ，b sin θ)，由于∠OP A ＝90°，所以AP →·OP →＝0，即(a cos θ－a )a cos θ＋b 2sin 2θ＝0，a 2(cos 2θ－cos θ)＋b 2sin 2θ＝0，a 2cos θ(cos θ－1)＋b 2(1＋cos θ)(1－cos θ)＝0. 因为P 与A 不重合， 所以cos θ－1≠0， 则a 2cos θ＝b 2(1＋cos θ)， b 2a 2＝cos θ1＋cos θ， c 2a 2＝1－b 2a 2＝1－cos θ1＋cos θ＝11＋cos θ. 因为θ∈(0，π2)∪(32π，2π)，所以c 2a 2∈(12，1)，e ∈(22，1)．5．已知椭圆x 24＋y 2＝1上任一点M (除短轴端点外)与短轴两端点B 1、B 2的连线分别交x 轴于P 、Q 两点，求证：OP ·OQ 为定值．【证明】 设M (2cos φ，sin φ)，φ为参数，B 1(0，－1)， B 2(0,1)．则MB 1的方程：y ＋1＝sin φ＋12cos φ·x ，令y ＝0， 则x ＝2cos φsin φ＋1，即OP ＝|2cos φ1＋sin φ|.。
高二数学选修4-4坐标系与参数方程第二讲2.1.2参数方程与普通方程的互化省录播课课件
高二数学选修4-4坐标系与参数方程第 二讲2. 1.2参 数方程 与普通 方程的 互化省 录播课 课件
三 反思提升
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x 3 1 t 2 t为参数，t R
x 3 1 t2 y 2t 左半椭圆
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x 3 1 t2 y 2t 右半椭圆
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问题3. 普通方程如何化为参数方程？
椭圆的普通方程
x2 y2 1 a2 b2
椭圆的参数方程
思路一 x 3cos
x2 y2 1
94
思路二
y 2t
x 3cos
y
2
sin
x 3 1 t2 x 3 1 t2
y 2t
和
y 2t
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➢梳理新学的内容，掌握知识方法，典型例题，选择教材 或自选相关题目适当巩固 ➢预习 2.2.1 圆锥曲线（椭圆）的参数方程
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选修4-4参数方程
= 4(sin +cos ) 16(1+sin )
2 2
=16sin(2cos -1)>0 1 3 cos ,0 sin . 2 2 由直线参数方程中参数的几何意义知 4 |PA||PB|=|t 2 |=|t1 t 2 |= , 1||t 2 1+sin 16 <|PA||PB|<4. 7
.
的参数方程为
.
x 2cos , ( 为参数) y 2 2sin
4t x ， 2 1 t (t为参数) 2 y 4t 1 t2
典型例题—直线的参数方程几何意义的运用
例3直线 l 经过点 P(2,1) ,倾斜角为 ，它与椭圆
4 cos , 6 2x+y max 4.
典型例题—求动点的轨迹方程
例6已知线段BB 4 ，直线 l 垂直平分 BB，交 BB
于点 O ，在 l 上并且以 O 为起点的同一射线上取两
点 P, P ，使 OP OP 9 ，求直线 BP 与直线 BP
典型例题—曲线上的点到定点或定直线的距离
于 A, B 两点，在椭圆C 上找一点 P ，使 ABP
x2 y2 1 例4设直线l : x 2 y 2 0 ，交椭圆 C : 9 4
分析：因为三角形一边AB为定值，故只需 面积最大 . 求AB边上的高的最大值. 解： 由椭圆的参数方程，
x y 2 1相交于A, B 两点，求 PA PB 的取值范围. 2
解： x=2+tcos , 设直线l的参数方程为 （t为参数）, y=1+tsin
2
将上式代入到椭圆方程x2 +2y2 =2中， 得(2+tcos ) 2 2(1+tsin ) 2 2 整理,得(1+sin )t +4(sin +cos )t+4=0,
苏教版数学高二数学苏教版选修4-4知识必备4.4.2参数方程与普通方程的互化
4.4.2 参数方程与普通方程的互化自主整理1.如图所示，直线过点P0(x0,y0)，且倾斜角为α，则直线的参数方程为______________．参数l的几何意义是有向线段P0P的数量．答案:⎩⎨⎧+=+=ααsin,coslyylxx（l为参数）2．圆心在原点的圆的参数方程为⎩⎨⎧==,sin,cosθθryrx,圆心在C(a,b)的圆的参数方程为______________（其中r>0，θ是参数,θ∈［0,2π)）．参数θ的几何意义是以圆心C(a,b)为顶点且与x轴同向的射线按逆时针方向旋转到圆上一点P所在半径成的角．答案:⎩⎨⎧+=+=θθsincosrbyrax高手笔记1.关于直线参数方程一般式：⎩⎨⎧+=+=btyyatxx,（t为参数），有下面的一些结论：（1）abatbtxxyyk==--=0；（2）设直线上两点A、B对应的参数分别为t1、t2，则|AB|=22212212)()(babtbtatat+=-+-|t1-t2|．2．圆的参数方程可由圆的标准方程转化而来，在圆的参数方程中参数φ具有明确的几何意义．由(x-a)2+(y-b)2=r2,得1)()(22=-+-rbyrax，令⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=-,sin,cosϕϕrbyraxφ∈［0,2π),则可得到圆心在C(a,b)，半径为r的圆的参数方程为⎩⎨⎧+=+=ϕϕsin,cosrbyrax（其中r>0，φ是参数,φ∈［0,2π)）．3．椭圆的普通方程与参数方程的互化．（１）12222=+byax可化为1)()(22=+byax，设⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==,sin ,cos ϕϕby a xφ∈［0,2π),则可得到椭圆的参数方程为 ⎩⎨⎧==ϕϕsin ,cos b y a x （φ为参数,φ∈［0,2π)）． （２）⎩⎨⎧==ϕϕsin ,cos b y a x ,φ∈［0,2π)可化为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==,sin ,cos ϕϕb y axφ∈［0,2π),由cos 2φ+sin 2φ＝1得12222=+by a x ． 4．抛物线参数方程的推导.设抛物线的普通方程为y 2=2px ．要选一个参数把它化为参数方程十分简单.例如，可选y 自身为参数t ，则x=p t 22，得抛物线的参数方程⎪⎩⎪⎨⎧==.,212t y t p x 通常令t=p 21y ，则x=p y 22=2pt 2，此时抛物线的参数方程为⎩⎨⎧==.2,22pt y pt x名师解惑1．曲线参数方程与普通方程的互化具有什么意义？ 剖析：在数学中有时需要把曲线的参数方程转化为普通方程，而有时又需要将普通方程转化为参数方程．这都是基于对曲线的更好的研究，有时要直接建立曲线的普通方程很困难；有时要直接建立曲线的参数方程又不容易，故在数学中常常把问题进行相互转化从而把问题更好地解决．曲线的参数方程与相应的普通方程是同一曲线方程的两种不同表现形式，在具体问题中采用哪种方程形式能更好地研究相应的曲线的性质就可以灵活地选用相应曲线的对应方程形式．2．在进行曲线的参数方程与普通方程互化时要注意什么问题？剖析：曲线的参数方程与曲线的普通方程可以相互转化．在将二者互化的过程中，要注意互化前后二者的等价性，在消参数时要特别注意变量范围的“一致性”，即要注意曲线上的点的横、纵坐标的取值范围是否因为转化而发生改变，也就是对应曲线上的点不应增加也不应减少，否则它们所表示的曲线就不是同一曲线，从而走上歧途，不能真正解决问题（注意：并不是所有的参数方程都可以化为普通方程，有些虽然可以化为普通方程，但是普通方程非常复杂，不便对其性质进行研究，如后面要学习到的摆线和圆的渐开线，一般都是研究其参数方程）． 讲练互动 【例题1】曲线⎩⎨⎧==θθsin ,cos y x (θ为参数,θ∈［0,2π))上的点到两坐标轴的距离之和的最大值是A.21B.22C.1D.2解析：方法一：消去θ得x 2+y 2=1．所以曲线是一个单位圆，其圆心在原点，半径为１.所以曲线上的点到两坐标轴的距离之和不小于１，且不会等于１（这是因为直角三角形两直角边之和大于斜边），最大值必大于１，排除A 、B 、C ，故选Ｄ．方法二：取θ=4π，这时曲线上的点到x 轴和y 轴的距离之和,即点（22,22)到两坐标轴的距离之和为2＞１，淘汰A 、B 、C ，故选Ｄ． 方法三：设M 为曲线⎩⎨⎧==θθsin ,cos y x (θ为参数,θ∈［0,2π))上任意一点,则M(cosθ,sinθ),M 到x轴、y 轴的距离之和d=|cosθ|+|sinθ|≤2)|sin ||cos (|222=+θθ(当且仅当|cosθ|=|sinθ|,即θ=4π,43π,45π,47π时取“＝”).故选D ． 答案：D 绿色通道本题利用参数方程本身，消参后化为普通方程，以及所表示的图形，从直接求解或间接淘汰都能正确地选出选项． 变式训练1．求圆的方程为x 2+y 2＝2的参数方程．解：圆的方程可化为(1)2()2(2=+y x ．设⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==,sin 2,cos 2θθy x θ∈［0,2π),从而得圆的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧==θθsin 2,cos 2y x (θ为参数,θ∈［0,2π)）． 2．直线⎩⎨⎧+=+=ty t x 2,21(t 为参数)被圆x 2+y 2=9截得的弦长为（ ）A.512 B.5512 C.559 D.1059解析：把⎩⎨⎧+=+=ty t x 2,21代入到圆方程x 2+y 2=9中，整理,得5t 2+8t-4=0．|t 1-t 2|=512516)58(4)(221221=+-=-+t t t t ，所以弦长l=2212+|t 1-t 2|=5512．【例题2】化下列参数方程为普通方程，并画出方程的曲线．（１）⎪⎩⎪⎨⎧++==11,2ttyx（t为参数，t≠－１）；（２）⎩⎨⎧-==αα2cos2,cos2yx（α为参数）；（３）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=2212,12ttytx（t为参数）．思路分析：把曲线的参数方程化为普通方程，就是将参数方程中的参变量消去，但要注意消去参数时变量范围的一致性．解：（１）∵|(t+1)+11+t|≥２，∴|y+1|≥２.∴y≥１或y≤－３．∴普通方程为⎩⎨⎧-≤≥=,3,1,2yyx，方程的曲线如下图．（２）y＝２－（2cos2α－１）＝3－2cos2α，将cosα＝2x代入，得y＝３－２×42x＝－22x＋３．∴普通方程为y＝－22x＋３（|x|≤２），方程的曲线如下图．（3）两式相除得t=xy，代入x=211t+,得2)(12xy+．整理得x2+y2-2x＝０．∵x=212t+＞０，∴普通方程为x2+y2-2x＝０（x＞０），方程的曲线如下图．绿色通道（１）消去参数的常用方法有代入法、加减消元法、乘除消元法、三角消元法；（２）参数方程化普通方程在转化过程中，要注意由参数给出的x、y的范围，以保证普通方程与参数方程等价．变式训练3．指出下列参数方程表示什么曲线：(1)⎩⎨⎧==θθsin3,cos3yx(0≤θ≤2π);(2)⎩⎨⎧==tytxsin2,cos2(π≤t≤2π).解：（１）由⎩⎨⎧==θθsin3,cos3yx得x2+y2＝９.又由０≤θ≤2π,得０≤x≤３，０≤y≤３.所以所求方程为x2＋y2＝0（0≤x≤3且0≤y≤3）,这是一段圆弧（圆x2＋y2＝9位于第一象限包含端点的部分）．（２）由⎩⎨⎧==,sin2,cos2tytx得x2＋y2＝４．由π≤t≤2π,得－２≤x≤２，－２≤y≤0．所求方程为x2+y2＝４（－２≤x≤２，－２≤y≤０）．这是一段半圆弧（圆x2+y2＝４位于y 轴下方包括端点的部分）．4．参数方程⎪⎩⎪⎨⎧-=+=--mmmmyx22,22（m为参数）所表示的曲线是（）Ａ．直线Ｂ．双曲线的一支Ｃ．椭圆的一部分Ｄ．抛物线解析：∵x+y=2m+1,x-y=2-m+1，∴(x+y)·(x-y)=2m+1·2-m+1，即x2-y2=4.但注意到x=2m+2-m≥2mm-2·2＝2，∴方程表示的曲线为双曲线的右支．答案：Ｂ。
2018学年高中数学选修4-4课件：第2讲 参数方程 1 第2课时 精品
(2)普通方程化为参数方程的方法 曲线的普通方程直接反映了一条曲线上点的横、纵坐标之 间的关系，而参数方程是通过参数，间接反映坐标变量x，y间 的关系．如果要求相应曲线的参数方程，首先就要注意参数的 选取．一般地，选择参数时应注意考虑以下两点：
①曲线上每一点的坐标(x，y)都能由参数取某一值时惟一 地确定出来；
(2)一般地，消参就可得到曲线的普通方程，但是需要注意 的是，这种消参的过程不能增加或减少曲线上的点，即要求参 数方程和普通方程是等价的．
(3)为了防止转化过程中出现范围的变化，也可以先由参数 方程讨论出x，y的变化范围，再对方程进行转化．
3．普通方程化为参数方程的方法 一般地，可以通过消去参数将参数方程化为普通方程，而 通过引入参数将普通方程变为参数方程．同一个普通方程，由 于选择参数的不同，得到的参数方程也不同．
(2)本题给我们的启示是，形式相同的方程，由于选择参数 的不同，可表示不同的曲线，因此要注意区分问题中的字母是 常数还是参数．
[变式训练] 3.(2010·陕西高考)已知圆 C 的参数方程为
x＝cos α y＝1＋sin α
(α 为参数)，以原点为极点，x 轴正半轴为极轴建
立极坐标系，直线 l 的极坐标方程为 ρsin θ＝1，则直线 l 与圆 C
第2课时 参数方程和普通方程的互化
课标定位
1．了解参数方程化为普通方程的意义． 2．掌握参数方程化为普通方程的基本方法． 3．能够利用参数方程化为普通方程解决有关问题.
1．理解参数方程化为普通方程的意义．(重点) 2．常与方程、三角函数和圆锥曲线结合命题． 3．掌握参数方程化为普通方程的方法，忽视等价转化是 易错点．(难点)
的交点的直角坐标为________．
苏教版高中数学选修4-4：参数方程的应用_课件2
【解析】
当x＝－2＋5t＝0时，解得t＝
2 5
，可得y＝1－
2t＝15，
课
当y＝1－2t＝0时，
堂 互 动
解得t＝12，
课 时 作
探 究
可得x＝－2＋5t＝12，
业
∴ 【答 曲案 线】 与坐标 (0，轴15的)，交(点 12，坐0标 ) 为(0，15)，(12，0)．
菜单
课 前 自 主 导 学
3．点(－3,0)到直线
课
堂 互 动 探
α的直线的参数方程为xy＝ ＝xy00＋ ＋llcsions
α， α
(l为参数)．其中参数
课 时 作 业
究
l的几何意义是有向线段P0P的数量，|l|表示P0P的长度．
菜单
课
当
前
堂
自
双
主
基
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
导
达
学
1．怎样理解参数l的几何意义？
标
【提示】 参数l的几何意义是P0到直线上任意一点
x＝2t，
y＝
2 2t
当
堂
(t为参数)的距离为
双 基
达
标
________．
x＝2t，
课 堂 互 动
【解析】
直线 y＝
2 2t
化为普通方程为x－2 2y＝0.
课 时 作
探
业
究
∴点(－3,0)到直线的距离为1＋|－－3－2 02| 2＝1.
【答案】 1
菜单
课
当
前 自 主 导 学
(t
达 标
为参数)的形式，由方程直接可得出倾斜角，即方程中的角
课
堂 互 动 探
θ，例如，直线的参数方程为
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＝tanα（x﹣x0）（t为参数）圆（x﹣a）2+（y﹣b）2＝r2（θ为参数）椭圆+＝1（a＞b＞0）（θ为参数）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＝tanα（x﹣x0）（t为参数）圆（x﹣a）2+（y﹣b）2＝r2（θ为参数）椭圆+＝1（a＞b＞0）（θ为参数）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___。
苏教版高中数学选修4-4：参数方程的意义_课件2
自
当 堂 双
主 导
解得t＝0，故点M1在曲线C上，
基 达
学
把点M2(5,4)代入，得54＝ ＝32tt， 2＋1，
标
这个方程组无解，
课 堂 互 动 探 究
因此点M2(5,4)不在曲线C上，
(2)因为点M3(6，a)在曲线C上，所以
6＝3t， a＝2t2＋1，
解得
课 时 作 业
t＝2， a＝9，
课
当
前
堂
自
双
主
基
导
达
学
参数方程
标
课
堂
课
互
时
动
作
探
业
究
菜单
参数方程的意义
课
当
前
堂
自
双
主
基
导
达
学
标
1.理解曲线参数方程的概念，能选取适当的参数
建立参数方程．
课 堂
课标解读 2.通过常见曲线的参数方程的研究，了解某些参
课
互
时
动
数的几何意义和物理意义.
作
探
业
究
菜单
课
当
前
堂
自
双
主 导
1．参数方程的定义
基 达
课
当
前
堂
自 主
在Rt△QBP中，
双 基
导
达
学
BQ＝acos θ，PQ＝asin θ.
标
∴点P在第一象限的轨迹的参数方程为
课 堂 互 动
x＝asin θ＋cos θ， y＝asin θ
(θ为参数，0＜θ＜2π)．
课 时 作
探
苏教版高中数学选修4-4：参数方程与普通方程的互化_课件2
时 作 业
究
∴C1与C2的交点坐标为(1,1)．
【答案】 (1,1)
菜单
标
(φ为参数)的右焦点，且与直线
课 堂 互
x＝4－2t， y＝3－t
(t为参数)平行的直线的普通方程．
课 时
动
作
探
【命题意图】 本题主要考查参数方程与普通方程的互 业
究
化及椭圆的基本性质、直线方程、两条直线的位置关系等知
识．
菜单
课
当
前 自
【解】 由题设知，椭圆的长半轴长a＝5，短半轴长b
达 标
x＝x0＋lcos α， y＝y0＋lsin α
(l为参数)，其中参数l的几何意义：有向线
课
堂 互
段P0P的数量(P为该直线上任意一点)．
课 时
动
作
探
业
究
菜单
课
当
前 自 主 导
2．圆x2＋y2＝r2的参数方程为xy＝＝rrcsions
θ， θ
(θ为参数)．
堂 双 基 达
学
主
基
导 学
把y＝t2＋t12代入得x2＝y＋2.
达 标
课
又∵x＝t＋1t ，当t＞0时，x＝t＋1t ≥2；
堂
课
互 动 探
当t＜0时，x＝t＋1t ≤－2.
时 作 业
究
∴x≥2或x≤－2.
∴普通方程为x2＝y＋2(x≥2或x≤－2)．
菜单
课
当
前
x＝2＋3cos θ，
自 主 导
(2)y＝3sin θ
课
互
时
动 探
这就是所求的参数方程．
作 业
究
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参数方程的意义 参数方程与普通方程的互化练习
1．P (x ，y )是曲线2cos sin x y αα
=+⎧⎨
=⎩，(α为参数)
的最大值为__________． 2．“由方程(),()x f t y g t =⎧⎨=⎩所确定的点P (x ，y )都在曲线C 上”是“方程(),()x f t y g t =⎧⎨=⎩
是曲线C 的参数方程”的________条件．
3．点E (x ，y )在曲线15cos ,25sin x y θθ
=+⎧⎨=+⎩(θ为参数)上，则x 2＋y 2的最大值与最小值分别为
________．
4．动点M 做匀速直线运动，它在x 轴和y 轴方向的分速度分别为3 m/s 和4 m/s ，直角坐标系的长度单位是1 m ，点M 的起始位置在点M 0(2,1)处，则点M 的轨迹的参数方程是__________．
5．将参数方程1,212a x t t b y t t ⎧⎛⎫=+ ⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪=- ⎪⎪⎝⎭⎩
(t 为参数)化为普通方程为__________． 6．将参数方程sin cos 1sin2x y θθ,θ=+⎧⎨=+⎩
(θ为参数)化为普通方程为__________． 7．点(x ，y )是曲线C ：2cos sin x y θ,θ
=-+⎧⎨=⎩(θ为参数，0≤θ＜2π)上任意一点，则y x 的取值范围是__________．
8．已知点P (x ，y )是曲线C
：3cos 2x y θ,θ
=+⎧⎪⎨
=⎪⎩(θ为参数)上的任意一点，求3x ＋y 的取值范围． 9．化参数方程2
41
x t y t ⎧=-⎨=+⎩(t 为参数，t ≥0)为普通方程，并说明方程的曲线是什么图形．
参考答案
1. 答案：6
解析：由题意，设d 2＝(x －5)2＋(y ＋4)2＝(2＋cos α－5)2＋(sin α＋4)2＝8sin α－6cos α＋26＝10sin(α－φ)＋26，其中φ为锐角，3tan 4ϕ=
. ∴2max d ＝10＋26＝36，从而d max ＝6，
的最大值为6.
2. 答案：必要不充分
3. 答案：30+30-
解析：x 2＋y 2＝(1＋5cos θ)2＋(2＋5sin θ)2＝30＋(10cos θ＋20sin θ)＝30＋θ＋
α)，其中1tan 2
α=，α为锐角，故x 2＋y 2的最大值与最小值分别为30+30-4. 答案：23,14x t y t =+⎧⎨=+⎩
(t 为参数，t ≥0) 解析：设在时刻t 时，点M 的坐标为M (x ，y )，则23,14x t y t
=+⎧⎨=+⎩(t 为参数，t ≥0)． 5. 答案：22
221x y a b
-= 解析：∵22
114t t t t ⎛⎫⎛⎫+--= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
， ∴2222 4 x y a b ⎛⎫⎛⎫-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，即22221x y a b -=.
6. 答案：x 2＝y (≤x )
解析：由x ＝sin θ＋cos θ，得x 2＝1＋sin 2θ，
∴sin 2θ＝x 2－1，代入y ＝1＋sin 2θ，得y ＝x 2.
又∵πsin cos [4x θθθ⎛⎫=+=
+∈- ⎪⎝
⎭，
∴普通方程为x 2＝y (≤x )．
7. 答案：33⎡-⎢⎣⎦
解析：曲线C ：2cos sin x y θ,θ
=-+⎧⎨=⎩是以(－2,0)为圆心，1为半径的圆，即(x ＋2)2＋y 2＝1.设y k
x =，∴y ＝kx .当直线y ＝kx 与圆相切时，k 取得最小值与最大值．1=，解
得213k =.∴y x 的取值范围是33⎡-⎢⎣⎦
.
8. 解：设P (3＋cos θ，2sin θ)，
则3x ＋y ＝3(3＋cos θ)＋(2＋θ)
π
113cos 113θθθ⎛⎫=+=++ ⎪⎝
⎭，
∴3x ＋y 的最大值为11+，最小值为11-取值范围是[11-+．
9. 解：2
41
x t y t ⎧=-⎨=+⎩消去t ，得x ＝－4(y －1)2(y ≥1)，
即(y －1)2＝14
x -(y ≥1)． 所以方程的曲线是顶点为(0,1)，对称轴平行于x 轴，开口向左的抛物线的一部分．。