参数方程的辨析

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了参数方程的辨析相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

前言

当我们学习了直线的参数方程和圆的参数方程后,自然会碰到如何辨析两类参数方程的类型的问题,由于其外形非常相似,仅仅是参数不一样,故需要我们仔细体会。

典例剖析

【北师大选修教材4-4 \\(P_{_{38}}\\) \\(A\\)组第 \\(1\\) 题】已知参数方程 \\(\\left\\{\\begin{array}{l}x=x_0+a\\cos\\phi .\\\\y=y_0+a\\sin\\phi .\\end{array}\\right.\\)

(1). 指出当哪个量作为参数时,方程表示直线?哪个量作为参数时,方程表示圆?

(2). 分别说出 \\(x_0\\)\\(y_0\\)\\(a\\)\\(\\phi\\)\\(x\\)\\(y\\)的几何意义 .

解析: 当 \\(a\\) 作为参数时,方程表示直线,其中 \\((x_0,y_0)\\) 表示直线所经过的定点[标记为 \\(P_0\\)],\\((x,y)\\) 表示直线上的动点[标记为 \\(P\\)], \\(\\phi\\) 表示直线的倾斜角,参数 \\(a\\) 的几何意义是有向线段 \\(\\overrightarrow{P_0P}\\) 的数量,故其可正,可负,可零;

\\(\\phi\\) 作为参数时,方程表示圆,其中 \\((x_0,y_0)\\) 表示圆心,\\((x,y)\\) 表示圆上的动点, \\(a\\) 表示圆的半径,参数 \\(\\phi\\) 的几何意义是动点与原点连线和\\(x\\)轴正半轴所形成的旋转角;

【北师大选修教材4-4 \\(P_{_{42}}\\) 练习第 \\(2\\) 题】已知参数方程 \\(\\left\\{\\begin{array}{l}x=at+\\lambda\\cos\\theta .\\\\y=bt+\\lambda\\sin\\theta .\\end{array}\\right.\\) (\\(a\\)\\(b\\)\\(\\lambda\\)均不为零,\\(0\\)\\(\\leqslant\\)\\(\\theta\\)\\(\\leqslant\\)\\(2\\pi\\)),分别取:

(1). \\(t\\) 为参数;(2). \\(\\lambda\\) 为参数;(3). \\(\\theta\\) 为参数;则下列结论中成立的是【\\(\\quad\\)\\(C\\)\\(\\quad\\)

$A.$(1).(2).(3).均为直线;
$B.$只有(2).是直线;
$C.$(1).(2).是直线,(3).是圆;
$D.$(2).是直线,(1).(3).是圆锥曲线;

分析:

难点题目

已知参数方程:\\(\\left\\{\\begin{array}{l}{x=(t+\\cfrac{1}{t})sin\\theta}\\\\{y=(t-\\cfrac{1}{t})cos\\theta}\\end{array}\\right.(t\\neq 0)\\)

(1)若\\(t\\)为常数,\\(\\theta\\)为参数,判断方程表示什么曲线?

分析:观察参数\\(\\theta\\)所处的位置和方程结构特征,我们可以考虑平方消参法。

由于已知\\(\\left\\{\\begin{array}{l}{x=(t+\\cfrac{1}{t})sin\\theta①}\\\\{y=(t-\\cfrac{1}{t})cos\\theta②}\\end{array}\\right.\\),故分类讨论如下:

\\(1^{\\circ}\\)、当\\(t\\neq \\pm1\\)时,由①得到\\(sin\\theta=\\cfrac{x}{t+\\frac{1}{t}}\\),由②得到\\(cos\\theta=\\cfrac{y}{t-\\frac{1}{t}}\\)

平方相加得,\\(\\cfrac{x^2}{(t+\\frac{1}{t})^2}+\\cfrac{y^2}{(t-\\frac{1}{t})^2}=1\\)

其表示的是中心在原点, 长轴长为\\(2|t+\\cfrac{1}{t}|\\),短轴长为\\(2|t-\\cfrac{1}{t}|\\),焦点在\\(x\\)轴上的椭圆;

\\(2^{\\circ}\\)、当\\(t= \\pm1\\)时,此时\\(y=0\\)\\(x=\\pm 2sin\\theta\\),则\\(x\\in [-2,2]\\)

其表示的是以\\(A(-2,0)\\)\\(B(2,0)\\)为端点的线段;

综上可知,

\\(t\\neq \\pm1\\)时,原方程表示焦点在\\(x\\)轴的椭圆;

\\(t=\\pm 1\\)时,原方程表示以\\(A(-2,0)\\)\\(B(2,0)\\)为端点的线段;

(2)若\\(\\theta\\)为常数,\\(t\\)为参数,方程表示什么曲线?

分析:观察参数\\(t\\)所处的位置和方程结构特征,我们可以考虑平方消参法。

由于已知\\(\\left\\{\\begin{array}{l}{x=(t+\\cfrac{1}{t})sin\\theta①}\\\\{y=(t-\\cfrac{1}{t})cos\\theta②}\\end{array}\\right.\\),故分类讨论如下:

\\(1^{\\circ}\\)、当\\(\\theta\\neq \\cfrac{k\\pi}{2}(k\\in Z)\\)时,由①得到\\(\\cfrac{x}{sin\\theta}=t+\\cfrac{1}{t}\\)

由②得到\\(\\cfrac{y}{cos\\theta}=t-\\cfrac{1}{t}\\),平方相减得到,

\\(\\cfrac{x^2}{sin^2\\theta}-\\cfrac{y^2}{cos^2\\theta}=4\\),即\\(\\cfrac{x^2}{4sin^2\\theta}-\\cfrac{y^2}{4cos^2\\theta}=1\\)

其表示的是中心在原点,实轴长为\\(4|sin\\theta|\\),虚轴长为\\(4|cos\\theta|\\),焦点在\\(x\\)轴上的双曲线;

\\(2^{\\circ}\\)、当\\(\\theta=k\\pi(k\\in Z)\\)时,\\(x=0\\),它表示\\(y\\)轴;

\\(3^{\\circ}\\)、当\\(\\theta=k\\pi+\\cfrac{\\pi}{2}(k\\in Z)\\)时,\\(y=0\\)\\(x=\\pm(t+\\cfrac{1}{t})\\)

\\(t>0\\)时,\\(x=t+\\cfrac{1}{t}\\ge 2\\),当\\(t<0\\)时,\\(x=-(t+\\cfrac{1}{t})\\leq 2\\)

\\(|x|\\ge 2\\),方程\\(y=0(|x|\\ge 2)\\)表示\\(x\\)轴上以\\(A(-2,0)\\)\\(B(2,0)\\)为端点的向左、向右的两条射线;

综上可知,

\\(\\theta\\neq \\cfrac{k\\pi}{2}(k\\in Z)\\),方程表示焦点在\\(x\\)轴上的双曲线;

\\(\\theta=k\\pi(k\\in Z)\\)时,\\(x=0\\),它表示\\(y\\)轴;

\\(\\theta=k\\pi+\\cfrac{\\pi}{2}(k\\in Z)\\)时,方程表示\\(x\\)轴上以\\(A(-2,0)\\)\\(B(2,0)\\)为端点的向左、向右的两条射线;

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