2017-2018学年北师大版选修4-4 2.4平摆线和渐开线 学案
2017-2018学年北师大版选修4-4 2.4平摆线和渐开线 学案第3页



1.圆的半径为r,沿x轴正向滚动,圆与x轴相切于原点O,圆上点M起始处沿顺时针已偏转φ角.试求点M的轨迹方程.

解 xM=r·θ-r·cos

=r[θ-sin(φ+θ)],

yM=r+r·sin

=r[1-cos(φ+θ)].

题型二 圆的渐开线

渐开线要从其生成过程理解其简单性质,体会渐开线上动点所满足的几何条件,建立渐开线参数方程的关键是将"切线BM的长就是\s\up8(︵(︵)的长"用坐标表示出来.

渐开线的参数方程不能化为普通方程.

【例2】 求半径为4的圆的渐开线的参数方程.

解 以圆心为原点O,绳端点的初始位置为M0,向量\s\up6(→(→)的方向为x轴正方向,建立坐标系,设渐开线上的任意点M(x,y),绳拉直时和圆的切点为A,故OA⊥AM,按渐开线定义,弧\s\up8(︵(︵)的长和线段AM的长相等,记\s\up6(→(→)和x轴正向所夹的角为θ(以弧度为单位),则|AM|=\s\up8(︵(︵)=4θ.

作AB垂直于x轴,过M点作AB的垂线,由三角和向量知识,得

\s\up6(→(→)=(4cos θ,4sin θ).

由几何知识知∠MAB=θ,