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抛物线的参数方程(教师版)

抛物线的参数方程(教师版)
抛物线的参数方程(教师版)

14. 抛物线的参数方程

主备: 审核:

学习目标:1. 了解椭圆的参数方程的推导过程及参数的意义; 2. 掌握椭圆的参数方程,并能解决一些简单的问题. 学习重点:椭圆参数方程的应用,

学习难点:椭圆参数方程中参数的意义. 学习过程:

一、课前准备:

阅读教材3334P P -的内容,理解抛物线的参数方程的推导过程,并复习以下问题: 1.将下列参数方程化为普通方程:

(1)2

23

x t y t t =-??

=+-?(t 为参数),答:2

53x x y --=; (2)224x m y m

?=?=?(m 为参数),答:2

8x y =.

2.将下列普通方程化为参数方程:

(1)2

2x y =,其中1x t t

=-(t 为参数),答:221224

x t t y t t ?=-???=+-?

(2)2

34y x =,其中x t =(0t ≥为参数)

,答:x t

y =???=??

. 二、新课导学: (一)新知:

抛物线的参数方程的推导过程:

如图:设(,)M x y 为抛物线上除顶点外的任意一点,以射线OM 为终边的角记为α,当α在(,)22

ππ

-

内变化时,

点M 在抛物线上运动,并且对于α的每一个值,在抛物线上都有唯一的M 点与对应.因此,可以取α为参数探求抛物线的参数方程.

根据三角函数的定义得,tan y

x

α=,即tan y x α=,联立2

2y px =,得

22tan 2tan p x p y α

α?=???

?=??

(α为参数),这为抛物线的不含顶点的参数方程,但方程的形式不够简洁, 设1

tan t α=,(,0)(0,)t ∈-∞+∞,则222x pt y pt

?=?=?(t 为参数 ),

当0t =时,由参数方程得,正好为顶点(0,0)O ,因此当(,)t ∈-∞+∞时,上式为 22y px =的参数方程.

注意:参数t 的几何意义为:表示抛物线上除顶点外的任意一点与原点连线的斜率的倒数.

动动手:(1)选择适当的参数t ,建立抛物线2

2x py =的参数方程

.

【解析】如图,(0,

)(,)2

2

ππαπ∈,根据三角函数的定

得,tan y t x

α==,即y xt =,联立2

2x py =,得

2

22x pt

y pt

=??=?(t 为参数). (2)可选择M 到准线的距离t 为参数,2

2y px =的参

数方程是怎样的?

【解析】如图,||MA t =,则2

p

x t =-

,代入抛物线方程,得y

=

2p x t y ?=-??

?=?

(t 为参数). (二)典型例题:

【例1】A 、B 是抛物线2

2y x =上异于顶点的两动点,

且OA OB ⊥,OM AB ⊥并与AB 相交于M ,求点M 的轨迹方程.

【解析】方法一 :设(,)M x y ,211(2,2)A t t ,2

22(2,2)B t t 1212(,0)t t t t ≠?≠且. 由OA OB ⊥,所以0OA OB ?=,

221212(2)20t t t t +=,121t t =-………①

又OM AB ⊥,所以0OM AB ?=,

2221212()2()0x t t t t -+-=.

所以12()0x t t y ++=,12(0)y

t t x x

+=-≠……………②

又211(2,2)AM x t y t =--,2

22(2,2)MB t x t y =--且A ,M ,B 共线.

∴22

1212(2)(2)(2)(2)x t t y y t t x --=--,即1212()20y t t t t x +--=……③

由①,②代入③,得到 2

2

20(0)x y x x +-=≠,这就是所求M 点的轨迹方程.

方法二:设2111(,)(0)2y A y y ≠,2

2

22(,)(0)2

y B y y ≠,

因为OA OB ⊥,所以

22

12

12022

y y y y ?+=,124y y =-, 直线AB 的方程为:211122

()2

y y y x y y -=-+,即122(2)y x y y =

-+, 所以直线AB 过定点(2,0)C p

又OM AB ⊥,所以点M 的轨迹是以OC 为直径的圆,则M 的轨迹方程为 222()(0)x p y p y -+=≠.

动动手:已知O 是坐标原点,A 、B 是抛物线2

22x pt y pt

?=?=?(t 为参数)上异于顶点的两动点,

且OA OB ⊥,求AB M 中点的轨迹方程.

【解析】设)2,2(121pt pt A ,)2,2(22

2pt pt B ,由OA OB ⊥,得121-=t t ,

又中点),(y x M 由???

????+=+=+=+=)

(222)(222212122212

221t t p pt pt y t t p pt pt x ,结合121-=t t , 得点M 的方程为:)2(2

p x p y -=.

三、总结提升:

1.弄清抛物线参数方程中参数的几何意义,特别是参数t 对应的角的取值范围,会将抛物线的参数方程与普通方程互化.

2.抛物线2

2(0)y px p =>上任意一点可以设为2

(2,2)M pt pt . 3.在求轨迹方程时,可以考虑用参数的方式设出动点的坐标. 四、反馈练习:

1. 若点(3,)P m 在以点F 为焦点的抛物线2

4()4x t t y t

?=?=?为参数上,则PF 等于( C )

A .2

B .3

C .4

D .5 2. 抛物线2

2x m

y m

=??=-?(m 为参数)的焦点坐标是 ( B ) A .(1,0)- B .(0,1)- C .(0,2)- D .(2,0)- 3. 已知曲线2

2()2x pt t p y pt

?=?=?为参数为正常数,上的两点,M N 对应的参数分别为12t t 和,

120t t +=且,那么MN = ( C )

A .1p t

B .12p t

C .14p t

D .18p t

4. 若曲线2

22x pt y pt

?=?=?(t 为参数)上异于原点的不同的两点1M 、

2M 所对应的参数分别是1t 、2t ,求12M M 所在直线的斜率.

【解析】由于1M 、2M 所对应的参数分别是1t 、2t ,,所以可设两点1M 、2M 坐标分别为

22111222(2,2),(2,2)M pt pt M pt pt ,

所以,112222

1212

221

22M M pt pt k pt pt t t -=

=-+. 5. A 、B 是抛物线2

2y x =上异于顶点的两动点,且OA OB ⊥,点A 、B 在什么位置时,

AOB ?的面积最小?最小值是多少?

【解析】设211(2,2)A t t ,2

22(2,2)B t t 1212(,0)t t t t ≠?≠且,

则1||2|OA t =

,2||2||OB t =, 因为OA OB ⊥,所以121t t =-,

所以122|AOB S t t ?=

=

=4≥, 当且仅当12t t =-时,即A 、B 关于x 轴对称时AOB ?面积最小,最小面积为4.

五、学后反思:

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