第四讲 直线参数t的几何意义
1.直线的参数方程
知识解读 ??x?x0?tcos?(t为参数)(1)过点M0(x0,y0),倾斜角为α的直线l的参数为?
??y?y0?tsin?(2)由α为直线的倾斜角知α∈[0,π)时,sin α≥0. 2.直线参数方程中参数t的几何意义
参数t的绝对值表示参数t所对应的点M到定点M0的距离.
uuuuur(1)当M0M与e(直线的单位方向向量)同向时,t取正数.
uuuuur(2)当M0M与e反向时,t取负数,
(3)当M与M0重合时,t=0.
3.经过点P(x0,y0),倾斜角为α的直线l的参数方程为??x?x0?tcos?若A,B(t为参数)?y?y0?tsin?为直线l上两点,其对应的参数分别为t1,t2,线段AB的中点为M,点M所对应的参数为t0,则以下结论在解题中经常用到: t1+t2
(1)t0=2; t1+t2
(2)|PM|=|t0|=2; (3)|AB|=|t2-t1|; (4)|PA|·|PB|=|t1·t2|
?t?t?(t?t)2?4tt,当tt?0121212?12(5)PA?PB?t1?t2??
??t1?t2,当t1t2?0(注:记住常见的形式,P是定点,A、B是直线与曲线的交点,P、A、B三点在直线上) 【特别提醒】
(1)直线的参数方程中,参数t的系数的平方和为1时,t才有几何意义且其几何意义为:|t|是直线上任一点M(x,y)到M0(x0,y0)的距离,即|M0M|=|t|.
(2)直线与圆锥曲线相交,交点对应的参数分别为t1,t2,则弦长l?t1?t2;
知识运用 考向一 参数t的系数的平方和为1
??x=1+4cos θ,
【例1】已知在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为?(θ为参数),直
?y=2+4sin θ?
π
线l经过定点P(3,5),倾斜角为3.
(1)写出直线l的参数方程和曲线C的标准方程;
(2)设直线l与曲线C相交于A,B两点,求|PA|·|PB|的值.
【答案】(1)见解析 (2)3
【解析】(1)曲线C:(x-1)2+(y-2)2=16,
??直线l:?3
y=5+??2t
1x=3+2t,
(t为参数).
(2)将直线l的参数方程代入圆C的方程可得t2+(2+33)t-3=0,
设t1,t2是方程的两个根,则t1t2=-3,所以|PA||PB|=|t1||t2|=|t1t2|=3. 学科&网
【总结套路】 第一步--化:曲线化成普通方程,直线化成参数方程; 第二步--查:检查直线参数t的系数平方和是否为1,如果是,进行第三步; 第三步--代:将直线的参数方程代入曲线的普通方程,整理成关于t的一元二次方程:at2?bt?c?0 第四步--写:写出韦达定理:t1?t2??bc,t1t2?aa
【举一反三】
1.已知曲线C1的极坐标方程为?sin??4cos?, C2的参数方程为
2??x?3????y?3???2t22t2 (t为参数)(1)将曲线C1与C2的方程化为直角坐标系下的普通方程; (2)若C1与C2相交于A、B两点,求AB.
【答案】(1)曲线C1的普通方程y2=4x ,C2的普通方程x+y-6=0 ;(2)AB=414 【解析】(1)曲线C1的普通方程为y2=4x, 曲线C2的普通方程为x+y-6=0
(3?(2)将C2的参数方程代入C1的方程y2=4x,得
2222t)=4(3?t) 22整理可得t?102t?6?0 ,由韦达定理可得t1?t2??102,t1t2??6
AB?t1?t2?(t1?t2)?4t1t2?414
2.已知曲线C的极坐标方程是??4sin??0,以极点为原点,极轴为x轴的正半轴,建立平面直角坐标系,直线l过点M(1,0),倾斜角为
3?. 4(Ⅰ)求曲线C的直角坐标方程与直线l的参数方程; (Ⅱ)设直线l与曲线C交于A、B两点,求MA?MB的值. 【答案】(Ⅰ)曲线C的直角坐标方程为:x2+(y-2)2=4,
?2t?x?1?2?直线l的参数方程为? (t为参数)?2y?t??2(Ⅱ)32.
【解析】(Ⅰ)因为曲线C的极坐标方程是??4sin??0
即曲线C的直角坐标方程为:x2+(y-2)2=4
?23??x?1?tx?1+tcos??24??直线l的参数方程?即? (t为参数)(t为参数)?y?tsin3??2y?t???4?2(Ⅱ)设点A、B对应的参数分别为t1,t2
将直线l的参数方程代入曲线C的直角坐标方程得(1?2222t)?(t?2)2?4 22整理,得t?32t?1?0,由韦达定理得t1?t2?32,t1t2?1 因为t1t2>0,所以MA?MB?t1?t2?t1?t2?32
考向二 t 系数平方和不等于1
【例2】在平面直角坐标系xOy中,已知曲线C1的参数方程为{x?1?2ty?2?2t, (t为参数)
以O为极点, x轴的非负半轴为极轴,曲线C2的极坐标方程为: ??2cos?. sin2?(Ⅰ)将曲线C1的方程化为普通方程;将曲线C2的方程化为直角坐标方程; (Ⅱ)若点P?1,2?,曲线C1与曲线C2的交点为A、B,求PA?PB的值.
2【答案】(Ⅰ) C1:x?y?3?0,C2: y?2x;(Ⅱ)62.
【解析】(Ⅰ) C1:x?y?3,即: x?y?3?0;
C2:?2sin2??2?cos?,即: y2?2x
(Ⅱ)方法一:
??x?1??由t的几何意义可得C1的参数方程为??y?2???2t2(t为参数) 2t2
2代入C2:y?2x得t?62t?4?0
2∴t1?t2??62,∴PA?PB?t1?t2?62. 方法二:
2把C1:x?y?3代入C2:y?2x得x2?8x?9?0
所以x1?x2?8, x1x2?9 所以PA?PB?1?12x1?1?1?12x2?1?2?x1?1?x2?1
???2??x1?1?x2?1??2??8?2??62 【总结套路】直线参数t几何意义运用最终版套路 第一步--化:曲线化成普通方程,直线化成参数方程; 第二步--查:检查直线参数t的系数平方和是否为1,如果是,进行第三步; a?x?x?t0?t前的系数同时22x?x?at?a?b0??除以?a2?b2 如果否,则先化1.? (t为参数)???????保证y中的t的系数为正数b??y?y??y?y0?btt022?a?b?第三步--代:将直线的参数方程代入曲线的普通方程,整理成关于t的一元二次方程:at2?bt?c?0 第四步--写:写出韦达定理:t1?t2?? 【举一反三】
bc,t1t2?aa ??x?3?t1.在平面直角坐标系xOy中,直线的参数方程为?数),以坐标原点(t为参数)??y??3t为极点,x轴正半轴为极轴,建立极坐标系,已知曲线C的极坐标方程为??cos?. (1)求直线l的普通方程与曲线C的直角坐标方程;
(2)设点M(3,0),直线l与曲线C交于不同的两点A、B,求MA?MB的值. 【答案】(1)直线l的普通方程为3x?y?3?0,