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)=16-4AB+ 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
=