設點P滿足OP=(1-t)OA+tOB,則AP=tAB,即P在直線L上,其中實數t叫做參變數,簡稱參數。對直線L上任意一點P,一定存在唯一的實數t滿足該向量等式;反之,對每一個實數t,在直線L上都有唯一的一個點P與之對應。
基本介紹
- 中文名:向量參數方程式
- 別稱:向量參數方程
- 表達式:OP=(1-t)OA+tOB
- 適用領域範圍:高中數學
- 改進者:朱天龍
- 改進時間:2017年
定律定義,推導過程,公式改進,改進優劣,典型例題,
定律定義
設點P滿足OP=(1-t)OA+tOB,則AP=tAB,即P在直線L上,其中實數t叫做參變數,簡稱參數。對直線L上任意一點P,一定存在唯一的實數t滿足該向量等式;反之,對每一個實數t,在直線L上都有唯一的一個點P與之對應。
推導過程
設點P在直線L上,則由平行向量基本定理可知,存在實數t,使![向量參數方程式 向量參數方程式](/img/1/456/nBnauEmNkZjZlBTOxEzNlRGZ5UmN5kDO5YDOiJzYmRDM1IWO4MTOiVmMlJzLtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
![向量參數方程式 向量參數方程式](/img/1/456/nBnauEmNkZjZlBTOxEzNlRGZ5UmN5kDO5YDOiJzYmRDM1IWO4MTOiVmMlJzLtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
AP=tAB=t(OB-OA)
所以
OP=OA+AP=OA+tOB-tOA=(1-t)OA+tOB(1-1)
由此可見,對直線L上任意一點P,一定存在唯一的實數t滿足該向量等式;反之,對每一個實數t,在直線L上都有唯一的一個點P與之對應。
因此,該向量等式叫做直線L的向量參數方程式,其中實數t叫做參變數,簡稱參數。
特別的,當t=
時,點P是AB中點,即
![](/img/1/c91/0fbcc480531aa1d96742f4544bd5.jpg)
OM=
(OA+OB)(1-2)
![](/img/1/c91/0fbcc480531aa1d96742f4544bd5.jpg)
這是線段AB中點的向量表達式。
當OP=(x0,y0), OA=(x1,y1) OB=(x2,y2)時,
公式(1-1)可變形為:
(x0,y0)=(1-t)(x1,y1)+t(x2,y2) (1-3)
該公式即為定比分點坐標公式。
公式改進
當P在AB線段上時,設PA=m,PB=n,則此時t=
,又1-t=![](/img/3/e44/d242490f0f3e89d62a0b5de16fd3.jpg)
![向量參數方程式 向量參數方程式](/img/7/017/nBnaukzY5E2M2EmN5ATZiZWMlZWNlZDMxEmM1E2Y3Q2MmNGMlBjM3IjM5kzLtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
![](/img/b/3d9/c6296c5fafa6c9a1005f49047e85.jpg)
![](/img/3/e44/d242490f0f3e89d62a0b5de16fd3.jpg)
![向量參數方程式 向量參數方程式](/img/7/017/nBnaukzY5E2M2EmN5ATZiZWMlZWNlZDMxEmM1E2Y3Q2MmNGMlBjM3IjM5kzLtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
於是,公式(1-1)變為
OP=
OA+
OB (1-4)
![](/img/3/e44/d242490f0f3e89d62a0b5de16fd3.jpg)
![](/img/b/3d9/c6296c5fafa6c9a1005f49047e85.jpg)
公式(1-3)變為
(x0,y0)=
(x1,y1)+
(x2,y2) (1-5)
![](/img/3/e44/d242490f0f3e89d62a0b5de16fd3.jpg)
![](/img/b/3d9/c6296c5fafa6c9a1005f49047e85.jpg)
改進優劣
優勢:公式(1-4)(1-5)相比較於公式(1-1)(1-3)具有高度對稱性,且不需要計算實數t,進一步降低學生學習難度,有利於公式的套用,大幅度降低錯誤率。
劣勢:該兩組公式僅適用於點P線上段AB上的情況,當其在AB延長線上時,需要用OA,OP表示OB,進而解出OP,另一情況下也需要進行求解。
評價:提高了計算準確率,降低了公式難度,但卻增加了計算量,不過好在計算量很小。
典型例題
例一:如圖所示,P為線段AB上靠近A的一個三等分點, 則套用公式(1-4)可知:m=1,n=2![向量參數方程式 向量參數方程式](/img/a/f18/nBnauYjZmRmMyMmN2EzM0ImZlJGO1kTNyUmNyUWZ5UzN5YjMkNTM1EmZ5AzLtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
![向量參數方程式 向量參數方程式](/img/a/f18/nBnauYjZmRmMyMmN2EzM0ImZlJGO1kTNyUmNyUWZ5UzN5YjMkNTM1EmZ5AzLtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
於是OP=
OA+
OB=
OA+
OB
![](/img/3/e44/d242490f0f3e89d62a0b5de16fd3.jpg)
![](/img/b/3d9/c6296c5fafa6c9a1005f49047e85.jpg)
![](/img/c/e85/de0b4dcc278373022700c0ec087e.jpg)
![](/img/c/bef/8a4ee1bb8d4ed16eae4fa57294c9.jpg)
例二:如圖所示,P為AB延長線上任意一點,且BP=2AB,![向量參數方程式 向量參數方程式](/img/a/4ef/nBnauQDZidTZlVTO0UzY4YGO4IGZ3UmZjNTOkFmZkZmNxQWOiFTZjZWZ2E2LtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
![向量參數方程式 向量參數方程式](/img/a/4ef/nBnauQDZidTZlVTO0UzY4YGO4IGZ3UmZjNTOkFmZkZmNxQWOiFTZjZWZ2E2LtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
已知A(-3,3), B(3,6),設AB=m=1,BP=n=2
於是(xB,yB)=
(xA,yA)+
(xP,yP)
![](/img/3/e44/d242490f0f3e89d62a0b5de16fd3.jpg)
![](/img/b/3d9/c6296c5fafa6c9a1005f49047e85.jpg)
=
(-3,3)+
(xP,yP)=(3,6)
![](/img/c/e85/de0b4dcc278373022700c0ec087e.jpg)
![](/img/c/bef/8a4ee1bb8d4ed16eae4fa57294c9.jpg)
解得P(15,12)