高考数学一轮总复习第九章解析几何专题研究1曲线与方程课件理

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专题研究一 曲线(qūxiàn)与方程
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专题要点
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1.求曲线轨迹方程的方法 (1)直接法:也叫直译法,即根据题目条件,直译为关于动点 的几何关系,再利用解析几何有关公式(两点间距离公式、点到直 线距离公式等)进行整理、化简. (2)定义法:若动点轨迹满足已知曲线的定义,可先设定方程, 再确定其中的基本量.
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所以k是方程(x02-9)x2-2x0y0x+y02-4=0(x0≠±3)的一个
根,同理-
1 k
是方程(x02-9)x2-2x0y0x+y02-4=0(x0≠±3)的另
一个根.
所以k·-1k=yx0022- -49,得x02+y02=13,其中x0≠±3. 所以此时点P的轨迹方程为x02+y02=13(x0≠±3). 因为P(±3,±2)满足x02+y02=13, 所以综上可知,点P的轨迹方程为x02+y02=13. 【答案】 (1)x92+y42=1 (2)x02+y02=13
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方法二(定义法):∵∠OPC=90°, ∴动点P在以M( 12 ,0)为圆心OC为直径的圆上,|OC|=1,再 利用圆的方程得解.
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★状元笔记★ 定义法求轨迹方程 (1)适用条件 动点与定点、定直线之间的某些关系满足直线、圆、椭圆、 双曲线、抛物线的定义. (2)关键 定义法求轨迹方程的关键是弄清各种常见曲线的定义.
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2.注意事项 (1)轨迹与轨迹方程的区别:求轨迹方程只求出方程即可, 求轨迹时,首先求出轨迹方程,然后说明轨迹的形状、位置、 大小.若轨迹有不同的情况,应分别讨论,以保证它的全面 性. (2)求轨迹方程时,要注意曲线上的点与方程的解是一一对 应关系.检验可以从以下两个方面进行:一是方程的化简是否 是同解变形,二是是否符合题目的实际意义.
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方法三(相关点法):设 Q(x1,y1),则 xy==xy2211,⇒xy11==22xy.,又∵(x1-1)2+y12=1, ∴(2x-1)2+(2y)2=1(0<x≤1).
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★状元笔记★ 相关点法求轨迹方程 (1)相关点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,如本题中 P 是主动点,M 是次动点. (2)当题目中的条件同时具有以下特征时,一般可以用相关点 法求其轨迹方程: ①某个动点 P 在已知方程的曲线上移动; ②另一个动点 M 随 P 的变化而变化; ③在变化过程中 P 和 M 满足一定的规律.
【解析】 (定义法)如图所示,以 O1O2 的中点 O 为原点, O1O2 所在直线为 x 轴建立平面直角坐标系.
由|O1O2|=4,得 O1(-2,0),O2(2,0).设动圆 M 的半径为 r,则由动圆 M 与圆 O1 内切,有|MO1|=r-1;
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由动圆 M 与圆 O2 外切,有|MO2|=r+2. ∴|MO2|-|MO1|=3. ∴点 M 的轨迹是以 O1,O2 为焦点,实轴长为 3 的双曲线的 左支. ∴a=32,c=2,∴b2=c2-a2=74. ∴点 M 的轨迹方程为49x2-47y2=1(x≤-32). 【答案】 49x2-47y2=1(x≤-32),点 M 的轨迹是以 O1,O2 为焦点,实轴长为 3 的双曲线的左支
【答案】 8x12 +7y22 =1(y≠0)
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思考题 3 自抛物线 y2=2x 上任意一点 P 向其准线 l 引垂 线,垂足为 Q,连接顶点 O 与 P 的直线和连接焦点 F 与 Q 的直 线交于 R 点,求 R 点的轨迹方程.
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【解析】 (相关点法):设 P(x1,y1),R(x,y), 则 Q-12,y1,F12,0.OP 的方程为 y=yx11x. FQ 的方程为 y=-y1x-12. 联立得 x1=1-2x2x,y1=1-2y2x代入抛物线方程可得 y2=-2x2+x. 【答案】 y2=-2x2+x
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【思路】 (1)由焦点坐标和离心率可求出椭圆的长半轴 长、半焦距长和短半轴长,可得椭圆的标准方程;(2)讨论两条 切线的斜率是否存在,斜率存在时,设出切线方程,利用直线 与椭圆相切得判别式Δ=0,建立关于k的一元二次方程,利用两 根之积为-1,求出点P的轨迹方程.
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方法五(参数法):设Q点坐标为(1+cosθ,sinθ), ∴P(x,y)的坐标为yx==s1i+n2θc2o,sθ,消θ即可. 【答案】 (x-12)2+y2=14(0<x≤1)
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【讲评】 本题中的前四种方法是求轨迹方程的常用方 法,我们已在本章的前几节中做过较多的讨论,故解析时只做 扼要总结即可.
轨迹方程.
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【解析】 (直译法)因为点B与点A(-1,1)关于原点O对 称,所以点B的坐标为(1,-1).
设点P的坐标为(x,y),由题意得yx-+11·yx+-11=-13,化简得 x2+3y2=4(x≠±1).
故动点P的轨迹方程为x2+3y2=4(x≠±1). 【答案】 x2+3y2=4(x≠±1)
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(2)已知 A,B,C 是直线 l 上的三点,且|AB|=|BC|=6,圆 Q 切直线 l 于点 A,又过 B,C 作圆 Q 异于 l 的两切线,设这两切 线交于点 P,求点 P 的轨迹方程.
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【解析】 (定义法)如图,由切线性质,得
|PB|+|PC|=|BA|+|CA|=18>|BC|=6.可知P点轨迹是以B,C 为焦点的椭圆(但除去与BC的交点).以BC为x轴,BC中点为原 点建立坐标系得P点轨迹方程为8x12 +7y22 =1(y≠0).
xy= =1212( (11- +1k1k) ), , 两式相加消去k,得x+y=1(x≠ 12 ),即x+y-1
=0(x≠12),所以AB中点M的轨迹方程为x+y-1=0(x≠12).
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当直线l1(l2)的斜率不存在时,点M的坐标为(
1 2

1 2
),此点在
直线x+y-1=0上.
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★状元笔记★ 直接法求轨迹方程 (1)利用直接法求解轨迹方程的关键是根据条件准确列出方 程,然后进行化简. (2)运用直接法应注意的问题 ①在用直接法求轨迹方程时,在化简的过程中,有时破坏 了方程的同解性,此时就要补上遗漏的点或删除多余的点,这 是不能忽视的. ②若方程的化简过程是恒等变形,则最后的验证可以省 略.
【解析】 (1)由题意知 c= 5,ca= 35, 所以 a=3,b2=a2-c2=4. 故椭圆 C 的标准方程为x92+y42=1. (2)设两切线分别为 l1,l2, ①当 l1⊥x 轴或 l1∥x 轴时,对应 l2∥x 轴或 l2⊥x 轴,可知 P(±3,±2).
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②当l1与x轴不垂直且不平行时,x0≠±3. 设l1的斜率为k,则k≠0,l2的斜率为-1k, 故l1的方程为y-y0=k(x-x0),联立x92+y42=1, 得(9k2+4)x2+18(y0-kx0)kx+9(y0-kx0)2-36=0. 因为直线l1与椭圆C相切,所以Δ=0. 即9(y0-kx0)2k2-(9k2+4)[(y0-kx0)2-4]=0. 所以-36k2+4[(y0-kx0)2-4]=0. 所以(x02-9)k2-2x0y0k+y02-4=0.
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思考题1 (1)△ABC的顶点A固定,点A的对边BC的长 是2a,边BC上的高为b,边BC沿一条定直线移动,则△ABC外 心的轨迹方程为________.
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【解析】 (直译法)以BC定直线为x轴,过A作x轴的垂线建 系,则A(0,b).设外心M(x,y),则MN是BC的垂直平分线,N 为垂足.∴|MA|=|MB|.
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思考题6 (2016·课标全国Ⅲ,理)已知抛物线C:y2=2x 的焦点为F,平行于x轴的两条直线l1,l2分别交C于A,B两点, 交C的准线于P,Q两点.
(1)若F在线段AB上,R是PQ的中点,证明AR∥FQ; (2)若△PQF的面积是△ABF的面积的两倍,求AB中点的轨 迹方程.
综上,AB中点M的轨迹方程为x+y-1=0.
【答案】 x+y-1=0
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思考题5 已知椭圆C:xa22+yb22=1(a>b>0)的一个焦点为
(
5,0),离心率为
5 3.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若动点P(x0,y0)为椭圆C外一点,且点P到椭圆C的两条 切线相互垂直,求点P的轨迹方程.
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【解析】 (参数法)当直线l1的斜率存在时,l2的斜率也存 在,设直线l1的方程是y-1=k(x-1),则直线l2的方程是y-1=

1 k
(x-1),所以直线l1与x轴的交点为A(1-
1 k
,0),l2与y轴的交
点为B(0,1+
1 k
),设AB的中点M的坐标为(x,y),则有
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【解析】 由题知F(
1 2
,0).设l1:y=a,l2:y=b,则
ab≠0,且A(a22,a),B(b22,b),P(-12,a),Q(-12,b),R(-12,
a+2 b).
记过A,B两点的直线为l,则l的方程为2x-(a+b)y+ab=0.
(1)由于F在线段AB上,故1+ab=0.
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思考题 4 若过点 P(1,1)且互相垂直的两条直线 l1,l2 分别与 x 轴,y 轴交于 A,B 两点,则 AB 中点 M 的轨迹方程为 ________.
【 思 路 】 斜率存在时,点斜式设l1的方程 → 得l2的方程 → 联立方程 → 求交点坐标 → 消去参数 → 得结果 → 斜率不存在时将M 的坐标代入验证
记AR的斜率为k1,FQ的斜率为k2,则 k1=1a+-ab2=aa2--abb=1a=-aab=-b=k2.
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(3)代入法:也叫相关点法,其特点是,动点 M(x,y)的坐标 取决于已知曲线 C 上的点(x′,y′)的坐标,可先用 x,y 表示 x ′,y′,再代入曲线 C 的方程,即得点 M 的轨迹方程.
(4)参数法:先取适当的参数,分别用参数表示动点坐标 x、 y,得出轨迹的参数方程,消去参数,即得其普通方程.
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方法四(参数法):设动弦 PQ 的方程为 y=kx,代入圆的方程 得(x-1)2+k2x2=1,即(1+k2)x2-2x=0,
∴x=x1+2 x2=1+1k2,y=kx=1+kk2消去 k 即可.
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★状元笔记★ 参数法求轨迹方程 动点所满足的条件不易得出或不易转化为等式,也没有明显 的相关点,但却较易发现(或经过分析可发现)这个动点的运动与 某一个量或某两个变量(角、斜率、比值、截距等)有关.
∴|MA|= x2+(y-b)2,|MB|= |MN|2+|BN|2= a2+y2. 所以x2-2by+b2-a2=0.
【答案】 x2-2by+b2-a2=0
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(2)在平面直角坐标系xOy中,点B与点A(-1,1)关于原点O
对称,P是动点,且直线AP与BP的斜率之积等于-
1 3
.求动点P的
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思考题2 (1)已知两个定圆O1和O2,它们的半径分别是1 和2,且|O1O2|=4.动圆M与圆O1内切,又与圆O2外切,建立适当 的坐标系,求动圆圆心M的轨迹方程,并说明轨迹是何种曲线.
【思路】 利用两圆相切的几何性质得出M的等量关系,结合 圆锥曲线定义求方程.
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专题讲解
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设圆 C:(x-1)2+y2=1,过原点 O 作圆的任意弦,求所 作弦的中点的轨迹方程.
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【解析】 方法一(直译法):设 OQ 为过 O 的一条弦,P(x, y)为其中点,则 CP⊥OP,OC 中点为 M(12,0),
则|MP|=12|OC|=12,得方程(x-12)2+y2=14,考虑轨迹的范围 知 0<x≤1.
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