在數(shù)學解題方法中,參數(shù)法是給人印象最深的一種,對參數(shù)方程中參數(shù)的幾何意義和物理意義的了解,是正確選取參數(shù)的前提。正確選取參數(shù),往往能使得一些看似復雜的問題變得簡單。
一、利用參數(shù)方程求點的坐標
例1:已知直線l經(jīng)過點P(1,2),且傾斜角為■,求直線l上到點P的距離為■的點的坐標。
分析:寫出l的參數(shù)方程之后,要求點的坐標,關鍵在于對參數(shù)t的幾何意義的了解。
解:直線l的參數(shù)方程為
x=1+tcos■ x=1+■t (t為參數(shù))
y=2+tstin■ 即y=2+■t
在直線l上到點P的距離為■的點所對應的參數(shù)t滿足|t|=■即t=±■,代入l的參數(shù)方程,得x=3y=4或x=-1y=0。
所以,所求點的坐標為(3,4)和(-1,0)。
二、利用參數(shù)方程求長度
例2:已知橢圓■+■=1,和點P(2,1),過P作橢圓的弦,使P是弦的中點,求弦長。
解:設弦所在的直線方程為:x=2+tcosθy=1+tsinθ(t為參數(shù))
代入橢圓方程,得(2+tcosθ)2+4(1+tsinθ)2=16
化簡:得(cos2θ+4sin2θ)2+4(cosθ+2sinθ)-8=0
P為中點,弦長=|t1-t2|=■=■
=■=■
=■=2■
三、利用參數(shù)方程求最值
例3:已知橢圓方程為■+■=1,求它的內(nèi)接矩形的面積的最大值。
解:橢圓參數(shù)方程為x=acosθy=btcosθ(θ為參數(shù))
設橢圓內(nèi)接矩形的一個頂點為(acosθ,bsinθ)(θ為銳角)
則矩形面積S=4acosθ·bsinθ=2absin2θ≤2ab
∴Smax=2ab
四、利用參數(shù)方程求軌跡
例4:已知拋物線y2=x+1,定點A(3,1),B為拋物線上任意一點,點P在線段AB上,且有BP:PA=1:2,當點B在拋物線上變動時,求點P的軌跡方程。
分析:設點P的坐標為(x,y),點B的坐標為(x0+y0),由于AP:BP=2:1,得x=■,y=■
即x0=■,y0=■
由于B(x0,y0)的拋物線y2=x+1上,或y20=x0+1
將②代入③,得(■)2=■+1
化簡得3y2-2x-2y+1=0
即x=■y2-y+■
即x=y2,此軌跡為拋物線。
例5:∠MON=60°,邊長為a的正三角形APB在∠MON內(nèi)滑動,使得A始終在OM上,且O、P兩點在AB兩側(cè),求P點的軌跡方程。
解:如圖建立直角坐標系,設P(x,y),∠PBN=θ,θ為參數(shù),且0≤θ≤■
∵∠AOB=∠ABP=■
∴∠OAB=∠PBN=θ
在△OBA中,
∵■=■,
∴OB=■
x=OB+acosθ=■asinθ+acosθy=asinθ
消去θ得(x-■y)2+y2=a2
即3x2-4■xy+7y2-3a2=0
而x=■sin(θ+arctan■)(其中0≤θ≤■)
則arctan■≤θ+arctan■≤■+arctan■
∴■≤sin(θ+arctan■)≤1 ∴■≤x≤■a
所求軌跡方程為3x-4xy+7y2-3a2=0,其中x∈[■,■a]
以上幾例說明,利用參數(shù)方程求解,只要參數(shù)選取恰當,就能起到事半功倍之效,因此,應重視參數(shù)方程的應用。