例1:已知直线
过点P(2,0),斜率为
,直线
和抛物线
相交于A、B两点,
设线段AB的中点为M,求:
(1)P、M两点间的距离|PM|;
(2)M点的坐标;
(3)线段AB的长|AB|
解:(1)∵直线
过点P(2,0),斜率为
,设直线的倾斜角为
,tg
=
cos
=
, sin
=
∴直线
的标准参数方程为
(t为参数)*
∵直线
和抛物线相交,将直线的参数方程代入抛物线方程
中,
整理得 8t2-15t-50=0 Δ=152 4×8×50>0,设这个二次方程的两个根为t1、t2,由韦达定理得 t1+t2=
, t1t2=
,由M为线段AB的中点,根据t的几何意义,得| PM|=
=
∵中点M所对应的参数为t M=
,将此值代入直线的标准参数方程*,
M点的坐标为
即 M(
,
)
(1) |AB|=∣t 2-t 1∣=
=
点拨:利用直线
的标准参数方程中参数t的几何意义,在解决诸如直线
上两点间的距离、直线
上某两点的中点以及与此相关的一些问题时,比用直线
的普通方程来解决显得比较灵活和简捷.
例2:已知直线
经过点P(1,-3
),倾斜角为
,
(1)求直线
与直线
:
的交点Q与P点的距离| PQ|;
(2)求直线
和圆
=16的两个交点A,B与P点的距离之积.
解:(1)∵直线
经过点P(1,-3
),倾斜角为
,∴直线
的标准参数方
程为
,即
(t为参数)代入直线
:
得
整理,解得t=4 2
t=4 2
即为直线
与直线
的交点Q所对应的参数值,根据参数t的几
何意义可知:|t|=| PQ|,∴| PQ|=4 2
.
(2) 把直线
的标准参数方程为
(t为参数)代入圆的方程
=16,得
,整理得:t2-8t 12=0,
Δ=82-4×12>0,设此二次方程的两个根为t1、t2 则t1t2=12
根据参数t的几何意义,t1、t2 分别为直线和圆
=16的两个交点
A, B所对应的参数值,则|t1|=| PA|,|t2|=| PB|,
所以| PA|·| PB|=|t1 t2|=12
点拨:利用直线标准参数方程中的参数t的几何意义解决距离问题、距离的乘积(或商)的问题,比使用直线的普通方程,与另一曲线方程联立先求得交点坐标再利用两点间的距离公式简便.
例3:设抛物线过两点A(-1,6)和B(-1,-2),对称轴与
轴平行,开口向右,
直线y=2
7被抛物线截得的线段长是4
,求抛物线方程.
解:由题意,得抛物线的对称轴方程为y=2.设抛物线顶点坐标为(
,2)
方程为(y―2)2=2P(x-
) (P>0) ①
∵点B(-1,-2)在抛物线上,∴(―2―2)2=2P(-1-
)
P=-8-P 代入① 得(y―2)2=2P
+2P 16 ②
将直线方程y=2
7化为标准的参数方程tg
=2,
为锐角,
cos
=
, sin
=
得
(t为参数) ③
∵直线与抛物线相交于A,B, ∴将③代入②并化简得:
=0 ,由Δ=
>0,可设方程的两根为t1、t2,
又∵|AB|=∣t 2-t 1∣=
=4
=(4
)2 化简,得(6-P)2=100
∴ P=16 或P=-4(舍去) 所求的抛物线方程为(y―2)2=32
+48
点拨:(1)(对称性) 由两点A(-1,6)和B(-1,-2)的对称性及抛物线的对称性质,设出抛物线的方程(含P一个未知量,由弦长AB的值求得P).
(2)利用直线标准参数方程解决弦长问题.此题也可以运用直线的普通方程与抛物线方程联立后,求弦长。对于有些题使用直线的参数方程相对简便些.
例4:已知椭圆
,AB是通过左焦点F1的弦,F2为右焦点,
求| F2A|·| F2B|的最大值.
解:由椭圆方程知
=2,b=
,c=1, F1(0,0),F2(2,0),设过的弦所在直线的
参数方程为
(t为参数) 代入椭圆方程整理得
(3+sin2
)t2-6 t cos
-9=0 ,Δ=36cos2
+36(3+sin2
)>0
此方程的解为t1、t2,分别为A、B两点
对应的参数,由韦达定理t1+t2=
t1 t2=
根据参数t的几何意义,t1、t2 分别为过点F1的直线和椭圆的两个交点
A, B所对应的参数值,| F1A|=|t1| |F1B|=|t2|
|AB|=∣t 2-t 1∣=
=
| F1A|·|F1B|=|t1|·|t2|=|t1t2|
由椭圆的第一定义| F1A|+| F2A|=2
=4, | F1B| | F2B|=2
=4
| F2A|·| F2B|=(4-| F1A|)(4-| F1B|)=16-4|AB| | F1A|·|F1B|
=16-4∣t 2-t 1∣ |t1t2|=16-4
=16-
当sin2
=1时,| F2A|·| F2B|有最大值
点拨:求过定点的直线与圆锥曲线相交的距离之积,利用直线的参数方程解
题,此题中两定点F1(0,0),F2(2,0),显然F1坐标简单,因此选择过F1
的直线的参数方程,利用椭圆的定义将| F2A|·| F2B| 转化为| F1A|·|F1B|.
方法总结:利用直线
的参数方程
(t为参数),给研究直线与圆锥曲线C:F(
)=0的位置关系提供了简便的方法.
一般地,把
的参数方程代入圆锥曲线C:F(
)=0后,可得一个关于t 的一元二次方程,
=0,
1、(1)当Δ<0时,
与C相离;(2) 当Δ=0时,
与C相切;(3) 当Δ>0时,
与C相交有两个交点;
2、当Δ>0时,方程
=0的两个根分别记为t1、t2,把t1、t2分别代入
的参数方程即可求的
与C的两个交点A和B的坐标.
3、定点M0(
)是弦AB中点
t1 t2=0
4、
被C截得的弦AB的长|AB|=|t1-t2|;M0A·M0B= t1·t2;弦AB中点M点对应的参数为
;| M0M |=
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