參數方程

參數方程

數學術語
參數方程和函數相似:它們都是由一些在指定的集的數,稱為參數或自變量,以決定因變量的結果。在給定的平面直角坐标系中,如果曲線上任意一點的坐标(x,y)都是某個變數t的函數x=f(t),y=φ(t)——⑴;且對于t的每一個允許值,由方程組⑴所确定的點m(x,y)都在這條曲線上,那麼方程組⑴稱為這條曲線的參數方程,聯系x、y之間關系的變數稱為參變數,簡稱參數。
  • 中文名:參數方程
  • 外文名:parametric equation
  • 類别:數學
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定義

參數方程和函數很相似:它們都是由一些在指定的集的數,稱為參數或自變量,以決定因變量的結果。例如在運動學,參數通常是“時間”,而方程的結果是速度、位置等。

在給定的平面直角坐标系中,如果曲線上任意一點的坐标(x,y)都是某個變數t的函數x=f(t),y=φ(t)——⑴;且對于t的每一個允許值,由方程組⑴所确定的點m(x,y)都在這條曲線上,那麼方程組⑴稱為這條曲線的參數方程,聯系x、y之間關系的變數稱為參變數,簡稱參數。類似地,也有曲線的極坐标參數方程ρ=f(t),θ=g(t)。⑵

圓的參數方程公式:x=a+rcosθ,y=b+rsinθ(θ∈[0,2π))(a,b)為圓心坐标,r為圓半徑,θ為參數,(x,y)為經過點的坐标。

橢圓的參數方程 x=a cosθ y=b sinθ(θ屬于[0,2π)) a為長半軸 長 b為短半軸長 θ為參數

雙曲線的參數方程 x=a secθ (正割) y=b tanθ a為實半軸長 b為虛半軸長 θ為參數

抛物線的參數方程 x=2pt^2 y=2pt p表示焦點到準線的距離 t為參數

直線的參數方程 x=x'+tcosa y=y'+tsina,x',y'和a表示直線經過(x',y'),且傾斜角為a,t為參數.

或者x=x'+ut, y=y'+vt (t屬于R)x',y'直線經過定點(x',y'),u,v表示直線的方向向量d=(u,v)

圓的漸開線x=r(cosφ+φsinφ) y=r(sinφ-φcosφ)(φ∈[0,2π)) r為基圓的半徑 φ為參數

平擺線參數方程 x=r(θ-sinθ) y=r(1-cosθ)r為圓的半徑,θ是圓的半徑所經過的角度(滾動角),當θ由0變到2π時,動點就畫出了擺線的一支,稱為一拱。

方程的應用

在柯西中值定理的證明中,也運用到了參數方程。

柯西中值定理

如果函數f(x)及F(x)滿足:

⑴在閉區間[a,b]上連續;

⑵在開區間(a,b)内可導;

⑶對任一x∈(a,b),F'(x)≠0,

那麼在(a,b)内至少有一點ζ,使等式

[f(b)-f(a)]/[F(b)-F(a)]=f'(ζ)/F'(ζ)成立。

柯西簡潔而嚴格地證明了微積分學基本定理即牛頓-萊布尼茨公式。他利用定積分嚴格證明了帶餘項的泰勒公式,還用微分與積分中值定理表示曲邊梯形的面積,推導了平面曲線之間圖形的面積、曲面面積和立體體積的公式。

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