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13. 双曲线的参数方程
主备: 审核:
学习目标:1. 了解双曲线的参数方程的推导过程及参数的意义; 2. 掌握双曲线的参数方程,并能解决一些简单的问题. 学习重点:双曲线参数方程的应用,
学习难点:双曲线参数方程中参数的意义. 学习过程:
一、课前准备:
阅读教材P 29-P 31的内容,理解双曲线的参数方程的推导过程,并注意以下问题: 1. 写出椭圆
x a
22
+
y b
22
=1的参数方程.
答: (θ为参数). 2.将下列参数方程化为普通方程:
1⎧
x =a -⎧⎪⎪x =±a
(1)⎨(a 为参数); (2)⎨t 为参数).
1⎪⎪y =a +⎩y =t a ⎩
答:(1) ; (2) . 二、新课导学: (一)新知:
1. 如图,以原点O 为圆心,分别以a ,b
C 2. 设A (a >0, b >0)为半径作两个同心圆C 1、为圆C 1上的任意一点,作直线O A ,过点
A 作C 1的切线A A '与x 轴交于A ',过圆C 2与x 轴
的交点B 作圆C 2的切线B B '与直线O A 交于点
B ',过点A '、B '分别作x 轴、y 轴的垂线A 'M 、B 'M 交于点M . 设O x 轴为始边,O A 为终边的角
为θ点,点M 的坐标为(x , y ),求点M 的轨迹方
程.
【分析】点M 的横坐标与点A '的横坐标相同,点M 的纵坐标与点B '的纵坐标相同. 而A '、B '的坐标可以通过引进参数建立联系.
【解析】由已知∠xO A =θ,M (x , y ) ,则A '(x , 0) ,B '(b , y ) , 因为A (a cos θ, a sin θ)
O A =(a cos θ, a sin θ) 所以, A A '=(x -a cos θ, -a sin θ)
'因为O A ⊥A A ,所以O A ⋅A A '=0,
即a cos θ(x -a cos θ) -a sin θ=0,x =
22
a co s θ
=a sec θ,
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y b
由三角函数的定义得, tan θ=,y =b tan θ,所以点M 的轨迹方程为
⎧x =a sec θπ3π
(θ为参数)(θ∈[0,2π) ,且θ≠, θ≠). ⎨
y =b tan θ22⎩
化为普通方程是
x a
22
-
y b
22
=1.
2. 双曲线-
π2
3π2
x b
22
+
y a
22
⎧x =b tan θ
=1的参数方程为:⎨(θ为参数)(θ∈[0,2π) ,且
y =a sec θ⎩
θ≠, θ≠).
x a
22
3. 双曲线
π2
3π2
-
y b
22
⎧x =a sec θ
=1的参数方程:⎨(θ为参数)(θ∈[0,2π) ,且
y =b tan θ⎩
θ≠, θ≠)中,θ称为双曲线的离心角,注意离心角的几何意义.
x a
22
4. 双曲线-
y b
22
=1上任意点M 的坐标可设为(a sec θ, tan θ) .
(二)典型例题
【例1】求点P (0,1)到双曲线x -y
2
2
=1最小距离.
【解析】设双曲线上的点M 的坐标为(secθ, tan θ) ,则 |P M |=
=
==
,
令
2-sin 2θ
=k ,整理得sin 2θ+k cos 2θ=2-k ,
1+co s 2θ
所以sin (2θ+ϕ) =≤1,
解得k ≥
3
,所以|P M |≥4
2
2
所以点P (0,1)到双曲线x
-y =1⎧x =2sec θ⎩y =tan θ
动动手:已知M (x , y ) 在双曲线⎨
上,求M 到点N (-3, 0) 的距离的最小值.
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【解析】
【例2】已知等轴双曲线x -y =2a 上任意一点P ,求证:点P 到两渐近线的距离之积为常数. 【证明】
三、总结提升:
教材对双曲线的参数方程要求较低,能够了解双曲线的参数方程的意义就可以了,会使用双曲线参数方程解决简单问题,知道双曲线上的点的坐标可以设为P (secθ, tan θ) ,在使用过程中,要知道恒等式sec θ-tan θ=1. 四、反馈练习: 1. 双曲线⎨ A ⎧x =2tan θ⎩y =4sec θ
2
2
2
2
2
(θ为参数)的离心率是 ( )
B .2 C D t
-t
⎧x =2-2
2. 方程⎨(t 为参数)表示的曲线是 ( ) t -t
⎩y =2+2
A . 双曲线 B . 双曲线的上支 C . 双曲线下支 3. 把方程xy =1化为以t 参数的参数方程是 ( )
1
D . 圆
⎧⎧x =sin t ⎧x =co s t ⎧x =tan t 2x =t ⎪⎪⎪⎪A .⎨ B. C. D.111 ⎨⎨⎨1
-
⎪⎪y =⎪y =⎪y =2y =t tan t sin t co s t ⎩⎩⎩⎩
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(α为参数)与曲线⎨
⎧x =a tan β⎩y =b sec β
*4. 曲线⎨
⎧x =a sec α⎩y =b tan α
(β为参数)的离心率分别为e 1
和e 2,则e 1+e 2的最小值为 ( )
A
. B .2 C
D
5. 设P 为等轴双曲线x -y
F 1P ⋅F 2P =OP
2
22
=1上的一点,F 1、F 2为两个焦点,证明
.
【证明】
五、学后反思:
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13. 双曲线的参数方程
主备: 审核:
学习目标:1. 了解双曲线的参数方程的推导过程及参数的意义; 2. 掌握双曲线的参数方程,并能解决一些简单的问题. 学习重点:双曲线参数方程的应用,
学习难点:双曲线参数方程中参数的意义. 学习过程:
一、课前准备:
阅读教材P 29-P 31的内容,理解双曲线的参数方程的推导过程,并注意以下问题: 1. 写出椭圆
x a
22
+
y b
22
=1的参数方程.
答: (θ为参数). 2.将下列参数方程化为普通方程:
1⎧
x =a -⎧⎪⎪x =±a
(1)⎨(a 为参数); (2)⎨t 为参数).
1⎪⎪y =a +⎩y =t a ⎩
答:(1) ; (2) . 二、新课导学: (一)新知:
1. 如图,以原点O 为圆心,分别以a ,b
C 2. 设A (a >0, b >0)为半径作两个同心圆C 1、为圆C 1上的任意一点,作直线O A ,过点
A 作C 1的切线A A '与x 轴交于A ',过圆C 2与x 轴
的交点B 作圆C 2的切线B B '与直线O A 交于点
B ',过点A '、B '分别作x 轴、y 轴的垂线A 'M 、B 'M 交于点M . 设O x 轴为始边,O A 为终边的角
为θ点,点M 的坐标为(x , y ),求点M 的轨迹方
程.
【分析】点M 的横坐标与点A '的横坐标相同,点M 的纵坐标与点B '的纵坐标相同. 而A '、B '的坐标可以通过引进参数建立联系.
【解析】由已知∠xO A =θ,M (x , y ) ,则A '(x , 0) ,B '(b , y ) , 因为A (a cos θ, a sin θ)
O A =(a cos θ, a sin θ) 所以, A A '=(x -a cos θ, -a sin θ)
'因为O A ⊥A A ,所以O A ⋅A A '=0,
即a cos θ(x -a cos θ) -a sin θ=0,x =
22
a co s θ
=a sec θ,
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y b
由三角函数的定义得, tan θ=,y =b tan θ,所以点M 的轨迹方程为
⎧x =a sec θπ3π
(θ为参数)(θ∈[0,2π) ,且θ≠, θ≠). ⎨
y =b tan θ22⎩
化为普通方程是
x a
22
-
y b
22
=1.
2. 双曲线-
π2
3π2
x b
22
+
y a
22
⎧x =b tan θ
=1的参数方程为:⎨(θ为参数)(θ∈[0,2π) ,且
y =a sec θ⎩
θ≠, θ≠).
x a
22
3. 双曲线
π2
3π2
-
y b
22
⎧x =a sec θ
=1的参数方程:⎨(θ为参数)(θ∈[0,2π) ,且
y =b tan θ⎩
θ≠, θ≠)中,θ称为双曲线的离心角,注意离心角的几何意义.
x a
22
4. 双曲线-
y b
22
=1上任意点M 的坐标可设为(a sec θ, tan θ) .
(二)典型例题
【例1】求点P (0,1)到双曲线x -y
2
2
=1最小距离.
【解析】设双曲线上的点M 的坐标为(secθ, tan θ) ,则 |P M |=
=
==
,
令
2-sin 2θ
=k ,整理得sin 2θ+k cos 2θ=2-k ,
1+co s 2θ
所以sin (2θ+ϕ) =≤1,
解得k ≥
3
,所以|P M |≥4
2
2
所以点P (0,1)到双曲线x
-y =1⎧x =2sec θ⎩y =tan θ
动动手:已知M (x , y ) 在双曲线⎨
上,求M 到点N (-3, 0) 的距离的最小值.
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【解析】
【例2】已知等轴双曲线x -y =2a 上任意一点P ,求证:点P 到两渐近线的距离之积为常数. 【证明】
三、总结提升:
教材对双曲线的参数方程要求较低,能够了解双曲线的参数方程的意义就可以了,会使用双曲线参数方程解决简单问题,知道双曲线上的点的坐标可以设为P (secθ, tan θ) ,在使用过程中,要知道恒等式sec θ-tan θ=1. 四、反馈练习: 1. 双曲线⎨ A ⎧x =2tan θ⎩y =4sec θ
2
2
2
2
2
(θ为参数)的离心率是 ( )
B .2 C D t
-t
⎧x =2-2
2. 方程⎨(t 为参数)表示的曲线是 ( ) t -t
⎩y =2+2
A . 双曲线 B . 双曲线的上支 C . 双曲线下支 3. 把方程xy =1化为以t 参数的参数方程是 ( )
1
D . 圆
⎧⎧x =sin t ⎧x =co s t ⎧x =tan t 2x =t ⎪⎪⎪⎪A .⎨ B. C. D.111 ⎨⎨⎨1
-
⎪⎪y =⎪y =⎪y =2y =t tan t sin t co s t ⎩⎩⎩⎩
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(α为参数)与曲线⎨
⎧x =a tan β⎩y =b sec β
*4. 曲线⎨
⎧x =a sec α⎩y =b tan α
(β为参数)的离心率分别为e 1
和e 2,则e 1+e 2的最小值为 ( )
A
. B .2 C
D
5. 设P 为等轴双曲线x -y
F 1P ⋅F 2P =OP
2
22
=1上的一点,F 1、F 2为两个焦点,证明
.
【证明】
五、学后反思: