最全地圆锥曲线轨迹方程求法
圆锥曲线的解题方法(精选4篇)
圆锥曲线的解题方法(精选4篇)(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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圆锥曲线中动点的轨迹方程的求法
知识导航有关圆锥曲线的题型较多,有求圆锥曲线的离心率、轨迹方程、判定两图形的位置关系、求弦长等,其中,求动点的轨迹方程比较常见.本文总结了求圆锥曲线中动点的轨迹方程的三种方法,供大家参考.一、直接法直接法主要应用于解答题目中所给的有关动点的几何条件较为明显的问题.运用直接法求动点的轨迹方程的主要步骤是:(1)建立合适的直角坐标系,设出所求动点的坐标;(2)根据题意,列出相关关系式;(3)将相关的点代入,化简并整理关系式即可得到动点的轨迹方程.例1.已知点Q (2,0)在圆C :x 2+y 2=1,动点M 到圆C 的切线长与|MQ |的比等于常数λ(λ>0),求动点M 的轨迹方程并说明它是什么曲线.分析:通过分析可知,动点M 到圆C 的切线长与|MQ |的比等于常数λ,所以可以考虑运用直接法求解.设出动点M 的坐标,根据题设建立关系式,化简便可得到动点的轨迹方程.解:设M (x ,y ),由直线MN 切圆于N ,MN|MQ |=λ,可得22=λ,整理得则(λ1)x 2+(λ2-1)y 2-4λ2x +(1+4λ2)=0,若λ=1,方程可化为x =54,它代表过点(54,0),与x 轴垂直的一条直线;若λ≠1,方程可化为æèçöø÷x -2λ2λ2-12+y 2=1+3λ2(λ2-1)2,它代表以æèçöø÷2λ2λ2-1,0为半径的圆.二、代入法若动点M 依赖已知曲线上的另一动点N 而运动,就可以运用代入法来求动点的轨迹方程.首先设出两动点的坐标,建立两动点的关系式,然后将转化后的动点N 的坐标代入已知曲线的方程或条件中,从而得到动点M 的轨迹方程.例2.已知点B 是椭圆x 2a 2+y 2b2=1上的动点,A (2a ,Q )为定点,求线段AB 的中点M 的轨迹方程.分析:动点M 是线段AB 的中点,M 随着动点B 而运动,本题需采用代入法来求解.解:设动点M 的坐标为(x ,y ),B 点坐标为(x 0,y 0),由M 为线段AB 的中点,可得ìíîïïïïx 0+2a2=x ,y 0+02=y ,则点B 的坐标为(2x -2a ,2y ),则(2x -2a )2a 2+(2y )2b2=1,故动点M 的轨迹方程为4(x -a )2a 2+4y 2b2=1.三、参数法参数法是指通过引入一些新变量(参数)为媒介来解答问题的方法.运用参数法求圆锥曲线中动点的轨迹方程的基本思路是,设出合适的参数,根据题意列出参数方程,通过消参将方程化为普通方程即可解题.但在解题的过程中需注意参数的取值范围.例3.如图,过点P (2,4)作两条互相垂直的直线l 1,l 2,若l 1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:设M (x ,y ),直线l 1的方程为y -4=k (x -2),(k ≠0),由l 1⊥l 2,得直线l 2的方程为y -4=-1k(x -2),∴l 1与x 轴焦点A 的坐标为(2-4k,0),l 2与y 轴焦点B 的坐标为(0,4+2k),∵M 为AB 的中点,∴ìíîïïïïx =2-4k 2=1-2k ,y =4+2k 2=2+1k ,消去k ,得到x +2y -5=0,当k =0时,AB 的中点为M (1,2),满足上述方程,当k 不存在时,AB 的中点为M (1,2),也满足上述方程,综上所述,M 的轨迹方程为x +2y -5=0.这里通过引入参数k ,得到两条直线的方程,然后结合题意建立关于k 的关系式,通过消参得到动点的轨迹方程.相比较而言,直接法较为简单,是最常用也是适用范围最广的方法;代入法的适用范围较窄,只适用于两个动点相关的题型;运用参数法解题的运算量较大.无论采用什么方法求动点的轨迹方程,都要关注轨迹方程中变量的取值范围.(作者单位:江苏省南通市海门四甲中学)蒋秋霞39Copyright©博看网 . All Rights Reserved.。
圆锥曲线直译法和定义求轨迹方程
直译法和定义法求轨迹方程圆锥曲线大题的第一问,往往是求轨迹方程。
求轨迹方程的方法很多,今天介绍两种,直译法和定义法。
这两种方法都要求对点的几何性质非常熟悉,根据几何性质,找出关系,列出式子从而得解。
一、直译法所谓直译法,其实就是指直接从题目给出的几何性质,列出等式,从而化简得到轨迹方程。
题目给的几何性质,往往跟斜率,距离公式,切线等有关。
步骤一般是:(1)设出动点坐标(x,y )(2)根据几何性质列出方程(),0f x y =(3)化简整理得到结果例1 (2019全国2卷)已知点()2,0A -,(2,0)B ,动点M 满足直线AM 与直线BM 的斜率之积为12-。
记M 的轨迹为曲线C ,求C 的轨迹方程 解:根据斜率之积可以非常容易写出关系式,所以利用直译法即可。
设(),M x y 则,,22AM BM y y k k x x ==+- 由12AM BM k k =-得到1222y y x x =-+- 化简为2224x y +=即为所求例2 已知点()0,1A -,点B 在y=-3上,动点M 满足MB OA ‖且•·MA AB MB BA =,求M 轨迹方程 解析:有非常明确的向量关系,式子也是比较容易列出来。
因此用直译法,然后化简即可。
设(),M x y ,由MBOA ‖,OA 是个竖直的线段以及B 在y=-3上,非常容易知道B 点作为(,3)x -。
那么容易求出:()()(),1,0,3,,2MA x y MB y AB x =---=--=-由•·MA AB MB BA =得到()()22123x y y ----=--化简为248x y -=即为所求例3 已知圆O :2220x y +-=,圆O ':228100x y x +-+=。
由点P 向两圆引切线长相等,求P 轨迹方程解析:这个就需要画一画图找到关系式。
如下图设圆O 的半径为1r ,圆O '的半径为2r 。
圆锥曲线中轨迹方程问题的求法
第3讲 圆锥曲线中轨迹方程问题的求法一、考情分析 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 。
二、经验分享求曲线的轨迹方程常采用的方法有直接法、定义法、代入法、参数法(1)直接法 直接法是将圆锥曲线中动点满足的几何关系或者等量关系,直接坐标化,列出等式化简即得动点轨迹方程,当所求动点的要满足的条件简单明确时,直接按“建系设点、列出条件、代入坐标、整理化简、限制说明”五个基本步骤求轨迹方程, 称之直接法.(2)定义法 若动点轨迹的条件符合某一基本轨迹的定义(如椭圆、双曲线、抛物线、圆等),可用定义直接探求;(3)相关点法 根据相关点所满足的方程,通过转换而求动点的轨迹方程;(4)参数法 若动点的坐标(x ,y )中的x ,y 分别随另一变量的变化而变化,我们可以以这个变量为参数,建立轨迹的参数方程;求轨迹方程,一定要注意轨迹的纯粹性和完备性 要注意区别“轨迹”与“轨迹方程”是两个不同的概念三、题型分析(一) 直接法 直接法是将动点满足的几何条件或者等量关系,直接坐标化,列出等式化简即得动点轨迹方程 当所求动点的要满足的条件简单明确时,直接按“建系设点、列出条件、代入坐标、整理化简、限制说明”五个基本步骤求轨迹方程, 称之直接法.例1 已知直角坐标平面上点Q (2,0)和圆C :122=+y x ,动点M 到圆C 的切线长与MQ 的比等于常 数()0>λλ(如图),求动点M 的轨迹方程,说明它表示什么曲线. 【变式训练】设O 为坐标原点,动点M 在椭圆C :2212x y +=上,过M 作x 轴的垂线,垂足为N ,点P 满足2NP NM =。
圆锥曲线定义
答案: D . 2.相离问题插空排:元素相离(即不相邻)问题,可先把 无位置要求的几个元素全排列,再把规定的相离的几个 元素插入上述几个元素的空位和两端. 例 2.七人并排站成一行,如果甲乙两个必须不相邻, 那么不同的排法种数是( ) A、1440 种 B、3600 种 C、4820 种 D、4800 种
(2)若双曲线方程为
若渐近线方程为 y
x2 y2 x2 y2 若双曲线与 2 2 1 有公共渐近线,可设为 2 2 a b a b
( 0 ,焦点在 x 轴上, 0 ,焦点在 y 轴上) (3)特别地当 a b时 离心率 e
2 两渐近线互相垂直,分别为 y= x ,此
m
(K) k k k
Tr+1= Cn a
r n-r
b
r
An =n(n-1)(n-2)(n-3)„(n-m+1)=
n! (n m)!
An =n!
n
Cn =
m
m
n(n 1)(n 2)(n m 1) n! m! (n m)!m!
n-m
Cn = Cn
Cn +Cn
2 2 2 2
m
A 的右边( A, B 可以不相邻)那么不同的排法有(
)
A、24 种 B、60 种 C、90 种 D、120 种 解析: B 在 A 的右边与 B 在 A 的左边排法数相同,所以 题设的排法只是 5 个元素全排列数的一半, 即
1 5 A5 60 2
种,选 B . 4.标号排位问题分步法:把元素排到指定位置上,可先把 某个元素按规定排入,第二步再排另一个元素,如此继 续下去,依次即可完成. 例 4.将数字 1,2,3,4 填入标号为 1,2,3,4 的四 个方格里, 每格填一个数, 则每个方格的标号与所填数字 均不相同的填法有( ) A、6 种 B、9 种 C、11 种 D、23 种 解析:先把 1 填入方格中,符合条件的有 3 种方法,第二 步把被填入方格的对应数字填入其它三个方格, 又有三种 方法;第三步填余下的两个数字,只有一种填法,共有 3 ×3×1=9 种填法,选 B . 5. 有序分配问题逐分法 : 有序分配问题指把元素分成若 干组,可用逐步下量分组法. 例 5.(1)有甲乙丙三项任务,甲需 2 人承担,乙丙各 需一人承担,从 10 人中选出 4 人承担这三项任务,不同 的选法种数是( A、1260 种 ) B、2025 种 C、2520 种 D、5040
高中数学解析几何|求轨迹方程方法最全总结
高中数学解析几何|求轨迹方程方法最全总结一、直接法若动点运动的条件是一些较为明确的几何量的等量关系,而这些条件易于表达成关于x,y的等量关系式,可以较为容易地得到轨迹方程(即遵循求轨迹方程的一般程序),这种方法我们一般称之为直接法.用直接发求轨迹方程一般都要经过建系、设点、列式、化简、验证这五个环节.二、定义法若动点轨迹的条件符合某一基本而常见轨迹的定义(如圆、椭圆、双曲线、抛物线等)已从定义来确定表示其几何特征的基本量而直接写出其轨迹方程,或从曲线定义来建立等量关系式从而求出轨迹方程.三、代入法若动点运动情况较为复杂,不易直接表述或求出,但是能够发现形成轨迹的动点P(x,y)随着另一动点Q (X,Y)的运动而有规律的运动,而且动点Q的运动轨迹方程已经给定或极为容易求出,故只要找出两动点P,Q之间的等量关系式,用x,y表示X,Y再代入Q的轨迹方程整理即得动点P的轨迹方程,称之为代入法,也叫相关点法.四、参数法若动点运动变化情况较为复杂,动点的纵坐标之间的等量关系式难以极快找到,可以适当引入参数,通过所设参数沟通动点横坐标之间的联系,从而得到轨迹的参数方程进而再消去所设参数得出轨迹的(普通)方程,称之为参数法.点悟:注意落实好图形特征信息提供的解题方向,前提是自信,实力是运算过关.本题还可有一些较为简捷的解法,不妨试试五、交轨法若所求轨迹可以看成是某两条曲线(包括直线)的交点轨迹时,可由方程直接消去参数,也可引入参数来建这两条动曲线之间的联系,再消参而得到轨迹方程,称之为交轨法.可以认为交轨法是参数法的一种特殊情况.点悟:交轨是一种动态解题策略,注意特殊或极限情况处理. 六、几何法认真分析动点运动变化规律,可以发现图形明显的几何特征,利用有关平面几何的知识将动点运动变化规律与动点满足的条件有机联系起来,再利用直接法得到动点的轨迹方程,称之为几何法.七、点差法涉及与圆锥曲线中点弦有关的轨迹问题时,常可以把两端点设为(x1,y1),(x2,y2),代入圆锥曲线方程,然后作差法求出曲线的轨迹方程,此法称之为点差法,也叫平方差法.运用此法要注意限制轨迹方程中变量可能的取值范围.点悟:上述方法是通过设直线AB的方程引入参数b得到动点M 轨迹的参数方程再消去参数得到普通方程,注意参数的取值范围,因而轨迹是一条线段.本题较为简捷的求法还可考虑点差法:。
圆锥曲线(轨迹)方程的求法
圆锥曲线(轨迹)方程的求法作者:刘坚吴自强来源:《高中生学习·高二版》2017年第02期直接法例1 已知三点[O(0,0),A(-2,1),B(2,1),]曲线[C]上任意一点[M(x,y)]满足[|MA+MB|=OM∙(OA+OB)+2]. 求曲线[C]的方程.解析由题意得,[MA=(-2-x,1-y),][MB=(2-x,1-y)].所以[|MA+MB|=(-2x)2+(2-2y)2,][OM∙(OA+OB)=(x,y)∙(0,2)=2y].由题意得,[(-2x)2+(2-2y)2=2y+2].化简得,曲线[C]的方程为[x2=4y].解读本题以平面向量为载体,通过向量的代数运算,求出动点所满足的方程(或等式),化简之后即可得到轨迹方程,此法称为直接法. 注意:化简时,一定要具有等价性.定义法例2 已知圆[M]:[(x+1)2+y2=1],圆[N]:[(x-1)2+y2=9],动圆[P]与[M]外切并且与圆[N]内切,圆心[P]的轨迹为曲线[C]. 求曲线[C]的方程.解析由题意得,圆[M]的圆心为[M](-1,0),半径[r1=1];圆[N]的圆心为[N](1,0),半径[r2]=3. 设动圆[P]的圆心为[P(x,y)],半径为[R].∵圆[P]与圆[M]外切,且与圆[N]内切,∴[PM+PN=(R+r1)+(r2-R)=r1+r2=4].由椭圆的定义可知,曲线[C]是以[M,N]为左右焦点,实半轴长为2,短半轴长为[3]的椭圆(左顶点除外),其方程为[x24+y23=1(x≠-2)].解读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,这种方法叫作定义法. 运用定义法,求其轨迹,做到以下两点: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;二要熟练掌握平面几何中的一些性质定理. 此种方法在高考中经常出现,如2016年全国卷I的第20题,就是这种类型.相关点法例 3 设点[A]是单位圆:[x2+y2=1]上的任意一点,[l]是过点[A]与[x]轴垂直的直线,点[D]是直线[l]与[x]轴的交点,点[M]在直线[l]上,且满足[DM=mDA][(m>0,][且m≠1).] 当点[A]在圆上运动时,记点[M]的轨迹为曲线[C].求曲线[C]的方程,判断曲线[C]为何种圆锥曲线,并求其焦点坐标.解析如图,设[M(x,y)],[A(x0,y0)],由[DM=mDA(m>0,且m≠1)]得,[x=x0,y=my0].所以[x=x0,y0=1my].①因為点[A]在单位圆上运动,所以[x02+y02=1].②将①式代入②式得,所求曲线[C]的方程为[x2+y2m2=1(m>0,且m≠1).]因为[m∈(0,1)⋃(1,+∞)],所以当[01]时,曲线[C]是焦点在[y]轴上的椭圆,两焦点坐标分别为[(0,-m2-1),(0,m2-1).]解读用相关点法求曲线方程时一般有两个动点,一个是主动点,另一个是被动点. 例如本题中的点[A]是主动点,点[M]是被动点. 当题目中的条件同时具有以下特征时,一般可用相关点法求其轨迹方程:(1)某个动点[A]在已知方程的曲线上移动;(2)另一个动点[M]随点[A]的变化而变化;(3)在变化过程中点[A]和点[M]满足一定的规律.参数法例4 过抛物线[y2=2px(p>0)]的顶点[O]作两条互相垂直的弦[OA],[OB],再以[OA],[OB]为邻边作矩形[AOBM],如图,求点[M]的轨迹方程.解析设[M(x,y),A(x1,y1),B(x2,y2)],[OA]的斜率为[k](显然[k≠0]),则[OB]的斜率为[-1k].[OA]所在直线方程为[y=kx].代入[y2=2px]得,[x1=2pk2,y1=2pk],即[A(2pk2,2pk)].[OB]所在直线方程为[y=-1kx],代入[y2=2px]得,[x2=2pk2,y2=-2pk,]即[B(2pk2,-2pk)].[∴OB=(2pk2,-2pk),OA=(2pk2,2pk)].[OM=OA+OB=(2pk2+2pk2,2pk-2pk)].所以[x=2p(1k-k)2+4p,y=2p(1k-k).]消去[(1k-k)]得,[y2=2p(x-4p)(p>0),]即为点[M]的轨迹方程.解读在利用参数法求解时,要选择合适的参数,并注意参数的取值范围. 同时,求轨迹方程的关键是消参.例5 如图,椭圆方程为[x2a2+y2b2=1(a>b>0)],[O]为坐标原点,[A],[B]两点均在椭圆上,且[OA⊥OB,OH⊥AB]于点[H],求点[H]的轨迹方程.解析设[OA=r1,OB=r2],[∠AOx=θ,]设[H(x,y),][则A(r1cosθ,r1sinθ),][B(r2cos(π2+θ),r2sin(π2+θ))].[∵A,B]均在椭圆上,[∴r21cos2θa2+r21sin2θb2=1,r22sin2θa2+r22cos2θb2=1.][∴1r21=cos2θa2+sin2θb2,1r22=sin2θa2+cos2θb2.]相加得,[1r21+1r22=1a2+1b2.]又在[Rt△AOB]中,利用面积相等得,[12r1r2=12OH⋅AB].[∴OH2=r21r22r21+r22=a2b2a2+b2].[∴][x2+y2=a2b2a2+b2].[∴]点[H]的轨迹方程为[x2+y2=a2b2a2+b2].解讀此题利用三角函数的定义,巧妙设置参数,大大简化了运算量,这种技巧要多积累.交轨法例6 如图,椭圆[C0:x2a2+y2b2=1(a>b>0)],[a,b]为常数,动圆[C1:x2+y2=t12],[b解析设[A(x1,y1),]由对称性可知,[B(x1,-y1).]又[A1(-a,0),A2(a,0),]则直线[A1A]的方程为[y=y1x1+a(x+a)],①直线[A2B]的方程为[y=-y1x1-a(x-a)].②由①②得,[y2=-y21x21-a2(x2-a2)].③又点[A(x1,y1)]在椭圆[C0]上,故[x21a2+y21b2=1].从而[y21=b2a2(a2-x12)].代入③得,[x2a2-y2b2=1][(x解读交轨法求轨迹方程,一般用于求两动曲线交点的轨迹方程,其过程是选出一个适当的参数,求出两动曲线的方程或动点坐标适合的含参数的等式,再消去参数,即得所求动点轨迹的方程.待定系数法例7 设椭圆[E]的方程为[x2a2+y2b2=1(a>b>0)],点[O]为坐标原点,点[A]的坐标为[(a,0)],点[B]的坐标为[(0,b)],点[M]在线段[AB]上,满足[BM=2MA],直线[OM]的斜率为[510].(1)求椭圆[E]的离心率[e];(2)设点[C]的坐标为[(0,-b)],点[N]为线段[AC]的中点,点[N]关于直线[AB]的对称点的纵坐标为[72],求椭圆[E]的方程.解析本题主要考查椭圆、平面几何的性质,第(1)小题用待定系数法求椭圆的方程,第(2)小题可将已知条件转化为方程组求解.(1)如图,由题意得,点[M]的坐标为[(2a3,b3)],又[kOM=510],即[b2a=510],即[a=5b],所以[c=a2-b2=2b],故[e=ca=255.](2)由题意和(1)的计算结果可得,直线[AB]的方程为[x5b+yb=1],点[N]的坐标为[(52b,-b2)].设点[N]关于直线[AB]的对称点[S]的坐标为[(x1,72)],则线段[NS]的中点[T]的坐标为[(54b+x12,-b4+74)].又点[T]在直线[AB]上,且[kNS∙kAB=-1],从而有[54b+x125b+-b4+74b=1,72+b2x1-5b2=5.]解得,[b=3],所以[a=35].故椭圆[E]的方程为[x245+y29=1].解读本题以椭圆的性质和平面几何的知识为依托,将方程中的系数与直线的斜率和对称问题联系在一起,充分考查了平面几何的知识和数形转化的思想.。
圆锥曲线大题全攻略含答案详解
圆锥曲线大题全攻略含答案详解本文介绍了圆锥曲线中常见的问题和解题技巧,包括求轨迹方程问题、定点问题、定值问题、最值问题、点差法解决中点弦问题、常见几何关系的代数化方法、非对称“韦达定理”问题处理技巧、三点共线问题、巧用曲线系方程解决四点共圆问题、抛物线中阿基米德三角形的常见性质及应用、双切线题型等。
求轨迹方程问题是圆锥曲线中的高频题型,求轨迹方程的主要方法有直译法、相关点法、定义法、参数法等。
直译法的步骤是设求轨迹的点为P(x,y),由已知条件建立关于x,y的方程,化简整理;相关点法的步骤是设求轨迹的点为P(x,y),相关点为Q(xO,yO),根据点的产生过程,找到(x,y)与(xO,yO)的关系,并将xO,yO用x和y表示,将(xO,yO)代入相关点的曲线,化简即得所求轨迹方程;定义法的步骤是分析几何关系,由曲线的定义直接得出轨迹方程;参数法的步骤是引入参数,将求轨迹的点(x,y)用参数表示,消去参数,研究范围。
本文还给出了四个例题,分别是求点P的轨迹方程、求动点M的轨迹方程、求动点Q的轨迹方程、求AB中点M的轨迹方程。
最后,给出两道专题练题,帮助读者巩固所学知识。
3.抛物线C的焦点为F,点A在抛物线上运动,点P满足AP=-2FA,求动点P的轨迹方程。
改写:已知抛物线C的焦点为F,点A在抛物线上运动,设点P的坐标为(x,y),则有AP=-2FA,求P的轨迹方程。
4.已知定圆M的方程为(x+y+4)^2=100,定点F的坐标为(0,4),动圆P过定点F且与定圆M内切,求动圆圆心P的轨迹方程。
改写:已知定圆M的方程为(x+y+4)^2=100,定点F的坐标为(0,4),设动圆P的圆心坐标为(x,y),则P过定点F且与定圆M内切,求P的轨迹方程。
5.已知定直线l的方程为x=-2,定圆A的方程为(x-4)^2+y^2=16,动圆H与直线l相切,与定圆A外切,求动圆圆心H的轨迹方程。
改写:已知定直线l的方程为x=-2,定圆A的方程为(x-4)^2+y^2=16,设动圆H的圆心坐标为(x,y),则H与直线l相切,与定圆A外切,求H的轨迹方程。
圆锥曲线轨迹问题(解析版)
第四讲 有关圆锥曲线轨迹问题根据动点的运动规律求出动点的轨迹方程,这是解析几何的一大课题:一方面求轨迹方程的实质是将“形”转化为“数”,将“曲线”转化为“方程”,通过对方程的研究来认识曲线的性质;另一方面求轨迹方程是培养学生数形转化的思想、方法以及技巧的极好教材。
该内容不仅贯穿于“圆锥曲线”的教学的全过程,而且在建构思想、函数方程思想、化归转化思想等方面均有体现和渗透。
求轨迹方程的的基本步骤:建设现代化(检验)建(坐标系)设(动点坐标)限(限制条件,动点、已知点满足的条件)代(动点、已知点坐标代入)化(化简整理)检验(要注意定义域“挖”与“补”)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、已知直角坐标系,点Q (2,0),圆C 方程为122=+y x ,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。
【解析】设MN 切圆C 于N ,则222ONMO MN -=。
),(y x M ,则2222)2(1y x y x +-=-+λ化简得0)41(4))(1(22222=++-+-λλλx y x 当1=λ时,方程为54x =,表示一条直线。
当1≠λ时,方程化为2222222)1(31)12(-+=+--λλλλy x 表示一个圆。
【练习】如图,圆1O 与圆2O 的半径都是1,124O O =. 过动点P 分别作圆2O 、圆2O 的切线PM PN ,(M N ,分别为切点),使得2PM PN =. 试建立适当的坐标系,并求动点P 的轨迹方程.【解析】以12O O 的中点O 为原点,12O O 所在直线为x 轴,建立如图所示的平面直角坐标系,则1(20)O -,,2(20)O ,. 由已知2PM PN =,得222PM PN =. 因为两圆半径均为1,所以221212(1)PO PO -=-.设()P x y ,,则2222(2)12[(2)1]x y x y ++-=-+-, 即22(6)33x y -+=.(或221230x y x +-+=)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y xQMNO证明可以省略,但要注意“挖”与“补”。
有关圆锥曲线轨迹方程的求法
轨迹方程.
解 直线l过点M(0,1),当l的斜率存在时,设其斜率为k,则l的 方程为y=kx+1……………………………………….1′ 设 A x , y 、 B x , y ,由题设可得点A、B的坐标 x1 , y1 、 x2 , y2 2 2 1 1 y kx 1 是方程组 , ① 2 2 y 1 的解. ② x 4 将①代入②并化简,得 (4 k 2 ) x2 2kx 3 , 4′ …………… 0 则 x x 2k 1 2
1 点P满足 OP 2 OA OB当l绕点M旋转时,求动点P的
轨迹方程.
分析 设出直线l的方程,和A、B两点的坐标,并将 直线l方程与椭圆方程联立,求出 x1 x2 , y1 y2 ,
1 由 OP OA OB 可表示出点P坐标,再用消参法求 2
曲线与方程
学习如几何曲线 幸福似小数循环.
椭圆: 平面内与两定点F1 , F2的 距离之和 ________ 等于 _________ 常数2a
的点的轨迹.
PF1 PF2 2a (2a F1 F2 )
常数2a 的点的轨迹. 等于 __________
F1F2 2a
__________ ________ 双曲线 : 平面内与两定点F1 , F2的距离的差的绝对值
PF1 PF2 2a (2a F1 F2 )
F1F2 2a
相等 ______ 抛物线 :平面内与一定点F和一条定直线的距离
的点的轨迹.
PF d p
典例分析
题型一 直接法求曲线方程 【例1】已知点F(1,0),直线l:x=-1,P为坐标平面上 的动点,过P作直线l的垂线,垂足为点Q,且 QP QF FP FQ 求动点P的轨迹方程C.
圆锥曲线必备公式(经典)
圆锥曲线一、椭圆及其性质第一定义平面内一动点P 与两定点F 1、F 2距离之和为常数(大于F 1F 2 )的点轨迹第二定义平面内一动点到定点与到准线的距离比是常数的点轨迹MF 1d 1=MF 2d 2=e 焦点焦点在x 轴上焦点在y 轴上图形yxF 1F 2abc O A 1A 2B 2B 1x =a 2cx =-a 2c y x F 1F 2ab c A 1A 2B 2B 1y =a2cy =-a 2c标准方程x 2a 2+y 2b 2=1a >b >0 y 2a 2+x 2b 2=1a >b >0 范围-a ≤x ≤a 且-b ≤y ≤b-b ≤x ≤b 且-a ≤y ≤a顶点A 1-a ,0 ,A 2a ,0 ,B 10,-b ,B 20,bA 10,-a ,A 20,a ,B 1-b ,0 ,B 2b ,0轴长长轴长=2a ,短轴长=2b ,焦距=F 1F 2 =2c ,c 2=a 2-b 2焦点F 1-c ,0 、F 2c ,0F 10,-c 、F 20,c焦半径PF 1 =a +e x 0,PF 2 =a -e x 0PF 1 =a -e y 0,PF 2 =a +e y 0焦点弦左焦点弦|AB |=2a +e (x 1+x 2),右焦点弦|AB |=2a -e (x 1+x 2).离心率e =ca=1-b 2a20<e <1 准线方程x =±a 2c y =±a 2c 切线方程x 0x a 2+y 0y b 2=1x 0x b 2+y 0y a 2=1通径过椭圆焦点且垂直于对称轴的弦长AB =2b 2a(最短焦点弦)焦点三角形(1)由定义可知:|PF 1|+|PF 2|=2a ,周长为:2a +2c(2)焦点三角形面积:S △F 1PF 2=b 2×tanθ2(3)当P 在椭圆短轴上时,张角θ最大,θ≥1-2e 2cos (4)焦长公式:PF 1 =b 2a -c αcos 、MF 1 =b 2a +c αcos MP =2ab 2a 2-c 22αcos =2ab 2b 2+c 22αsin (5)离心率:e =(α+β)sin α+βsin sin yxF 1F 2θαP OMβ第一定义平面内一动点P 与两定点F 1、F 2距离之差为常数(大于F 1F 2 )的点轨迹第二定义平面内一动点到定点与到准线的距离比是常数的点轨迹MF 1d 1=MF 2d 2=e 焦点焦点在x 轴上焦点在y 轴上图形yx F 1F2b c 虚轴实轴ayxF 1F 2实轴虚轴标准方程x 2a 2-y 2b 2=1a >0,b >0 y 2a 2-x 2b 2=1a >0,b >0 范围x ≤-a 或x ≥a ,y ∈R y ≤-a 或y ≥a ,x ∈R 顶点A 1-a ,0 、A 2a ,0 A 10,-a 、A 20,a 轴长虚轴长=2b ,实轴长=2a ,焦距=F 1F 2 =2c ,c 2=a 2+b 2焦点F 1-c ,0 、F 2c ,0F 10,-c 、F 20,c焦半径|PF 1|=a +e x 0,|PF 2|=-a +e x 0左支添“-”离心率e =ca=1+b 2a2e >1 准线方程x =±a 2c y =±a 2c 渐近线y =±b a xy =±a b x切线方程x 0x a 2-y 0y b 2=1x 0x b 2-y 0y a 2=1通径过双曲线焦点且垂直于对称轴的弦长AB =2b 2a(最短焦点弦)焦点三角形(1)由定义可知:|PF 1|-|PF 2|=2a(2)焦点直角三角形的个数为八个,顶角为直角与底角为直角各四个;(3)焦点三角形面积:S △F 1PF 2=b 2÷tan θ2=c ∙y(4)离心率:e =F 1F 2 PF 1 -PF 2=sin θsin α-sin β =sin (α+β)sin α-sin βyxF 1F 2Pθαβ定义平面内与一个定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹称为抛物线.方程y 2=2px p >0y 2=-2px p >0x 2=2py p >0x 2=-2py p >0图形yxF x =-p2yxFx =p2y xFy =-p2yxFy =p2顶点0,0对称轴x 轴y 轴焦点F p2,0 F -p 2,0 F 0,p 2 F 0,-p2准线方程x =-p 2x =p 2y =-p2y =p 2离心率e =1范围x ≥0x ≤0y ≥0y ≤0切线方程y 0y =p x +x 0y 0y =-p x +x 0x 0x =p y +y 0x 0x =-p y +y 0通径过抛物线焦点且垂直于对称轴的弦AB =2p (最短焦点弦)焦点弦AB 为过y 2=2px p >0 焦点的弦,A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),倾斜角为α.则:(1)AF =x 1+p 2BF =x 2+p2AB =x 1+x 2+p ,(2)x 1x 2=p 24y 1y 2=-p 2(3)AF =p 1-αcos BF =p 1+αcos 1|FA |+1|FB |=2p (4)AB =2p sin 2αS △AOB =p 22αsin AB 为过x 2=2py (p >0)焦点的弦,A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),倾斜角为α.则:(1)AF =p 1-αsin BF =p1+αsin (2)AB =2p 2αcos S △AOB=p 22αcos (3)AF BF=λ,则:α=λ-1λ+1sin yxFx =-p 2αABO yxFαABOy 2=2px (p >0)y 2=2px (p >0)四、圆锥曲线的通法F 1F 2POxyOxyFP MOxyF 1F 2P椭圆双曲线抛物线点差法与通法1、圆锥曲线综述:联立方程设交点,韦达定理求弦长;变量范围判别式,曲线定义不能忘;弦斜中点点差法,设而不求计算畅;向量参数恰当用,数形结合记心间.★2、直线与圆锥曲线的位置关系(1)直线的设法:1若题目明确涉及斜率,则设直线:y =kx +b ,需考虑直线斜率是否存在,分类讨论;2若题目没有涉及斜率或直线过(a ,0)则设直线:x =my +a ,可避免对斜率进行讨论(2)研究通法:联立y =kx +bF (x ,y )=0得:ax 2+bx +c =0判别式:Δ=b 2−4ac ,韦达定理:x 1+x 2=−b a ,x 1x 2=ca(3)弦长公式:AB =(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=1+k 2|x 1-x 2|=(1+k 2)⋅[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]=1+1k2(y 1+y 2)2−4y 1y 23、硬解定理设直线y =kx +φ与曲线x 2m +y 2n=1相交于A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2)由:y =kx +φnx 2+my 2=mn,可得:(n +mk 2)x 2+2kφmx +m (φ2-n )=0判别式:△=4mn (n +mk 2-φ2)韦达定理:x 1+x 2=-2kmφn +mk 2,x 1x 2=m (φ2-n )n +mk 2由:|x 1-x 2|=(x 1+x 2)2-4x 1x 2,代入韦达定理:|x 1-x 2|=△n +mk 2★4、点差法(可以拓展为第三定义):若直线l 与曲线相交于M 、N 两点,点P (x 0,y 0)是弦MN 中点,MN 的斜率为k MN ,则:在椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)中,有k MN ⋅y 0x 0=−b 2a2;在双曲线x 2a 2−y 2b 2=1(a >b >0)中,有k MN ⋅y 0x 0=b 2a2;在抛物线y 2=2px (p >0)中,有k MN ⋅y 0=p .。
圆锥曲线中求轨迹方程的五种策略
圆锥曲线中求轨迹方程的五种策略
圆锥曲线是一种由球体部分曲面形成的曲线,在三维空间和立体几何中经常使用,它的外表形状完全以圆锥形或椎体形式呈现,具有很高的应用价值。
求轨迹方程是圆锥曲线中常见的问题,解决这个问题需要大家去深入研究并提出合理的策略。
首先,求轡迹方程的最简单方法是利用圆锥曲线的完整公式,即V=((x-
a)^2+(y-b)^2)/R^2=z,在该公式中,x和y分别是x和y的坐标,a和b是圆锥的圆心坐标,R是圆锥曲线的半径,z是圆锥轨道的高度。
通过这个公式,我们就可
以求出圆锥曲线的的轨迹方程。
其次,在求轨迹方程时,还可以采用图解法来进行求解。
首先,确定圆锥曲线
的参数,然后绘制出圆锥曲线的图形,最后在图形中找到轨迹直线,计算这条轨迹直线和圆锥曲线之间的关系,就可以确定出轨迹方程。
第三,利用牛顿迭代法来求解轨迹方程。
这一方法运用牛顿迭代算法,以求出
满足条件的圆锥曲线轨迹方程。
该策略涉及变成原理、微积分和数学递归的知识,因此比较复杂。
第四,对于相对简单的圆锥曲线,可以从无数平面线段进行拼接,求出轨迹方程。
拼接的原则是:点的坐标吸引轨迹直线,这样就得到了轨迹方程,因此也是一种有效的策略。
最后,如果圆锥曲线轨迹不是相对简单,可以利用圆锥参数方程,在xz平面
和yz平面做投影,对投影后的坐标进行直线拼接,得到轨迹方程。
总之,求解圆锥曲线的轨迹方程有五种常见的策略,分别是完全公式法、图解法、牛顿迭代法、无数平面线段拼接法以及圆锥参数方程法,这些策略各有特色,其中一些需要一定数学基础,一些则可以简单高效求解,大家可以根据实际情况来选择合适的方法。
圆锥曲线的轨迹方程的求法
圆锥曲线轨迹方程的求法知识归纳求轨迹方程的常用方法:⒈直接法:直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法通常叫做直接法。
⒉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,则可利用曲线的定义写出方程,这种求轨迹方程的方法叫做定义法。
⒊相关点法:用动点M 的坐标x ,y 表示相关点P 的坐标(Xo 、Yo ),然后代入点P 的坐标(Xo 、Yo )所满足的曲线方程,整理化简便得到动点Q 轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做相关点法。
(用未知表示已知,带入已知求未知)⒋参数法:当动点坐标x 、y 之间的直接关系难以找到时,往往先寻找x 、y 与某一变数t 的关系,得再消去参变数t ,得到方程,即为动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做参数法。
⒌交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做交轨法。
类型一 直接法求轨迹方程【例1】已知两点M(-2,0),N(2,0),点P 为坐标平面内的动点,满足|MN ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ |⋅|MP ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ |+MN ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ ⋅NP ⃑⃑⃑⃑⃑ =0 ,则动点P(x ,y)的轨迹方程为 。
【点评】直接法求曲线方程时最关键的就是把几何条件或等量关系翻译为代数方程,要注意翻译的等价性.通常将步骤简记为建系设点、列式、代换、化简这四个步骤,如果给出了直角坐标系则可省去建系这一步,求出曲线的方程后还需注意检验方程。
【变式训练】1.已知抛物线C :y 2=2x 的焦点为F ,平行于x 轴的两条直线l 1,l 2分别交C 于A ,B 两点,交C 的准线于P ,Q 两点.若△PQF 的面积是△ABF 的面积的两倍,求AB 中点的轨迹方程.2.已知两点M(-1,0),N(1,0),点P 为坐标平面内的动点,且满足|MN ⃑⃑⃑⃑⃑⃑⃑ |⋅|MP ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ |+MN ⃑⃑⃑⃑⃑⃑⃑ ⋅NP ⃑⃑⃑⃑⃑ =0,则动点P 的轨迹方程为3.在平面直角坐标系xOy 中,点P(a ,b)为动点,F 1,F 2分别为椭圆x 2a 2+y2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,已知△F 1PF 2为等腰三角形.设直线PF 2与椭圆相交于A ,B 两点,M 是直线PF 2上的点,满足AM →·BM →=-2,求点M 的轨迹方程.类型二 定义法求轨迹方程【例2】已知圆M:(x+1)2+y2=1,圆N:(x-1)2+y2=9,动圆P与圆M外切并且与圆N 内切,圆心P的轨迹为曲线C,求C的方程.【点评】定义法求轨迹方程1.概念:求轨迹方程时,若动点与定点、定线间的等量关系满足圆、椭圆、双曲线、抛物线的定义,则可以直接根据定义先定轨迹类型,再写出其方程,这种求轨迹方程的方法叫做定义法,其关键是准确应用解析几何中有关曲线的定义.(1)在利用圆锥曲线的定义求轨迹方程时,若所求的轨迹符合某种圆锥曲线的定义,则根据曲线的方程,写出所求的轨迹方程.(2)利用定义法求轨迹方程时,还要看轨迹是不是完整的曲线,如果不是完整的曲线,则应对其中的变量x或y进行限制.【变式训练】1. 在△ABC中,BC=4,△ABC的内切圆切BC于D点,且BD-CD=22,则顶点A的轨迹方程为______________.2.设定点F(1,0),动圆D过点F且与直线x=−1相切.则动圆圆心D的轨迹方程为3.如图所示:在圆C:(x+1)2+y2=16内有一点A(1,0),点Q为圆C上一动点,线段AQ的垂直平分线与直线CQ 的连线交于点M ,根据椭圆定义可得点M 的轨迹方程为x 24+y 23=1;利用类比推理思想:在圆C :(x +3)2+y 2=16外有一点A(3,0),点Q 为圆C 上一动点,线段AQ 的垂直平分线与直线CQ 的连线交于点M ,根据双曲线定义可得点M 的轨迹方程为______.类型三 相关点法求轨迹方程【例3】 如图所示,抛物线E :y 2=2px(p >0)与圆O :x 2+y 2=8相交于A ,B 两点,且点A 的横坐标为2.过劣弧AB 上动点P(x 0,y 0)作圆O 的切线交抛物线E 于C ,D 两点,分别以C ,D 为切点作抛物线E 的切线l 1,l 2,l 1与l 2相交于点M. (1)求p 的值;(2)求动点M 的轨迹方程.【点评】相关点法的基本步骤(1)设点:设被动点坐标为(x ,y),主动点坐标为(x 1,y 1); (2)求关系式:求出两个动点坐标之间的关系式⎩⎪⎨⎪⎧x 1=f (x ,y ),y 1=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.【变式训练】1.如图,动圆C 1:x 2+y 2=t 2,1<t <3与椭圆C 2:x 29+y 2=1相交于A ,B ,C ,D 四点.点A 1,A 2分别为C 2的左、右顶点,求直线AA 1与直线A 2B 交点M 的轨迹方程.2.已知三角形ABC 的顶点A (−3,0)、B (3,0),若顶点C 在抛物线y 2=6x 上移动,则三角形ABC 的重心的轨迹方程为______类型四 参数法求轨迹方程【例4】在平面直角坐标系xOy 中,已知两点M(1,-3),N(5,1),若点C 的坐标满足OC →=tOM →+(1-t)ON →(t ∈R),且点C 的轨迹与抛物线y 2=4x 相交于A ,B 两点. (1)求证:OA ⊥OB ;(2)在x 轴上是否存在一点P(m,0)(m≠0),使得过点P 任意作一条抛物线y 2=4x 的弦,并以该弦为直径的圆都经过原点?若存在,求出m 的值及圆心的轨迹方程;若不存在,请说明理由.【点评】利用参数法求轨迹方程:一是选择合适的参数(可以是单参数,也可以是双参数);二是建立参数方程后消掉参数,消参数的方法有代入消参法、加减消参法、平方消参法等.【变式训练】设椭圆中心为原点O,一个焦点为F(0,1),长轴和短轴的长度之比为t.(1)求椭圆的方程;(2)设经过原点且斜率为t的直线与椭圆在y轴右侧部分的交点为Q,点P在该直线上,且OP2-1,当t变化时,求点P的轨迹方程,并说明轨迹是什么图形.OQ=t t类型五 交轨法法求轨迹方程例5 如右图,垂直于x 轴的直线交双曲线12222=-by a x 于M 、N 两点,21,A A 为双曲线的左、右顶点,求直线M A 1与N A 2的交点P 的轨迹方程,并指出轨迹的形状.【变式训练】抛物线)0(42>=p px y 的顶点作互相垂直的两弦OA 、OB ,求抛物线的顶点O 在直线AB 上的射影M 的轨迹。
圆锥曲线方程
圆 锥 曲 线一、基本思想和基本方法⒈基本思想:运动与联系、特殊与一般、函数与方程、转化与类比 ⒉基本方法:代数方法、几何方法、向量方法、三角代换 ⒊基本问题:①由性质求轨迹方程 ②由方程研究性质二、常见的几种题型 ⒈ 求轨迹方程⒉ 弦长公式极其应用 ⒊ 垂直半径的问题⒋ 弦的中点与斜率的关系⒌ 圆锥曲线上关于直线的对称点问题 ⒍ 圆锥曲线的切线问题⒎ 圆锥曲线中的不等式问题三、几组公式:㈠三类弦长(e 表示离心率,p 表示焦准距,α弦所在直线的倾斜角):? 1.焦点弦的弦长:椭圆: |AB|=α22cos12e ep -;双曲线:|AB|=|cos 1|222αe ep -;当α22cos1e ->0时,AB 是内点弦,当α22cos 1e -<0时,AB 是外点弦. 抛物线:|AB|=α2sin2p .说明:利用圆锥曲线的统一定义证明. 2.中心弦的弦长:椭圆: |AB|=α22cos 12e b -; 双曲线:|AB|=1cos 222-αe b .说明:可结合圆锥曲线的参数方程证明.3.顶点弦的弦长(这里的顶点在长轴、实轴上): 椭圆: |AB|=α22cos12e ep -|cos α|; 双曲线: |AB|=|cos 1|222αe ep -|cos α|;抛物线: |AB|=α2sin2p |cos α|.说明:可利用直线、圆锥曲线的参数方程证明.㈡ 与圆锥曲线离心率相关的几个角(以椭圆为例): ⒈ 命题1:设P (x ,y )是椭圆2222by ax +=1(a >b >0)上一点,F 1、F 2是椭圆的两个焦点,∠F 1PF 2=α,则y=±b 时,max α=2arctg bc ,简证:由△PF 1F 2的面积为S=b 2 tg 2α =c|y|,所以tg 2α =2by c .(或由均值定理).2.命题2.设P (x ,y )是椭圆2222by ax +=1(a >b >0)上一点。
圆锥曲线中轨迹方程的求法
圆锥曲线中轨迹方程的求法临沂——李宝峰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.一:直接法:是求轨迹方程最基本的方法,如果动点P 满足的等量关系易于建立,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,构成F (x ,y )=0,即可得到轨迹方程。
一般有设点,列式,代换,化简,证明(可省略)五个步骤。
但要注意“挖”与“补”。
直接根据等量关系式建立方程.例1已知点(20)(30)A B -,,,,动点()P x y ,满足2PAPB x =·,则点P 的轨迹是() A.圆 B.椭圆 C.双曲线 D.抛物线解析:由题知(2)PA x y =---,,(3)PB x y =--,, 由2PAPB x =·,得22(2)(3)x x y x ---+=,即26y x =+, P ∴点轨迹为抛物线.故选D.例1:两个定点的距离为6,点M 到两个定点的距离的平方和为26,求点M 的轨迹。
分析:根据题意建立合适的坐标系,列出等量关系即可。
二:定义法(待定系数法):适用于根据条件可直接判断轨迹是什么曲线,且知道其方程形式的情形(如圆、椭圆、双曲线、抛物线),运用解析几何中定义,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。
,例2在ABC △中,24BC 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y 轴建立直角坐标系,如图1,M 为重心,则有239263BM CM +=⨯=.M ∴点的轨迹是以B C ,为焦点的椭圆,其中1213c a ==,.225b a c =-=∴.∴所求ABC △的重心的轨迹方程为221(0)16925x y y +=≠. 注意:求轨迹方程时要注意轨迹的纯粹性与完备性.例2:已知:⊙c 1(x+3)2+y 2=1和⊙c 2(x-3)2+y 2=9,动圆M 与⊙c 1,⊙c 2相外切,求动圆 圆心M 的轨迹方程。
圆锥曲线轨迹方程的求法
圆锥曲线轨迹方程的求法
一、直接法求轨迹方程
利用动点运动的条件得到等量关系,表示为x和y的等式。
例如,已知点A(-2,0)和B(3,0),动点P(x,y)满足PA·PB=x²,
那么点P的轨迹是抛物线。
二、有定义法求轨迹方程
根据圆锥曲线的基本定义解题。
例如,已知圆O的方程
为x²+y²=100,点A的坐标为(-6,0),M为圆O上的任意一点,AM的垂直平分线交OM于点P,那么点P的轨迹方程为
25/16=(x+3)²/y²,即椭圆。
三、用相关点法求轨迹方程
当动点M随着已知方程的曲线上另一动点C(x,y)运动时,找出点M与点C之间的坐标关系式,用(x,y)表示(x,y),再将
x和y代入已知曲线方程,即可得到点M的轨迹方程。
例如,从双曲线x²-y²=1上一点Q引直线x+y=2的垂线,垂足为N,
求线段QN的中点P的轨迹方程。
设动点P的坐标为(x,y),点
Q的坐标为(x₁,y₁),则N点的坐标为(2x-x₁,2y-y₁)。
因为N
点在直线x+y=2上,所以2x-x₁+2y-y₁=2.又因为PQ垂直于直线x+y=2,所以x-y+y₁-x₁=0.将两个方程联立,得到
x₁=2x+2y-1和y₁=2x+2y-1.因为点Q在双曲线上,所以x₁²-y₁²=1.将x₁和y₁代入公式中,得到动点P的轨迹方程式为2x²-2y²-2x+2y-1=0.
四、用参数法求轨迹方程
选取适当的参数,分别用参数表示动点坐标得到动点轨迹的普通方程。
圆锥曲线中的轨迹方程问题-(解析版)
专题1 圆锥曲线的轨迹方程问题轨迹与轨迹方程高考题中在选择题或填空题中单独考查,在解答题中也会出现轨迹与轨迹方程的问题.本文主要研究圆锥曲线中关于轨迹方程求法。
首先正确理解曲线与方程的概念,会用解析几何的基本思想和坐标法研究几何问题,用方程的观点实现几何问题的代数化解决,并能根据所给条件选择适当的方法求曲线的轨迹方程,常用方法有:直译法、定义法、相关点法、参数(交轨)法等方法1、直译法:若动点运动的条件是一些已知(或通过分析得出)几何量的等量关系,可转化成含x,y 的等式,就得到轨迹方程。
直译法知识储备:两点间距离公式,点到直线的距离公式,直线的斜率(向量)公式。
经典例题:1.(2020·江苏徐州市·高三月考)古希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名,他发现:平面内到两个定点A 、B 的距离之比为定值λ(1λ≠)的点所形成的图形是圆.后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知在平面直角坐标系xOy 中,()2,0A -、()4,0B ,点P 满足12PA PB =,设点P 所构成的曲线为C ,下列结论正确的是( ) A .C 的方程为()22416x y ++= B .在C 上存在点D ,使得D 到点()1,1的距离为3 C .在C 上存在点M ,使得2MO MA = D .在C 上存在点N ,使得224NO NA += 【答案】ABD【分析】设点P 的坐标,利用12PA PB =,即可求出曲线C 的轨迹方程,然后假设曲线C 上一点坐标,根据BCD 选项逐一列出所满足条件,然后与C 的轨迹方程联立,判断是否有解,即可得出答案.【详解】设点P (x ,y ),()2,0A -、()4,0B ,由12PA PB =,12=,化简得x 2+y 2+8x =0,即:(x +4)2+y 2=16,故A 选项正确;曲线C 的方程表示圆心为(﹣4,0),半径为4的圆,圆心与点(1,1)=﹣4,+4,而3∈﹣4,故B 正确;对于C 选项,设M (x 0,y 0),由|MO |=2|MA |,=又 ()2200416x y ++=,联立方程消去y 0得x 0=2,解得y 0无解,故C 选项错误;对于D 选项,设N (x 0,y 0),由|NO |2+|NA |2=4,得 ()2222000024x y x y ++++=,又()2200416x y ++=,联立方程消去y 0得x 0=0,解得y 0=0,故D 选项正确.2.(2020·湖南省高三期末)点(,)P x y 与定点(1,0)F 的距离和它到直线:4l x =距离的比是常数12. 求点P 的轨迹方程;【答案】22143x y +=12=,化简即可求出;12=,化简得:223412x y +=,故1C 的方程为22143x y +=.【点睛】该题考查的是有关解析几何的问题,涉及到的知识点是动点轨迹方程的求解.3.(2021年湖南省高三月考)已知动点P 到定点A (5,0)的距离与到定直线165x =的距离的比是54,求P 点的轨迹方程.【答案】轨迹方程是221169x y -=.【分析】利用动点P 到定点A (5,0)的距离与到定直线165x =的距离的比是54可得方程,化简由此能求出轨迹M 的方程.【详解】由题意,设P (x ,y ),则()22252516165x y x -+=⎛⎫- ⎪⎝⎭,化简得轨迹方程是221169x y -=. 故答案为221.169x y -=【点睛】本题主要考查轨迹方程的求法,属于基础题.由2、3题推广:圆锥曲线统一定义(第二定义):到定点的距离与到定直线的距离的比e 是常数的点的轨迹叫做圆锥曲线。
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圆锥曲线轨迹方程的解法目录一题多解 (3)一.直接法 (5)二. 相关点法 (10)三. 几何法 (16)四. 参数法 (19)五. 交轨法 (22)六. 定义法 (25)一题多解 设圆C :(x -1)2+y 2=1,过原点O 作圆的任意弦OQ ,求所对弦的中点P 的轨迹方程。
一.直接法设P (x,y ),OQ 是圆C 的一条弦,P 是OQ 的中点,则CP ⊥OQ ,x ≠0,设OC 中点为M (0,21),则|MP |=21|OC |=21,得(x -21)2+y 2=41(x ≠0),即点P 的轨迹方程是(x -21)2+y 2=41 (0<x ≤1)。
二.定义法∵∠OPC =90°,∴动点P 在以M (0,21)为圆心,OC 为直径的圆(除去原点O )上,|OC |=1,故P 点的轨迹方程为(x -21)2+y 2=41(0<x ≤1) 三.相关点法设P (x,y ),Q (x 1,y 1),其中x 1≠0,∴x 1=2x,y 1=2y ,而(x 1-1)2+y 2=1∴(2x -1)2+2y 2=1,又x 1≠0,∴x ≠0,即(x -21)2+y 2=41(0<x ≤1)四.参数法①设动弦PQ 的方程为y=kx ,代入圆的方程(x -1)2+kx 2=1,即(1+k 2)x 2-2x =0,∴.12221k x x +=+ 设点P (x,y ),则22211],1,0(112k k kx y k x x x +==∈+=+=消去k 得(x -21)2+y 2=41(0<x ≤1) ②另解 设Q 点(1+cos θ,sin θ),其中cos θ≠-1,P (x,y ), 则,2sin ],1,0(2cos 1θθ=∈+=y x 消去θ得(x -21)2+y 2=41(0<x ≤1)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等腰三角形的定点为)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?PA)。
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。
★7.已知)0,4(P是圆362=2x内的一点,A、B是圆上两动点,且满足∠+yAPB=90°,求矩形APBQ的顶点Q的轨迹方程。
8.过原点作直线l和抛物线642+y交于A、B两点,求线段AB的中x-=x点M的轨迹方程。
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。
2.设P 为双曲线1422=-y x 上一动点,O 为坐标原点,M 为线段OP 的中点。
求点M 的轨迹方程。
3.设)0,1(F ,M 点在x 轴上,P 点在y 轴上,且→→=MP MN 2,→PM ⊥→PF , 当点P 在y 轴上运动时,求点N 的轨迹方程。
4.已知△ABC 的顶点)8,3(-B ,)6,1(--C ,顶点A 在曲线x y 42=上运动, 求△ABC 重心G 的轨迹方程。
5.已知A 、B 、D 三点不在同一条直线上,且)0,2(-A 、)0,2(B ,2=→AD ,)(21→→→+=AD AB AE ,求E 点的轨迹方程。
6.△ABC 的三边AB 、BC 、CA 的长成等比数列,且AC AB >,点B 、C坐标分别为)0,1(-、)0,1(,求定点A 的轨迹方程。
7.已知点)0,2(-A ,P 是圆O :422=+y x 上任意一点,P 在x 轴上的射影 为Q ,→→=QG QP 2,动点G 的轨迹为C ,求轨迹C 的方程。
8.已知椭圆19422=+y x 上任意一点P ,由点P 向x 轴作垂线段PQ ,垂足为Q ,点M 在PQ 上,且→→=MQ PM 2,点M 的轨迹为C ,求曲线C 的方程。
9.如图,从双曲线1:22=-y x C 上一点Q 引直线2:=+y x l 的垂线,垂足为N ,求线段QN 的中点P 的轨迹方程。
10.已知双曲线222=-y x 的左、右焦点分别为1F 、2F ,过点2F 的动直线与双曲线相交于A 、B 两点。
(I )若动点M 满足→→→→++=O F B F A F M F 1111(其中O 为坐标原点),求点M 的 轨迹方程;(II )在x 轴上是否存在定点C ,使→→⋅CB CA 为常数?若存在,求出点C 的坐标;若不存在,请说明理由。
三. 几何法求动点轨迹问题时,动点的几何特征与平面几何中的定理及有关平面几何知识有着直接或间接的联系,且利用平面几何的知识得到包含已知量和动点坐标的等式,化简后就可以得到动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方程的方法称为几何法。
例题3已知定点)0,2(A,点P在曲线)11(22≠yx上运动,∠AOP的平分线+x=交于Q点,其中O为原点,求点Q的轨迹方程。
练习三1.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,P是侧面BC1内一动点,若P到直线BC与直线C1D1的距离相等,求动点P的轨迹所在的曲线。
2.已知点C的坐标是)2,2(,过点C的直线CA与X轴交于点A,过点C 且与直线CA垂直的直线CB与Y轴交于点B。
设点M是线段AB的中点,求点M的轨迹方程。
3.已知经过点)0,4(P 的直线1l ,经过)2,1(-Q 的直线为2l ,若1l ⊥2l ,求1l 与2l 交点S 的轨迹方程。
4.求圆心在抛物线x y 22=(0>y )上,并且与抛物线的准线及x 轴都相切 的圆的方程。
5.已知双曲线中心在原点且一个焦点为)0,7(F ,直线1+=x y 与其相交于M 、N 两点,MN 中点的横坐标为32-,求此双曲线方程。
6.已知动点P到定点F(1,0)和直线x=3的距离之和等于4,求点P的轨迹方程。
四. 参数法有时候很难直接找出动点的横、纵坐标之间关系。
如果借助中间量(参数),使)(yx之间的关系建立起联系,然后再从所求式子中消去参数,这便可得动点,的轨迹方程。
例题4过不在坐标轴上的定点),M的动直线交两坐标轴于点A、B,过A、B坐a(b标轴的垂线交于点P,求交点P的轨迹方程。
练习四1.过点P (2,4)作两条互相垂直的直线1l 、2l ,若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。
2.一个动圆的解析式为0422642=2bybxyx,求圆心的轨迹方程。
+-+-+b3.过圆O:422=x外一点A(4,0),作圆的割线,求割线被圆截得的+y弦BC的中点M的轨迹。
4.点)1,1(A,B、C是圆42=2x上的动点,且AB⊥AC,求BC中点P的+y轨迹方程。
五. 交轨法求两条动曲线交点的轨迹方程时,可选择同一个参数及动点坐标X、Y分别表示两条曲线方程,然后联立消去参数便得到交点的轨迹方程,这种方法称为交轨法。
例5已知直线l过定点)3,0(,且是曲线xy42=的动弦P1P2的中垂线,求直线l与动弦P1P2交点M的轨迹方程。
练习五1.求两条直线01=-+ymx的交点的轨迹方程。
x与0-my1=-2.当参数m随意变化时,求抛物线()=+++-y x m x m22211的顶点的轨迹方程。
3.设A 1、A 2是椭圆14922=+y x 的长轴两个端点,P 1、P 2是垂直于A 1A 2的 弦的端点。
求直线A 1P 1与A 2P 2交点的轨迹方程。
4.已知双曲线2222ny m x -=1 (m >0,n >0)的顶点为A 1、A 2,与y 轴平行的直线l 交双 曲线于点P 、Q 。
求直线A 1P 与A 2Q 交点M 的轨迹方程。
5.已知椭圆1162422=+y x ,直线l :1812=+y x ,P 是L 上一点,射线OP 交椭圆于R , 有点Q 在OP 上,且满足2OR OP OQ =,当P 在L 上移动时,求点Q 的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线。
六. 定义法求轨迹方程时,若动点轨迹的条件满足某种已知曲线(圆、椭圆、双曲线、抛物线)的定义,则可以直接根据定义求出动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫定义法。
常见已知曲线:(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)抛物线:到定点与定直线距离相等。
例题61.设圆015222=-++x y x 的圆心为A ,直线l 过点)0,1(B 且与x 轴不重合,l 交圆A 于C 、D 两点,过B 作AC 的平行线交AD 于点E 。
证明EB EA +为定值,并写出点E 的轨迹方程。
2.已知△ABC 的顶点A ,B 的坐标分别为)0,4(-,)0,4(,C 为动点,且满足C A B sin 45sin sin =+。
求点C 的轨迹。
练习六1.已知圆M :1)1(22=++y x ,圆N :9)1(22=+-y x ,动圆P 与圆M 外切并且与圆N 内切,圆心P 的轨迹为曲线C 。
求C 的方程。
2.动点P 到直线6=x 的距离与它到点(2,1)的距离之比为5,则点P 的轨迹是什么?3.点M 到点F (4,0)的距离比它到直线05=+x 的距离小1。
求点M 的轨迹方程。
4.已知ABC ∆中,A ∠、B ∠、C ∠的对边分别为a 、b 、c ,若b c a ,,依次 构成等差数列,且b c a >>,2=AB ,求顶点C 的轨迹方程。
5.一动圆过点)0,3(-F 且与已知圆4)3(22=+-y x 相切,求动圆圆心P 的轨迹方程。
6.设向量i ,j 为直角坐标系的x 轴、y 轴正方向上的单位向量,若向量j y i x a →→→++=)3(,→→→+-=j y i x b )3(,且2=-→→b a ,求满足上述条件的点),(y x P 的轨迹方程。