高中数学第二讲参数方程三直线的参数方程学案新人教A版.docx

三直线的参数方程学习目标1.理解并掌握直线的参数方程.2.能够利用直线的参数方程解决有关问题知识点直线的参数方程思考1如图，直线l过定点M0(x0，y0)且倾斜角为，那么直线的点斜式方程是什么？答案yy0tan(xx0)思考2在思考1中，若令xx0tcos(t为参数)，那么直线l的参数方程是什么？答案(t为参数)梳理(1)直线的参数方程过点M0(x0，y0)，倾斜角为的直线l的参数方程为(t为参数)；由为直线的倾斜角知，当00.(2)直线参数方程中参数t的几何意义参数t的绝对值表示t对应的点M到M0的距离当与e(直线的单位方向向量)同向时，t取正数；当与e反向时，t取负数，当M与M0重合时，t0.(3)重要公式：设A，B是直线上任意两点，它们对应的参数分别为tA，tB，则|AB|tBtA|.类型一直线的参数方程与普通方程的互化例1(1)化直线l1的普通方程xy10为参数方程，并说明|t|的几何意义；(2)化直线l2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(1)直线l1与x轴交于点M0(1,0)，又ktan，cos，sin，直线l1的参数方程为(t为参数)|t|表示t对应的点M(x，y)到M0的距离(2)方程组变形为代入消去参数t，得直线的点斜式方程y1(x3)，可得ktan，倾斜角，普通方程为xy310.又两式平方相加，得(x3)2(y1)24t2，|t|，|t|是定点M1(3,1)到t对应的点M(x，y)的有向线段的长的一半反思与感悟(1)一条直线可以由定点M0(x0，y0)，倾斜角(0)惟一确定，直线上动点M(x，y)的参数方程为(t为参数)，这是直线参数方程的标准形式，特别地，当时，直线的参数方程为(t为参数)(2)直线参数方程的形式不同，参数t的几何意义也不同，过定点M0(x0，y0)，斜率为的直线的参数方程是(a，b为常数，t为参数)跟踪训练1已知直线l：(t为参数)(1)分别求t0,2，2时对应的点M(x，y)；(2)求直线l的倾斜角；(3)求直线l上的点M(3，0)对应的参数t，并说明t的几何意义解(1)由直线l：(t为参数)知，当t0,2，2时，分别对应直线l上的点(，2)，(0,3)，(2，1)(2)方法一化直线l：(t为参数)为普通方程为y2(x)，设直线l的倾斜角为，则ktan(0)，解得.故直线l的倾斜角为.方法二易知直线l：(t为参数)，则直线l过定点M0(，2)，且倾斜角为，故直线l的倾斜角为.(3)由(2)可知直线l的单位向量e，且M0(，2)，又已知M(3，0)，(2，2)44e，点M(3，0)对应的参数t4，几何意义为|4，且与e方向相反类型二直线参数方程的应用命题角度1求弦长|AB|问题例2已知抛物线y28x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y28x的焦点为F(2,0)，依题意，设直线AB的参数方程为(t为参数)，其中cos，sin，为直线AB的倾斜角将代入y28x，整理得t22t200.设A，B对应的参数值为t1，t2，则t1t22，t1t220.(1)|AB|t2t1|10.(2)设AB的中点为M(x，y)，则，()ee，故点M对应的参数为，由得M(3,2)，|FM|.反思与感悟设二次曲线C：F(x，y)0，直线l：(t为参数)，如果l与C相交于A，B两点，那么将l的方程代入F(x，y)0后，可得at2btc0，则该方程有两个不等实数根t1，t2，此时t1e，t2e，e(cos ，sin )，于是易得以下两个常见的公式：(1)|AB|t1t2|；(2)线段AB的中点M对应的参数t，且|M0M|.跟踪训练2直线l过点P0(4,0)，倾斜角，l与圆x2y27相交于A，B两点(1)求弦长|AB|；(2)求A，B两点坐标解(1)直线l过点P0(4,0)，倾斜角，可设直线l的参数方程为(t为参数)，代入圆方程，得227.整理得t24t90.设A，B对应的参数分别为t1，t2，由根与系数的关系，得t1t24，t1t29，|AB|t2t1|2.(2)解得t13，t2，代入直线参数方程得A，B或A，B.命题角度2求积|M0A|M0B|问题例3过点P作倾斜角为的直线与曲线x212y21交于点M，N，求|PM|PN|的最小值及相应的值解设直线为(0，t为参数)，代入曲线x212y21，并整理得(111sin2)t2(cos)t0.由0得，sin2，设M，N对应的参数为t1，t2，t1t2，|PM|PN|t1t2|.当sin2时，|PM|PN|取得最小值，且最小值为.反思与感悟利用直线的参数方程，可以求一些距离问题，当求直线上某一定点到直线与曲线交点的距离时，根据直线参数方程中参数的几何意义解题更为方便跟踪训练3已知直线l经过点P(1,1)，倾斜角，(1)写出直线l的参数方程；(2)设l与圆x2y24相交于两点A，B，求点P到A，B两点的距离之积解(1)因为直线l过点P(1,1)，倾斜角为，所以直线的参数方程为(t为参数)，即(t为参数)为所求(2)因为点A，B都在直线l上，所以可设它们对应的参数为t1和t2，则点A，B的坐标分别为A，B，把直线l的参数方程代入圆的方程x2y24，整理得到t2(1)t20，因为t1和t2是方程的解，从而t1t22.所以|PA|PB|t1t2|2|2.类型三直线参数方程的综合应用例4已知曲线C1：(t为参数)，C2：(为参数)(1)化C1，C2的方程为普通方程，并说明它们分别表示什么曲线；(2)若曲线C1和C2相交于A，B两点，求|AB|.解(1)由曲线C1：消去参数t，得yx4，所以曲线C1表示一条直线由曲线C2：消去参数，得(x2)2(y1)21，所以曲线C2表示以(2,1)为圆心，1为半径的圆(2)方法一圆心C2(2,1)到直线xy40的距离为d，所以|AB|22.方法二将直线的参数方程C1：(t为参数)代入曲线C2：(x2)2(y1)21，整理得t23t40.设A，B对应的参数分别为t1，t2，则t1t23，t1t24，所以|AB|t1t2|.引申探究1若点P(4,0)是曲线C1上的定点，本例其它条件不变，求|PA|PB|的值解由曲线C2：知，曲线C2是圆(x2)2(y1)21.因为点P(4,0)在圆(x2)2(y1)21外，将直线的参数方程代入曲线C2：(x2)2(y1)21，得t23t40，设A，B对应的参数为t1，t2，则t1，t2同号，且t1t23，t1t24，所以|PA|PB|t1|t2|t1t2|3.2在探究1条件不变的情况下，求的值解由探究1知，t1t23，t1t24，所以|PA|PB|t1t2|3，|PA|PB|t1t2|4.所以.反思与感悟(1)参数方程中一个确定的参数值对应着曲线上一个确定的点，由参数方程求曲线交点坐标时，可以通过方程组求出参数值，再根据参数值得出交点坐标(2)解题时如果涉及求直线被曲线截得的线段的长度或者直线上的点与曲线交点之间线段长度的和、乘积等，都可以利用直线参数方程中参数的几何意义加以解决跟踪训练4已知直线l：(t为参数)以坐标原点为极点，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2cos.(1)将曲线C的极坐标方程化为直角坐标方程；(2)设点M的直角坐标为(5，)，直线l与曲线C的交点为A，B，求|MA|MB|的值；(3)求的值解(1)曲线C的极坐标方程2cos化为直角坐标方程为x2y22x0.(2)将代入x2y22x0，得t25t180.设这个方程的两个实根分别为t1，t2，则由参数t的几何意义可知，|MA|MB|t1t2|18.(3)由(2)知t1，t2为同号，|t2t1|，.1直线(t为参数)上对应t0，t1两点间的距离是()A1B.C10D2答案B解析因为题目所给方程不是参数方程的标准形式，参数t不具有几何意义，故不能直接由101来得距离，应将t0，t1分别代入方程得到两点坐标(2，1)和(5,0)，由两点间距离公式来求出距离，即.2直线(t为参数，)不经过()A第一象限B第二象限C第三象限D第四象限答案D3若直线l1：(t为参数)与直线l2：(s为参数)垂直，则k_.答案1解析由(2)1，得k1.4设直线l过点A(2，4)，倾斜角为，则直线l的参数方程为_答案(t为参数)解析，cos，sin，l的参数方程为(t为参数)5一直线过点P0(3,4)，倾斜角，求此直线与直线3x2y6的交点M与P0之间的距离解设直线的参数方程为(t为参数)，将它代入已知直线3x2y60，得326，解得t，|MP0|t|.1经过点M0(x0，y0)，倾斜角为的直线l的参数方程为(t为参数)其中t表示直线l上以定点M0为起点，任意一点M(x，y)为终点的有向线段的数量，可以为正、为负，也可以为零2直线l：(t为参数)与二次曲线C交于两点A，B，A，B对应的参数为t1，t2.则|AB|t1t2|.但|M0A|M0B|与|AB|不完全相同，当t1与t2异号时，|M0A|M0B|AB|t1t2|；当t1与t2同号时，|M0A|M0B|t1t2|AB|.3要注意区别直线参数方程是否为标准形式，若不是标准形式，则参数t就不具有相应的几何意义一、选择题1若直线的参数方程为(t为参数)，则直线的斜率为()A.BC.D答案B解析直线的普通方程为yx，所以直线的斜率为.2直线(为参数，0a)必过点()A(1，2) B(1,2)C(2,1) D(2，1)答案A解析当t0时，所以直线必过点(1，2)3已知直线l过点A(2,1)，且与向量a(1,1)平行，则点P(1，2)到直线l的距离是()A.B2C3D2答案C解析由已知得直线l的参数方程为(t为参数)因为直线上的任意一点M的坐标可表示为(2t,1t)，所以|PM|，当t0时，|PM|有最小值，最小值是3，此时|PM|为点P到直线l的距离4直线l经过点M0(1,5)，倾斜角为，且交直线xy20于点M，则|MM0|等于()A.1B6(1)C6D61答案B解析由题意可得直线l的参数方程为(t为参数)，代入直线方程xy20，得1t20，解得t6(1)根据t的几何意义可知|MM0|6(1)5若(为参数)与(t为参数)表示同一条直线，则与t的关系是()A5tB5tCt5Dt5答案C解析由xx0，得3tcos，由yy0，得4tsin，消去的三角函数，得252t2，得t5，借助于直线的斜率，可排除t5，所以t5.6直线(t为参数)和圆x2y216交于A，B两点，则AB的中点坐标为()A(3，3) B(，3)C(，3) D(3，)答案D解析将x1，y3t代入圆方程，得2216，t28t120，则t12，t26，因此AB的中点M对应参数t4，x143，y34，故AB中点M的坐标为(3，)二、填空题7已知直线l1：(t为参数)与直线l2：2x4y5相交于点B，且点A(1,2)，则|AB|_.答案解析将代入2x4y5，得t，则B.又A(1,2)，所以|AB|.8直线(t为参数)上到点M(2，3)的距离为且在点M下方的点的坐标是_答案(3，4)解析直线参数方程的标准式为(t为参数)，则M对应的参数为t，点M的坐标为(3，4)9已知直线l的参数方程为(t为参数)，以坐标原点为极点，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2cos24，则直线l与曲线C的交点的极坐标为_答案(2，)解析因为直线l的参数方程为所以直线l的普通方程为yx2.因为曲线C的极坐标方程为2cos24，可得曲线C的直角坐标方程为x2y24(x0)联立解得交点坐标为(2,0)，所以交点的极坐标为(2，)10在平面直角坐标系xOy中，直线l的参数方程为(t为参数)，以原点O为极点，x轴的正半轴为极轴建立极坐标系，圆C的极坐标方程为24cos30，则圆心C到直线l的距离为_答案解析易得直线l的普通方程为xy30，圆C的直角坐标方程为x2y24x30，即(x2)2y21，所以圆心到直线的距离d.三、解答题11已知直线l过点A(2,3)，倾斜角为135，求直线l的参数方程，并且求直线上与点A距离为3的点的坐标解直线l的参数方程为(t为参数)，即(t为参数)设直线上与点A距离为3的点为B，且点B对应的参数为t，则|AB|t|3.所以t3.把t3代入，得当t3时，点B在点A的上方，点B的坐标为(5，6)；当t3时，点B在点A的下方，点B的坐标为(1,0)12已知在平面直角坐标系xOy中，曲线C的参数方程为(为参数)，直线l经过定点P(3,5)，倾斜角为.(1)写出直线l的参数方程和曲线C的标准方程；(2)设直线l与曲线C相交于A，B两点，求|PA|PB|的值解(1)曲线C：(x1)2(y2)216，直线l：(t为参数)(2)将直线l的参数方程代入圆C的方程，可得t2(23)t30，设t1，t2是方程的两个根，则t1t23，所以|PA|PB|t1|t2|t1t2|3.13在极坐标系中，已知圆心C，半径r1.(1)求圆的直角坐标方程；(2)若直线(t为参数)与圆交于A，B两点，求弦AB的长解(1)由已知得圆心C，半径为1，圆的方程为221，即x2y23x3y80.(2)由(t为参数)，得直线的直角坐标方程为xy10，圆心到直线的距离d，所以2d21，解得|AB|.四、探究与拓展14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，若将该直线的参数方程改写成(t为参数)，则在这个方程中点P对应的t值为_答案1解析由|PM0|知，t，将其代入得点P的坐标为(3,1)或(5，1)，将点P的坐标代入得t1或t1.15在极坐标系中，曲线F的极坐标