参数方程的应用

在数学解题方法中,参数法是给人印象最深的一种,对参数方程中参数的几何意义和物理意义的了解,是正确选取参数的前提。正确选取参数,往往能使得一些看似复杂的问题变得简单。

一、利用参数方程求点的坐标

例1:已知直线l经过点P(1,2),且倾斜角为■,求直线l上到点P的距离为■的点的坐标。

分析:写出l的参数方程之后,要求点的坐标,关键在于对参数t的几何意义的了解。

解:直线l的参数方程为

x=1+tcos■ x=1+■t (t为参数)

y=2+tstin■ 即y=2+■t

在直线l上到点P的距离为■的点所对应的参数t满足|t|=■即t=±■,代入l的参数方程,得x=3y=4或x=-1y=0。

所以,所求点的坐标为(3,4)和(-1,0)。

二、利用参数方程求长度

例2:已知椭圆■+■=1,和点P(2,1),过P作椭圆的弦,使P是弦的中点,求弦长。

解:设弦所在的直线方程为:x=2+tcosθy=1+tsinθ(t为参数)

代入椭圆方程,得(2+tcosθ)2+4(1+tsinθ)2=16

化简:得(cos2θ+4sin2θ)2+4(cosθ+2sinθ)-8=0

P为中点,弦长=|t1-t2|=■=■

=■=■

=■=2■

三、利用参数方程求最值

例3:已知椭圆方程为■+■=1,求它的内接矩形的面积的最大值。

解:椭圆参数方程为x=acosθy=btcosθ(θ为参数)

设椭圆内接矩形的一个顶点为(acosθ,bsinθ)(θ为锐角)

则矩形面积S=4acosθ・bsinθ=2absin2θ≤2ab

Smax=2ab

四、利用参数方程求轨迹

例4:已知抛物线y2=x+1,定点A(3,1),B为抛物线上任意一点,点P***段AB上,且有BP:PA=1:2,当点B在抛物线上变动时,求点P的轨迹方程。

分析:设点P的坐标为(x,y),点B的坐标为(x0+y0),由于AP:BP=2:1,得x=■,y=■

即x0=■,y0=■

由于B(x0,y0)的抛物线y2=x+1上,或y20=x0+1

将②代入③,得(■)2=■+1

化简得3y2-2x-2y+1=0

即x=■y2-y+■

即x=y2,此轨迹为抛物线。

例5:∠MON=60°,边长为a的正三角形APB在∠MON内滑动,使得A始终在OM上,且O、P两点在AB两侧,求P点的轨迹方程。

解:如***建立直角坐标系,设P(x,y),∠PBN=θ,θ为参数,且0≤θ≤■

∠AOB=∠ABP=■

∠OAB=∠PBN=θ

在OBA中,

■=■,

OB=■

x=OB+acosθ=■asinθ+acosθy=asinθ

消去θ得(x-■y)2+y2=a2

即3x2-4■xy+7y2-3a2=0

而x=■sin(θ+arctan■)(其中0≤θ≤■)

则arctan■≤θ+arctan■≤■+arctan■

■≤sin(θ+arctan■)≤1 ■≤x≤■a

所求轨迹方程为3x-4xy+7y2-3a2=0,其中x∈[■,■a]

以上几例说明,利用参数方程求解,只要参数选取恰当,就能起到事半功倍之效,因此,应重视参数方程的应用。

参数方程的应用

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