第二章 参数方程
【课标要求】
1、了解抛物运动轨迹的参数方程及参数的意义。
2、理解直线的参数方程及其应用;理解圆和椭圆(椭圆的中心在原点)的参数方程及其简单应用。
3、会进行曲线的参数方程与普通方程的互化。
8参数方程的概念
一、教学目标:
1.通过分析抛物运动中时间与运动物体位置的关系,写出抛物运动轨迹的参数方程,体会参数的意义。
2.分析曲线的几何性质,选择适当的参数写出它的参数方程。
二、教学重点:根据问题的条件引进适当的参数,写出参数方程,体会参数的意义。
教学难点:根据几何性质选取恰当的参数,建立曲线的参数方程。 三、教学方法:启发诱导,探究归纳 四、教学过程
(一).参数方程的概念
1.问题提出:铅球运动员投掷铅球,在出手的一刹那,铅球的速度为角,如何来刻画铅球运动的轨迹呢? 2.分析探究理解: (1)、斜抛运动:
y v=v0 ?0,与地面成
??x?v0cos??t? ?12(t为参数)y?vsin??t?gt0?2?? O x (2)、抽象概括:参数方程的概念。说明:(1)一般来说,参数的变化范围是有限制的。
(2)参数是联系变量x,y的桥梁,可以有实际意义,也可无实际意义。 (3)平抛运动:
y 500 v=100m/s A ?x?100t? ?12(t为参数)y?500?gt?2?第 16 页 共 34 页 O x
(4)思考交流:把引例中求出的铅球运动的轨迹
的参数方程消去参数t后,再将所得方程与原方程进行比较,体会参数方程的作用。 (二)、应用举例:
?x?3t例1、已知曲线C的参数方程是? (t为参数)(1)判断点2?y?2t?1M1(0,1),
(2)已知点M3(6,a)在曲线C上,求a的值。 M2(5,4)与曲线C的位置关系;
分析:只要把参数方程中的t消去化成关于x,y的方程问题易于解决。学生练习。 反思归纳:给定参数方程要研究问题可化为关于x,y的方程问题求解。
?例2、设质点沿以原点为圆心,半径为2的圆做匀速(角速度)运动,角速度为60
rad/s,试以时间t为参数,建立质点运动轨迹的参数方程。
解析:如图,运动开始时质点位于A点处,此时t=0,设动点M(x,y)对应时刻t,由图可知{x?2cos?y?2sin??又??60t,得参数方程为
{?tx?2cos60?ty?2sin603000Y(t?0)。
2500200015001000M500XA-4000-3000-2000-100010002000300040005000-500-1000c1-1500-2000-2500-3000 反思归纳:求曲线的参数方程的一般步骤。 (三)、课堂练习:
(四)、小结:1.本节学习的数学知识;2、本节学习的数学方法。学生自我反思、教师引导,抓住重点知识和方法共同小结归纳、进一步深化理解。
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(五)、作业:
补充:设飞机以匀速v=150m/s作水平飞行,若在飞行高度h=588m处投弹(设投弹的初速度等于飞机的速度,且不计空气阻力)。(1)求炸弹离开飞机后的轨迹方程;(2)试问飞机在离目标多远(水平距离)处投弹才能命中目标。简解:(1)
?x?150t?2?y?588?4.9t(t为参数)。(2)1643m。
五、教学反思:
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9 圆的参数方程及应用
一、教学目标:
知识与技能:分析圆的几何性质,选择适当的参数写出它的参数方程。利用圆的几何性质求最值(数形结合)
过程与方法:能选取适当的参数,求圆的参数方程
情感、态度与价值观:通过观察、探索、发现的创造性过程,培养创新意识。 二、重难点:教学重点:能选取适当的参数,求圆的参数方程
教学难点:选择圆的参数方程求最值问题.
三、教学方法:启发、诱导发现教学. 四、教学过程:
(一)、圆的参数方程探求
1、根据图形求出圆的参数方程,教师准对问题讲评。 y Mr ?Ox M0x ?x?rcos???y?rsin?(?为参数)这就是圆心在原点、半径为r的圆的参数方程。
说明:(1)参数θ的几何意义是OM与x轴正方向的夹角。(2)随着选取的参数不同,参数方程形式也有不同,但表示的曲线是相同的。(3)在建立曲线的参数方程时,要注明参数及参数的取值范围。
?x?2cos??52、指出参数方程(?为参数)所表示圆的圆心坐标、半径,并化为普通方程。??y?3?2sin?864P2A-10-5C510-2c1-4-6-83、若如图取 结论:参数取的不同,可以得到圆的不同形式的参数方程。 第 19 页 共 34 页 4,反思归纳:求参数方程的方法步骤。 (二)、应用举例 例1、已知两条曲线的参数方程 45 c1:?y?5sin?(?为参数)和c2:?y?3?tsin450(t为参数)x?5cos?x?4?tcos0(1)、判断这两条曲线的形状;(2)、求这两条曲线的交点坐标。学生练习,教师准对问题讲评。 (三)、最值问题:利用圆的几何性质和圆的参数方程求最值(数形结合) 例2、1、已知点P(x,y)是圆x2?y2?6x?4y?12?0上动点,求(1)x2?y2的最值, (2)x+y的最值, (3)P到直线x+y- 1=0的距离d的最值。 解:圆x2?y2?6x?4y?12?0即(x?3)2?(y?2)2?1,用参数方程表示为{由于点P在圆上,所以可设P(3+cosθ,2+sinθ), (1)x2?y2?(3?cos?)2?(2?sin?)2?14?4sin??6cos??14?213sin(???) (其中tan ? = 3) ∴x2?y2的最大值为14+2 13,最小值为14- 213 。 2x?3?cos?y?2?sin? ?(2) x+y= 3+cosθ+ 2+sinθ=5+2 sin( θ + 4 )∴ x+y的最大值为5+ 2 , 最小值为5 -2 。 (3) d?3?cos??2?sin??124?2sin(???2?4) ?显然当sin( θ+ 4)= ?1时,d取最大值,最小值,分别为1?22,1?22 . 2、 过点(2,1)的直线中,被圆x2+y2-2x+4y=0截得的弦:为最长的直线方程是_________;为最短的直线方程是__________; 第 20 页 共 34 页