内容正文:
参数方程和普通方程的互化
教学目标
1.理解参数方程和消去参数后所得的普通方程是等价的.
2.基本掌握消去参数的方法.
3.培养学生观察、猜想和灵活地进行公式的恒等变形的能力.即在“互化”训练中,提高学生解决数学问题的转化能力.
教学重点与难点
使学生掌握参数方程与普通方程之间的互化法则,明确新旧知识之间的联系,掌握消去参数的基本方法.
教学过程
师:前面的课程里,我们学习了参数方程,下面请看这样一个问题:(放投影片)
由圆外一点Q(a,b)向圆x2+y2=r2作割线,交圆周于A、B两点,求AB中点P的轨迹的参数方程(如图3-5).
分析 割线过点Q(a,b),故割线PQ方程为:
此斜率k可作为参数.(投影)
解 设过点Q的直线方程是y-b=k(x-a),则圆心O与AB中点P的
即为所求点P的轨迹的参数方程.
师:你能根据点P的参数方程说出点P的轨迹吗?
生:(无言以对)看不出来.
(启发学生猜想,培养参与意识.)
师:你通过题目中点P符合的条件,多画几个点,猜想一下它的形状.
(学生在纸上画,讨论.)
生:点P的轨迹(1)过坐标原点,也就是已知圆的圆心.(2)轨迹不是直线.
师:参数方法是研究曲线和方程的又一种方法,是一种利用参数建立两个变量之间的间接联系的方法.也就是说,参数方程里的参数可以协调x、y的变化.基于这点理论,有时为了判定曲线的类型、研究曲线的几何性质,需要把参数方程化为普通方程.即想办法消去参数k,把参数方程转化为我们熟知的普通方程,再去研究它的几何性质就容易了.
把(3)代入(2)得:x2-ax+y2-by=0.(4)
方程(4)证实了我们的猜想是正确的,具体地说:点P的轨迹是一个过圆心的圆弧(在圆x2+y2=r2的内部).
师:以上事例说明,有时为了判定曲线的类型,研究曲线的几何性质,确实需要把参数方程化为我们认知的普通方程.这节课我们就来学习把参数方程化为普通方程的法则.
例1 炮弹从点(0,0)以初速度v0向倾斜角为α的方向发射,问:(1)在时刻t的高度和水平距离如何?(2)炮弹描绘的(弹道)是一条什么样的曲线?
(学生通过物理知识,很容易解决这个问题.)
解 (1)设炮弹发射后的位置在点M(x,y)(如图3-6),因为炮弹在Ox方向是以v0cosα为速度的匀速直线运动,在Oy方向是以v0sinα为初速度的竖直上抛运动,所以按匀速直