高中数学-学生-轨迹方程的求法
高中数学轨迹方程求轨迹方程的的基本方法关点法参数法交轨法向量法新人教版选修
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轨 迹 方 程求轨迹方程的的基本方法:直接法、定义法、相关点法、参数法、交轨法、向量法等。
1.直接法:如果动点运动的条件就是一些几何量的等量关系,这些条件简单明确,不需要特殊的技巧,易于表述成含x,y 的等式,就得到轨迹方程,这种方法称之为直接法;例1、某检验员通常用一个直径为2 cm 和一个直径为1 cm 的标准圆柱,检测一个直径为3 cm 的圆柱,为保证质量,有人建议再插入两个合适的同号标准圆柱,问这两个标准圆柱的直径为多少?【解析】设直径为3,2,1的三圆圆心分别为O 、A 、B ,问题转化为求两等圆P 、Q ,使它们与⊙O 相内切,与⊙A 、⊙B 相外切.建立如图所示的坐标系,并设⊙P 的半径为r ,则 |P A |+|PO |=1+r +1.5-r =2.5 ∴点P 在以A 、O 为焦点,长轴长2.5的椭圆上,其方程为3225)41(1622y x ++=1 ① 同理P 也在以O 、B 为焦点,长轴长为2的椭圆上,其方程为 (x -21)2+34y 2=1 ②由①、②可解得)1412,149(),1412,149(-Q P ,∴r =73)1412()149(2322=+-故所求圆柱的直径为76cm. ◎◎双曲线的两焦点分别是1F 、2F ,其中1F 是抛物线1)1(412++-=x y 的焦点,两点A (-3,2)、B (1,2)都在该双曲线上.(1)求点1F 的坐标; (2)求点2F 的轨迹方程,并指出其轨迹表示的曲线.【解析】(1)由1)1(412++-=x y 得)1(4)1(2--=+y x ,焦点1F (-1,0). (2)因为A 、B 在双曲线上,所以||||||||||||2121BF BF AF AF -=-,|||22||||22|22BF AF -=-.①若||22||2222BF AF -=-,则||||22BF AF =,点2F 的轨迹是线段AB 的垂直平分线,且当y =0时,1F 与2F 重合;当y =4时,A 、B 均在双曲线的虚轴上. 故此时2F 的轨迹方程为x =-1(y ≠0,y ≠4).②若22||||2222-=-BF AF ,则24||||22=+BF AF ,此时,2F 的轨迹是以A 、B 为焦点,22=a ,2=c ,中心为(-1,2)的椭圆,其方程为14)2(8)1(22=-++y x ,(y ≠0,y ≠4) 故2F 的轨迹是直线x =-1或椭圆4)2(8)1(22-++y x 1=,除去两点(-1,0)、(-1,4) 评析:1、用直接法求动点轨迹一般有建系,设点,列式,化简,证明五个步骤,最后的证明可以省略,但要注意“挖”与“补”。
人教版数学高二-备课资料轨迹方程的求法
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轨迹方程的求法 求曲线的轨迹方程是解析几何的两个基本问题之一.求符合某种条件的动点的轨迹方程,其实质就是利用题设中的几何条件,用“坐标化”将其转化为寻求变量间的关系.这类问题除了考查学生对圆锥曲线的定义,性质等基础知识的掌握,还充分考查了各种数学思想方法及一定的推理能力和运算能力,因此这类问题成为高考命题的热点,也是同学们的一大难点.本文结合具体实例对求曲线的轨迹方程的常用方法作一归纳。
一.直接法 如果题目中的条件有明显的等量关系,或者可以利用平面几何知识推出等量关系,求方程时可用直接法.例1.AB 是圆O 的直径,且|AB |=2a ,M 为圆上一动点,作MN ⊥AB ,垂足为N ,在OM 上取点P ,使|OP |=|MN |,求点P 的轨迹.解:以圆心O 为原点,AB 所在直线为x 轴建立直角坐标系(如图),则⊙O 的方程为x 2+y 2=a 2,设点P 坐标为(x ,y ),并设圆与y 轴交于C 、D 两点,作PQ ⊥AB 于Q ,则有||||OM OP =||||MN PQ . ∵|OP |=|MN |,∴|OP |2=|OM |·|PQ |.∴x 2+y 2=a |y |, 即 x 2+(y ±2a )2=(2a )2.轨迹是分别以CO 、OD 为直径的两个圆. 二.定义法 如果能够确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可用曲线定义写出方程,这种方法称为定义法.例2.某检验员通常用一个直径为2 cm 和一个直径为1 cm 的标准圆柱,检测一个直径为3 cm 的圆柱,为保证质量,有人建议再插入两个合适的同号标准圆柱,问这两个标准圆柱的直径为多少?解:设直径为3,2,1的三圆圆心分别为O 、A 、B ,问题转化为求两等圆P 、Q,使它们与⊙O 相内切,与⊙A 、⊙B 相外切.建立如图所示的坐标系,并设⊙P 的半径为r,则|PA|+|PO|=1+r+1.5-r=2.5∴点P 在以A 、O 为焦点,长轴长2.5的椭圆上,其方程为3225)41(1622y x ++=1① 同理P 也在以O 、B 为焦点,长轴长为2的椭圆上,其方程为(x -21)2+34y 2=1② 由①、②可解得)1412,149(),1412,149(-Q P ,∴r=73)1412()149(2322=+-,故所求圆柱的直径为76 cm. 三.代入法 如果轨迹动点P (x ,y )依赖于另一动点Q (a ,b ),而Q (a ,b )又在某已知曲线上,则可先列出关于x 、y 、a 、b 的方程组,利用x 、y 表示出a 、b ,把a 、b 代入已知曲线方程便得动点P 的轨迹方程.此法称为代入法.例3.如图所示,已知P(4,0)是圆x 2+y 2=36内的一点,A 、B 是圆上两动点,且满足∠APB=90°,求矩形APBQ 的顶点Q 的轨迹方程.解:设AB 的中点为R ,坐标为(x,y),则在Rt △ABP 中,|AR|=|PR|.又因为R 是弦AB 的中点,依垂径定理:在Rt △OAR 中,|AR|2=|AO|2-|OR|2=36O y A BP Q M N C D-(x 2+y 2) 又|AR|=|PR|=22)4(y x +-,所以有(x -4)2+y 2=36-(x 2+y 2),即x 2+y 2-4x -10=0因此点R 在一个圆上,而当R 在此圆上运动时,Q 点即在所求的轨迹上运动.设Q(x,y),R(x 1,y 1),因为R 是PQ 的中点,所以x 1=20,241+=+y y x , 代入方程x 2+y 2-4x -10=0,得244)2()24(22+⋅-++x y x -10=0 整理得:x 2+y 2=56,这就是所求的轨迹方程.点评:对某些较复杂的探求轨迹方程的问题,可先确定一个较易于求得的点的轨迹方程,再以此点作为主动点,所求的轨迹上的点为相关点,求得轨迹方程.四.参数法 如果轨迹动点P (x ,y )的坐标之间的关系不易找到,也没有相关点可用时,可先考虑将x 、y 用一个或几个参数来表示,消去参数得轨迹方程,此法称为参数法.参数法中常选变角、变斜率等为参数.例4.过抛物线y 2=4x 的焦点的直线l 与抛物线交于A 、B 两点,O 为坐标原点.求△AOB 的重心G 的轨迹C 的方程.解:抛物线的焦点坐标为(1,0),当直线l 不垂直于x 轴时,设方程为y=k (x -1),代入y 2=4x ,得k 2x 2-x (2k 2+4)+k 2=0.设l 方程与抛物线相交于两点,∴k ≠0.设点A 、B 的坐标分别为(x 1,y 1)、(x 2,y 2), 根据韦达定理,有x 1+x 2=22)2(2k k +,从而y 1+y 2=k (x 1+x 2-2)=k 4. 设△AOB 的重心为G (x ,y ),则12120303x x x y y y ++⎧=⎪⎪⎨++⎪=⎪⎩,消去k ,得x=32+34(43y )2, ∴y 2=34x -98.当l 垂直于x 轴时,A 、B 的坐标分别为(1,2)和(1,-2),△AOB 的重心G (32,0),也适合y 2=34x - 98, 因此所求轨迹C 的方程为y 2=34x -98. 五.交轨法 所求动点是两条动直线(或动曲线)的交点且两动直(曲)线能用同一参数表示。
高中数学解题方法-----求轨迹方程的常用方法
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练习
1.一动圆与圆
外切,同时与圆 x2 + y2 − 6x − 91 = 0内切,求动圆圆心
M 的轨迹方程,并说明它是什么样的曲线。
2. 动圆 M 过定点 P(-4,0),且与圆 :C x2+ -y2 8x = 0 相切,求动圆圆心 M 的轨迹方程。 1.在∆ABC 中,B,C 坐标分别为(-3,0),(3,0),且三角形周长为 16,则点 A 的轨迹方 程是_______________________________.
高中数学解题方法
---求轨迹方程的常用方法
(一)求轨迹方程的一般方法: 物1线.)定的义定法义:,如则果可动先点设P出的轨运迹动方规程律,合再乎根我据们已已知知条的件某,种待曲定线方(程如中圆的、常椭数圆,即、可双得曲到线轨、迹抛 方程。 P 满2.足直的译等法量:关如系果易动于点建立P 的,运则动可规以律先是表否示合出乎点我P们所熟满知足的的某几些何曲上线的的等定量义关难系以,判再用断点,但P 点的 坐标(x,y)表示该等量关系式,即可得到轨迹方程。 3. 参数法:如果采用直译法求轨迹方程难以奏效,则可寻求引发动点 P 运动的某个几何 量y=tg,(以t)此,量进作而为通参过变消数参,化分为别轨建迹立的普P 点通坐方标程xF,(yx与,该y)参=数0。t 的函数关系 x=f(t), 4. 代入法(相关点法):如果动点 P 的运动是由另外某一点 P'的运动引发的,而该点的 运出动相规关律点已P'知的,坐(标该,点然坐后标把满P足'的某坐已标知代曲入线已方知程曲),线则方可程以,设即出可得P(到x动,点y),P 的用轨(迹x,方y程)。表示
题目 6:已知点 P 是圆(x +1)2 + y2 =16 上的动点,圆心为 B ,A(1,0) 是圆内的定点;PA 的中垂线交 BP 于点Q .(1)求点Q 的轨迹C 的方程;
高考数学难点突破_难点22__轨迹方程的求法
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高考数学难点突破_难点22__轨迹方程的求法在高考数学中,轨迹方程的求法是一个比较常见但也较为复杂的难点。
在解决这类问题时,我们需要考虑几个关键因素,如何确定相关点、如何利用已知条件及使用适当的数学知识等。
一、确定相关点对于轨迹方程的求法,首先需要明确或确定一些与所求轨迹相关的点。
这些点可以从已知条件中得出,如一个点的坐标、两个点的距离、特定点到直线的距离等。
这些已知条件将成为我们解题的基础。
二、利用已知条件在确定了相关的点之后,我们需要利用已知条件来求解轨迹方程。
对于不同的条件,我们可以使用不同的数学知识和方法来解决问题。
下面是一些常见的已知条件及相应的解决思路:1.已知点的坐标:如果已知轨迹上的其中一点的坐标,我们可以将这个点的坐标代入轨迹方程中,得到一个等式,并根据这个等式求解出其他未知量,从而得到轨迹方程。
例如,已知轨迹上的点的坐标满足$x^2+y^2=1$,则这是一个以原点为中心、半径为1的圆的轨迹方程。
2.已知点到另一点的距离:如果已知轨迹上的其中一点到另一点的距离等于一定值,我们可以根据距离公式来求解轨迹方程。
例如,已知轨迹上的点到点$(2,1)$的距离等于2,则可以列出方程$\sqrt{(x-2)^2 + (y-1)^2} = 2$,进而求解出轨迹方程。
3.已知点到直线的距离:如果已知轨迹上的其中一点到直线的距离等于一定值,我们可以利用距离公式和直线方程来求解轨迹方程。
例如,已知轨迹上的点到直线$2x+ 3y = 6$的距离等于3,则可以列出方程$\frac{,2x + 3y -6,}{\sqrt{2^2 + 3^2}} = 3$,进一步求解出轨迹方程。
三、使用适当的数学知识在解决轨迹方程的问题中,我们可能需要应用到一些特定的数学知识,如圆的性质、直线的性质、二次曲线方程等。
我们需要结合问题的具体情况,合理地选择和应用这些知识来解决问题。
总结起来,要解决轨迹方程的问题,我们需要明确相关点、利用已知条件和适当应用数学知识。
高中数学求轨迹方程的六种常用技法
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练习:1.平面内动点到点的距离与到直线的距离之比为2,则点的轨迹方程是。
2.设动直线垂直于轴,且与椭圆交于、两点,是上满足的点,求点的轨迹方程。
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
, 又因为所以
化简得点的轨迹方程
6.先用点差法求出,但此时直线与双曲线并无交点,所以这样的直线不存在。中点弦问题,注意双曲线与椭圆的不同之处,椭圆不须对判别式进行检验,而双曲线必须进行检验。
7.解:设,则
由
即 所以点的轨迹是以为圆心,以3为半径的圆。
∵点是点关于直线的对称点。
∴动点的轨迹是一个以为圆心,半径为3的圆,其中是点关于直线的对称点,即直线过的中点,且与垂直,于是有
得, 即交点的轨迹方程为
解2: (利用角作参数)设,则
所以 ,两式相乘消去
即可得所求的点的轨迹方程为 。
练习:10.两条直线和的交点的轨迹方程是_________。
总结归纳
1.要注意有的轨迹问题包含一定隐含条件,也就是曲线上点的坐标的取值范围.由曲线和方程的概念可知,在求曲线方程时一定要注意它的“完备性”和“纯粹性”,即轨迹若是曲线的一部分,应对方程注明的取值范围,或同时注明的取值范围。
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。
例2.xx的两顶点,和两边上的中线长之和是,则的重心轨迹方程是_______________。
求轨迹方程的常用方法(经典)
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求轨迹方程的常用方法(一)求轨迹方程的一般方法:1. 待定系数法:如果动点P 的运动规律合乎我们已知的某种曲线(如圆、椭圆、双曲线、抛物线)的定义,则可先设出轨迹方程,再根据已知条件,待定方程中的常数,即可得到轨迹方程,也有人将此方法称为定义法。
2. 直译法:如果动点P 的运动规律是否合乎我们熟知的某些曲线的定义难以判断,但点P 满足的等量关系易于建立,则可以先表示出点P 所满足的几何上的等量关系,再用点P 的坐标(x ,y )表示该等量关系式,即可得到轨迹方程。
3. 参数法:如果采用直译法求轨迹方程难以奏效,则可寻求引发动点P 运动的某个几何量t ,以此量作为参变数,分别建立P 点坐标x ,y 与该参数t 的函数关系x =f (t ),y =g (t ),进而通过消参化为轨迹的普通方程F (x ,y )=0。
4. 代入法(相关点法):如果动点P 的运动是由另外某一点P'的运动引发的,而该点的运动规律已知,(该点坐标满足某已知曲线方程),则可以设出P (x ,y ),用(x ,y )表示出相关点P'的坐标,然后把P'的坐标代入已知曲线方程,即可得到动点P 的轨迹方程。
5.几何法:若所求的轨迹满足某些几何性质(如线段的垂直平分线,角平分线的性质等),可以用几何法,列出几何式,再代入点的坐标较简单。
6:交轨法:在求动点轨迹时,有时会出现要求两动曲线交点的轨迹问题,这灯问题通常通过解方程组得出交点(含参数)的坐标,再消去参数求得所求的轨迹方程(若能直接消去两方程的参数,也可直接消去参数得到轨迹方程),该法经常与参数法并用。
(二)求轨迹方程的注意事项:1. 求轨迹方程的关键是在纷繁复杂的运动变化中,发现动点P 的运动规律,即P 点满足的等量关系,因此要学会动中求静,变中求不变。
)()()(0)(.2为参数又可用参数方程表示程轨迹方程既可用普通方t t g y t f x ,y x ,F ⎩⎨⎧=== 来表示,若要判断轨迹方程表示何种曲线,则往往需将参数方程化为普通方程。
轨迹方程的求法自己的
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轨迹方程的求法轨迹方程是描述一个物体运动路径的数学方程。
在物理学、数学和工程学等领域广泛应用。
本文将介绍几种常见的轨迹方程求法,并对其原理进行简要解释。
一、直线轨迹直线轨迹是最简单的一种轨迹形式,也是最容易求解的。
一个物体在直线运动时,其轨迹方程可以表示为 y = kx + b,其中 k 为斜率,b 为截距。
根据物体的初始位置和运动方向,可以通过给定的初始条件求解出 k 和 b,从而得到物体的轨迹方程。
二、抛物线轨迹抛物线轨迹是一种常见的自由落体运动轨迹。
当物体在水平方向上具有匀速运动时,在竖直方向上受到重力的影响,其轨迹可以表示为 y = ax^2 + bx + c,其中 a、b 和c 都是常数。
根据物体的初始位置和速度,可以通过给定的初始条件求解出a、b 和 c,从而得到物体的轨迹方程。
三、圆轨迹圆轨迹描述了物体在一个圆形路径上的运动。
圆轨迹的方程可以表示为 (x -a)^2 + (y - b)^2 = r^2,其中 (a, b) 是圆心坐标,r 是半径。
根据物体的初始位置和速度,可以求解出圆心坐标和半径,从而得到物体的轨迹方程。
四、椭圆轨迹椭圆轨迹是物体在一个椭圆形路径上的运动。
椭圆轨迹的方程可以表示为 (x - a)^2 / a^2 + (y - b)^2 / b^2 = 1,其中 (a, b) 是椭圆中心坐标。
根据物体的初始位置和速度,可以求解出椭圆中心坐标,从而得到物体的轨迹方程。
五、其他轨迹形式除了上述几种常见的轨迹形式外,还有许多其他的轨迹方程形式。
例如,两个物体之间的相对运动轨迹可以通过解析几何的方法求解。
同时,还有一些特殊的轨迹方程,如双曲线、螺旋线等,可以通过相应的数学方法求解。
求解轨迹方程是物理学、数学和工程学等领域的重要问题。
本文简要介绍了几种常见的轨迹方程求法,并对其原理进行了解释。
在实际应用中,根据具体情况选择适合的轨迹方程求解方法,可以精确地描述物体的运动轨迹。
求轨迹方程的常用方法
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求轨迹方程的常用方法(一)求轨迹方程的一般方法:1. 定义法:如果动点P的运动规律合乎我们已知的某种曲线(如圆、椭圆、双曲线、抛物线)的定义,则可先设出轨迹方程,再根据已知条件,待定方程中的常数,即可得到轨迹方程。
2. 直译法:如果动点P的运动规律是否合乎我们熟知的某些曲线的定义难以判断,但点P满足的等量关系易于建立,则可以先表示出点P所满足的几何上的等量关系,再用点P的坐标(x,y)表示该等量关系式,即可得到轨迹方程。
3. 参数法:如果采用直译法求轨迹方程难以奏效,则可寻求引发 ______ 动点P运动的某个几何量t,以此量作为参变数,分别建立P点坐标x, y 与该参数t的函数关系x = f (t),y= g (t),进而通过消参化为轨迹的普通方程F (x, y)= 0。
4. 代入法(相关点法):如果动点P的运动是由另外某一点P'的运动引发的,而该点的运动规律已知,(该点坐标满足某已知曲线方程),则可以设出P (x, y),用(x , y)表示出相关点P'的坐标,然后把P'的坐标代入已知曲线方程,即可得到动点P的轨迹方程。
5:交轨法:在求动点轨迹时,有时会出现要求两动曲线交点的轨迹问题,这种问题通常通过解方程组得出交点(含参数)的坐标,再消去参数求得所求的轨迹方程(若能直接消去两方程的参数,也可直接消去参数得到轨迹方程),该法经常与参数法并用。
一:用定义法求轨迹方程例1:已知ABC 的顶点A , B 的坐标分别为(-4 , 0), (4, 0), C 为 动点,且满足5sin B sin A sin C, 求点C 的轨迹。
4【变式】:已知圆(呂+知°4■护=2于的圆心为M ,圆価一4尸斗尸=1的圆心为M ,—动圆与 这两个圆外切,求动圆圆心 P 的轨迹方程。
的比等于2(即储2)'求动点P 的轨迹方程? 三:用参数法求轨迹方程 此类方法主要在于设置合适的参数,求出参数方程,最后消参,化为 普通方程。
高三数学轨迹问题的求法
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1、直接法 例1、动点 P到直线 x +y=6的距离的平方等于由两坐标轴及 点P到两坐标轴之垂线所围成的矩形面积,求P的轨迹方程. 解:设动点P(x,y)则 S=|x· y| 点P到直线x十y=6的距离
),P(x,y),由题设,
AP 1 PQ 2
则
∵Q(x1,y2)在双曲线上:, 即:
4、参数法 例题4、已知线段AB的长为a,P分AB为 AP∶PB= 2∶l两 部分,当A点在y轴上运动时,B点在x轴上运动,求动点P 的轨迹方程。 解:设动点P(x,y),AB和x轴的夹角为θ,|θ|≤ 2 , 作PM⊥x于M, PN⊥y轴于N ∵|AB|= a, | AP | 2
其中r(t)=10t+60
若在时刻t城市O 受到侵袭,则有
(0 m) (0 n) (10t 60)
2 2
2
即:
30 2 10 2t ) (210 2 10 2t ) (10t 60)
2 2
2
∴
t 2 36t 288 0
解得12≤t≤24
答:12小时后该城市受到台风侵袭。
故P点的轨迹方程为:
即:(x+y-6)2=2|xy| 当xy≥0时,方程为(x-6)2+(y-6)2=36 当xy<0时,方程为x2+4xy+y2-12x-21y+36=0 2、定义法 [例2]如图,在△ ABC中边BC=a,若三内角满足 1 sinC- sinb= 2 sinA,求点 A的轨迹方程。
轨迹方程的求法
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轨迹方程的求法一、直接法求轨迹方程的一般步骤:“建、设、限、代、化” 1、建立恰当的坐标系; 2、设动点坐标(),x y ;3、限制条件列出来(如一些几何等量关系);4、代入:用坐标代换条件,得到方程(),0f x y =;5、化简(最后要剔除不符合条件的点).例1、过点()2,4P 作两条互相垂直的直线1l 、2l ,1l 交x 轴于A 点,2l 交y 轴于B 点,求线段AB 的中点M 的轨迹方程.巩固训练1:平面内动点M 与两定点()1,0A -、()2,0B 构成MAB ∆,且2MBA MAB ∠=∠,求动点M 的轨迹方程.巩固训练2:已知点A 、B 的坐标分别为()5,0-、()5,0,直线AM 、BM 相交于点M ,且它们的斜率之积是49-,求点M 的轨迹方程.巩固训练3:已知直角坐标平面上的点()2,0Q 和圆221C x y +=:,动点M 到圆C 的切线长与MQ 的比等于常数(0)λλ>,求动点M 的轨迹方程.二、定义法:如果动点的轨迹满足某已知曲线的定义,则可以依据定义求出轨迹方程.如圆、椭圆、双曲线、抛物线等. 规律可寻:(1)利用定义法求轨迹方程时,还要看所求轨迹是否是完整的圆、椭圆、双曲线、抛物线,如果不是完整的曲线,则应对其中的变量x 或y 进行限制.例2、(1)求与圆221:(3)1C x y ++=外切,且与222:(3)81C x y -+=内切的动圆圆心P 的轨迹方程.(2)已知圆221:(3)1C x y ++=和圆222:(3)9C x y -+=,动圆M 同时与圆1C 及圆2C 相外切,求动圆圆心M 的轨迹方程.巩固训练1:已知1,02A ⎛⎫- ⎪⎝⎭,B 是圆221:42F x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭(F 为圆心)上一动点,线段AB 的垂直平方线交BF 于点P ,求点P 的轨迹方程.巩固训练2:已知1,02A ⎛⎫- ⎪⎝⎭,B 是圆2211:24F x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭(F 为圆心)上一动点,线段AB 的垂直平方线交BF 于点P ,求点P 的轨迹方程.巩固训练3:在平面直角坐标系xOy 中,点M 到点()1,0F 的距离比它到y 轴的距离多1,求点M 的轨迹方程.巩固训练4:已知点1F 、2F 分别是椭圆22:171617C x y +=的两个焦点,直线1l 过点2F 且垂直于椭圆长轴,动直线2l 垂直1l 于点G ,线段1GF 的垂直平分线交2l 于点H ,求点H 的轨迹方程.巩固训练5:在极坐标系Ox 中,直线l 的极坐标方程为sin 2ρθ=,点M 是直线l 上任意一点,点P 在射线OM 上,且满足4OP OM ⋅=,记点P 的轨迹方程为C ,求曲线C 的极坐标方程.三、相关点法:有些问题中,其动点满足的条件不便用等式列出,但动点是随着另一动点(称之为相关点)而运动的,如果相关点所满足的条件是明显的,这时我们可以用动点坐标表示相关点坐标,根据相关点所满足的方程即可求得动点的轨迹方程. “相关点法”的基本步骤:(1)设点:设被动点的坐标为(),x y ,主动点的坐标为()00,x y ;(2)求关系式:求出两个动点坐标之间的关系式()()00,,x f x y y g x y =⎧⎪⎨=⎪⎩; (3)代换:将上述关系式代入已知曲线方程,便可得到所求动点的轨迹方程.例3、已知点P 是圆22:4C x y +=上任意一点,过点P 作x 轴的垂线段PD ,D 为垂足,当点P 在圆上运动时,求线段PD 的中点M 的轨迹方程.巩固训练1:已知在ABC ∆中,()2,0A -,()0,2B -,第三个顶点C 在曲线231y x =-上动点,求ABC ∆的重心的轨迹方程.巩固训练2:已知点P 是圆22:25C x y +=上任意一点,点D 是点P 在x 轴上的投影,点M 为PD 上一点,且满足45MD PD =,当点P 在圆上运动时,求点M 的轨迹方程.四、参数法:如果动点(),P x y 的坐标之间的关系不容易找,可以考虑将,x y 用一个或几个参数表示,最后消参数,得出,x y 之间的关系式,即轨迹方程.常用参数有角度θ、直线的斜率、点的横、纵坐标,线段的长度等.例4、过抛物线24y x =的顶点O 引两条互相垂直的直线分别与抛物线相交于,A B 两点,求线段AB 的中点P 的轨迹方程.巩固训练1:设椭圆方程为2214y x +=,过点()0,1M 的直线l 交椭圆于,A B ,O 是坐标原点,直线l 的动点P 满足()12OP OA OB =+,当直线l 绕点M 旋转时,求点P 的轨迹方程.五、交轨法:写出动点所满足的两个轨迹方程后,组成方程组分别求出,x y ,再消去参数,即可求解,这种方法一般适合于求两条动直线交点的轨迹方程.例5、设1A 、2A 是椭圆22195x y +=的长轴的两端点,1P 、2P 是垂直于12A A 的弦的端点,求直线11A P 与22A P 的交点的轨迹方程.巩固训练1:已知双曲线2212x y -=的左、右顶点分别为1A 、2A ,点()11,P x y 、()11,Q x y -是双曲线上不同的两个动点,求直线1A P 与2A Q 的交点的轨迹E 的方程.。
求轨迹方程的五种方法
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求轨迹方程的五种方法1.直线轨迹方程的求解方法:直线的轨迹方程可以通过以下五种方法求解。
1.1斜率截距法:当直线已知斜率m和截距b时,可以使用斜率截距法求解。
直线的轨迹方程为:y = mx + b。
1.2点斜式方法:当直线已知斜率m和通过的一点(x1,y1)时,可以使用点斜式方法求解。
直线的轨迹方程为:(y-y1)=m(x-x1)。
1.3两点式方法:当直线已知通过的两点(x1,y1)和(x2,y2)时,可以使用两点式方法求解。
直线的轨迹方程为:(y-y1)/(y2-y1)=(x-x1)/(x2-x1)。
1.4截距式方法:当直线已知x轴和y轴上的截距时,可以使用截距式方法求解。
直线的轨迹方程为:x/a+y/b=1,其中a和b分别为x轴和y轴上的截距。
1.5法向量法:当直线已知法向量n和通过的一点(x1,y1)时,可以使用法向量法求解。
直线的轨迹方程为:n·(r-r1)=0,其中n为法向量,r为直线上的任意一点的位置矢量,r1为通过的一点的位置矢量。
2.圆轨迹方程的求解方法:圆的轨迹方程可以通过以下五种方法求解。
2.1一般式方法:当圆的圆心为(h,k)且半径为r时,可以使用一般式方法求解。
圆的轨迹方程为:(x-h)²+(y-k)²=r²。
2.2标准式方法:当圆的圆心为(h,k)且半径为r时,可以使用标准式方法求解。
圆的轨迹方程为:(x-h)²+(y-k)²=r²。
2.3参数方程方法:当圆的圆心为(h,k)且半径为r时,可以使用参数方程方法求解。
圆的轨迹方程为:x = h + rcosθ,y = k + rsinθ,其中θ为参数。
2.4三点定圆方法:当圆已知经过三点(x1,y1),(x2,y2)和(x3,y3)时,可以使用三点定圆方法求解。
圆的轨迹方程为:(x-x1)(x-x2)(x-x3)+(y-y1)(y-y2)(y-y3)-r²(x+y+h)=0,其中h为x平方项和y平方项的系数之和。
轨迹方程的求法及典型例题含答案
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轨迹方程的求法及典型例题(含答案) 轨迹方程是描述一条曲线在平面上的运动轨迹的方程。
在二维平面上,轨迹方程通常由一元二次方程、三角函数方程等形式表示。
在三维空间中,轨迹方程可能会更加复杂,可以由参数方程或参数化表示。
一、轨迹方程的求解方法:1. 根据题目给出的条件,确定轨迹上的点的特点或特殊性质。
2. 将轨迹上的点的坐标表示为一般形式。
3. 将坐标表示代入到方程中,消去多余的变量,得到轨迹方程。
二、典型例题及其解答:【例题1】已知点P(x,y)到坐标原点O的距离为定值d,求点P的轨迹方程。
解答:1. 设点P(x,y)的坐标表示为一般形式。
2. 根据题目给出的条件,根据勾股定理,可以得到点P到原点O的距离公式:d = √(x^2 + y^2)3. 将坐标表示代入到距离公式中,得到轨迹方程:d^2 = x^2 + y^2【例题2】已知点P(x,y)到直线Ax+By+C=0的距离为定值d,求点P的轨迹方程。
解答:1. 设点P(x,y)的坐标表示为一般形式。
2. 根据题目给出的条件,点P到直线Ax+By+C=0的距离公式为:d = |Ax+By+C| / √(A^2 + B^2)3. 将点P的坐标表示代入到距离公式中,得到轨迹方程:(Ax+By+C)^2 = d^2(A^2 + B^2)【例题3】已知点P(x,y)满足|x|+|y|=a,求点P的轨迹方程。
解答:1. 设点P(x,y)的坐标表示为一般形式。
2. 根据题目给出的条件,可以得到两种情况下的轨迹方程:当x≥0,y≥0时,有x+y=a,即y=a-x;当x≥0,y<0时,有x-y=a,即y=x-a;当x<0,y≥0时,有-x+y=a,即y=a+x;当x<0,y<0时,有-x-y=a,即y=-a-x。
3. 将上述四种情况合并,得到轨迹方程:|x|+|y|=a【例题4】已知点P(x,y)满足y = a(x^2 + b),求点P的轨迹方程。
高考数学难点突破_难点22__轨迹方程的求法
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高考数学难点突破_难点22__轨迹方程的求法难点22:轨迹方程的求法轨迹是一个几何对象的运动过程中所留下的轨迹,轨迹方程是研究轨迹的数学工具之一、在高考中,轨迹方程往往是一道比较复杂的题目,考查学生对平面几何知识的掌握和应用能力。
本文将从轨迹方程的基本概念、推导方法和例题讲解三个方面来突破难点22一、轨迹方程的基本概念轨迹方程通常由若干个关联点的坐标关系确定。
可以是一条曲线、一个闭合图形或是一个点的集合,根据题目所给条件可以是直线、圆、椭圆、抛物线、双曲线等各种图形。
二、轨迹方程的推导方法在求解轨迹方程时,需要根据题目给出的条件列出方程式,然后根据方程式进行推导,最终得到轨迹方程。
(1)通过代数方法推导轨迹方程:通过解方程组,来获取图形上特定点的坐标关系,从而得到轨迹方程。
(2)通过几何性质推导轨迹方程:根据图形的几何性质进行推导。
例如,利用垂直、平行、相切等性质,可以推导出轨迹方程。
三、轨迹方程的例题讲解例1:已知直线l过坐标原点,并且向量(3,4)与直线l垂直。
求直线l的轨迹方程。
解析:设直线l的方程为y=kx,由题意可知直线l过坐标原点,因此方程为y=kx。
直线向量(3,4)与直线l垂直,说明这两个向量的点积为0。
即3k+4=0,解得k=-\frac{4}{3}。
因此,直线l的方程为y=-\frac{4}{3}x。
例2:已知点P(x,y)在椭圆C:\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1上,并且点P的切线与直线x=1垂直。
求椭圆C的轨迹方程。
解析:椭圆C的方程为\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1、设过点P(x,y)的切线方程为y=k(x-1),根据题意得知,点P的切线与直线x=1垂直,因此k的值为0。
代入点P的坐标得到y=0。
将点P的坐标带入椭圆C的方程,得到\frac{x^2}{a^2}=1、解得x=\pm a。
因此,椭圆C的轨迹方程为x=\pm a。
数学轨迹方程的求法
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数学轨迹方程的求法在数学中,轨迹可以看做是一个物体在运动过程中留下的路径。
而轨迹方程则是描述这个路径的方程。
求解轨迹方程是数学中常见的问题之一,本文将介绍一些常用的求解轨迹方程的方法。
一、直接解轨迹方程如果轨迹已知,那么可以直接解轨迹方程。
比如,一个运动物体在平面直角坐标系中的轨迹为一个圆形。
我们可以通过圆的标准方程x²+y²=r²求得轨迹方程。
二、利用参数方程求解轨迹方程如果轨迹无法用一般函数形式表示,那么我们可以用参数方程来描述它的轨迹。
参数方程表示成x=f(t),y=g(t),t为参数。
例如,一个点沿着单位圆按逆时针方向绕圈运动,可用参数方程 x=cos(t),y=sin(t),(0≤t≤2π)来描述它运动的轨迹,则轨迹方程为 x²+y²=1。
三、使用极坐标系求解轨迹方程在一些问题中,极坐标系比直角坐标系更加有用。
例如,极坐标系对于表示圆形更加简单。
若有圆心在原点处,半径为 R 的圆,圆上点的极坐标为(R,θ),则其方程为 r=R。
四、使用微积分求解轨迹方程微积分是解决轨迹方程问题的重要工具。
通过微积分的方法,我们可以求出运动物体的速度、加速度和位移,从而得出轨迹方程。
例如,若已知一个点做匀加速直线运动的位移和速度随时间的关系为s=at²/2+vt+s₀,则通过微积分可求出物体的轨迹方程s=a*t²/2+v*t+s₀。
总之,轨迹方程的求解方法多种多样,要根据不同的问题选择合适的方法。
熟练掌握这些方法,能够让我们更好地应对解决实际问题。
高中高考轨迹方程的求法总结
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轨迹方程的求法【方法介绍】方法一:直接法课本中主要介绍的方法。
若命题中所求曲线上的动点与已知条件能直接发生关系,这时,设曲线上动点坐标),(y x 后,就可根据命题中的已知条件研究动点形成的几何特征,在此基础上运用几何或代数的基本公式、定理等列出含有x 、y 的关系式。
从而得到轨迹方程,这种求轨迹方程的方法称为直接法。
例题1等腰三角形的顶点为)2,4(A ,底边一个端点是)5,3(B ,求另一个端点C 的轨迹方程。
练习一1.已知点)0,2(-A 、)0,3(B ,动点),(y x P 满足2x PB PA =⋅→→。
求点P 的轨迹方程。
2. 线段AB 的长等于2a,两个端点A 和B 分别在x 轴和y 轴上滑动,求AB 中点P 的轨迹方程?3.动点P (x,y )到两定点)0,3(-A 和)0,3(B 的距离的比等于2(即:2=PB PA )。
求动点P 的轨迹方程?4.动点P 到一高为h 的等边△ABC 两顶点A 、B 的距离的平方和等于它到顶点C 的距离平方,求点P 的轨迹?5.点P 与一定点)0,2(F 的距离和它到一定直线8=x 的距离的比是2:1。
求点P 的轨迹方程,并说明轨迹是什么图形。
6.已知)0,4(P 是圆3622=+y x 内的一点,A 、B 是圆上两动点,且满足△APB=90°,求矩形APBQ 的顶点Q 的轨迹方程。
7.过原点作直线l 和抛物线642+-=x x y 交于A 、B 两点,求线段AB 的中点M 的轨迹方程。
方法二:相关点法 利用动点是定曲线上的动点,另一动点依赖于它,那么可寻它们坐标之间的关系,然后代入定曲线的方程进行求解,就得到原动点的轨迹。
例题2已知一条长为6的线段两端点A 、B 分别在X 、Y 轴上滑动,点M 在线段AB 上,且AM : MB=1 : 2,求动点M 的轨迹方程。
练习二1.已知点)(00,y x P 在圆122=+y x 上运动,求点M ),2(0y x 的轨迹方程。
轨迹方程的五种求法
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轨迹方程的五种求法一、直接法:直接根据等量关系式建立方程 •uur uuu 例1 :已知点A( 2,0, B(3,0),动点P(x, y)满足PA-PB x 2,则点P 的轨迹是()A •圆B.椭圆C •双曲线D •抛物线uuu uuu uun UUJI 2222解析:由题知 PA ( 2 x, y) , PB (3 x, y),由 PA PB x ,得(2 x)(3 x) y x ,即 y x 6,••• P 点轨迹为抛物线•故选 D . 二、 定义法:运用有关曲线的定义求轨迹方程.例2 :在厶ABC 中,BC 24, AC, AB 上的两条中线长度之和为39,求△ ABC 的重心的轨迹方程.解:以线段BC 所在直线为x 轴,线段BC 的中垂线为2 BM | |CM 39 26 . 3• M 点的轨迹是以B, C 为焦点的椭圆,其中 c 12, a 13 . • b . a 2—』5.y 轴建立直角坐标系,如图 1 , M 为重心,则有、转代法:此方法适用于动点随已知曲线上点的变化而变化的轨迹问题 例3 :已知A ABC 的顶点B( 3,0) C(1,0),顶点A 在抛物线y又••• A(x ), y °)在抛物线 y x 2上, •四、参数法:如果不易直接找出动点坐标之间的关系,可考虑借助中间变量与AP 的交点M 的轨迹方程.解:如图2,以线段AA 所在直线为x 轴,以线段AA 的中垂线为y 轴建立直角坐•所求△ ABC 的重心的轨迹方程为169251(y0) •解:设G(x, y) , A(x 0, y °),由重心公式,3 1 x3 Y Q 3x 0 y。
3x 3y ・2,将①,②代入③,得3y (3x 2)2(y0),即所求曲线方程是3x 24x 3(y0)•例4 :已知线段AA 2a ,直线I 垂直平分AA 于O ,在I 上取两点P, P ,使其满足uuur , OP-OP 4 ,求直线AP UUU D上运动,求△ ABC 的重心G 的轨迹方程.y 0把x , y 联系起来标系.设点 P(0, t)(t 0), 则由题意,得P 0,,-t 4由点斜式得直线AP, A P 的方程分别为y —(x a), y — (x a). a ta 两式相乘,消去t ,得4x 2a 2y 24a 2(y 0) •这就是所求点 M 的轨迹方程.评析:参数法求轨迹方程,关键有两点:一是选参,容易表示出动点;二是消参,消参的途径灵活多变五、待定系数法: 当曲线的形状已知时,一般可用待定系数法解决(1 )求E 点轨迹方程;与E 点的轨迹相切,求椭圆方程.uuu 1 uur uuir解:(1 )设 E(x, y),由 AE -(AB AD)知 E 为 BD 中点,易知 D(2x 2,2y) • 2例5 :已知A , B , D 三点不在一条直线上,且uurA( 2,0),B(2,0), AD uuu i uuu uuir 2, AE -(AB AD) •(2 )过A 作直线交以A B 为焦点的椭圆于 M ,N 两点,线段MN的中点到y 轴的距离为 4-,且直线MN5nnr 又AD 2 22,贝U (2x 2 2) (2 y) 即E 点轨迹方程为 i(y 0);(2 )设 M (X i, yj, N(X 2,y 2),中点(心y 。
高中数学考前归纳总结求轨迹方程的常用方法
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求轨迹方程的常用方法一、求轨迹方程的一般方法:1,待定系数法:如果动点P的运动规律符合我们的某种曲线〔如圆、椭圆、双曲线、抛物线〕的定义,那么可先设出轨迹方程,再根据条件, 待定方程中的常数,即可得到轨迹方程,也有人将此方法称为定义法.2,直译法:如果动点P的运动规律是否符合我们熟知的某些曲线的定义难以判断, 但点P满足的等量关系易于建立,那么可以先表示出点P所满足的几何上的等量关系, 再用点P的坐标〔x, y〕表示该等量关系式,即可得到轨迹方程.3 .参数法:如果采用直译法求轨迹方程难以奏效,那么可寻求引发动点P运动的某个几何量t ,以此量作为参变数,分别建立P点坐标x, y与该参数t 的函数关系x = f〔t〕, y = g 〔t〕,进而通过消参化为轨迹的普通方程 F 〔x, y〕 =0.4 .代入法〔相关点法〕:如果动点P的运动是由另外某一点P'的运动引发的, 而该点的运动规律,〔该点坐标满足某曲线方程〕,那么可以设出P 〔x, y〕,用〔x, y〕表示出相关点P'的坐标,然后把P'的坐标代入曲线方程,即可得到动点P的轨迹方程.5 .几何法:假设所求的轨迹满足某些几何性质〔如线段的垂直平分线,角平分线的性质等〕,可以用几何法,列出几何式,再代入点的坐标较简单.6:交轨法:在求动点轨迹时,有时会出现要求两动曲线交点的轨迹问题,这类问题通常通过解方程组得出交点〔含参数〕的坐标,再消去参数求得所求的轨迹方程〔假设能直接消去两方程的参数,也可直接消去参数得到轨迹方程〕,该法经常与参数法并用.二、求轨迹方程的考前须知:1 . 求轨迹方程的关键是在纷繁复杂的运动变化中,发现动点P的运动规律, 即P 点满足的等量关系,因此要学会动中求静,变中求不变.2 .轨迹方程既可用普通方程F〔x,y〕 0表示,又可用参数方程x f〔t〕〔t为参数〕y g〔t〕来表示,假设要判断轨迹方程表示何种曲线,那么往往需将参数方程化为普通程的某些解为坐标的点不在轨迹上〕,又要检验是否丢解.〔即轨迹上方程.3.求出轨迹方程后,应注意检验其是否符合题意,既要检验是否增解, 〔即以该方的某些点未能用所求的方程表示),出现增解那么要舍去,出现丢解,那么需补充.检验方法:研究运动中的特殊情形或极端情形.4 .求轨迹方程还有整体法等其他方法.在此不一一缀述.三、典例分析1,用定义法求曲线轨迹求曲线轨迹方程是解析几何的两个根本问题之一,求符合某种条件的动点轨迹方程,其实质就是利用题设中的几何条件,通过坐标互化将其转化为寻求变量之间的关系,在求与圆锥曲线有关的轨迹问题时,要特别注意圆锥曲线的定义在求轨迹中的作用,只要动点满足已知曲线定义时,通过待定系数法就可以直接得出方程.例1:ABC的顶点A, B的坐标分别为(-4 , 0) , (4, 0) , C为动点,且满足一一一5 .sin B sin A —sinC,求点C的轨迹.45 . . 5【解析】由sin B sin A -sinC,可知b a -c 10,即|AC| | BC | 10 ,满足椭4 42 2圆的定义.令椭圆方程为J 2 1,那么a' 5,c' 4 b' 3,2 2a b2 2那么轨迹方程为土2―1 (x 5),图形为椭圆(不含左,右顶点) .25 9【点评】熟悉一些根本曲线的定义是用定义法求曲线方程的关键.(1) 圆:到定点的距离等于定长(2) 椭圆:到两定点的距离之和为常数(大于两定点的距离)(3) 双曲线:到两定点距离之差的绝对值为常数(小于两定点的距离)(4) 到定点与定直线距离相等.【变式1]:1:圆尸=有的圆心为M,圆住一4尸4了, .的圆心为M, 一动圆与这两个圆外切,求动圆圆心P的轨迹方程.解:设动圆的半径为R,由两圆外切的条件可得:|P%l=R + 5 , |P叫l=R + l.,-.|PM1P5HPMJ-b|PM1|-|PM a|=4•••动圆圆心P的轨迹是以M、M2为焦点的双曲线的右支, c=4, a=2, b2=12.故所求轨迹方程为4 12M 的轨迹是:A:抛物线B:圆C:椭圆D:双曲线一支2.用直译法求曲线轨迹方程 此类问题重在寻找数量关系.例2: 一条线段AB 的长等于2a ,两个端点A 和B 分别在x 轴和y 轴上滑动,求 AB 中点P 的轨迹方程?解 设M 点的坐标为〔x, y 〕由平几的中线定理:在直角三角形 一— 1 一 1 八 AO 升,OM=AB - 2a a,2 2―22-222x y a,x y aM 点的轨迹是以O 为圆心,a 为半径的圆周.1【点评】此题中找到了 OM=1AB 这一等量关系是此题成功的关键所在.一般直译法有以下几2种情况:1〕代入题设中的等量关系:假设动点的规律由题设中的等量关系明显给出,那么采用直 接将数量关系代数化的方法求其轨迹.2〕列出符合题设条件的等式:有时题中无坐标系,需选定适当位置的坐标系,再根据题设条 件列出等式,得出其轨迹方程.3〕运用有关公式:有时要运用符合题设的有关公式,使其公式中含有动点坐标,并作相应的 恒等变换即得其轨迹方程.4〕借助平几中的有关定理和性质:有时动点规律的数量关系不明显,这时可借助平面几何中 的有关定理、性质、勾股定理、垂径定理、中线定理、连心线的性质等等,从而分析出其数 量的关系,这种借助几何定理的方法是求动点轨迹的重要方法^| PAI 一【变式2】:动点P(x,y)到两定点A(—3,0)和B(3,0)的距离的比等于2(即 2),|PB|求动点P 的轨迹方程?[解答]. . | PA = J(x 3)2__y 7/ PB | J(x 3)2父| PA | (x 3)2 y 2 2 2 22代入 ——1 2得 ——2 (x 3)2y 2 4(x 3)2 4y 22: 一动圆与圆O: x 2 y 21外切,而与圆C : x 22y 6x 8 0内切,那么动圆的圆心【解答】令动圆半径为R, 皿士 |MO| R那么有। ।| MC | R1c,那么 |MO|-|MC|=2 ,1满足双曲线定义.应选Do|PB| ..(x 3)2 y2化简彳导(x-5) 2+y2=16,轨迹是以(5, 0)为圆心,4为半径的圆.3.用参数法求曲线轨迹方程此类方法主要在于设置适宜的参数,求出参数方程,最后消参,化为普通方程.注意参数的取值范围.例3.过点P (2,4)作两条互相垂直的直线l i, 12,假设l i交x轴于A点,l 2交y轴于B点,求线段AB的中点M的轨迹方程.【解析】分析1:从运动的角度观察发现,点M的运动是由直线l i引发的,可设出l i的斜率k作为参数,建立动点M坐标(x, y)满足的参数方程.解法1:设M (x, y),设直线l i的方程为y-4= k (x-2), ( k w 0 )1 _由l i l2,那么直线l2的万程为y 4 —(x 2)k4l1与x轴交点A的坐标为(2 4,0),kl2与y轴交点B的坐标为(0,4 2), k・•.M为AB的中点,2k(k为参数)消去k,得x+ 2y—5=0.另外,当k = 0时,AB中点为M (1, 2),满足上述轨迹方程;当k不存在时,AB中点为M (1, 2),也满足上述轨迹方程.综上所述,M的轨迹方程为x+2y—5=0.分析2:解法1中在利用k1k2=- 1时,需注意匕、k2是否存在,故而分情形讨论,能否避开讨论呢?只需利用^ PAB为直角三角形的几何特性:1 . .|MP| 21ABi解法2:设M (x, y),连结MP 那么 A (2x, 0), B (0, 2y),•••l」l 2, PAB为直角三角形1 .由直角二角形的性质,|MP| 31ABi--------------- 2 2-1 -----------2 2..(x 2)2 (y 4)22;,(2x)2 (2y)2化简,得x + 2y-5 = 0,此即M 的轨迹方程.分析3::设M (x, y),由l i _L l 2,联想到两直线垂直的充要条件: k i k 2=—1,即可 列出轨迹方程,关键是如何用 M 点坐标表示 A 、B 两点坐标.事实上,由 M 为AB 的中点,易 找出它们的坐标之间的联系.解法3:设M (x, y), •「M 为AB 中点, 又l 1, l 2过点P (2, 4),且l/l 2••• PAX PB,从而 k PA • k PB= — 1, 中点M (1, 2),经检验,它也满足方程 x+2y-5=0 综上可知,点 M 的轨迹方程为x+2y-5=0o【点评】 解法1用了参数法,消参时应注意取值范围.解法 2, 3为直译法,运 1 ,k PA • k PB= - 1, | MP | - | AB|这些等量关系.用参数法求解时,一 般参数可选用具有某种物理或几何意义的量,如时间,速度,距离,角度, 有向线段的数量,直线的斜率,点的横,纵坐标等.也可以没有具体的意 义,选定参变量还要特别注意它的取值范围对动点坐标取值范围的影响【变式3】过圆O: x 2+y 2= 4外一点A(4,0),作圆的割线,求割线被圆截得的弦 BC 的中点M 的轨迹. 解法一:“几何法〞设点M 的坐标为(x,y ),由于点M 是弦BC 的中点,所以 OML BC, 所以 |OM | 2 + | MA | 2 =| OA | 2 ,即(x 2+y 2)+(x -4)2 +y 2=16化简得:(x —2) 2+ y 2=4 .................................. ①由方程 ① 与方程x 2+y 2= 4得两圆的交点的横坐标为 1,所以点M 的轨迹方程为 (x —2) 2+ y 2=4 (0<x<1)o 所以M 的轨迹是以(2, 0)为圆心,2为半径的圆在圆 O 内的局部. 解法二:“参数法〞设点M 的坐标为(x,y ), B (x 1,y0 ,C (x 2,y 2)直线AB 的方程为y=k(x -4), 由直线与圆的方程得(1+k 2) x 2—8k 2x +16k 2—4=0 .................... (*),由点M 为BC 的中点,所以x=x —x 2 」4k ) ................................ (1),2 1 k又 OMLBC,所以 k=Y (2)由方程(1) (2)消去k 得(x — 2) 2+ y 2=4,又由方程(* )的^> 0得k 2< 1,所以x< 1.3••• A (2x, 0),B (0, 2y).而k pA4 0 2 2x' 4 2y2 2x 2注意到l i^x 轴时,1,化简,得x 2y 5 0l 2±y 轴,此时 A (2, 0), B (0,4)用了2+ y 2=4 ( 0<x< 1)为圆心,2为半径的圆在圆 O 内的局部.【点评】代入法的关键在于找到动点和其相关点坐标间的等量关系【变式4】如下图, R4 , 0)是圆x 2+y 2=36内的一点,A 、B 是圆上两动点,且满足ZAPE =90 ,求矩形APBQ 勺顶点Q 的轨迹方程【解析】: 设AB 的中点为R,坐标为(x , y ),那么在Rt^ABP 中,|AR =| PR 又由于R 是弦 AB 的中点,依垂径定理在 Rt △ OAF^, | AR 2=| A .2—|OR 2=36—(x 2+y 2)又|AR =| P 帘(x 4)2 y 2所以有(x-4) 2+y 2=36- (x 2+y 2),即 x 2+y 2—4x —10=0因此点R 在一个圆上,而当 R 在此圆上运动时,Q 点即在所求 的轨迹上运动 设Qx ,y) , R (x 1, y 1),由于R 是PQ 的中点,所以 y o ,222x +y -4x- 10=0,得(_y )2 4 x 4 _10=022所以点M 的轨迹方程为(x-2)所以M 的轨迹是以(2, 0) 4,用代入法等其它方法求轨迹方程x 2例4.点B 是椭圆-2 a2与1上的动点,A(2a,0)为定点,求线段AB 的中点M 的 b 2轨迹方程.分析:题中涉及了三个点 A 、B 、M,其中A 为定点,而B 、M 为动点,且点 B 的运动是有 规律的,显然 M 的运动是由B 的运动而引发的,可见 M B 为相关点,故采用相关点法求动点 M 的轨迹方程.【解析】设动点 那么由M 为线段 M 的坐标为(x, y),而设B 点坐标为(xo, yo)AB 中点,可得x 0 2a 2 V . 0 2 x 0 2x 2aV . 2y即点 B 坐标可表为(2x - 2a, 2y)x 2点B(x°, y°)在椭圆-y a 2—1上b 22x 0 -2- a2〞1 b 2(2x 从而有——2a)2 2a叱1b 2整理,得动点M 的轨迹方程为4J a22a) 4y 1 b 2x 4 x1=—,y 1代入方程(7)22QR整理得 x 2+y 2=56,这就是所求的轨迹方程四、常见错误:【例题5】 ABC 中,B, C 坐标分别为(-3, 0), (3, 0),且三角形周长为16,求点A 的轨 迹方程.22【常见错误】由题意可知,|AB|+|AC|=10 ,满足椭圆的定义.令椭圆方程为 : 4 1 ,那么a b22由定义可知a 5,c 3,那么b 4,得轨迹方程为—匕 1516【错因剖析】ABC 为三角形,故A, B, C 不能三点共线.【正确解答】ABC 为三角形,故 A, B, C 不能三点共线.轨迹方程里应除去点(5,0).( 5,0),22即轨迹方程为二匕 1(x5)25 16提示:1 :在求轨迹方程中易出错的是对轨迹纯粹性及完备性的忽略,除;另一方面,又要注意有无“漏网之鱼〞仍逍遥法外,2:求轨迹时方法选择尤为重要,首先应注意定义法,几何法,直接法等方 法的选择.3:求出轨迹后,一般画出所求轨迹,这样更易于检查是否有不合题意的部 分或漏掉的局部. 针对性练习:5 ___ 5、 一 一 22 一1:两点M(1,—), N( 4,一)给出以下曲线方程:① 4x 2y 1 0;②x y 3;③4 422— y 21y 21,在曲线上存在点 P 满足|MP | | NP |的所有曲线方程是(22A ①③B ②④C ①②③D ②③④【答案】:D【解答】:要使得曲线上存在点 P 满足|MP| |NP|,即要使得曲线与 MN 的中垂线y 有交点.把直线方程分别与四个曲线方程联立求解,只有①无解,那么选D2.两条直线x my 1 0与mx y 1 0的交点的轨迹方程是 : 【解答】:直接消去参数 m 即得(交轨法):x 2 y 2 x y 03:圆的方程为(x-1) 2+y 2=1,过原点O 作圆的弦0A,那么弦的中点M 的轨迹方程是 ^因此, 在求出曲线方程的方程之后,应仔细检查有无“不法分子〞掺杂其中, 将其剔要将其“捉拿归案〞.2x 3【解答】:令 M 点的坐标为(x, y),那么A 的坐标为(2 x,2y),代入圆的方程里面便可得到动点的轨迹方程.【解答】:抛物线方程可化为它的顶点坐标为消去参数m 得:(4, 0)的距离与它到直线 x 4的距离相等.那么点 M 的 4为准线的抛物线.故所求轨迹方程为 y 2 16x .6:求与两定点OO 1, 0、A3, 0距离的比为1: 2的点的轨迹方程为八, …, ,□… POl1一、… 一— 一〜…,一八【分析】:设动点为巳由题意- -,那么依照点P 在运动中所遵循的条件,可列出等量关| PA| 2系式.【解答】:设P x, y 是所求轨迹上一点,依题意得L1 O 得:(x 1)22y 2 :(x 0)4随意变化时,那么抛物线y x 2 2m 1 xm 2 1的顶点的轨迹方程为把所求轨迹上的动点坐标x, y 分别用已有的参数 m 来表示,然后消去参数 m故所求动点的轨迹方程为4x 4y 305:点M 到点F (4, 0) 的距离比它到直线50的距离小1 ,那么点M 的轨迹方程为【分析】:点M 到点F (4, 0)的距离比它到直线 50 的距离小1,意味着点M 到点F(4, 0)的距离与它到直线 x 40的距离相等. 由抛物线标准方程可写出点 M 的轨迹方程.【解答】:依题意,点M 到点F轨迹是以F (4, 0)为焦点、x由两点间距离公式得:x 2 y 21PO 1 PA 2化简彳导:x 2 y 2 2x 3027抛物线y 4x 的通径〔过焦点且垂直于对称轴的弦〕与抛物线交于 A 、B 两点,动点C 在抛物线上,求^ ABC 重心P 的轨迹方程.【分析】:抛物线y 4x 的焦点为F 1,0 .设^ ABC 重心P 的坐标为〔x, y 〕,点C 的坐 标为〔x 1, y 1〕.其中x 1 1【解答】:因点P x, y 是重心,那么由分点坐标公式得:x 另一2, y 也33即 x 1 3x 2, y 1 3y由点C x 1,y 1在抛物线y 2 4x 上,得:y 12 4x 124 2将x i3x 2, y i3y 代入并化简,得:y — x —( x 1) 338 .双曲线中央在原点且一个焦点为F 〔乔,0〕,直线y=x —1与其相交于 M N 两点,MNUI中点的横坐标为 5 ,求此双曲线方程.22【解答】:设双曲线方程为 2T 当 a b (b 2-a a)x a+ 2a ax- a 3- a ab a=0,此双曲线的方程为9 .动点P 到定点F 〔1, 0〕和直线x=3的距离之和等于【解答】:设点P 的坐标为〔x, y 〕,那么由题意可得1.将y=x — 1代入方程整理得由韦达定理得x 1 x 2解得 a 2 2,b 25.22aX I x 2~2~2 --a b 22 ,2a b2.又有+ 联立方程组,34,求点P 的轨迹方程.J (犬 _ + y* + | x — 31= 4(1)当xw3 时,方程变为J(x 1)2—y2 3 x 4,J(x 1)2―y2 x 1,化简得2y 4x(0 x 3).(2)当x>3 时,方程变为J(x 1)2—y7 x 3 4,J(x 1)2—y7 7 x,化简得y a = -12(x-4)(3<x<4)o毋足十的人口的-■铲曰必=4式.弓工43)一,= T2(x —4)0仃44)故所求的点P的轨迹方程是‘ 工 ,或, 八■10 .过原点作直线l和抛物线y x24x 6交于A、B两点,求线段AB的中点M的轨迹方程.【解答】:由题意分析知直线l的斜率一定存在,设直线l的方程y=kx.把它代入抛物线方程了=/一4天4®,得又‘一04•的白=口.由于直线和抛物线相交,所以△>0,解得x ( , 4 2而)(4 2^/6,).设A (叼打),B (叼力),M (x, y),由韦达定理得句中句=4*k.盯盯=6.产1 4k由户工一厂消去k得y=2x〞-必.又2黑f % =4 +上,所以x ( , V6)(后).,点M的轨迹方程为y 2x24x, x ( , <6) (<16, ) o。
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例1.已知中心在原点,焦点在 轴上的椭圆的焦距等于 ,它的一条弦所在的直线方程是 ,若此弦的中点坐标为 ,求椭圆的方程。
例2已知点 动点 满足条件 ,记动点 的轨迹为 。(1)求 的方程。(2)若 是 上的不同两点, 是坐标原点,求 的最小值。
例3如图,矩形ABCD中, ,以AB边所在的直线为x轴,AB的中点为原点建立直角坐标系,P是x轴上方一点,使PC、PD与线段AB分别交于 、 两点,且 成等比数列,求动点P的轨迹方程
(1)求 两点的横坐标之积和坐标之积;(2)求证:直线 过定点;
(3)求弦 中点 的轨迹方程;(4)求 面积的最小值。
4.设过点 的直线分别与 轴和 轴的正半轴交于 两点,点 与点 关于 轴对称。若 ,且 ,求点 的轨迹方程。
巩固练习
1.已知抛物线 的内接三角形 的垂心在此抛物线的焦点 上, 的面积等于 ,求此抛物线的方程。
(3)直接法:直接通过建立x、y之间的关系,构成F(x,y)=0,是求轨迹的最基本的方法;
(4)待定系数法:所求曲线是所学过的曲线:如直线,圆锥曲线等,可先根据条件列出所求曲线的方程,再由条件确定其待定系数,代回所列的方程即可
(5)参数法:当动点P(x,y)坐标之间的关系不易直接找到,也没有相关动点可用时,可考虑将x、y均用一中间变量(参数)表示,得参数方程,再消去参数得普通方程。
2.已知双曲线C的两条渐近线经过原点,并且与圆 相切,双曲线 的一个顶点 的坐标是
(1)求双曲线 的方程;
(2)已知直线 ,在双曲线 的上支求点 ,使点 与直线 的距离等于 。
3.已知抛物线 的顶点在原点,它的准线 经过双曲线 的焦点,且准线 与双曲线 交于 和 两点,求抛物线 和双曲线 的方程。
4.已知顶点在原点、对称轴在 轴上的抛物线 被直线 截得的弦 的长为 ,求抛物线 的方程。
例4设双曲线 的两个焦点分别是F1和F2,A、B分别是双曲线两条渐近线上的动点,且 ,求线段AB中点的轨迹方程
例5以抛物线y= x2的弦AB为直径的圆经过原点O,过点O作OM⊥AB,M为垂足,求点M的轨迹方程
精解名题
例1已知圆 和圆 ,动圆 与圆 外切,同时与圆 相内切。(1)求动圆圆心 的轨迹方程。(2)过点 作直线 与点 的轨迹交于 两点,且线段 的中点到 轴的距离为 ,求直线 的方程。
例2以抛物线y= x2的弦AB为直径的圆经过原点O,过点O作OM⊥AB,M为垂足,求点M的轨迹方程
例3 是抛物线 上的两点,且
热身练习
1.已知 两点分别在 轴, 轴上移动,求 中点 的轨迹方程。
2.若 的两个顶点为 点 在曲线 上运动。求 的重心轨迹方程。
3.已知 的半径为3,直线 与 相切,一动圆与 相切,并与 相交的公共弦恰为 的直径,求动圆圆心的轨迹方程。
4.动圆P与定圆 相内切且过点 求动圆圆心 的轨迹方程。
5 已知抛物线y=x2-1上一定点B(-1,0)和两个动点P、Q,当P在抛物线上运动时,BP⊥PQ,则Q点的横坐标的取值范围是_________
教学内容
知Hale Waihona Puke 精要求轨迹的常用方法:(1)定义法:如果能够确定动点的轨迹满足某已知曲线的定义,则可由曲线的定义直接写出方程;
(2)代入求轨法(坐标平移法或转移法):若动点P(x,y)依赖于另一动点Q(x1,y1)的变化而变化,并且Q(x1,y1)又在某已知曲线上,则可先用x、y的代数式表示x1、y1,再将x1、y1带入已知曲线得要求的轨迹方程;