参数方程化普通方程
1.把参数方程化为普通方程(1)
(θ∈R,θ为参数)
解:∵ y=2+1-2sin2θ, 把sinθ=x代入,∴ y=3-2x2,
又∵ |sinθ|≤1, |cos2θ|≤1, ∴ |x|≤1, 1≤y≤3,
∴ 所求方程为y=-2x2+3 (-1≤x≤1, 1≤y≤3)
(2)
(θ∈R,θ为参数)
解:∵ x2=(sinθ+cosθ)2=1+2sinθcosθ,把y=sinθcosθ代入,∴ x2=1+2y。
又∵ x=sinθ+cosθ=
sin(θ+
) y=sinθcosθ=
sin2θ
∴ |x|≤
,|y|≤
。 ∴ 所求方程为x2=1+2y (|x|≤
, |y|≤
)
小结:上述两个例子可以发现,都是利用三角恒等式进行消参。消参过程中都应注意等价性,即应考虑变量的取值范围,一般来说应分别给出x, y的范围。在这过程中实际上是求函数值域的过程,因而可以综合运用求值域的各种方法。
(3)
(t≠1, t为参数)
法一:注意到两式中分子分母的结构特点,因而可以采取加减消参的办法。
x+y=
=1, 又x=
-1≠-1,y=
≠2,
∴ 所求方程为x+y=1 (x≠-1, y≠2)。
法二:其实只要把t用x或y表示,再代入另一表达式即可。由x=
, ∴x+xt=1-t,
∴ (x+1)t=1-x,即t=
代入 y=
=1-x,∴ x+y=1,(其余略)
这种方法称为代入消参,这是非常重要的消参方法,其它不少方法都可以看到代入消参的思想。
(4)
(t为参数)
分析:此题是上题的变式,仅仅是把t换成t2而已,因而消参方法依旧,但带来的变化是范围的改变,可用两种求值域的方法:
法一:x=
-1, ∵t2≥0, t2+1≥1,∴ 0<
≤1, ∴-1<
-1≤1, ∴-1<x≤1。
法二:解得t2=
≥0, ∴ -1<x≤1,同理可得出y的范围。
(5)
(t为参数)
分析:现在综合运用上述各种方法进行消参,首先,求x,y范围。
由x=
得x2=
≥0, ∴-1<x≤1,由y=
, t=0时,y=0;
t≠0时,|y|=
≤
=1,从而|y|≤1。
法一:注意到分子,分母的结构,采用平方消参,
x2+y2=(
)2+(
)2=
=
=1。
法二:关键能不能用x, y表示t,且形式简单
由x=
得t2=
,代入y=
=t(1+x)
∴t=
再代入x=
,化简得x2+y2=1。
法三:注意到表达式与三角中万能公式非常相象
可令t=tgθ,θ∈(-![]()
),∴x=
=cos2θ, y=
=sin2θ,
∴ x2+y2=1,又2θ∈(-
,
),∴ -1<x=cos2θ≤1, -1≤y=sin2θ≤1,所求方程为x2+y2=1(x≠-1)。
2.已知圆锥曲线方程是
1)若t为参数,φ为常数,求它的普通方程,并求出焦点到准线的距离。
2)若φ为参数,t为常数,求它的普通方程,并求它的离心率e。
解:1)由已知
, 由(1) 得t=
代入(2)
y-4sinφ+5=-6·
(x-5cosφ-1)2=-
(y-4sinφ+5)
为顶点在(5cosφ+1,4sinφ-5)开口向下的抛物线,其焦点到准线距离p=
。
2)由已知
∴
=1,
表示中心在(3t+1, -6t2-5)的椭圆,其中a=5, b=4, c=3,∴ e=
。
分析:从上题可以看出,所指定参数不同,方程所表示的曲线也各不相同。从而给出参数方程一般应指明所取参数。
3.抛物线y2=4p(x+p)(p>0),过原点作互相垂直的两条直线分别被抛物线截得线段为AB,CD,M为AB中点,N为CD中点,G为MN中点。求G点轨迹方程,并说明其图形。
解:设AB方程为y=kx代入抛物线方程y2=4p(x+p)
∴ k2x2-4px-4p2=0, 若A,B坐标为(x1, y1), (x2, y2) 则
∴ xM=
, yM=
,
∵ AB⊥CD,∴ CD方程为y=-
x,代入y2=4p(x+p),
∴
x2-4px-4p2=0,设C(x3, y3),D(x4,y4)

∴ N(2pk2, -2pk) 则G点坐标(x,y)为
y2=p2(
+k2-2)=p2(
-2)=p(x-2p)
x=p(k2+
)≥p·2
=2p,而y∈R在方程中都已体现,
∴ 轨迹方程为y2=p(x-2p)为顶点(2p,0)开口向右的抛物线。
说明:消参一般应分别给出x,y的范围,而二题中变量的范围已体现在方程之中。在某些特殊情况,消参之后给出x,y的范围也不能说明原曲线的轨迹,这时应用语言作补充说明。如方程
θ∈[0,
π],是
个圆,但消参之后得x2+y2=1(|x|≤1, |y|≤1)却无法说明这一点。
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