高中新课程数学(新课标人教A版)选修4-4《第二讲 参数方程》(归纳整合+章节课件+章节特训+高考真题+质量评估)(打包5份)

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名称 高中新课程数学(新课标人教A版)选修4-4《第二讲 参数方程》(归纳整合+章节课件+章节特训+高考真题+质量评估)(打包5份)
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资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2013-04-11 20:18:48

文档简介

课件16张PPT。知识网络本 讲 归 纳 整 合1.直线的参数方程
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).其中k=tan α.α为
直线的倾斜角,代入上式得,要点归纳2.圆的参数方程3.椭圆的参数方程题型一 参数方程化为普通方程参数方程是用第三个变量(即参数),分别表示曲线上任一点M的坐标x、y的另一种曲线方程的形式,它体现了x、y之间的一种关系,这种关系借助于中间桥梁——参数.有些参数具有物理或几何意义,在解决问题时,要注意参数的取值范围.
在参数方程与普通方程的互化中,要注意参数方程与普通方程应是等价的,即它们所表示的应是同一条曲线.【例1】答案 (1)(x-1)2+y2=4 (2)x2-y=2(y≥2)题型二 圆的参数方程及其应用(1)将极坐标方程化为普通方程,并选择恰当的参数写出它的参数方程;
(2)若点P(x,y)在该圆上,求x+y的最大值和最小值.【例2】 2.直线的参数方程有不同的形式,可以允许参数t没有明显的几何意义,在直线与圆锥曲线的问题中,利用参数方程有时可以简化计算.题型三 直线的参数方程的应用(1)P、M两点间的距离|PM|;
(2)线段AB的长|AB|.【例3】 椭圆、双曲线、抛物线统称为圆锥曲线.题型四 圆锥曲线的参数方程及其应用 设P是椭圆4x2+9y2=36上的一个动点,求x+2y的最大值和最小值.【例4】单击此处进入 高考真题高考真题
(时间:40分钟 满分:60分)
一、填空题(每小题5分,共40分)
1.(2011·深圳模拟)直线(t为参数)上与点A(-2,3)的距离等于的点的坐标是________.
解析 由题意知(-t)2+(t)2=()2,所以t2=,t=±,代入(t为参数),得所求点的坐标为(-3,4)或(-1,2).
答案 (-3,4)或(-1,2)
2.(2011·东莞模拟)若直线l:y=kx与曲线C:(参数θ∈R)有唯一的公共点,则实数k=________.
解析 曲线C化为普通方程为(x-2)2+y2=1,圆心坐标为(2,0),半径r=1.由已知l与圆相切,则r==1?k=±.
答案 ±
3.(2011·广东高考全真模拟卷一)直线3x+4y-7=0截曲线(α为参数)的弦长为________.
解析 曲线可化为x2+(y-1)2=1,圆心到直线的距离d==,则弦长l=2=.
答案 
4.(2011·揭阳模拟)已知直线l1:(t为参数),l2:(s为参数),若l1∥l2,则k=________;若l1⊥l2,则k=________.
解析 将l1、l2的方程化为直角坐标方程得l1:kx+2y-4-k=0,l2:2x+y-1=0,由l1∥l2,得=≠?k=4,由l1⊥l2,得2k+2=0?k=-1.
答案 4 -1
5.(2011·湛江调研)参数方程(θ为参数)表示的图形上的点到直线y=x的最短距离为________.
解析 参数方程化为普通方程为(x-3)2+(y+3)2=9,圆心坐标为(3,-3),半径r=3,则圆心到直线y=x的距离d==3,则圆上点到直线y=x的最短距离为d-r=3-3=3(-1).
答案 3(-1)
6.(2011·陕西)(坐标系与参数方程选做题)直角坐标系xOy中,以原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,设点A,B分别在曲线C1:(θ为参数)和曲线C2:ρ=1上,则|AB|的最小值为________.
解析 消掉参数θ,得到关于x、y的一般方程C1:(x-3)2+y2=1,表示以(3,0)为圆心,以1为半径的圆;C2表示的是以原点为圆心的单位圆,|AB|的最小值为3-1-1=1.
答案 1
7.已知在平面直角坐标系xOy中,经过点(0,)且斜率为k的直线l与曲线C:(θ是参数)有两个不同的交点P和Q,则k的取值范围为________.
解析 曲线C的参数方程:(θ是参数)化为普通方程:+y2=1,故曲线C是一个椭圆.由题意,利用点斜式可得直线l的方程为y=kx+,将其代入椭圆的方程得+(kx+)2=1,整理得x2+2kx+1=0,因为直线l与椭圆有两个不同的交点P和Q,所以Δ=8k2-4×=4k2-2>0,解得k<-或k>.即k的取值范围为 ∪.
答案 ∪
8.如果曲线C:(θ为参数)上有且仅有两个点到原点的距离为2,则实数a的取值范围是________.
解析 将曲线的参数方程转化为普通方程,即(x-a)2+(y-a)2=4,由题意可知,以原点为圆心,以2为半径的圆与圆C总相交,根据两圆相交的充要条件,得0<<4,
∴0<a2<8,解得0<a<2或-2<a<0.
答案 (-2,0)∪(0,2)
二、解答题(共20分)
9.(10分)(2010·辽宁)已知P为半圆C:(θ为参数,0≤θ≤π)上的点,点A的坐标为(1,0),O为坐标原点,点M在射线OP上,线段OM与C的弧的长度均为.
(1)以O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,求点M的极坐标;
(2)求直线AM的参数方程.
解 (1)由已知,M点的极角为,且M点的极径等于,故点M的极坐标为.
(2)M点的直角坐标为,A(1,0).
故直线AM的参数方程为(t为参数).
10.(10分)(2010·新课标全国)已知直线C1:(t为参数),圆C2:(θ为参数).
(1)当α=时,求C1与C2的交点坐标;
(2)过坐标原点O作C1的垂线,垂足为A,P为OA的中点.当α变化时,求P点轨迹的参数方程,并指出它是什么曲线.
解 (1)当α=时,C1的普通方程为y=(x-1),
C2的普通方程为x2+y2=1.联立方程组
解得C1与C2的交点坐标为(1,0),.
(2)C1的普通方程为xsin α-ycos α-sin α=0.
A点坐标为(sin2 α,-cos αsin α),
故当α变化时,P点轨迹的参数方程为
(α为参数),
P点轨迹的普通方程为2+y2=.
故P点轨迹是圆心为,半径为的圆.
课件34张PPT。第2讲 参数方程如何解决极坐标方程与参数方程的综合问题单击此处进入 活页限时训练本讲质量评估(二)
(时间:90分钟 满分:120分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.参数方程 (t为参数)所表示的曲线是 (  ).
解析 将参数方程进行消参,则有t=,把t=,代入y=中,得当
x>0时,x2+y2=1,此时y≥0;当x<0时,x2+y2=1,此时y≤0.对照选项,
可知D正确.
答案 D
2.直线 (t为参数)上与点P(-2,3)的距离等于的点的坐标是(  ).                  
A.(-4,5) B.(-3,4)
C.(-3,4)或(-1,2) D.(-4,5)或(0,1)
解析 可以把直线的参数方程转化成标准式,或者直接根据直线参数方程的
非标准式中参数的几何意义可得 ·|t|=,
可得t=±,将t代入原方程,得或所以所求点的坐标
为(-3,4)或(-1,2).
答案 C
3.在方程 (θ为参数)所表示的曲线上的一点的坐标为 (  ).
A.(2,-7) B.
C. D.(1,0)
解析 把参数方程化为普通方程时注意范围的等价性,普通方程是y=1-2x2
(-1≤x≤1),再根据选择项逐个代入进行检验即可.
答案 C
4.若P(2,-1)为圆(θ为参数且0≤θ<2π)的弦的中点,则该弦所在的直线方程为 (  ).
A.x-y-3=0 B.x+2y=5
C.x+y-1=0 D.2x-y-5=0
解析 ∵由消去θ得,(x-1)2+y2=25
∴圆心C(1,0),∴kCP=-1,∴弦所在的直线的斜率为1
∴弦所在的直线方程为y-(-1)=1·(x-2)
即x-y-3=0.
答案 A
5.下列参数方程(t为参数)与普通方程x2-y=0表示同一曲线的方程是(  ).
A. B.
C. D.
解析 注意参数范围,可利用排除法.普通方程x2-y=0中的x∈R,y≥0.A
中x=|t|≥0,B中x=cos t∈[-1,1],故排除A和B.而C中y==cot2t
==,即x2y=1,故排除C.
答案 D
6.直线3x-4y-9=0与圆 (θ为参数)的位置关系是 (  ).
A.相切 B.相离
C.直线过圆心 D.相交但直线不过圆心
解析 把圆的参数方程化为普通方程,得x2+y2=4,得到半径为2,圆心为
(0,0),再利用点到直线的距离公式求出圆心到直线的距离,即可判断直线
和圆的位置关系.
答案 D
7.参数方程 (t为参数)所表示的曲线是 (  ).
A.一条射线 B.两条射线 C.一条直线 D.两条直线
解析 根据参数中y是常数可知,方程表示的是平行于x轴的直线,再利用
不等式知识求出x的范围可得x≤-2或x≥2,可知方程表示的图形是两条射
线.
答案 B
8.设r>0,那么直线xcos θ+ysin θ=r与圆(φ是参数)的位置关系是 (  ).
A.相交 B.相切
C.相离 D.视r的大小而定
解析 根据已知圆的圆心在原点,半径是r,则圆心(0,0)到直线的距离为d
==r,恰好等于圆的半径,所以,直线和圆相切.
答案 B
9.过点(0,2)且与直线(t为参数)互相垂直的直线方程为 (  ).
A. B.
C. D.
解析 直线化为普通方程为y=x+1-2,其斜率k1=,
设所求直线的斜率为k,由kk1=-1,得k=-,故参数方程为(t
为参数).
答案 B
10.若圆的方程为(θ为参数),直线的方程为(t为参数),则直线与圆的位置关系是 (  ).
A.相交过圆心 B.相交但不过圆心
C.相切 D.相离
解析 圆的标准方程为(x+1)2+(y-3)2=4,
直线的方程为3x-y+2=0,
圆心坐标为(-1,3),
易验证圆心不在直线3x-y+2=0上.
而圆心到直线的距离d==<2,
∴直线与圆相交.
答案 B
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,请把正确答案填在题中的横线上)
11.圆的参数方程为(0≤θ<2π),若圆上一点P对应参数θ=π,则P点的坐标是________.
解析 当θ=π时,
x=2+4cosπ=0,
y=-+4sinπ=-3,
∴点P的坐标是(0,-3).
答案 (0,-3)
12.已知直线l:x-y+4=0与圆C:,则C上各点到l的距离的最小值为________.
解析 圆方程为(x-1)2+(y-1)2=4,
∴d==2,
∴距离最小值为2-2.
答案 2-2
13.已知P为椭圆4x2+y2=4上的点,O为原点,则|OP|的取值范围是________.
解析 由4x2+y2=4,得x2+=1.
令(φ为参数),
则|OP|2=x2+y2=cos2φ+4sin2φ=1+3sin2φ.
∵0≤sin2φ≤1,∴1≤1+3sin2φ≤4,
∴1≤|OP|≤2.
答案 [1,2]
14.点(-3,0)到直线(t为参数)的距离为________.
解析 ∵直线的普通方程为x-2y=0,
∴点(-3,0)到直线的距离为d==1.
答案 1
三、解答题(本大题共5小题,每小题10分,共50分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.已知x,y满足(x-1)2+(y+2)2=4,求S=3x-y的最值.
解 由(x-1)2+(y+2)2=4可知曲线表示以(1,-2)为圆心,半径等于2的
圆.令x=1+2cos θ,y=-2+2sin θ,则S=3x-y=3(1+2cos θ)-(-2
+2sin θ)=5+6cos θ-2sin θ=5+2sin(θ+φ)(其中tan φ=-3),
所以,当sin(θ+φ)=1时,S有最大值5+2;
当sin(θ+φ)=-1时,S有最小值为5-2.
所以S的最大值Smax=5+2;
S的最小值Smin=5-2.
16.如图所示,连结原点O和抛物线y=2x2上的动点M,延长OM到点P,使|OM|=|MP|,求P点的轨迹.
解 因为抛物线标准方程为x2=y,
所以它的参数方程为 (t为参数),
得M.设P(x,y),则M是OP的中点,
所以即 (t为参数),
消去参数t,得y=x2.
所以,点P的轨迹方程为y=x2,它是以y轴为对称轴,焦点为的抛物
线.
17.已知点A为椭圆+=1上任意一点,点B为圆(x-1)2+y2=1上任意一点,求|AB|的最大值和最小值.
解 化椭圆普通方程为参数方程 (θ为参数),圆心坐标为C(1,
0),再根据平面内两点之间的距离公式可得
|AC|==
= ,
所以,当cos θ=时,|AC|取最小值为;
当cos θ=-1时,|AC|取最大值为6.
所以,当cos θ=时,|AB|取最小值为-1;
当cos θ=-1时,|AB|取最大值为6+1=7.
18.设直线l的参数方程为(t为参数,α为倾斜角),圆C的参数方程为(θ为参数).
(1)若直线l经过圆C的圆心,求直线l的斜率.
(2)若直线l与圆C交于两个不同的点,求直线l的斜率的取值范围.
解 (1)由已知得直线l经过的定点是P(3,4),而圆C的圆心是C(1,-1),
所以,当直线l经过圆C的圆心时,直线l的斜率为k=.
(2)由圆C的参数方程得圆C的圆心是C(1,-1),半径为2,
由直线l的参数方程为(t为参数,α为倾斜角),
得直线l的普通方程为y-4=k(x-3),
即kx-y+4-3k=0,
当直线l与圆C交于两个不同的点时,圆心到直线的距离小于圆的半径,
即<2,由此解得k>.
直线l的斜率的取值范围为.
19.已知曲线C1:(θ为参数),曲线C2:(t为参数).
(1)指出C1,C2各是什么曲线,并说明C1与C2公共点的个数;
(2)若把C1,C2上各点的纵坐标都压缩为原来的一半,分别得到曲线C′1,C′2.
写出C′1,C′2的参数方程.C′1与C′2公共点的个数和C1与C2公共点的个数
是否相同?说明你的理由.
解 (1)C1是圆,C2是直线.
C1的普通方程为x2+y2=1,圆心C1(0,0),半径r=1.
C2的普通方程为x-y+=0.
因为圆心C1到直线x-y+=0的距离为1,
所以C2与C1只有一个公共点.
(2)压缩后的参数方程分别为C′1:
(θ为参数),C′2:(t为参数),
化为普通方程为C′1:x2+4y2=1,C′2:y=x+,
联立消元得2x2+2x+1=0,
其判别式Δ=(2)2-4×2×1=0,
所以压缩后的直线C′2与椭圆C′1仍然只有一个公共点,和C1与C2公共点的
个数相同.
第二讲 参数方程
本章归纳整合
高考真题
1.(2011·江西高考)若曲线的极坐标方程为ρ=2sin θ+4cos θ,以极点为原点,极轴为x轴正半轴建立直角坐标系,则该曲线的直角坐标方程为________.
[命题意图]本小题主要考查了极坐标系、极坐标方程与直角坐标方程的互化.
解析 由得,cos θ=,sin θ=,ρ2=x2+y2,代入ρ=2sin
θ+4cos θ得,ρ=+?ρ2=2y+4x?x2+y2-4x-2y=0.
答案 x2+y2-4x-2y=0
2.(2011·广东高考)已知两曲线参数方程分别为(0≤θ<π)和(t∈R),它们的交点坐标为________.
[命题意图]本题考查参数方程问题,主要考查转化与化归思想.将参数方程
转化为直角坐标方程的关键在于消去参数,但也要注意所给参数的取值范围.
解析 由(0≤θ<π),得+y2=1(y≥0,
x≠-),由(t∈R),得x=y2,联立方程可得则5y4
+16y2-16=0,解得y2=或y2=-4(舍去),则x=y2=1,又y≥0,所以
其交点坐标为.
答案 
3.(2011·江苏高考)在平面直角坐标系xOy中,求过椭圆(φ为参数)的右焦点,且与直线
(t为参数)平行的直线的普通方程为________.
[命题意图]本小题主要考查椭圆及直线的参数方程等基础知识,考查转化问
题的能力.
解析 由题设知,椭圆的长半轴长a=5,短半轴长b=3,从而c==
4,所以右焦点为(4,0).将已知直线的参数方程化为普通方程:x-2y+2=
0.故所求直线的斜率为,因此其方程为y=(x-4),即x-2y-4=0.
答案 x-2y-4=0
4.(2011·湖南高考)在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(α为参数).在极坐标系(与直角坐标系xOy取相同的长度单位,且以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴)中,曲线C2的方程为ρ(cos θ-sin θ)+1=0,则C1与C2的交点个数为________.
[命题意图]本题考查圆的参数方程、直线的极坐标方程,直线与圆的位置关
系等基础知识,考查运算能力,考查等价转化的思想方法,考查方程思想.
解析 曲线C1的普通方程是x2+(y-1)2=1,曲线C2的直角坐标方程是x-y
+1=0,由于直线x-y+1=0经过圆x2+(y-1)2=1的圆心,故两曲线的交
点个数是2.
答案 2
5.(2011·陕西)直角坐标系xOy中,以原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,设点A,B分别在曲线C1:(θ为参数)和曲线C2:ρ=1上,则|AB|的最小值为________.
[命题意图]本题主要考查极坐标方程与直角坐标方程,普通方程与参数方程
互化的相关知识.
解析 消掉参数θ,得到C1的普通方程(x-3)2+(y-4)2=1,表示以(3,4)为
圆心,以1为半径的圆;C2的直角坐标方程为x2+y2=1表示的是单位圆,|AB|
的最小值为-1-1=3.
答案 3
6.(2011·福建高考)在直角坐标系xOy中,直线l的方程为x-y+4=0,曲线C的参数方程为(α为参数).
(1)已知在极坐标系(与直角坐标系xOy取相同的长度单位,且以原点O为极
点,以x轴正半轴为极轴)中,点P的极坐标为,判断点P与直线l
的位置关系;
(2)设点Q是曲线C上的一个动点,求它到直线l的距离的最小值.
[命题意图]本小题主要考查极坐标与直角坐标的互化、椭圆的参数方程等基
础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想.
解 (1)把极坐标系下的点P化为直角坐标,得P(0,4).
因为点P的直角坐标(0,4)满足直线l的方程x-y+4=0,所以点P在直线l
上.
(2)因为点Q在曲线C上,故可设点Q的坐标为(cos α,sin α),从而点
Q到直线l的距离为
d==
=cos+2.
由此得,当cos=-1时,d取得最小值,且最小值为.
7.(2011·辽宁)在平面直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(φ为参数),曲线C2的参数方程为(a>b>0,φ为参数).在以O为极点,x轴的正半轴为极轴的极坐标系中,射线l:θ=α与C1,C2各有一个交点.当α=0时,这两个交点间的距离为2,当α=时,这两个交点重合.
[命题意图]本题主要考查了参数方程与普通方程的互化问题,极坐标方程与
极坐标方程的互化.
(1)分别说明C1,C2是什么曲线,并求出a与b的值;
(2)设当α=-时,l与C1,C2的交点分别为A1,B1,当α=-时,l与
C1,C2的交点分别为A2B2,求四边形A1A2B2B1的面积.
解 (1)C1是圆,C2是椭圆.当α=0时,射线l与C1,C2交点的直角坐标分
别为(1,0),(a,0),因为这两点间的距离为2,所以a=3.
当α=时,射线l与C1,C2交点的直角坐标分别为(0,1),(0,b),因为这
两点重合,所以b=1.
(2)C1,C2的普通方程分别为x2+y2=1和+y2=1.
当α=时,射线l与C1交点A1的横坐标为x=,与C2交点B1的横坐标
为x′=.
当α=-时,射线l与C1,C2的两个交点A2,B2分别与A1,B1关于x轴对
称,因此四边形A1A2B2B1为梯形,故四边形A1A2B2B1的面积为
=.