高中数学求轨迹方程的六种常用技法汇总
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求轨迹方程的六种常用技法
轨迹方程的探求是解析几何中的基本问题之一,也是近几年来高考中的常见题型之一。学生解这类问题时,不善于揭示问题的内部规律及知识之间的相互联系,动辄就是罗列一大堆的坐标关系,进行无目的大运动量运算,致使不少学生丧失信心,半途而废,因此,在平时教学中,总结和归纳探求轨迹方程的常用技法,对提高学生的解题能力、优化学生的解题思路很有帮助。本文通过典型例子阐述探求轨迹方程的常用技法。
1.直接法
根据已知条件及一些基本公式如两点间距离公式,点到直线的距离公式,直线的斜率公式等,直接列出动点满足的等量关系式,从而求得轨迹方程。
4MM6AB?BMAM,相交于,直线.已知线段,求点,且它们的斜率之积是例19的轨迹方程。x ABAB(3,0)B(A?3,0),y,所在直线为垂直平分线为解:以轴,轴建立坐标系,则
y(k?x??3)BMMAM)y(x,的斜,直线,则直线设点的坐标为的斜率AM x?3y(x?3)k?率AM3?x4yy3)???(x?由已知有9?x3x?322yx??1(x??3)M的轨迹方程为化简,整理得点94练习:
Px?4P(10,0)F的轨迹方.1平面内动点,到点则点的距离之比为的距离与到直线2程
是。
22x ABPll4??2yx上满足交于.设动直线两点,垂直于、轴,且与椭圆是2PA?PB?1P的轨迹方程。的点,求点
3. 到两互相垂直的异面直线的距离相等的点,在过其中一条直线且平行于另一条直线的平面内的轨迹是()
A.直线B.椭圆C.抛物线D.双曲线
2.定义法
通过图形的几何性质判断动点的轨迹是何种图形,再求其轨迹方程,这种方法叫做定义法,运用定义法,求其轨迹,一要熟练掌握常用轨迹的定义,如线段的垂直平分线,圆、椭圆、双曲线、抛物线等,二是熟练掌握平面几何的一些性质定理。
AB30ABCAC?(8,0)B(C?8,0),,2例.若的两顶点,和为两边上的中线长之和是?ABC。
_______________的重心轨迹方程是则.
AB30ABCAC?)(x,yG可得,则由两边上的中线长之和是的重心为和解:设
2?30??CG?20BGG(8,0)8,0),CB(?B,C的轨迹为以,而点为定点,所以点3为焦点的椭圆。
228?20,c?2a?c?a6?a?10,b可得所以由22yx??1(y?0)?ABC的重心轨迹方程是故
10036练习:
22?|x?y?(y?1)x2(?1)2|?表示的曲线是( 4).方程
A.椭圆B.双曲线C.线段D.抛物线
3.点差法
圆锥曲线中与弦的中点有关的问题可用点差法,其基本方法是把弦的两端点A(x,y),B(x,y)x?x,的坐标代入圆锥曲线方程,然而相减,利用平方差公式可得221211x?x2x?x?xyy?yy?AB),yP(x,
的中点等关系式,由于弦,,的坐标满足21212121y?y12y??y2y ABAB中点的轨迹方程。,由此可
求得弦且直线的斜率为21x?x1222yx??1P(1,1)P点平分,则该弦所在直线方程为的弦
恰被例中,过3.椭圆42_________________。
A(x,y)B(x,y)(1,1)P,则有、的直线交椭圆于解:设过点11222222yyxx2112??1??1② ① 4242(x?x)(x?x)(y?y)(y?y)21121122??0?②可得①
242?yx?x?2,y?AB(1,1)P的中点,故有而为线段
2112(x?x)?2(y?y)?2y?y11121122k?????0??所以,即
AB2x?242x211(x?1)y?1??02?y?3x?所以所求直线方程为化简可得2练习:
22ABABM2)P(2,my?2x?的中点交于、.5已知以为圆心的圆与椭圆两点,求弦的轨迹方程。.
2y2?1x?PlB(1,1),AP能否作一条直线使,6.已知双曲线与双曲线交于两点,过点2AB的
中点?为线段4.转移法
转移法求曲线方程时一般有两个动点,一个是主动的,另一个是次动的。
当题目中的条件同时具有以下特征时,一般可以用转移法求其轨迹方程:
P在已知方程的曲线上移动;①某个动点MP的变化而变化;②另一个动点随PM满足一定
的规律。③在变化过程中和22yx??1FF,FFP?PG的重心是以为焦点的双曲线求上的动点,的例4.已知2121169轨迹方程。
P(x,y)F(?4,0),F(4,0)),yG(x,因为解:设重心,点2010?4?4?x?022?xyx?xx?3? ?0003
代入则有,故1???? y?0?0y3y?16900???y? 3?2x92?1(yy?0)?得所求轨迹方程162FABAFl yx4?1)(0,?、再以作直线两点交抛物线的焦点为5.抛物线,,过点、例BFAFBRR的轨迹方程。为邻边作平行四边形,试求动点xy?1)P(,AFBR(0,1)FR(x,y),∴平
行四边形,的中心为解法一:(转移法)设,∵22204?x?4kx?1y?kx?,代入抛物线
方程,,得将
)(xy,,A(xy),B,则设22112?1?|k|16k??160???????k?4??4kxx??xx①
??2211??4?4?xxxx????2211222xx)?2x(x?xx?2221112y?2?y?4??k∴,
2144.
x?xx?21??2k?x?4k??22?ABPk∵得为∴的中点.,消去
??y?y21y?y?4k?3??2211???2k? 22?22R?4(y?3)(|xx|?4)3)?4(xy?4||?x。的轨迹方程为,由①得,,故动点xy?1),P(AFBR(0,1))FR(x,y,,∵的中心为,∴平行四边形解法二:(点差法)设22)yA(x,y),B(x,设,则有211222?4xyyx4?②①
2211?(x?x)(x?x)?4(y?y)?x?x?4k由①③②得l12211122y?1?1xy?3
2x?x?2??x,k??ABPl1)?(0,代的中点且直线,所以而过点为l21x2x
22?x123y?2x?4?x?4y?12?y?④,化简可得入③可得
x4xy?1xy?122?8(y?4??x)()P(,1)?⑤在抛物线口内,可得由点
22222?12x22?16?|x|??1)?x4x?8(将④式代入⑤可得42R?4(y?3)(|xx|?4)。的轨迹方程为故动点
练习: