林偉城 蘇玉蓉
摘 要:高考是教育事業(yè)發(fā)展中的重要環(huán)節(jié),是對學生知識水平檢驗的重要方式,坐標系和參數(shù)方程作為高考中的重點題型,需要進一步進行研究和探索,在數(shù)學教學開展的過程中,參數(shù)方程是一大難點,教師想要讓學生充分掌握參數(shù)方程和坐標系的解題方式,就要在教學過程中加強對其重點難點的講解。本文主要對參數(shù)方程和坐標系之間的轉(zhuǎn)化、動點軌跡的參數(shù)方程、曲線的參數(shù)方程求兩曲線的交點等題型的解題方式進行了闡述,希望能夠為高中的坐標系和參數(shù)方程的考點教學提供幫助。
關(guān)鍵詞:坐標系;參數(shù)方程;解題探究
當前我國的教育發(fā)展開始面臨著重要改革,但應試教育依然是我國的主要測評形式,想要全面提高學生的數(shù)學水平,就要明確高考的主要考點,開展針對性教學,課堂教學的主要目標是讓學生能夠做到根據(jù)已經(jīng)掌握的數(shù)學相關(guān)知識點,自主的進行問題的分析和解答。近年來,坐標系和參數(shù)方程成了高考的選做題之一,值得引起教師和教育工作者的關(guān)注,很多教師也開始將其作為重要教學內(nèi)容來展開教學,為學生的高考成績提供保障。
一、 參數(shù)方程與直角坐標方程的轉(zhuǎn)化
考點:通過曲線的參數(shù)方程對曲線的類型進行判斷
例題:在極坐標系中,O為極點,半徑為2的圓C的圓心的極坐標為(2,π3)。
(1) 求圓C的極坐標方程;
(2) 在以極點O為原點,以極軸為x軸正半軸建立的直角坐標系中,直線l的參數(shù)方程為x=1+12t
y=-2+32t(t為參數(shù)),直線l與圓C相交于A,B兩點,已知定點M(1,-2),求|MA|·|MB|。
解析:本題主要考察的是極坐標方程和直角坐標系方程的轉(zhuǎn)換,在進行解題的過程中我們要先對題中所給的條件進行分析,將可能用的知識點進行確定,在進行問題的解答時要對方程間的關(guān)系進行確定,同時注意參數(shù)t的變化,了解其變化的范圍。(1)設(shè)P(P,θ)是圓上任意一點,則在等腰三角形COP中,OC=2,OP=P,∠COP=|θ-π3|,而12|OP|=|OC|cos∠COP 所以,P=4cos(θ-π3)即為所求的圓C的極坐標方程。極坐標方程的求解過程中要對P點進行確認,根據(jù)條件可知三角形COP為等腰三角形,確定兩條邊的關(guān)系,求出∠COP。
圓C的直角坐標方程為(x-1)2+(y-3)2=4,即:x2+y2-2x-23y=0,將直線l的參數(shù)方程x=1+12t
y=-2+32t(t為參數(shù))代入圓C的方程得:t2-(3+23)t+3+43=0,其兩根t1,t2滿足t1·t2=3+43,所以,|MA|·|MB|=|t1·t2|=3+43。本題在解答過程中要注意直線方程l的變化,我們需要做的就是消除方程中的參數(shù),但這一過程中要注意方程中的變量取值,要與參數(shù)進行相對應,而且在進行參數(shù)消除的過程中所采取的方式也要根據(jù)方程的特點來進行調(diào)整,常用的消除參數(shù)方法有:代入消除,這是本題的解題手法,代入消除參數(shù),可以通過加減或者乘除,除此之外還有換元法,用代數(shù)或者是三角換元來進行消除等。
二、 動點軌跡的參數(shù)方程
考點:動點軌跡的極坐標方程和參數(shù)方程
例題 在平面直角坐標系xOy中,已知定點F(1,0),點P在y軸上運動,點M在x軸上,點N為平面內(nèi)的動點,且滿足PM·PF=0,PM+PN=0
(1) 求動點N的軌跡C的方程;
(2) 設(shè)點Q是直線l:x=-1上任意一點,過點Q作軌跡C的兩條切線QS,QT,切點分別為S,T,設(shè)切線QS,QT的斜率分別為k1,k2,直線QF的斜率為k0,求證:k1+k2=2k0。
解析:想要解答這類題型,要對題目的類型進行判斷,一般來講分為以下幾點方式,按照基本動點求解知識進行建系設(shè)點,列出等式進行化簡;如果是動點圍繞已知曲線的動點進行運動,可以將轉(zhuǎn)化后的已知動點的坐標帶入到曲線方程,求出軌跡方程;還可以通過動點的運動規(guī)律的研究,找出與之相匹配的曲線定義來求出軌跡方程,在求兩條曲線的交點的軌跡方程的過程中,要選出一個合適的參數(shù),進行含參數(shù)等式的求解,再消除掉參數(shù),求出軌跡方程。
(1) 設(shè)點N(x,y),M(a,0),P(0,b)由PM+PN=0可知,點P是MN的中點,
所以a+x2=0
0+y2=b即a=-x
b=y2所以點M(-x,0),P(0,y2),所以PM=(-x,-y2),PF=(1,-y2)。分由PM·PF=0,可得-x+y24,即y2=4x。所以動點N的軌跡C的方程為y2=4x。
在進行解題的過程中,得到題中要求的是動點軌跡的方程,首先我們要先設(shè)出動點的坐標,N、M、P在對三個坐標建立起等量關(guān)系,得出結(jié)論P為NM的中點,再求出M、P的實際坐標值,將三點之間的關(guān)系盡量明確,這時再進行等量關(guān)系的化簡,然后確定取值的范圍。
(2) 設(shè)點Q(-1,t),由于過點Q的直線y-t=k(x+1)與軌跡C:y2=4x相切,建立方程y2=4x,y-t=k(x+1)整理得k2x2+2(k2+kt-2)x+(k+t)2=0,則Δ=4(k2+kt-2)2-4k2(k+t)2=0,化簡得k2+tk-1=0顯然,k1,k2是關(guān)于k的方程k2+tk-1=0的兩個根,所以k1+k2=-t又k0=-t2,故k1+k2=2k0所以命題得證。題中的第二小題主要是證明三角線的斜率關(guān)系,解答過程中要對坐標的關(guān)系進行明確,先設(shè)點Q,再根據(jù)所得的方程列出方程式,然后化簡求證。
再根據(jù)軌跡方程來求坐標的過程中通常使用兩種方式,如果是參數(shù)方程,可以將參數(shù)方程變?yōu)橹苯亲鴺讼捣匠蹋缓罄L制出圖像,得到坐標,還可以將方程在坐標系上表現(xiàn)出來,得到坐標。
三、 曲線的參數(shù)方程求兩曲線的交點
考點:曲線的參數(shù)方程求兩曲線的交點
例題 已知兩曲線參數(shù)方程分別x=5cosθ,y=sinθ(0≤θ<π)和x=54t2,y=t,t∈R它們的交點坐標為
解析:x=5cosθ,y=sinθ表示橢圓x25+y2=1(-5 還有一種題型是通過參數(shù)方程或者極坐標方程來求兩點之間的距離,在解答這類題型時我們經(jīng)常采用余弦定理,余弦定理的運用就等于知道了三角形的兩邊長,并且還能知道兩邊的夾角,很容易求出第三邊,再將題中的參數(shù)方程轉(zhuǎn)化為直角坐標方程進行問題的解答。 四、 總結(jié) 綜上所述,想要順利地進行解題,首先要對基礎(chǔ)知識有一定掌握,這樣才能根據(jù)題意來明確知識點,同時坐標系和參數(shù)方程的求解經(jīng)常會使用到,直角坐標系的轉(zhuǎn)換,教師要在教學過程中對這一基礎(chǔ)知識進行反復的講解,來加深學生的記憶。數(shù)學是一門邏輯性很強的學科,想要學好數(shù)學就要具有很強的邏輯思維和獨立思考能力,在遇到問題時,能夠?qū)㈩}中所給的已知條件進行系統(tǒng)化的分析,避免將出現(xiàn)條件遺漏,具有較清晰的思維來進行問題流程的制定。 參考文獻: [1]王琦.圓錐曲線參數(shù)方程在高中數(shù)學解題中的應用[J].科學大眾(科學教育),2017(01):28. [2]張丹丹,林若蘭.近幾年高考坐標系與參數(shù)方程試題分類及解法[J].遵義師范學院學報,2014,16(06):122-124. [3]段鵬碩,劉根友,龔有亮,郝曉光,王娜子.空間坐標系變換的函數(shù)梯度描述方法[J].測繪學報,2014,43(10):1005-1012. [4]張軍海,胡文亮,谷寶慶,李仁杰.斜角坐標系量化圖形的數(shù)學基礎(chǔ)研究[J].河北師范大學學報,1999(01):128-132+136. 作者簡介: 林偉城,福建省莆田市,莆田第二中學; 蘇玉蓉,福建省莆田市,莆田第一中學。