曲線的參數(shù)方程
(7)曲線的參數(shù)方程的定義
(ⅰ)一般地,在平面直角坐標(biāo)系中,如果曲線 上任意一點(diǎn)的坐標(biāo) 、 都是某個(gè)變數(shù) 的函數(shù) ③,并且對(duì)于 的每一個(gè)允許值,由方程組③所確定的點(diǎn) 都在這條曲線 上,那么方程組③就叫做這條曲線的參數(shù)方程。變數(shù) 叫做參變量或參變數(shù),簡(jiǎn)稱參數(shù)。
(ⅱ)相對(duì)于參數(shù)方程來說,直接給出曲線上點(diǎn)的坐標(biāo) 、 間關(guān)系的方程 叫做曲線的普通方程。
(8)曲線的參數(shù)方程的理解與認(rèn)識(shí)
(ⅰ)參數(shù)方程的形式;
(橫、縱坐標(biāo) 、 都是變量 的函數(shù),給出一個(gè) 能唯一的求出對(duì)應(yīng)的 、 的值,因而得出唯一的對(duì)應(yīng)點(diǎn);但橫、縱坐標(biāo) 、 之間的關(guān)系并不一定是函數(shù)關(guān)系。)
(ⅱ)參數(shù)的取值范圍;
(在表述曲線的參數(shù)方程時(shí),必須指明參數(shù)的取值范圍;取值范圍的不同,所表示的曲線也可能會(huì)有所不同。)
(ⅲ)參數(shù)方程與普通方程的統(tǒng)一性;
(普通方程是相對(duì)參數(shù)方程而言的,普通方程反映了坐標(biāo)變量 與 之間的直接聯(lián)系,而參數(shù)方程是通過變數(shù)反映坐標(biāo)變量 與 之間的間接聯(lián)系;普通方程和參數(shù)方程是同一曲線的兩種不同表達(dá)形式;參數(shù)方程可以與普通方程進(jìn)行互化。)
(ⅳ)參數(shù)的作用;
(參數(shù)作為間接地建立橫、縱坐標(biāo) 、 之間的關(guān)系的中間變量,起到了橋梁的作用。)
(ⅴ)參數(shù)的意義。
(如果參數(shù)選擇適當(dāng),參數(shù)在參數(shù)方程中可以有明確的幾何意義,也可以有明確的物理意義,可以給問題的解決帶來方便。即使是同一條曲線,也可以用不同的變數(shù)作為參數(shù)。)
(三)鞏固曲線的參數(shù)方程的概念
例題1:
(1)質(zhì)點(diǎn) 開始位于坐標(biāo)平面內(nèi)的點(diǎn) 處,沿某一方向作勻速直線運(yùn)
動(dòng)。水平分速度 厘米/秒,鉛錘分速度 厘米/秒,
(ⅰ)求此質(zhì)點(diǎn) 的坐標(biāo)與時(shí)刻 (秒)的關(guān)系;
(ⅱ)問5秒時(shí)質(zhì)點(diǎn) 所處的位置。
(2)寫出經(jīng)過定點(diǎn) ,且傾斜角為 的直線 的參數(shù)方程。
問題:作出例題1中兩小題的直線圖像,判斷它們的位置關(guān)系;從中你能得到什么啟示呢?
(第一小題通過運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位置與時(shí)間有關(guān)建立表現(xiàn)質(zhì)點(diǎn)位置的參數(shù)方程;第二小題通過選取適當(dāng)?shù)膮?shù)建立直線的參數(shù)方程;從而使學(xué)生了解參數(shù)的選取有多種方法,同一曲線可以由不同的參數(shù)方程來表示。)
例題2:已知點(diǎn) 在圓 : 上運(yùn)動(dòng),求 的最大值。
(通過普通方程化為參數(shù)方程求得函數(shù)的最值,使學(xué)生初步體驗(yàn)參數(shù)方程的作用與意義。)
(四)課堂小結(jié)
1、知識(shí)內(nèi)容:知道圓的參數(shù)方程以及曲線參數(shù)方程的概念;能選取適當(dāng)?shù)膮?shù)建立參數(shù)方程;通過對(duì)圓和直線的參數(shù)方程的研究,理解其中參數(shù)的意義。
2、思想與方法:參數(shù)思想。
(引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程,小結(jié)與交流學(xué)習(xí)體會(huì),包括數(shù)學(xué)知識(shí)的獲得,數(shù)學(xué)思想方法的領(lǐng)悟。)
(五)作業(yè)
課本 ,練習(xí)17.1(1),第2、3題。
(六)思考
(1)若圓的一般方程為 ,你能寫出它的一個(gè)參數(shù)方程嗎?
(2)針對(duì)引例中的實(shí)際情況,游客總是從摩天輪的最低點(diǎn)登上轉(zhuǎn)盤。若某游客登上轉(zhuǎn)盤的時(shí)刻記為 ,則經(jīng)過時(shí)間 該游客的位置在何處?在引例所建立的坐標(biāo)系下,你能否通過建立相對(duì)應(yīng)的參數(shù)方程,并得到游客的具體位置呢?