2016新课标三维人教B版数学选修4-4 2.2 直线和圆的参数方程 下载本文

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直线和圆的参数方程

2.2.1 直线的参数方程

[对应学生用书P25]

[读教材·填要点]

1.直线的参数方程:经过点M0(x0,y0),倾斜角为α的直线l的参数方程为?x=x0+tcos α,

?(t为参数). ?y=y0+tsin α,

参数t的绝对值表示参数t所对应的点M到定点M0的距离.

2.过点M0(x0,y0)且与平面向量a=(l,m)平行的直线l的参数方程为?x=x0+lt?t∈R ?y=y0+mt

当M0M―→与a同向时,t取正数;当M0M―→与a反向时,t取负数. [小问题·大思维]

π

1.经过点M(1,5)且倾斜角为3的直线,以定点M到动点P的位移t为参数的参数方程是什么?

提示:根据直线参数方程的定义,易得 π

x=1+t·cos??3,

?πy=5+t·sin??3,

1

x=1+2t,??即?

3

y=5+??2t.

2

?x=-1-?2t,

2.已知直线l的参数方程为?

2

?y=2+?2t为何值?

(t为参数),则直线l的斜率

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x=-1+tcos??4,提示:直线l的参数方程可化为?3π

y=2+tsin??4,=-1.

故直线的斜率为tan 4

[对应学生用书P25]

直线参数方程的求法

[例1] 已知直线l的方程为3x-4y+1=0,点P(1,1)在直线l上,写出直线l的参数方程,并求点P到点M(5,4)和点N(-2,6)的距离.

[思路点拨] 本题考查直线参数方程的求法及其简单应用.解答本题需要根据直线方程确定直线的倾斜角α,然后写出直线l的参数方程.

3

[精解详析] 由直线方程3x-4y+1=0可知,直线的斜率为4.设直线的倾斜角为α,

334

则tan α=4,sin α=5,cos α=5. 又点P(1,1)在直线l上,

4

??x=1+5t,

所以直线l的参数方程为?3y=1+??5t.

因为3×5-4×4+1=0,所以点M在直线l上. 4

由1+5t=5,得t=5,即点P到点M的距离为5. 因为点N不在直线l上,故根据两点的距离公式, 可得|PN|=?1+2?2+?1-6?2=34.

直线的参数方程可以从它的普通方程转化而来,设直线的点斜式方程为y-y0=k(x-x0).

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其中k=tan α,α为直线的倾斜角,代入上式,得 x-x0y-y0sin απ

y-y0=cos α·(x-x0),α≠2,即cos α=sin α. 记上式的比值为t,整理后得 ?x=x0+tcos α,? ?y=y0+tsin α.

π

1.一直线过P0(3,4),倾斜角α=4,求此直线与直线3x+2y=6的交点M与P0之间的距离.

2

?x=3+?2t,

解:设直线的参数方程为?

2

??y=4+2t.将它代入3x+2y-6=0得 ??2?2?

3?3+t?+2?4+t?=6,

2?2???112解得t=-5, 112

∴|MP0|=|t|=5.

直线的参数方程的应用(直线与圆)

?x=-1+3t,

[例2] 已知直线的参数方程为?它与曲线(y-2)2-x2=1交于

?y=2-4t,A,B两点.

(1)求|AB|的长;

(2)求点P(-1,2)到线段AB中点C的距离.

[思路点拨] 本题主要考查直线的参数方程与圆的综合应用.解答本题需先求出直线l的参数方程,然后根据相关概念及性质求解即可.

[精解详析] (1)把直线的参数方程对应的坐标代入曲线方程并化简得7t2+

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6t-2=0.

设A,B对应的参数分别为t1,t2, 62

则t1+t2=-7,t1t2=-7. 所以,线段|AB|的长为

10

32+?-4?2|t1-t2|=5?t1+t2?2-4t1t2=723.

t1+t23

(2)根据中点坐标的性质可得AB中点C对应的参数为2=-7.

所以,由t的几何意义可得点P(-1,2)到线段AB中点C的距离为?3?15?-7?=. 32+?-4?2·

??7

不用求出A,B两点的坐标,根据直线参数方程中t的几何意义,再根据根与系数的关系即可求出AB及点P到AB中点C的距离.

π

2.已知直线l经过点P(1,1),倾斜角α=6. (1)写出直线l的参数方程.

(2)设l与圆x2+y2=4相交于两点A,B,求点P 到A,B两点的距离之积. π

x=1+tcos ??6,解:(1)直线的参数方程为?π

y=1+tsin??6.3

?x=1+?2t,即?

1y=1+??2t.

3?x=1+?2t,(2)把?

1y=1+??2t

代入x2+y2=4,

31

得(1+2t)2+(1+2t)2=4,t2+(3+1)t-2=0,

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