直线参数方程(第一课时)学案。
目标点击:1. 掌握直线参数方程的标准形式和一般形式,理解参数的几何意义;
2. 熟悉直线的参数方程与普通方程之间的互化;
基础知识点击:
1、 直线参数方程的标准式。
1)过点p0(),倾斜角为的直线的参数方程是 (t为参数)t的几何意义:t表示有向线段的数量,p() 为直线上任意一点。则=t∣∣=t∣
2)若p1、p2是直线上两点,所对应的参数分别为t1、t2,则=t2-t1 ∣∣t 2-t 1∣
3) 若p1、p2、p3是直线上的点,所对应的参数分别为t1、t2、t3则p1p2中点p3的参数为t3=,∣p0p3∣=
4)若p0为p1p2的中点,则t1+t2=0,t1·t2<0
2、 直线参数方程的一般式过点p0(),斜率为的直线的参数方程是。
(t为参数)
一、直线的参数方程。
问题1:(直线由点和方向确定)
求经过点p0(),倾斜角为的直线的参数方程。
设点p()是直线上任意一点,(规定向上的方向为。
直线l的正方向)过点p作y轴的平行线,过p0作x
轴的平行线,两条直线相交于q点。
1)当与直线同方向或p0和p重合时,p0p=|p0p| 则p0q=p0pcos q p=p0psin
2)当与直线反方向时,p0p、p0q、q p同时改变符号。
p0p=-|p0p| p0q=p0pcos q p=p0psin 仍成立。
设p0p=t,t为参数,又∵p0q=,=tcos
q p=∴=t sin即是所。
求的直线的参数方程 ∵p0p=t,t为参数,t的几何意义是:有向直线上从已知点p0()到点 p()的有向线段的数量,且|p0p|=|t|1.当t>0时,点p在点p0的上方;2.
当t=0时,点p与点p0重合;3.当t<0时,点p在点p0的下方;
特别地,若直线的倾斜角=0时,直线的参数方程为。
1 当t>0时,点p在点p0的右侧;
2 当t=0时,点p与点p0重合;
3 当t<0时,点p在点p0的左侧;
问题2:直线上的点与对应的参数t是不是一。
对应关系?我们把直线看作是实数轴,以直线向上的方向为正方向,以定点p0为原点,以。
原坐标系的单位长为单位长,这样参数t便和这条实。
数轴上的点p建立了一一对应关系。
问题3:p1、p2为直线上两点所对应的参数分别为t1、t2 ,则p1p2=?∣p1p2∣=?p1p2=p1p0+p0p2=-t1+t2=t2-t1∣p1p2∣=∣t2-t1∣
问题4:若p0为直线上两点p1、p2的中点,p1、p2所对应的参数分别为t1、t2 ,则t1、t2之间有何关系?根据直线参数方程t的几何意义,p1p=t1,p2p=t2,∵p0为直线上两点p1、p2的中点,|p1p|=|p2p| p1p=-p2p,即t1=-t2, t1t2<0
一般地,若p1、p2、p3是直线上的点,所对应的参数分。
别为t1、t2、t3,p3为p1、p2的中点则t3=
∵p1p3=-p2p3, 根据直线参数方程t的几何意义,∴p1p3= t3-t1, p2p3= t3-t2, ∴t3-t1=-(t3-t2,)
基础知识点拨:
1、参数方程与普通方程的互化。
例1:化直线的普通方程=0为参数方程,并说明参数的几何意。
义,说明∣t∣的几何意义。
解:令y=0,得=1,∴直线过定点(1,0). k=-=
设倾斜角为,tg=-,cos =-sin=
的参数方程为 (t为参数)
t是直线上定点m0(1,0)到t对应的点m()的有向线段的数量。由(1)、(2)两式平方相加,得∣t∣=∣t∣是定点m0(1,0)到t对应的点m()的有向线段的长。
点拨:求直线的参数方程先确定定点,再求倾斜角,注意参数的几何意义。
例2:化直线的参数方程(t为参数)为普通方程,并求倾斜角,
说明∣t∣的几何意义。
解:原方程组变形为(1)代入(2)消去参数t, 得(点斜式)可见k=, tg=,倾斜角=普通方程为。
(1)、(2)两式平方相加,得∴∣t∣=
t∣是定点m0(3,1)到t对应的点m()的有向线段的长的一半。
点拨:注意在例1、例2中,参数t的几何意义是不同的,直线的参数方程。
为即是直线方程的标准形式,(-2+()2=1, t的几何意义是有向线段的数量。直线的参数方程为是非标准的形式,12+()2=4≠1,此时t的几何意义是有向线段的数量的一半。
你会区分直线参数方程的标准形式?
例3:已知直线过点m0(1,3),倾斜角为,判断方程(t为参数)和方程(t为参数)是否为直线的参数方程?如果是直线的参数方程,指出方程中的参数t是否具有标准形式中参数t的几何意义。
解:由于以上两个参数方程消去参数后,均可以得到直线的的普通方程,所以,以上两个方程都是直线的参数方程,其中。
cos =,sin=,是标准形式,参数t是有向线段的数量。,而方程是非标准形式,参数t不具有上述的几何意义。
点拨:直线的参数方程不唯一,对于给定的参数方程能辨别其标准形式,会利用参数t 的几何意**决有关问题。
问题5:直线的参数方程能否化为标准形式?
是可以的,只需作参数t的代换。(构造勾股数,实现标准化) 令t= 得到直线参数方程的标准形式t的几何意义是有向线段的数量。
2、直线非标准参数方程的标准化。
一般地,对于倾斜角为、过点m0()直线参数方程的一般式为,. t为参数), 斜率为。
1) 当=1时,则t的几何意义是有向线段的数量。
2) 当≠1时,则t不具有上述的几何意义。
可化为令t=
则可得到标准式t的几何意义是有向线段的数量。
例4:写出经过点m0(-2,3),倾斜角为的直线的标准参数方程,并且。
求出直线上与点m0相距为2的点的坐标。
解:直线的标准参数方程为即(t为参数)(1)
设直线上与已知点m0相距为2的点为m点,且m点对应的参数为t,则| m0m|=|t| =2, ∴t=±2 将t的值代入(1)式当t=2时,m点在 m0点的上方,其坐标为(-2-,3+);当t=-2时,m点在 m0点的下方,其坐标为(-2+,3-).
点拨:若使用直线的普通方程利用两点间的距离公式求m点的坐标较麻烦,
而使用直线的参数方程,充分利用参数t的几何意义求m点的坐标较容易。
例5:直线(t为参数)的倾斜角。
解法1:消参数t,的=-ctg20°=tg110°
解法2:化为标准形式: (t为参数) ∴此直线的倾斜角为110°
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