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应用之线参数方程解题的几个关注点

2020-10-14金玉明

高中数理化 2020年16期
关键词:过点斜率直线

◇ 金玉明

直线的方程有点斜式、斜截式、两点式、截距式、一般式等多种形式,直线的参数方程是同一坐标系中直线方程的另外一种表示形式,其本质是借助参数变量来表示直线上的点.参数方程的引入为解析几何问题的求解又提供了一种重要的途径.本文就直线参数方程学习中的关键点及其应用进行例析,以供学生学习参考.

1 关注参数t的几何意义

设直线l过点M0(x0,y0),倾斜角为

直线l上任一点M(x,y)到M0(x0,y0)的距离为|t|,若M在M0上方,则t>0;若M在M0下方,则t<0;若M与M0重合,则t=0.因此点M(x,y)的坐标可表示为这就是直线l的参数方程,其中t为参数.应用参数方程中参数t的几何意义可简捷处理直线与曲线相交问题中的弦长、弦的中点等问题.

例1在直角坐标系xOy中,抛物线C:y2=2px(p>0),过点(-2,-4)且斜率为1的直线l.设曲线C与直线l交于M1,M2,若求p.

设直线l参数方程为为参数),设M1,M2的参数分别为t1,t2,将l的参数方程代入C:y2=2px,得0,Δ>0,所以

假设直线l与曲线y=f(x)交于两个点M1,M2,对应的参数分别为t1,t2,M0(x0,y0)为直线l上一定点,则

2 关注参数方程一般式与标准式的区别

直线l的参数方程为 参 数),(x0,y0)为直线l所过的定点.若a2+b2=1,则为参数方程的标准形式,否则为一般形式,一般方程中的参数,不具有t的几何意义.欲应用参数t的几何意义进行解题,需将一般方程化为标准形式.

例2直线l的参数方程为为参数),直线l与圆C:(x+3)2+(y-1)2=6交于点A,B,求|AB|的值.

将直线l的一般参数方程为参数)化为标准方程,得为参数).将

本题求解中若直接将l的参数方程为参数)代入圆C:(x+3)2+(y-1)2=6的方程求解,则会得出错误结论.一般方程为参数)化为标准方程得

本题的求解也可将直线的参数方程化为普通方程,利用平面几何知识求解.

3 关注参数方程与普通方程的转化

直线的参数方程与普通方程之间的转化具有相互性,解题中并不局限于一定要将参数方程化为普通方程,也可根据题目条件,将普通方程化为参数方程,再利用参数的几何意义往往可使解题过程化繁为简.

例3已知曲线C1的方程为x2+y2=1(y≥0),曲线C2的方程为x2+y2+2y=0.若P是C1上任意一点,过点P的直线l交C2于点M,N,求|PM|·|PN|的取值范围.

方法1设P(x0,y0),M(x1,y1),N(x2,y2).若l的斜率不存在,则

若l的斜率存在,设l方程为y=k(x-x0)+y0,与C2的方程联立得

消去y得kx0)2-1=0.由根与系数的关系得

所以

方法2设P(x0,y0),l的倾斜角为θ,则l的参数方程为为参数).设M,N对应的参数分别为t1,t2,将代入C2的方程得

由参数t的几何意义得所以

方法1直接利用曲线的直角坐标方程进行求解,思路直观,学生容易想到,但涉及的计算量较大.方法2借助直线的参数方程及参数的几何意义进行求解,计算简捷.

总之,直线的参数方程是直线方程的重要组成部分,参数方程的应用不仅提升了学生的解题能力,通过对题目条件的分析、构造参数模型,还培养了学生数学建模的核心素养,从而提高学生的数学应用能力,增强学生的创新意识.

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