遼寧省撫順市德才高級(jí)中學(xué) 陳貴軍
筆者在從事一線(xiàn)教學(xué)過(guò)程中,講授高中數(shù)學(xué)人教B版選修4-4 《極坐標(biāo)與參數(shù)方程》時(shí),發(fā)現(xiàn)同學(xué)們?cè)?.2.1直線(xiàn)的參數(shù)方程中,應(yīng)用參數(shù)t的意義求解問(wèn)題始終不能得心應(yīng)手,不少同學(xué)只是機(jī)械的記憶與模仿例題去解題,不知其所以然。筆者認(rèn)為,其直接原因是同學(xué)對(duì)參數(shù)t意義理解不透徹,而導(dǎo)致這種現(xiàn)象的根本原因是直線(xiàn)參數(shù)方程的推導(dǎo)過(guò)程中,沒(méi)有突出參數(shù)t的意義造成的。本文中,介紹一下筆者認(rèn)為更為合理的直線(xiàn)參數(shù)方程的推導(dǎo)過(guò)程,希望能夠?qū)Ω魑焕蠋熁蛲瑢W(xué)研究直線(xiàn)的參數(shù)方程略有幫助,若有不當(dāng)之處歡迎各位老師和同學(xué)批評(píng)指正。
首先,我們先回顧曲線(xiàn)的參數(shù)方程的定義:
設(shè)在平面上取定了一個(gè)直角坐標(biāo)系xoy把坐標(biāo)表示為第三個(gè)變量t的函數(shù),并且對(duì)于t的每一個(gè)值,由所確定的點(diǎn)都在一條曲線(xiàn)C上,而曲線(xiàn)C上的任意一點(diǎn)上都可由t得某個(gè)值通過(guò)得到,則稱(chēng)就叫做這條曲線(xiàn)的參數(shù)方程。其中,變量t叫做參數(shù)。
下面,我們來(lái)研究直線(xiàn)的參數(shù)方程及其應(yīng)用。
已知直線(xiàn)l經(jīng)過(guò)定點(diǎn),傾斜角為,設(shè)直線(xiàn)l上異于定點(diǎn)的任意一點(diǎn)。
若點(diǎn)M位于定點(diǎn)M0的上側(cè),如圖1,設(shè),則有,從而始終有下式成立。
若點(diǎn)M位于定點(diǎn)M0的下側(cè),如圖2,設(shè),則有,從而始終有下式成立。
當(dāng)直線(xiàn)主要經(jīng)過(guò)二、四象限時(shí),研究方法相同。
結(jié)合以上情況,我們就可以得到直線(xiàn)的參數(shù)方程:
參數(shù)t的幾何意義:
(1)|t|表示參數(shù)t對(duì)應(yīng)的點(diǎn)到M定點(diǎn)M0的距離,即。
(2)因?yàn)閮A斜角,所以,因此,當(dāng)參數(shù)時(shí),表示點(diǎn)M位于定點(diǎn)M0的上側(cè);當(dāng)參數(shù)時(shí),表示點(diǎn)M位于定點(diǎn)M0的下側(cè)。
新知體驗(yàn):
(1)分別求時(shí)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)
(2)求直線(xiàn)l的傾斜角;
(3)求直線(xiàn)l上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的參數(shù)t,并說(shuō)明t的幾何意義.
例題2:已知直線(xiàn)L經(jīng)過(guò)點(diǎn)、傾斜角為,
1)求直線(xiàn)l的參數(shù)方程;
(2)求直線(xiàn)l和直線(xiàn)的交點(diǎn)到點(diǎn)的距離。
二、常用結(jié)論:
已知,直線(xiàn)l:(t為參數(shù))與曲線(xiàn)交于兩點(diǎn)A,B兩點(diǎn),對(duì)應(yīng)的參數(shù)分別為ti,t2,則
說(shuō)明:因?yàn)閰?shù)方程本質(zhì)上仍為直角坐標(biāo)方程,因此中點(diǎn)公式依然成立。在本文中就不加以證明了。
例3:經(jīng)過(guò)點(diǎn),傾斜角為的直線(xiàn)l與圓相交于兩點(diǎn)A,B,求的值。
(1)求
(2)求的中點(diǎn)M的坐標(biāo)及.(答案:16,(6,4),