圆的参数方程
教案
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圆的参数方程
教学目标:
1.分析圆的几何性质,选择适当的参数写出它的参数方程,并能进行简单应用。
2.能选取适当的参数,求圆的参数方程,体会由一般到特殊的思想。
3.通过观察、探索、发现的创造性过程,培养创新意识。 教学重点:能选取适当的参数,求圆的参数方程
教学难点:选择圆的参数方程求最值问题.
教学方式:启发、引导、探究、交流.
教学过程:
一、创设情境
圆周运动史生产生活中常见的。当物体绕定轴作匀速转动时,物体中各个点都作匀速圆周运动。那么。怎样刻画运动中点的位置呢,
二、探究圆的参数方程
r 1. 圆心在原点O,半径为的圆的参数方程
r如图,设?的半径为,点M从初始位置(的位置)出发,按MOt,00
逆时针方向在圆O上作匀速圆周运动,点M绕点O转动的角速度为。以圆,心O为原点,所在的直线为轴,建立直角坐标系。显然,点M的位置OMx0
由时刻唯一确定,因此可以取为参数。 tt
如果在时刻,点M转过的角度为,坐标是,那么。设Mxy(,)t,,,,t
,那么由三角函数的定义,有 ||OMr,
yx,。 cos,t,sin,t,rr
,x,rcost,即 为参数 ? tt,[0,,,),,y,rsint,
1
这就是圆心在原点O,半径为的圆的参数方程。其中参数有明确的物理意义rr(质点作匀速圆周运动的时刻)
考虑到,也可以取为参数,于是有 ,,,t,
xr,,cos, 为参数 ? ,,,[0,,,),yr,sin,,
这也是圆心在原点O,半径为的圆的参数方程。其中参数的几何意义是r,
绕点O逆时针旋转到OM的位置时,转过的角度。 OMOM00
说明:(1)参数θ的几何意义是OM与x轴正方向的夹角。(2)随着选取的参数不同,参数方程形式也有不同,但表示的曲线是相同的。(3)在建立曲线的参数方程时,要注明参数及参数的取值范围。
2.圆心不在原点的圆的参数方程
O(a,b)1 问:怎样得到圆心在,半径为r的圆的参数方程呢?
v,(a,b)可将圆心在原点、半径为r的圆按向量平行移动后得到,所以圆心在O(a,b)1,半径为r的圆的参数方程为
,,,xarcos,
,,,ybrsin,, (θ 为参数)
三、例题讲解
x,,2cos5,,例1、指出参数方程为参数所表示圆的圆心坐标、半径,(),, y,,32sin,,
并化为普通方程。
例2、已知两条曲线的参数方程
0xxt,,,5cos4cos,45,为参数)和为参数)t :(:(cc0,,12yyt,,,5sin3sin,45
(1)判断这两条曲线的形状;(2)求这两条曲线的交点坐标。 学生练习,教师准对问题讲评。
2
例3.如图,圆O的半径为2,P是圆周上的动点,Q(6,0)是轴上的定点,xM是PQ的中点。当点P绕O作匀速圆周运动时,求点M的轨迹的参数方程。
分析:取为参数,则圆O的,,xOP,
x,2cos,,参数方程是 (为参数) ,,y,2sin,,
当变化时,动点P在定圆O上运动,,
线段PQ也随之变动,从而使点M运动。
因此,点M的运动可以看成是由角决,定。于是,选为参数是合适的。 ,
解:设点M的坐标是,,则点P的坐标是。由中(,)xy(2cos,2sin),,,,xOP,
2cos62sin,,,点坐标
公式
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可得 xy,,,,,cos3,sin,,22
x,,cos3,,因此,点M的轨迹的参数方程是 (为参数) ,,y,sin,,
例4、最值问题:利用圆的几何性质和圆的参数方程求最值(数形结合)
22已知点P(x,y)是圆 - 6x- 4y+12=0上动点,求: xy,
22(1) 的最值, xy,
(2)x+y的最值,
(3)P到直线x+y-1=0的距离d的最值。
2222解:圆- 6x- 4y+12=0即,用参数方程表示为xy,(3)(2)1xy,,,,
x,,3cos,,由于点P在圆上,所以可设P(3+cosθ,2+sinθ), ,y,,2sin,,2222(1) = = 14+4 sinθ +6cosθ xy,(3cos)(2sin),,,,,
=14+2 sin(θ +ψ). (其中tan ψ =3/2) 13
22? 的最大值为14+2 ,最小值为14- 2 。 xy,1313
,
(2) x+y= 3+cosθ+ 2+sinθ=5+ sin( θ + ) 24
? x+y的最大值为5+ ,最小值为5 - 。 22
3
,42sin(),,,3cos2sin1,,,,,,4 d,,
22
? , d,,221d,,221maxmin
22(x,3),(y,4),4变式:已知A(―1,0)、B(1,0),P为圆
22PA,PB上的一点,求的最大值和最小值以及对应P点的坐标.
,,,x32cos,,y,4,2sin,C,,解:?的参数方程为(为参数),
22PA,PB=
2222(4,2cos,),(4,2sin,),(2,2cos,),(4,2sin,) 60,8(3cos,,4sin,),60,40sin(,,,) =
34sin,,cos,,55其中,.
22PA,PBsin(,,,),1当时, 有最大值100.
cos(,,,),0sin(,,,),1?,
3cos,cos[(,),],cos(,)cos,sin(,)sin,,,,,,,,,,,5
4sin,sin[(,),],sin(,)cos,cos(,)sin,,,,,,,,,,,5
2128,
55?P点的坐标为().
22PA,PBsin(,,,),,1当,有最小值20.
,2,,k,,,,sin(,,,),,1cos(,,,),02?,,
3,cos,cos[(,),],cos(2,,),,sin,,k,,,,,,,25
4,sin,sin[(,),],sin(2,,),,cos,,,,,,k,,,25,
912,
55?P点的坐标为().
4
说明:凡是涉及圆上的点旋转和有关距离时,可考虑采用圆的参数法,最后归结到三角运算.
四、课堂练习
2221、方程(t为参数)所表示的一族圆的圆心轨迹是(D) x,y,4tx,2ty,5t,4,0
A(一个定点 B(一个椭圆 C(一条抛物线 D(一条直线
x,,,2cos,222、已知,则的最大值是6。 (,为参数)(x,5),(y,4),y,sin,,
x,,cos,228(曲线的一个参数方程为 x,y,2y(,为参数),y,,1sin,,
五、课堂小结
1、本课我们分析圆的几何性质,选择适当的参数求出圆的参数方程。 2、参数取的不同,可以得到圆的不同形式的参数方程。从中体会参数的意义。3、利用参数方程求最值。要求大家掌握方法和步骤。
六、课后作业:课本P26页 3、5
七、板书
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
圆的参数方程
1. 圆心在原点圆的参数方程 3.例题分析
2.圆心不在原点的圆的参数方程
八、课后反思
1.通过加强师生交流、关注学生思维,把握课堂教学重点,让学生体验知识产生的原因,发展的过程及其应用的价值。
2.在本节课中,设计了适当的练习与例题。一方面可以巩固学生对曲线的参数方程概念的理解认识;另一方面通过简单的应用,使学生体会曲线的参数方程的作用及意义。
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