1.引入
问题1:经过点M(x,y)的直线有多少条?
问题2:再加一个什么条件就可以确定一条直线?
教师:请同学们说出经过点M(x,y),倾斜角为θ的直线的方程。
学生:根据点斜式,斜率k=tanθ,所以直线方程为y-y=tanθ(x-x)。
2.新课讲解
教师:能否引进一个参数,使得直线上任何一点M(x,y)都能用这个参数来表示?
学生:利用|MM|,就是利用M到M的距离。
教师:如果利用距离的话,一个参数就会对应两个点了,如何解决这个问题呢?
学生:根据方向来区分,向上是正的,向下是负的。
教师:很好,那跟方向有关的话,我们能想到什么?
学生:向量。
教师:不错,那我们能否找到一个单位向量和直线是平行的?如果可以的话,那p的坐标是什么?并给出提示:op要满足什么条件就会和直线是平行的?
学生:可以,根据斜率相同就可以了,所以p(cosθ,sinθ),记==(cosθ,sinθ)。
教师:因为和是共线的,所以就可以用表示出来,即=t,那么,M的坐标如何用参数来表示呢?
学生:根据向量相等,就能得出直线的参数方程x=x+tcosθy=y+tsinθ。
教师:这个参数方程跟哪种曲线的参数方程是很像的,有什么区别?
学生:跟圆的参数方程很像,区别在于,在直线的参数方程中t是参数,在圆的参数方程中θ是参数。
教师:参数t的几何意义是什么呢?
学生:因为=|t|=|t|,所以|t|就是M到M的距离。
教师:什么时候是正的,什么时候是负的?
学生:根据向量的数乘可知,如果与同向,则t是正的,反之t是负的。
教师:很好,那我们看一下的方向有什么特点?
学生:根据倾斜角θ的范围,可以知道的方向总是向上的。
教师:所以我们直接看的方向就可以了,如果的方向是向上的,则t是正的,反之t是负的。
教师:那M所对应的参数是多少?
学生:根据参数的几何意义可知,M所对应的参数是0。
3.例题讲解
例1:已知直线l∶x+y-1=0与抛物线y=x交于A、B两点,求线条AB的长和点M(-1,2)到A,B两点的距离之积。
学生:思考,互相交流。
教师:直线l的参数方程是什么?
学生:因为M(-1,2)在直线l上,θ=,所以直线l的参数方程是x=-1-ty=2+t。
教师:能否利用参数,线段AB的长就是什么?
学生:根据参数的几何意义可以得出,|AB|=|t|+|t|。
教师:那如何解出t,t呢?
学生:因为t,t是A,B两点所对应的参数,而A,B两点是直线与抛物线的交点,所以将直线的参数方程代入抛物线方程,得到2+t=(-1-t),化简得t+t-2=0,所以t,t就是上述方程的两个解。
教师:那|MA||MB|=?
学生:根据韦达定理|MA||MB|=|t||t|=|tt|=2。
教师:求|AB|能不能也根据韦达定理,不解方程来做?引导学生从向量的角度来考虑,因为=-=t-t=(t-t),所以|AB|=|t-t|,那如何用韦达定理呢?
学生:|AB|=|t-t|==。
教师:说明一下|AB|=|t-t|是通用的,其中t,t是A,B所对应的两个参数。
那A,B的中点P所对应的参数等于多少呢?
学生:猜测中点P所对应的参数为。
教师:通过画***来解释,或者根据向量=+。
例2:经过点M(2,1)作直线l,交椭圆+=1于A,B两点。如果点M恰好为线段AB的中点,求直线l的方程。
分析:首先写出直线的参数方程x=2+tcosθy=1+tsinθ,因为M是A,B的中点,所以M所对应的参数是=0。
教师小结:对于直线与曲线相交的问题,交点所对应的参数,就是把直线的参数方程代入曲线方程得到的关于参数的方程的解。直线的参数方程可应用于直线与曲线相交的有关距离和中点的问题。