利用定义求圆锥曲线轨迹方程
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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圆锥曲线轨迹问题
圆锥曲线轨迹问题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、已知直角坐标系中,点Q (2,0),圆C 的方程为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。
◎◎如图,圆1O 与圆2O 的半径都是1,12O O 2O 、圆2O 的切线PM PN ,(M N ,分别为切点),使得PM =. 试建立适当的坐标系,并求动点P 的轨迹方程.2.定义法:运用解析几何中一些常用定义(例如圆锥曲线的定义),可从曲线定义出发直接写出轨迹方程,或从曲线定义出发建立关系式,从而求出轨迹方程。
例2、已知动圆过定点,02p ⎛⎫⎪⎝⎭,且与直线2p x =-相切,其中0p >.求动圆圆心C 的轨迹的方程;◎◎ 已知圆O 的方程为 x 2+y 2=100,点A 的坐标为(-6,0),M 为圆O 上任一点,AM 的垂直平分线交OM 于点P ,求点P 的方程。
三、相关点法:动点所满足的条件不易表述或求出,但形成轨迹的动点P(x,y)却随另一动点Q(x ’,y ’)的运动而有规律的运动,且动点Q 的轨迹为给定或容易求得,则可先将x ’,y ’表示为x,y 的式子,再代入Q 的轨迹方程,然而整理得P 的轨迹方程,代入法也称相关点法。
几何法:利用平面几何或解析几何的知识分析图形性质,发现动点运动规律和动点满足的条件,然而得出动点的轨迹方程。
,02p ⎛⎫ ⎪⎝⎭2p x =-例3、如图,从双曲线x 2-y 2=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。
◎◎已知椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的左、右焦点分别是F 1(-c ,0)、F 2(c ,0),Q 是椭圆外的动点,满足.2||1a F =点P 是线段F 1Q 与该椭圆的交点,点T 在线段F 2Q 上,并且满足.0||,022≠=⋅TF TF 求点T 的轨迹C 的方程;【解析】 解法一:(相关点法)设点T 的坐标为).,(y x 当0||=PT 时,点(a ,0)和点(-a ,0)在轨迹上. 当|0||0|2≠≠TF 且时,由02=⋅TF ,得2TF ⊥. 又||||2PF =,所以T 为线段F 2Q 的中点.设点Q 的坐标为(y x '',),则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧'=+'=.2,2y y c x x 因此⎩⎨⎧='-='.2,2y y c x x ①由a Q F 2||1=得.4)(222a y c x ='++' ② 将①代入②,可得.222a y x =+综上所述,点T 的轨迹C 的方程是.222a y x =+ 解法二:(几何法) 设点T 的坐标为).,(y x当0||=时,点(a ,0)和点(-a ,0)在轨迹上. 当|0||0|2≠≠TF 且时,由0||||2=⋅TF ,得2TF ⊥.又||||2PF =,所以T 为线段F 2Q 的中点. 在△QF 1F 2中,a F OT ==||21||1,所以有.222a y x =+ 综上所述,点T 的轨迹C 的方程是.222a y x =+四、参数法:求轨迹方程有时很难直接找到动点的横坐标、纵坐标之间的关系,则可借助中间变量(参数),使x,y 之间建立起联系,然而再从所求式子中消去参数,得出动点的轨迹方程。
圆锥曲线求方程方法总结
圆锥曲线求方程方法总结
圆锥曲线求方程的方法主要有以下几种:
1.定义法:根据椭圆的定义直接求解。
2.待定系数法:一般按步骤求出圆锥曲线的标准方程。
3.直接法:根据题目的条件,直接列出圆锥曲线的方程。
4.交轨法:先求出两曲线的交点轨迹方程,然后再利用椭圆、双曲线、圆的参数方程求解。
5.定义法求轨迹:根据题目的条件,利用已知的圆锥曲线的定义,直接求出轨迹方程。
6.直译法:将题目的条件翻译成数学表达式,然后再将表达式进行整理和化简。
7.参数法:利用参数方程,将题目的条件转化为参数方程,然后再进行求解。
8.交点法:将题目中的条件转化为交点坐标,然后再利用交点坐标求出轨迹方程。
9.定义法求曲线方程:根据题目条件,利用已知的圆锥曲线的定义,直接求出曲线方程。
10.相关点法:根据题目条件,利用已知的圆锥曲线的相关点,求出曲线方程。
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.●难点磁场(★★★★)已知A 、B 为两定点,动点M 到A 与到B 的距离比为常数λ,求点M 的轨迹方程,并注明轨迹是什么曲线.●案例探究[例1]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.命题意图:本题主要考查利用“相关点代入法”求曲线的轨迹方程,属★★★★★级题目.知识依托:利用平面几何的基本知识和两点间的距离公式建立线段AB 中点的轨迹方程.错解分析:欲求Q 的轨迹方程,应先求R 的轨迹方程,若学生思考不深刻,发现不了问题的实质,很难解决此题.技巧与方法: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.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=36-(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=2,241+=+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.[例2]设点A 和B 为抛物线 y 2=4px (p >0)上原点以外的两个动点,已知OA ⊥OB ,OM ⊥AB ,求点M 的轨迹方程,并说明它表示什么曲线.(2000年北京、安徽春招)命题意图:本题主要考查“参数法”求曲线的轨迹方程,属★★★★★级题目. 知识依托:直线与抛物线的位置关系.错解分析:当设A 、B 两点的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2)时,注意对“x 1=x 2”的讨论.技巧与方法:将动点的坐标x 、y 用其他相关的量表示出来,然后再消掉这些量,从而就建立了关于x 、y 的关系.解法一:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (x ,y )依题意,有⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧--=---=--⋅-=⋅==112121212122112221211144x x y y x x y y x x y y x y x y x y px y px y ①-②得(y 1-y 2)(y 1+y 2)=4p (x 1-x 2) 若x 1≠x 2,则有2121214y y px x y y +=--⑥①³②,得y 12²y 22=16p 2x 1x 2③代入上式有y 1y 2=-16p 2 ⑦ ⑥代入④,得yxy y p -=+214⑧⑥代入⑤,得pyx y y x x y y y y p442111121--=--=+ 所以211214)(44y px y y p y y p --=+ 即4px -y 12=y (y 1+y 2)-y 12-y 1y 2⑦、⑧代入上式,得x 2+y 2-4px =0(x ≠0)当x 1=x 2时,AB ⊥x 轴,易得M (4p ,0)仍满足方程.故点M 的轨迹方程为x 2+y 2-4px =0(x ≠0)它表示以(2p ,0)为圆心,以2p 为半径的圆,去掉坐标原点.解法二:设M (x ,y ),直线AB 的方程为y =kx +b由OM ⊥AB ,得k =-yx由y 2=4px 及y =kx +b ,消去y ,得k 2x 2+(2kb -4p )x +b 2=0所以x 1x 2=22kb ,消x ,得ky 2-4py +4pb =0① ② ③ ④ ⑤所以y 1y 2=kpb4,由OA ⊥OB ,得y 1y 2=-x 1x 2 所以kpk4=-22k b ,b =-4kp故y =kx +b =k (x -4p ),用k =-yx代入,得x 2+y 2-4px =0(x ≠0) 故动点M 的轨迹方程为x 2+y 2-4px =0(x ≠0),它表示以(2p ,0)为圆心,以2p 为半径的圆,去掉坐标原点.[例3]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?命题意图:本题考查“定义法”求曲线的轨迹方程,及将实际问题转化为数学问题的能力,属★★★★★级题目.知识依托:圆锥曲线的定义,求两曲线的交点.错解分析:正确理解题意及正确地将此实际问题转化为数学问题是顺利解答此题的关键.技巧与方法:研究所给圆柱的截面,建立恰当的坐标系,找到动圆圆心的轨迹方程.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 |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. ●锦囊妙计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.(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.●歼灭难点训练 一、选择题1.(★★★★)已知椭圆的焦点是F 1、F 2,P 是椭圆上的一个动点,如果延长F 1P 到Q ,使得|PQ |=|PF 2|,那么动点Q 的轨迹是( )A.圆B.椭圆C.双曲线的一支D.抛物线2.(★★★★)设A 1、A 2是椭圆4922y x +=1的长轴两个端点,P 1、P 2是垂直于A 1A 2的弦的端点,则直线A 1P 1与A 2P 2交点的轨迹方程为( )A.14922=+y x B.14922=+x y C.14922=-y xD.14922=-x y 二、填空题3.(★★★★)△ABC 中,A 为动点,B 、C 为定点,B (-2a ,0),C (2a,0),且满足条件sin C -sin B =21sin A ,则动点A 的轨迹方程为_________. 4.(★★★★)高为5 m 和3 m 的两根旗杆竖在水平地面上,且相距10 m ,如果把两旗杆底部的坐标分别确定为A (-5,0)、B (5,0),则地面观测两旗杆顶端仰角相等的点的轨迹方程是_________.三、解答题5.(★★★★)已知A 、B 、C 是直线l 上的三点,且|AB |=|BC |=6,⊙O ′切直线l 于点A ,又过B 、C 作⊙O ′异于l 的两切线,设这两切线交于点P ,求点P 的轨迹方程.6.(★★★★)双曲线2222by a x -=1的实轴为A 1A 2,点P 是双曲线上的一个动点,引A 1Q ⊥A 1P ,A 2Q ⊥A 2P ,A 1Q 与A 2Q 的交点为Q ,求Q 点的轨迹方程.7.(★★★★★)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 .(1)求直线A 1P 与A 2Q 交点M 的轨迹方程;(2)当m ≠n 时,求所得圆锥曲线的焦点坐标、准线方程和离心率.8.(★★★★★)已知椭圆2222by a x +=1(a >b >0),点P 为其上一点,F 1、F 2为椭圆的焦点,∠F 1PF 2的外角平分线为l ,点F 2关于l 的对称点为Q ,F 2Q 交l 于点R .(1)当P 点在椭圆上运动时,求R 形成的轨迹方程;(2)设点R 形成的曲线为C ,直线l :y =k (x +2a )与曲线C 相交于A 、B 两点,当△AOB 的面积取得最大值时,求k 的值.参考答案难点磁场解:建立坐标系如图所示, 设|AB |=2a ,则A (-a ,0),B (a ,0). 设M (x ,y )是轨迹上任意一点.则由题设,得||||MB MA =λ,坐标代入,得2222)()(ya x y a x +-++=λ,化简得(1-λ2)x 2+(1-λ2)y 2+2a (1+λ2)x +(1-λ2)a 2=0(1)当λ=1时,即|M A|=|M B|时,点M 的轨迹方程是x =0,点M 的轨迹是直线(y 轴).(2)当λ≠1时,点M 的轨迹方程是x 2+y 2+221)1(2λ-λ+a x +a 2=0.点M 的轨迹是以(-221)1(λ-λ+a ,0)为圆心,|1|22λ-λa 为半径的圆. 歼灭难点训练一、1.解析:∵|PF 1|+|PF 2|=2a ,|PQ |=|PF 2|, ∴|PF 1|+|PF 2|=|PF 1|+|PQ |=2a ,即|F 1Q |=2a ,∴动点Q 到定点F 1的距离等于定长2a ,故动点Q 的轨迹是圆. 答案:A2.解析:设交点P (x ,y ),A 1(-3,0),A 2(3,0),P 1(x 0,y 0),P 2(x 0,-y 0) ∵A 1、P 1、P 共线,∴300+=--x yx x y y ∵A 2、P 2、P 共线,∴300-=-+x yx x y y解得x 0=149,149,3,92220200=-=-=y x y x x y y x 即代入得 答案:C二、3.解析:由sin C -sin B =21sin A ,得c -b =21a , ∴应为双曲线一支,且实轴长为2a,故方程为)4(1316162222a x a y a x >=-. 答案:)4(1316162222ax a y a x >=-4.解析:设P (x ,y ),依题意有2222)5(3)5(5yx yx +-=++,化简得P 点轨迹方程为4x 2+4y 2-85x +100=0.答案:4x 2+4y 2-85x +100=0三、5.解:设过B 、C 异于l 的两切线分别切⊙O ′于D 、E 两点,两切线交于点P .由切线的性质知:|BA |=|BD |,|PD |=|PE |,|CA |=|CE |,故|PB |+|PC |=|BD |+|PD |+|PC |=|BA |+|PE |+|PC | =|BA |+|CE |=|AB |+|CA |=6+12=18>6=|BC |,故由椭圆定义知,点P 的轨迹是以B 、C 为两焦点的椭圆,以l 所在的直线为x 轴,以BC 的中点为原点,建立坐标系,可求得动点P 的轨迹方程为728122y x +=1(y ≠0) 6.解:设P (x 0,y 0)(x ≠±a ),Q (x ,y ). ∵A 1(-a ,0),A 2(a ,0).由条件⎪⎩⎪⎨⎧-=±≠-=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-⋅--=+⋅+y a x y a x x x a x y a x y a x y a x y 220000000)( 11得 而点P (x 0,y 0)在双曲线上,∴b 2x 02-a 2y 02=a 2b 2.即b 2(-x 2)-a 2(ya x 22-)2=a 2b 2化简得Q 点的轨迹方程为:a 2x 2-b 2y 2=a 4(x ≠±a ).7.解:(1)设P 点的坐标为(x 1,y 1),则Q 点坐标为(x 1,-y 1),又有A 1(-m ,0),A 2(m ,0), 则A 1P 的方程为:y =)(11m x mx y ++ ①A 2Q 的方程为:y =-)(11m x mx y -- ②①³②得:y 2=-)(2222121m x mx y -- ③又因点P 在双曲线上,故).(,12212221221221m x m n y n y m x -==-即代入③并整理得2222ny m x +=1.此即为M 的轨迹方程.(2)当m ≠n 时,M 的轨迹方程是椭圆.(ⅰ)当m >n 时,焦点坐标为(±22n m -,0),准线方程为x =±222nm m -,离心率e =mn m 22-;(ⅱ)当m <n 时,焦点坐标为(0,±22n m -),准线方程为y =±222mn n -,离心率e =nm n 22-.8.解:(1)∵点F 2关于l 的对称点为Q ,连接PQ , ∴∠F 2PR =∠QPR ,|F 2R |=|QR |,|PQ |=|PF 2|又因为l 为∠F 1PF 2外角的平分线,故点F 1、P 、Q 在同一直线上,设存在R (x 0,y 0),Q (x 1,y 1),F 1(-c ,0),F 2(c ,0).|F 1Q |=|F 2P |+|PQ |=|F 1P |+|PF 2|=2a ,则(x 1+c )2+y 12=(2a )2.又⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=221010y y c x x 得x 1=2x 0-c ,y 1=2y 0.∴(2x 0)2+(2y 0)2=(2a )2,∴x 02+y 02=a 2. 故R 的轨迹方程为:x 2+y 2=a 2(y ≠0)(2)如右图,∵S △AOB =21|OA |²|OB |²sin AOB =22a sin AOB当∠AOB =90°时,S △AOB 最大值为21a 2.此时弦心距|OC |=21|2|kak +.在Rt △AOC 中,∠AOC =45°,.33,2245cos 1|2|||||2±=∴=︒=+=∴k k a ak OA OC。
圆锥曲线 第二讲 轨迹方程的求法
例2.(湖北) 设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,D是 直线l与x轴的交点,点M在直线l上,且满足|DM|=m|DA|(m>0,且m≠1). 当点A在圆上运动时,记点M的轨迹为曲线C. (Ⅰ)求曲线C的方程; (Ⅱ)略.
例3.(福建) 如图,在正方形OABC中,O为坐标原点,点A的坐标为(10,0),点C的坐标为 (0,10),分别将线段OA和OB十等分,分点分别记为A1,A2,…,A9和B1,B2,…, * B9 ,连接OBi,过作轴的垂线与交于点P( . i i N ,1 i 9) (Ⅰ)求证:点Pi( i N * ,1 i 9) 都在同一条抛物线上,并求抛物线E的方程; (Ⅱ)略 【答案】 (Ⅰ) x2 y1 )在椭圆上,有 2 2 1 a b y12 2 2 从而 x1 a (1 2 ) 代入③得 b x2 y2 1( x a , y 0) a 2 b2
备考指津
考点预测: 预计高考对本考点考查的可能性非常大.既可以 以小题的形式考查,也可以以解答题第一问的
例4.(辽宁)
x2 y2 如图,椭圆C0: a 2 b 2 1 (a>b>0,a,b为常数),动圆C1: x2+y2=t12,
b<t1<a.点A1,A2分别为C0的左、右顶点,C1与C0相交于A,B,C,D四点. (1)求直线AA1与直线A2B交点M的轨迹方程;(2) 略
y12 2 2 由①②得 y 2 2 (x a )③ x1 a
能力突破
例1.(四川) 如图,动点M到两定点A(-1,0)、B(2,0)构成△MAB,且∠MBA=2∠MAB , 设动点M的轨迹为C. (Ⅰ)求轨迹C的方程;(Ⅱ)略
高二数学用定义法求轨迹方程的教学设计
高二数学用定义法求轨迹方程的教学设计一、设计理念著名教育学家布鲁纳说过:“知识的获得是一个主动过程. 学习者不应该是信息的被动接受者,而应是知识获取的主动参与者.〞《数学课程标准》又提出数学教育要以有利于学生的全面发展为中心;以提供有价值的数学和倡导有意义的学习方式为基本点. 本节课的设计正是尽力以此为理念,在整个授课过程中努力表达学生的主体地位,使学生亲自参与获取知识和技能的全过程,亲身体验知识的发生和发展过程,从而激发学生学习数学的兴趣,培养学生运用数学的意识和能力.二、学情分析学生已有的认知结构是初步掌握了求轨迹的基本步骤,但求轨迹的基本方法比较模糊,没有形成规律性和系统性,对图形的变化缺乏动态的认识,对数学知识的综合运用心理准备不足。
通过这节课尽量让学生理清楚用定义法求轨迹方程的方法和步骤。
三、教学目标、重难点的预设结合新课程理念和学生的实际情况,将本节课的教学目标定为: 知识目标:掌握在不同条件下用定义求动点的轨迹的基本方法。
能力目标: 通过渗透数形结合、转化等思想方法培养学生的思维能力。
通过引导探究问题,培养学生的创新意识和探究能力。
情感目标: 主动参与教学过程,提出问题,解决问题 ,激发潜能,体验成功。
[重点]:会根据动点轨迹的几何特征用定义求轨迹方程。
[难点]:如何根据条件分析动点轨迹的几何特征。
四、知识结构:求轨迹 的一般步骤时间:07年6月14日上午 第四节 地点:电教楼102 授课人:温展平[教学目标]1、 知识目标:掌握在不同条件下用定义求动点的轨迹的基本方法2、 能力目标:培养学生提出问题和解决问题的能力;培养学生的自主探索精神和创新能力。
3、 情感目标:培养学生学习数学的兴趣,在轻松的学习环境中激发潜能、体验成功。
[重点]:会根据动点轨迹的几何特征用定义求轨迹方程。
[难点]:如何根据条件分析动点轨迹的几何特征。
[教学过程]: 一.创设情境1.复习圆锥曲线的定义〔学生回答〕,重点强调定义的条件和结论以及这些定义的共同特征,列表如下:二、探索研究 思考并回答:〔1〕ABC ∆的一边BC 的长为3,周长为8,那么顶点A 的轨迹是什么? 〔2〕假设)0,2(-A ,)0,2(B ,且2=-MB MA ,那么点M 的轨迹是什么? 〔3〕过点)0,1(且与方程1-=x相切的圆的圆心的轨迹是什么? 归纳“定义法〞求轨迹方程的一般步骤:一定曲线,二定方程,三定范围例:一动圆与圆1O :4)3(22=++y x 外切,同时与 圆2O :100)3(22=+-y x 内切,求动圆圆心的轨迹 方程.变式1:一动圆与圆1O :4)3(22=++y x 外切,同时与圆2O圆圆心的轨迹方程。
求轨迹方程的常用方法(经典)
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。
圆锥曲线的统一定义
左焦点的距离为14,求P点到右准线的距离.
x2 y2 上一点P到 1 64 36
(2)椭圆
x2 y 2 1 25 9
的左右焦点分别为F1、F2
90° , 求ΔF1PF2的面积. 60 P为椭圆上一点,且∠F1PF2=90°
轨迹方程的思考:
例2.已知点P到定点F(1,0)的距离与它到定直线
l1
y
l2 M2 P
M1
P
O
d2
M2 x F1
d2
F1
.
.
F2
.
M1
O
.
F2 P′
x
d1
a 准线: x c
2
PF1 PF2 e 定义式: d1 d2
标准方程
x2 y2 2 1 2 a b ( a b 0)
图形
焦点坐标
准线方程
a2 x c a2 y c a2 x c
平面内到定点F的距离和到定直线的距离相等的点的 轨迹 表达式|PF|=d (d为动点到定直线距离)
平面内动点P到一个定点F的距离PF和到一条定 直线l (F不在l上)的距离d相等时,动点P的轨迹为抛 物线,此时PF/d=1.
探究与思考:
若PF/d≠1呢?
在推导椭圆的标准方程时,我们曾得到这样 一个式子:
2、左焦点与左准线对应,右焦点与右准线对应,不能混淆, 否则得到的方程不是标准方程。
3、离心率的几何意义:曲线上一点到焦点的距离与到相应 准线的距离的比。
x y 2 1(a b 0) 2 a b
l1 d1 y l2
2
2
x2 y2 2 1(a 0, b 0) 2 a b
l : x 5的距离的比是常数
求点的轨迹方程的六种常见方法
• 若题设有动点到两点的距离之和或差为定值等条件 时,可以利用圆锥曲线的定义直接写出所求动点的 轨迹方程。此类问题相对也非常简单,因此单独出 现的可能性也很小,可能作为一个中间步骤出现。
• 以下举一个例子说明:
1.定义法
【例1】在ΔABC中,已知BC=a,当动点A满足条件sinC-sinB= 1 sinA时, 2
• 以下举个例子说明:
3.相关点法
【例4】过双曲线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.
解:设点P,Q的坐标分别为P(x,y),Q(u,v),则N点坐标为(2x-u,2y-v).
点N在直线x+y=2上,
2x-u+2y-v=2 ①
又PQ垂直于直线x+y=2, 所以 y u 1,即x-y+v-u=0 ②
P
y B
解法二:点差法 连PO交CB于G.
设P(x,xy1)2,+G2y(x120=,y40), C(x1,y1),B(x2,y2),则 A C
x22+2y22=4 作差,得(x2-x1) (x2+x1)+
(y2-y1)
(y2+y1)=0
G o
x
即x0+y0k=0
3k 2
又k= y0 x0 3
设双曲线方程为:x 2 m2
-
y2 n2
=1,则2m=AB-AC=
a ,所以m= 2
a ,m2 = a2 ,
4
16
又n2 =c2 -m2 =(
a )2- a2 2 16
=
3a 2 16
,故动点A的轨迹方成为:x a
2 2
轨迹方程求法及经典例题汇总
轨迹方程求法及经典例题汇总一、轨迹为圆的例题:1、 必修2课本P 124B 组2:长为2a 的线段的两个端点在x 轴和y 轴上移动,求线段AB 的中点M 的轨迹方程:必修2课本P 124B 组:已知M 与两个定点(0,0),A (3,0)的距离之比为21,求点M 的轨迹方程;(一般地:必修2课本P 144B 组2:已知点M(x ,y )与两个定点21,M M 的距离之比为一个常数m ;讨论点M(x ,y )的轨迹方程(分m =1,与m ≠1进行讨论)2、 必修2课本P 122例5:线段AB 的端点B 的坐标是(4,3),端点A 在圆1)1(22=++y x 上运动,求AB 的中点M 的轨迹。
(2013新课标2卷文20)在平面直角坐标系xOy 中,已知圆P 在x 轴上截得线段长为22,在y 轴上截得线段长为32。
(1)求圆心的P 的轨迹方程;(2)若P 点到直线x y =的距离为22,求圆P 的方程。
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=36-(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=2,241+=+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.在平面直角坐标系xOy 中,点)3,0(A ,直线42:-=x y l .设圆C 的半径为1,圆心在l 上. (1)若圆心C 也在直线1-=x y 上,过点A 作圆C 的切线,求切线的方程;(2)若圆C 上存在点M ,使MO MA 2=,求圆心C 的横坐标a 的取值范围. (2013陕西卷理20)已知动圆过定点)0,4(A ,且在y 轴上截得弦MN 的长为8. (1) 求动圆圆心的轨迹C 的方程;(2) 已知点)0,1(-B ,设不垂直于x 轴的直线l 与轨迹C 交于不同的两点Q P ,,若x 轴是PBQ ∠的角平分线,证明直线l 过定点。
高三数学人教版A版数学(理)高考一轮复习教案:8.8 曲线与方程 Word版含答案
第八节 曲线与方程轨迹与轨迹方程了解方程的曲线与曲线的方程的对应关系.知识点 曲线与方程 1.曲线与方程一般地,在平面直角坐标系中,如果某曲线C 上的点与一个二元方程f (x ,y )=0的实数解建立了如下关系:(1)曲线上点的坐标都是这个方程的解.(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点.那么这个方程叫作曲线的方程,这条曲线叫作方程的曲线.2.求动点轨迹方程的一般步骤(1)建立适当的坐标系,用有序实数对(x ,y )表示曲线上任意一点M 的坐标. (2)写出适合条件p 的点M 的集合P ={M |p (M )}. (3)用坐标表示条件p (M ),列出方程f (x ,y )=0. (4)化方程f (x ,y )=0为最简形式.(5)说明以化简后的方程的解为坐标的点都在曲线上. 3.曲线的交点设曲线C 1的方程为F 1(x ,y )=0,曲线C 2的方程为F 2(x ,y )=0,则C 1,C 2的交点坐标即为方程组⎩⎪⎨⎪⎧F 1(x ,y )=0,F 2(x ,y )=0的实数解.若此方程组无解,则两曲线无交点.易误提醒 (1)曲线与曲线方程、轨迹与轨迹方程是两个不同的概念,前者指曲线的形状、位置、大小等特征,后者指方程(包括范围).(2)求轨迹方程时易忽视轨迹上特殊点对轨迹的“完备性与纯粹性”的影响.[自测练习]1.方程(a -1)x -y +2a +1=0(a ∈R )所表示的直线( ) A .恒过定点(-2,3) B .恒过定点(2,3) C .恒过点(-2,3)和点(2,3)D .都是平行直线解析:把点(-2,3)和点(2,3)的坐标代入方程(a -1)x -y +2a +1=0.验证知(-2,3)适合方程,而(2,3)不一定适合方程,故选A.答案:A2.平面上有三个点A (-2,y ),B ⎝⎛⎭⎫0,y 2,C (x ,y ),若AB →⊥BC →,则动点C 的轨迹方程为____________.解析:AB →=⎝⎛⎭⎫2,-y 2,BC →=⎝⎛⎭⎫x ,y 2,由AB →⊥BC →,得AB →·BC →=0,即2x +⎝⎛⎭⎫-y 2·y 2=0,∴动点C 的轨迹方程为y 2=8x .答案:y 2=8x3.已知圆的方程为x 2+y 2=4,若抛物线过点A (-1,0),B (1,0)且以圆的切线为准线,则抛物线的焦点轨迹方程是________.解析:设抛物线焦点为F ,过A ,B ,O 作准线的垂线AA 1,BB 1,OO 1,则|AA 1|+|BB 1|=2|OO 1|=4,由抛物线定义得|AA 1|+|BB 1|=|F A |+|FB |,∴|F A |+|FB |=4,故F 点的轨迹是以A ,B 为焦点,长轴长为4的椭圆(去掉长轴两端点). 答案:x 24+y 23=1(y ≠0)考点一 直接法求轨迹方程|1.(2016·津南一模)平面直角坐标系中,已知两点A (3,1),B (-1,3),若点C 满足OC →=λ1OA →+λ2OB →(O 为原点),其中λ1,λ2∈R ,且λ1+λ2=1,则点C 的轨迹是( )A .直线B .椭圆C .圆D .双曲线解析:设C (x ,y ),因为OC →=λ1OA →+λ2OB →,所以(x ,y )=λ1(3,1)+λ2(-1,3),即⎩⎪⎨⎪⎧x =3λ1-λ2,y =λ1+3λ2,解得⎩⎨⎧λ1=y +3x10,λ2=3y -x10,又λ1+λ2=1,所以y +3x 10+3y -x10=1,即x +2y =5,所以点C 的轨迹为直线,故选A.答案:A2.(2016·南昌模拟)方程(x 2+y 2-2x )x +y -3=0表示的曲线是( )A .一个圆和一条直线B .一个圆和一条射线C .一个圆D .一条直线解析:本题考查曲线与方程、数形结合思想.依题意,题中的方程等价于①x +y -3=0或②⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3≥0,x 2+y 2-2x =0.注意到圆x 2+y 2-2x =0上的点均位于直线x +y -3=0的左下方区域,即圆x 2+y 2-2x =0上的点均不满足x +y -3≥0,②不表示任何图形,因此题中的方程表示的曲线是直线x +y -3=0,故选D.答案:D3.在直角坐标平面xOy 中,过定点(0,1)的直线l 与圆x 2+y 2=4交于A ,B 两点.若动点P (x ,y )满足OP →=OA →+OB →,则点P 的轨迹方程为________.解析:设AB 的中点为M ,则OM →=12OP →,M ⎝⎛⎭⎫x 2,y 2.又因为OM ⊥AB ,AB →的方向向量为⎝⎛⎭⎫x 2,y 2-1,OM →=⎝⎛⎭⎫x 2,y 2,所以⎝⎛⎭⎫x 2,y 2-1·⎝⎛⎭⎫x 2,y 2=0,x 2+y (y -2)=0,即x 2+(y -1)2=1. 答案:x 2+(y -1)2=1直接法求轨迹方程的常见类型(1)题目给出等量关系,求轨迹方程.可直接代入即可得出方程.(2)题中未明确给出等量关系,求轨迹方程.可利用已知条件寻找等量关系,得出方程.考点二 定义法求轨迹方程|已知点F (1,0),圆E :(x +1)2+y 2=8,点P 是圆E 上任意一点,线段PF 的垂直平分线和半径PE 相交于Q .(1)求动点Q 的轨迹Γ的方程;(2)若直线l 与圆O :x 2+y 2=1相切,并与(1)中轨迹Γ交于不同的两点A ,B ,当OA →·OB →=λ,且满足23≤λ≤34时,求△AOB 面积S 的取值范围.[解] (1)连接QF (图略).∵|QE |+|QF |=|QE |+|QP |=|PE |=22(22>|EF |=2),∴点Q 的轨迹是以E (-1,0),F (1,0)为焦点,长轴长2a =22的椭圆,即动点Q 的轨迹Γ的方程为x 22+y 2=1. (2)依题结合图形(图略)知直线l 的斜率不可能为零,所以设直线l 的方程为x =my +n (m ∈R ).∵直线l 即x -my -n =0与圆O :x 2+y 2=1相切,∴|n |m 2+1=1,得n 2=m 2+1. 又∵点A ,B 的坐标(x 1,y 1),(x 2,y 2)满足:⎩⎪⎨⎪⎧x =my +n ,x 2+2y 2-2=0, 消去x 并整理,得(m 2+2)y 2+2mny +n 2-2=0.由一元二次方程根与系数的关系,得y 1+y 2=-2mnm 2+2,y 1y 2=n 2-2m 2+2.其判别式Δ=4m 2n 2-4(m 2+2)(n 2-2)=8(m 2-n 2+2)=8, 又由求根公式得y 1,2=-2mn ±Δ2(m 2+2).∵λ=OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=(my 1+n )(my 2+n )+y 1y 2=(m 2+1)y 1y 2+mn (y 1+y 2)+n 2=3n 2-2m 2-2m 2+2=m 2+1m 2+2.S △AOB =12|OA →||OB →|sin ∠AOB =12OA →2·OB →2-(OA →·OB →)2=12|x 1y 2-x 2y 1|=12|(my 1+n )y 2-(my 2+n )y 1|=12|n (y 2-y 1)|=12|n |·Δm 2+2=2·m 2+1(m 2+2)2=2·m 2+1m 2+2·1m 2+2∵m 2+1m 2+2+1m 2+2=1,且λ=m 2+1m 2+2∈⎣⎡⎦⎤23,34, ∴S △AOB =2·λ·(1-λ)∈⎣⎡⎦⎤64,23.定义法求轨迹方程的思路(1)运用圆锥曲线的定义求轨迹方程,可从曲线定义出发直接写出方程,或从曲线定义出发建立关系式,从而求出方程.(2)定义法和待定系数法适用于已知轨迹是什么曲线,其方程是什么形式的方程的情况.利用条件把待定系数求出来,使问题得解.1.已知动圆过定点F (0,2),且与定直线l :y =-2相切. (1)求动圆圆心的轨迹C 的方程;(2)若AB 是轨迹C 的动弦,且AB 过点F (0,2),分别以A ,B 为切点作轨迹C 的切线,设两切线交点为Q ,求证:AQ ⊥BQ .解:(1)依题意,圆心的轨迹是以F (0,2)为焦点,l :y =-2为准线的抛物线,因为抛物线焦点到准线的距离等于4,所以圆心的轨迹方程是x 2=8y .(2)证明:因为直线AB 与x 轴不垂直,设直线AB 的方程为y =kx +2,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +2,y =18x 2,得x 2-8kx -16=0. 所以x 1+x 2=8k ,x 1x 2=-16.抛物线方程为y =18x 2,求导得y ′=14x .所以过抛物线上A ,B 两点的切线斜率分别是k 1=14x 1,k 2=14x 2,k 1·k 2=14x 1·14x 2=116x 1·x 2=-1.所以AQ ⊥BQ .考点三 代入法求轨迹方程|在圆O :x 2+y 2=4上任取一点P ,过点P 作x 轴的垂线段PD ,D 为垂足.设M 为线段PD 的中点.(1)当点P 在圆O 上运动时,求点M 的轨迹E 的方程;(2)若圆O 在点P 处的切线与x 轴交于点N ,试判断直线MN 与轨迹E 的位置关系. [解] (1)设M (x ,y ),则P (x,2y ).∵点P 在圆x 2+y 2=4上,∴x 2+(2y )2=4,即点M 的轨迹E 的方程为x 24+y 2=1.(2)当直线PN 的斜率不存在时,直线MN 的方程为x =2或x =-2.显然与轨迹E 相切. 当直线PN 的斜率存在时,设PN 的方程为y =kx +t (k ≠0). ∵直线PN 与圆O 相切,∴|t |k 2+1=2,即t 2-4k 2-4=0. 又∵直线MN 的斜率为k 2,点N 的坐标为⎝⎛⎭⎫-t k ,0,∴直线MN 的方程为y =k2⎝⎛⎭⎫x +t k , 即y =12(kx +t ).由⎩⎨⎧y =12(kx +t ),x24+y 2=1,得(1+k 2)x 2+2ktx +t 2-4=0.∵Δ=(2kt )2-4(1+k 2)(t 2-4)=-4(t 2-4k 2-4)=0,∴直线MN 与轨迹E 相切. 综上可知,直线MN 与轨迹E 相切.代入法求轨迹方程的四个步骤(1)设出所求动点坐标P (x ,y ).(2)寻求与所求动点P (x ,y )与已知动点Q (x ′,y ′)的关系. (3)建立P ,Q 两坐标的关系表示出x ′,y ′. (4)将x ′,y ′代入已知曲线方程中化简求解.2.已知F 1,F 2分别为椭圆C :x 24+y 23=1的左,右焦点,点P 为椭圆C 上的动点,则△PF 1F 2的重心G 的轨迹方程为( )A.x 236+y 227=1(y ≠0) B.4x 29+y 2=1(y ≠0) C.9x 24+3y 2=1(y ≠0) D .x 2+4y 23=1(y ≠0)解析:依题意知F 1(-1,0),F 2(1,0),设P (x 0,y 0),G (x ,y ),则由三角形重心坐标关系可得⎩⎨⎧x =x 0-1+13,y =y 03.即⎩⎪⎨⎪⎧x 0=3x ,y 0=3y .代入x 204+y 203=1得重心G 的轨迹方程为9x 24+3y 2=1(y ≠0).答案:C27.分类讨论思想在由方程讨论曲线类型中的应用【典例】 已知两个定点A 1(-2,0),A 2(2,0),动点M 满足直线MA 1与MA 2的斜率之积是定值m4(m ≠0).求动点M 的轨迹方程,并指出随m 变化时方程所表示的曲线C 的形状.[思路点拨] 依题直接写出方程后,结合方程结构特征分类判断曲线类型,注意分类标准的确定.[解] 设动点M (x ,y ),依题意有y x -2·y x +2=m4(m ≠0),整理得x 24-y 2m=1(x ≠±2),即为动点M 的轨迹方程.当m >0时,轨迹是焦点在x 轴上的双曲线;当m ∈(-4,0)时,轨迹是焦点在x 轴上的椭圆; 当m =-4时,轨迹是圆;当m ∈(-∞,-4)时,轨迹是焦点在y 轴上的椭圆.且点A 1(-2,0),A 2(2,0)不在曲线上.[方法点评] 由曲线方程讨论曲线类型时,常用到分类讨论思想,其分类的标准有两类: (1)二次项系数为0的值. (2)二次项系数相等的值.[跟踪练习] 在同一坐标系中,方程a 2x 2+b 2y 2=1与ax +by 2=0(a >b >0)表示的曲线大致是( )解析:a >b >0得1b 2>1a 2>0,方程a 2x 2+b 2y 2=1,即x 21a 2+y 21b 2=1表示的是焦点在y 轴上的椭圆;方程ax +by 2=0,即y 2=-ab x 表示的是焦点在x 轴的负半轴上的抛物线上,结合各选项知,选D.答案:DA 组 考点能力演练1.“点M 在曲线y 2=4x 上”是“点M 的坐标满足方程2x +y =0”的( ) A .充分非必要条件 B .必要非充分条件 C .充要条件D .既非充分也非必要条件解析:点M 的坐标满足方程2x +y =0,则点M 在曲线y 2=4x 上,是必要条件;但当y >0时,点M 在曲线y 2=4x 上,点M 的坐标不满足方程2x +y =0,不是充分条件.2.若M ,N 为两个定点,且|MN |=6,动点P 满足PM →·PN →=0,则P 点的轨迹是( ) A .圆 B .椭圆 C .双曲线D .抛物线解析:∵PM →·PN →=0,∴PM ⊥PN . ∴点P 的轨迹是以线段MN 为直径的圆. 答案:A3.(2016·梅州质检)动圆M 经过双曲线x 2-y 23=1的左焦点且与直线x =2相切,则圆心M 的轨迹方程是( )A .y 2=8xB .y 2=-8xC .y 2=4xD .y 2=-4x解析:双曲线x 2-y 23=1的左焦点F (-2,0),动圆M 经过F 且与直线x =2相切,则圆心M 到点F 的距离和到直线x =2的距离相等,由抛物线的定义知轨迹是抛物线,其方程为y 2=-8x .答案:B4.(2016·沈阳质检)已知点O (0,0),A (1,-2),动点P 满足|P A |=3|PO |,则P 点的轨迹方程是( )A .8x 2+8y 2+2x -4y -5=0B .8x 2+8y 2-2x -4y -5=0C .8x 2+8y 2+2x +4y -5=0D .8x 2+8y 2-2x +4y -5=0解析:设P 点的坐标为(x ,y ),则(x -1)2+(y +2)2=3x 2+y 2,整理得8x 2+8y 2+2x -4y -5=0,故选A.答案:A5.若曲线C 上存在点M ,使M 到平面内两点A (-5,0),B (5,0)距离之差的绝对值为8,则称曲线C 为“好曲线”.以下曲线不是“好曲线”的是( )A .x +y =5B .x 2+y 2=9 C.x 225+y 29=1 D .x 2=16y解析:M 点的轨迹是双曲线x 216-y 29=1,依题意,是“好曲线”的曲线与M 点的轨迹必有公共点.四个选项中,只有圆x 2+y 2=9与M 点的轨迹没有公共点,其他三个曲线与M 点的轨迹都有公共点,所以圆x 2+y 2=9不是“好曲线”.6.(2016·聊城一模)在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,A (1,0),B (2,2),若点C 满足OC →=OA →+t (OB →-OA →),其中t ∈R ,则点C 的轨迹方程是_____________________________.解析:设C (x ,y ),则OC →=(x ,y ),OA →+t (OB →-OA →)=(1+t,2t ),所以⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1,y =2t ,消去参数t 得点C 的轨迹方程为y =2x -2.答案:y =2x -27.已知F 是抛物线y =14x 2的焦点,P 是该抛物线上的动点,则线段PF 中点的轨迹方程是________.解析:本题考查曲线的方程.因为抛物线x 2=4y 的焦点F (0,1),设线段PF 的中点坐标是(x ,y ),则P (2x,2y -1)在抛物线x 2=4y 上,所以(2x )2=4(2y -1),化简得x 2=2y -1.答案:x 2=2y -18.已知动点P (x ,y )与两定点M (-1,0),N (1,0)连线的斜率之积等于常数λ(λ≠0).则动点P 的轨迹C 的方程为________.解析:由题设知直线PM 与PN 的斜率存在且均不为零,所以k PM ·k PN =y x +1·yx -1=λ, 整理得x 2-y 2λ=1(λ≠0,x ≠±1).即动点P 的轨迹C 的方程为x 2-y 2λ=1(λ≠0,x ≠±1).答案:x 2-y 2λ=1(λ≠0,x ≠±1)9.在直角坐标系xOy 中,动点P 与定点F (1,0)的距离和它到定直线x =2的距离之比是22. (1)求动点P 的轨迹Γ的方程; (2)设曲线Γ上的三点A (x 1,y 1),B ⎝⎛⎭⎫1,22,C (x 2,y 2)与点F 的距离成等差数列,线段AC 的垂直平分线与x 轴的交点为T ,求直线BT 的斜率k .解:(1)设P (x ,y ).由已知,得(x -1)2+y 2|x -2|=22,两边同时平方,化简得x 22+y 2=1,故动点P 的轨迹Γ的方程是x 22+y 2=1.(2)由已知得|AF |=22(2-x 1),|BF |=22×(2-1), |CF |=22(2-x 2),因为2|BF |=|AF |+|CF |,所以22(2-x 1)+22(2-x 2)=2×22×(2-1), 所以x 1+x 2=2.①故线段AC 的中点坐标为⎝⎛⎭⎫1,y 1+y 22,其垂直平分线的方程为y -y 1+y 22=-x 1-x 2y 1-y 2(x -1).②因为A ,C 在椭圆上,所以代入椭圆,两式相减, 把①代入化简,得-x 1-x 2y 1-y 2=y 1+y 2.③把③代入②,令y =0,得x =12,所以点T 的坐标为⎝⎛⎭⎫12,0.所以直线BT 的斜率k =22-01-12= 2.10.在平面直角坐标系xOy 中,动点P (x ,y )到F (0,1)的距离比到直线y =-2的距离小1.(1)求动点P 的轨迹W 的方程;(2)过点E (0,-4)的直线与轨迹W 交于两点A ,B ,点D 是点E 关于x 轴的对称点,点A 关于y 轴的对称点为A 1,证明:A 1,D ,B 三点共线.解:(1)由题意可得动点P (x ,y )到定点F (0,1)的距离和到定直线y =-1的距离相等,所以动点P 的轨迹是以F (0,1)为焦点,以y =-1为准线的抛物线.所以动点P 的轨迹W 的方程为x 2=4y .(2)证明:设直线l 的方程为y =kx -4,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则A 1(-x 1,y 1).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx -4,x 2=4y ,消去y ,整理得x 2-4kx +16=0. 则Δ=16k 2-64>0,即|k |>2. x 1+x 2=4k ,x 1x 2=16.直线A 1B :y -y 2=y 2-y 1x 2+x 1(x -x 2),所以y =y 2-y 1x 2+x 1(x -x 2)+y 2,即y =x 22-x 214(x 1+x 2)(x -x 2)+14x 22,整理得y =x 2-x 14x -x 22-x 1x 24+14x 22,即y =x 2-x 14x +x 1x 24.直线A 1B 的方程为y =x 2-x 14x +4,显然直线A 1B 过点D (0,4).所以A 1,D ,B 三点共线. B 组 高考题型专练1.(2014·高考广东卷)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的一个焦点为(5,0),离心率为53. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)若动点P (x 0,y 0)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.解:(1)依题意知c =5,c a =53,∴a =3,b 2=a 2-c 2=4,∴椭圆C 的标准方程为x 29+y 24=1. (2)若过点P (x 0,y 0)的切线的斜率不存在或者斜率为零,则易知点P 的坐标为(3,2)或(3,-2)或(-3,2)或(-3,-2).若过点P (x 0,y 0)的切线的斜率存在且不为0,设切点分别为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),切线P A 的斜率为k ,∵P A ⊥PB ,则切线PB 的斜率为-1k. 切线P A 的方程为y -y 0=k (x -x 0),由⎩⎪⎨⎪⎧y -y 0=k (x -x 0)x 29+y 24=1得4x 2+9[k (x -x 0)+y 0]2=36,即(4+9k 2)x 2+18k (y 0-kx 0)x +9(y 0-kx 0)2-36=0,∵切线P A 与椭圆相切, ∴Δ=[18k (y 0-kx 0)]2-4(4+9k 2)[9(y 0-kx 0)2-36]=0,化简得4+9k 2-k 2x 20+2kx 0y 0-y 20=0.①同理,切线PB 的方程为y -y 0=-1k (x -x 0),与椭圆方程x 29+y 24=1联立可得,4+9k 2-x 20k 2-2x 0y 0k-y 20=0,即4k 2+9-x 20-2kx 0y 0-k 2y 20=0.② 由①+②得13(1+k 2)-(1+k 2)(x 20+y 20)=0,即(1+k 2)(x 20+y 20-13)=0,∵1+k 2≠0,∴x 20+y 20-13=0,即x 20+y 20=13.经检验可知点(3,2),(3,-2),(-3,2),(-3,-2)均满足x 20+y 20=13,故点P (x 0,y 0)的轨迹方程为x 2+y 2=13.2.(2015·高考广东卷)已知过原点的动直线l 与圆C 1:x 2+y 2-6x +5=0相交于不同的两点A ,B .(1)求圆C 1的圆心坐标;(2)求线段AB 的中点M 的轨迹C 的方程;(3)是否存在实数k ,使得直线L :y =k (x -4)与曲线C 只有一个交点?若存在,求出k 的取值范围;若不存在,说明理由.解:(1)C 1:(x -3)2+y 2=4,圆心C 1(3,0).(2)由垂径定理知,C 1M ⊥AB ,故点M 在以OC 1为直径的圆上,即⎝⎛⎭⎫x -322+y 2=94. 故线段AB 的中点M 的轨迹C 的方程是⎝⎛⎭⎫x -322+y 2=94在圆C 1:(x -3)2+y 2=4内部的部分,即⎝⎛⎭⎫x -322+y 2=94⎝⎛⎭⎫53<x ≤3. (3)联立⎩⎨⎧x =53,⎝⎛⎭⎫x -322+y 2=94,解得⎩⎨⎧ x =53,y =±253. 不妨设其交点为P 1⎝⎛⎭⎫53,253,P 2⎝⎛⎭⎫53,-253, 设直线L :y =k (x -4)所过定点为P (4,0), 则kPP 1=-257,kPP 2=257. 当直线L 与圆C 相切时,⎪⎪⎪⎪32-k -4k ||k 2+1=32,解得k =±34. 故当k ∈⎩⎨⎧⎭⎬⎫-34∪⎝⎛⎭⎫-257,257∪⎩⎨⎧⎭⎬⎫34时,直线L 与曲线C 只有一个交点.。
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.
求轨迹的几种求法
A C
O O2
x
探索与定圆相切的动圆圆心轨迹要抓牢动 圆圆心到两定点的距离的和与差不放。
S A B
C A S B A B
例3: 变式 2:
经过点 A(5,0)且与 圆 C ( x 5) y 49 相 外切的圆的圆心 P 的轨迹方程
2 2
169
M
P
13-r C
r r A
问题2
程是________.
解析:设P(x,y), ∵点P是线段AQ垂直平分线上的一点, ∴|PA|=|PQ|, ∴|PA|+|PC|=|PC|+|PQ|=4>2,
∴点P的轨迹是以点A、C为焦点的椭圆,
且a=2,c=1,b2=3, ∴点P的轨迹方程为 . x2 y 2 1 4 3
例2:求下列动圆圆心M的轨迹 (1)与圆C:(x+2)2 +y2 =4内切,且过点A(2,0);
1、如图,圆C:(x+1)2+y2=9内一点A(1,0),与圆 上一动点Q的连线AQ的垂直平分线交CQ于P.当Q在 圆C上运动一周时,则动点P的轨迹方程为________.
Q
y
P C A
x
问题2
2、已知椭圆的焦点是F1、F2,P是椭圆上的一 个动点,如果延长F1P到Q,使得|PQ|=|PF2|,那 么动点Q的轨迹是 ( ) (A)圆 (B)椭圆 (C)双曲线的一支 (D)抛物线 Q y
M N A
5
x2 y2 点P的 轨 迹 方 程 为 1( x 2) 4 5
-20
-10
B
P
-5
8. (能力题,中) 设Q是圆C:(x+1)2+y2=16上的动点,另有A(1,0),线段
专题12 圆锥曲线压轴小题常见题型全归纳(精讲精练)(原卷版)
专题12 圆锥曲线压轴小题常见题型全归纳【命题规律】1、圆锥曲线的定义、方程与几何性质是每年高考必考的内容.一是求圆锥曲线的标准方程;二是求椭圆或双曲线的离心率、与双曲线的渐近线有关的问题;三是抛物线的性质及应用问题.多以选择、填空题的形式考查,难度中等.2、通过对椭圆、双曲线、抛物线的定义、方程及几何性质的考查,着重考查了数学抽象、数学建模、逻辑推理与数学运算四大核心素养.【核心考点目录】核心考点一:阿波罗尼斯圆与圆锥曲线 核心考点二:蒙日圆 核心考点三:阿基米德三角形 核心考点四:仿射变换问题 核心考点五:圆锥曲线第二定义 核心考点六:焦半径问题 核心考点七:圆锥曲线第三定义 核心考点八:定比点差法与点差法 核心考点九:切线问题 核心考点十:焦点三角形问题 核心考点十一:焦点弦问题 核心考点十二:圆锥曲线与张角问题 核心考点十三:圆锥曲线与角平分线问题 核心考点十四:圆锥曲线与通径问题 核心考点十五:圆锥曲线的光学性质问题 核心考点十六:圆锥曲线与四心问题【真题回归】1.(2022·天津·统考高考真题)已知抛物线212,,y F F =分别是双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点,抛物线的准线过双曲线的左焦点1F ,与双曲线的渐近线交于点A ,若124F F A π∠=,则双曲线的标准方程为( ) A .22110x y -=B .22116y x -=C .2214y x -=D .2214x y -=2.(2022·全国·统考高考真题)设F 为抛物线2:4C y x =的焦点,点A 在C 上,点(3,0)B ,若AF BF =,则AB =( )A .2B .C .3D .3.(2022·全国·统考高考真题)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的离心率为13,12,A A 分别为C 的左、右顶点,B 为C 的上顶点.若121BA BA ⋅=-,则C 的方程为( ) A .2211816x y +=B .22198x yC .22132x y +=D .2212x y +=4.(多选题)(2022·全国·统考高考真题)已知O 为坐标原点,点(1,1)A 在抛物线2:2(0)C x py p =>上,过点(0,1)B -的直线交C 于P ,Q 两点,则( ) A .C 的准线为1y =- B .直线AB 与C 相切 C .2|OP OQ OA ⋅>D .2||||||BP BQ BA ⋅>5.(多选题)(2022·全国·统考高考真题)已知O 为坐标原点,过抛物线2:2(0)C y px p =>焦点F 的直线与C 交于A ,B 两点,其中A 在第一象限,点(,0)M p ,若||||AF AM =,则( )A .直线AB 的斜率为B .||||OB OF =C .||4||AB OF >D .180OAM OBM ∠+∠<︒6.(2022·全国·统考高考真题)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>,C 的上顶点为A ,两个焦点为1F ,2F ,离心率为12.过1F 且垂直于2AF 的直线与C 交于D ,E 两点,||6DE =,则ADE 的周长是________________.7.(2022·全国·统考高考真题)设点(2,3),(0,)A B a -,若直线AB 关于y a =对称的直线与圆22(3)(2)1x y +++=有公共点,则a 的取值范围是________.8.(2022·全国·统考高考真题)已知直线l 与椭圆22163x y +=在第一象限交于A ,B 两点,l 与x 轴,y 轴分别交于M ,N 两点,且||||,||MA NB MN ==l 的方程为___________.【方法技巧与总结】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,则根据定义判定轨迹曲线并写出方程.有时还要注意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.2、应用圆锥曲线的定义时,要注意定义中的限制条件.在椭圆的定义中,要求122a F F >;在双曲线的定义中,要求2a <12F F ;在抛物线的定义中,定直线不经过定点.此外,通过到定点和到定直线的距离之比为定值可将三种曲线统一在一起,称为圆锥曲线.3、圆锥曲线定义的应用主要有:求标准方程,将定义和余弦定理等结合使用,研究焦点三角形的周长、面积,求弦长、最值和离心率等.4、用解析法研究圆锥曲线的几何性质是通过方程进行讨论的,再通过方程来研究圆锥曲线的几何性质.不仅要能由方程研究曲线的几何性质,还要能运用儿何性质解决有关问题,如利用坐标范围构造函数或不等关系等.【核心考点】核心考点一:阿波罗尼斯圆与圆锥曲线 【典型例题】例1.(2023·全国·高三专题练习)设双曲线222116x y b-=的左右两个焦点分别为1F 、2F ,P 是双曲线上任意一点,过1F 的直线与12F PF ∠的平分线垂直,垂足为Q ,则点Q 的轨迹曲线E 的方程________;M 在曲线E 上,点(8,0)A ,(5,6)B ,则12AM BM +的最小值________. 例2.(2023·全国·高三专题练习)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()1λλ≠的点的轨迹是圆”.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,()2,1A -,()2,4B -,点P 是满足12λ=的阿氏圆上的任一点,则该阿氏圆的方程为____;若点Q 为抛物线:E 24y x =上的动点,Q 在y 轴上的射影为H ,则PA PQ QH ++的最小值为______.例3.(2022春·江苏镇江·高二校考期中)在平面上给定相异两点A ,B ,设点P 在同一平面上且满足||||PA PB λ=,当 0λ>且1λ≠时,P 点的轨迹是一个圆,这个轨迹最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故我们称这个圆为阿波罗尼斯圆.现有双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>, 12,F F 分别为双曲线的左、右焦点,A ,B 为双曲线虚轴的上、下端点,动点P 满足||2||PB PA =, PAB 面积的最大值为4.点M ,N 在双曲线上,且关于原点O 对称,Q 是双曲线上一点,直线QM 和QN 的斜率满足 3QM QN k k ⋅=,则双曲线方程是 ______________ ;过2F 的直线与双曲线右支交于C ,D 两点(其中C 点在第一象限),设点M 、N 分别为 12CF F △、12DF F △的内心,则MN 的范围是 ____________ .核心考点二:蒙日圆 【典型例题】例4.(2023·全国·高三专题练习)蒙日圆涉及的是几何学中的一个著名定理,该定理的内容为:椭圆上两条互相垂直的切线的交点必在一个与椭圆同心的圆上,该圆称为原椭圆的蒙日圆,若椭圆()22:102x y C a a a+=>+的蒙日圆为226x y +=,则=a ( ) A .1 B .2 C .3 D .4例5.(2023·全国·高三专题练习)“蒙日圆”涉及几何学中的一个著名定理,该定理的内容为:椭圆上两条互相垂直的切线的交点必在一个与椭圆同心的圆上,该圆称为原椭圆的蒙日圆.若椭圆C :2211x y a a+=+(0)a >的离心率为12,则椭圆C 的蒙日圆方程为( ) A .229x y += B .227x y += C .225x y += D .224x y +=例6.(2023春·四川乐山·高二四川省乐山沫若中学校考期中)加斯帕尔·蒙日(图1)是18~19世纪法国著名的几何学家,他在研究圆锥曲线时发现:椭圆的任意两条互相垂直的切线的交点都在同一个圆上,其圆心是椭圆的中心,这个圆被称为“蒙日圆”(图2).则椭圆 22:154x y C +=的蒙日圆的半径为( )A .3B .4C .5D .6核心考点三:阿基米德三角形 【典型例题】例7.(2023·高二课时练习)抛物线上任意两点A ,B 处的切线交于点P ,称PAB 为“阿基米德三角形”,当线段AB 经过抛物线的焦点F 时,PAB 具有以下特征: ①P 点必在抛物线的准线上;②PF AB ⊥.若经过抛物线24y x =的焦点的一条弦为AB ,“阿基米德三角形”为PAB ,且点P 的纵坐标为4,则直线AB 的方程为( )A .210x y --=B .220x y +-=C .210x y +-=D .220x y --=例8.(2023·全国·高三专题练习)阿基米德(Archimedes ,公元前287年-公元前212年),出生于古希腊西西里岛叙拉古(今意大利西西里岛上),伟大的古希腊数学家、物理学家,与高斯、牛顿并称为世界三大数学家.有一类三角形叫做阿基米德三角形.......(过抛物线的弦与过弦端点的两切线所围成的三角形),他利用“通近法”得到抛物线的弦与抛物线所围成的封闭图形的面积等于阿基米德三角形面积的23(即右图中阴影部分面积等于PAB 面积的23).若抛物线方程为22(0)y px p =>,且直线2p x =与抛物线围成封闭图形的面积为6,则p =( )A .1B .2C .32D .3例9.(2023·全国·高三专题练习)阿基米德(公元前287年~公元前212年)是古希腊伟大的物理学家、数学家和天文学家.他研究抛物线的求积法得出著名的阿基米德定理,并享有“数学之神”的称号.抛物线的弦与过弦的端点的两条切线所围成的三角形被称为阿基米德三角形.如图,PAB 为阿基米德三角形.抛物线22(0)x py p =>上有两个不同的点()()1122,,,A x y B x y ,以A ,B 为切点的抛物线的切线,PA PB 相交于P .给出如下结论,其中正确的为( )(1)若弦AB 过焦点,则ABP 为直角三角形且90APB ︒∠=; (2)点P 的坐标是1212,22x x x x +⎛⎫ ⎪⎝⎭;(3)PAB 的边AB 所在的直线方程为()121202x x py x x x --=+; (4)PAB 的边AB 上的中线与y 轴平行(或重合).A .(2)(3)(4)B .(1)(2)C .(1)(2)(3)D .(1)(3)(4)核心考点四:仿射变换问题 【典型例题】例10.(2023·全国·高三专题练习)已知直线l 与椭圆22142x y +=交于M ,N 两点,当OM ON k k ⋅=______,MON △面积最大,并且最大值为______.记1122(,),(,)M x y N x y ,当MON △面积最大时,2212x x +=_____﹐2212y y +=_______.Р是椭圆上一点,OP OM ON λμ=+,当MON △面积最大时,22λμ+=______.例11.(2023·全国·高三专题练习)过椭圆22143x y +=的右焦点F 的直线与椭圆交于A ,B 两点,则AOB面积最大值为_______.例12.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆22:12x C y +=左顶点为A ,,P Q 为椭圆C 上两动点,直线PO 交AQ 于E ,直线QO 交AP 于D ,直线,OP OQ 的斜率分别为12,k k 且1212k k =-,,AD DF AE EQ λμ==(,λμ是非零实数),求22λμ+=______________.核心考点五:圆锥曲线第二定义 【典型例题】例13.(2023·全国·高三专题练习)设F 为抛物线2:6C y x =的焦点,过F 且倾斜角为60°的直线交C 于A ,B 两点,则AB =( )A B .8 C .12 D .例14.(2023·全国·高三专题练习)过抛物线24y x =焦点F 的直线与该抛物线及其准线都相交,交点从左到右依次为A ,B ,C .若2AB BF =,则线段BC 的中点到准线的距离为( ) A .3B .4C .5D .6例15.(2023·全国·高三专题练习)如图,过抛物线22(0)y px p =>的焦点F 的直线交抛物线于点A ,B ,交其准线l 于点C ,若F 是AC 的中点,且4AF =,则线段AB 的长为( )A .5B .6C .163D .203核心考点六:焦半径问题 【典型例题】例16.(2023·全国·高三专题练习)已知点P 是双曲线22184x y -=上的动点,1F ,2F 为该双曲线的左右焦点,O 为坐标原点,则12||||||PF PF OP +的最大值为( )A .B .2C D例17.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线222:1(0)4x y C a α-=>的右支上的点0(P x ,0)y 满足121||3||(PF PF F =,2F 分别是双曲线的左右焦点),则00(cy c x +为双曲线C 的半焦距)的取值范围是( ) A.)∞+ B .[2,25)2C .25)2D .[2,例18.(2023·全国·高三专题练习)已知点P 是双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>上的动点,1F ,2F 是左、右焦点,O 是坐标原点,若12||PF PF OP +,则双曲线的离心率为( )AB C .32D .2核心考点八:圆锥曲线第三定义 【典型例题】例19.(江苏省南京市中华中学2022-2023学年高二下学期初数学试题)椭圆C :22143x y +=的左、右顶点分别为1A ,2A ,点P 在C 上且直线1PA 的斜率的取值范围是[]2,1--,那么直线2PA 斜率的取值范围是( ) A .33,84⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .13,24⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .3,14⎡⎤⎢⎥⎣⎦例20.(2023·全国·高三专题练习)椭圆22:143x y C +=的左、右顶点分别为1A ,2A ,点P 在C 上且直线2PA 的斜率的取值范围是[3-,1]-,那么直线1PA 斜率的取值范围是( )A .1[4,3]4B .1[2,3]4C .1[2,1]D .3[4,1]例21.(2023·全国·高三专题练习)已知O 为坐标原点,椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左、右焦点分别是12F F 、,过点1F 且斜率为k 的直线与圆222x y a +=交于A ,B 两点(点B 在x 轴上方),线段1F B 与椭圆交于点M ,2MF 延长线与椭圆交于点N ,且122||,2AF MB MF F N ==,则椭圆的离心率为___________,直线1AF 的斜率为___________.例22.(2023·全国·高三专题练习)设椭圆22221(0)x y a b a b+=>>长轴的两个顶点分别为A 、B ,点C 为椭圆上不同于A 、B 的任一点,若将ABC ∆的三个内角记作A 、B 、C ,且满足3tan 3tan tan 0A B C ++=,则椭圆的离心率为( )A B .13C D .23核心考点八:定比点差法与点差法 【典型例题】例23.(2023·全国·高三专题练习)已知斜率为k 的直线l 与椭圆22:143x y C +=交于A ,B 两点,线段AB的中点为(1,)M m (0m >),那么k 的取值范围是( )A .12k <-B .1122k -<<C .12k >D .12k <-,或12k >例24.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆22:143x y C +=,过点()11P ,的直线l 与椭圆C 交于,A B 两点,若点P 恰为弦AB 中点,则直线l 斜率是( ) A .3-B .13-C .34-D .43-例25.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆2222:1(0)x y a b a b Γ+=>>内有一定点(1,1)P ,过点P 的两条直线1l ,2l 分别与椭圆Γ交于A 、C 和B 、D 两点,且满足AP PC λ=,BP PD λ=,若λ变化时,直线CD 的斜率总为14-,则椭圆Γ的离心率为A B .12C D 核心考点九:切线问题 【典型例题】例26.(2023·全国·高三专题练习)已知过圆锥曲线221x y m n+=上一点(),o o P x y 的切线方程为001x x y y m n +=.过椭圆221124x y +=上的点()3,1A -作椭圆的切线l ,则过A 点且与直线l 垂直的直线方程为( ) A .30x y --= B .-20x y += C .2330x y +-=D .3100x y --=例27.(2023·全国·高三专题练习)已知点()1,0A -、()10B ,,若过A 、B 两点的动抛物线的准线始终与圆228x y +=相切,该抛物线焦点的轨迹是某圆锥曲线的一部分,则该圆锥曲线是( )A .椭圆B .圆C .双曲线D .抛物线例28.(2023·全国·高三专题练习)设P 是双曲线C :22221(0,0)x y a b a b -=>>在第一象限内的动点,O 为坐标原点,双曲线C 在P 点处的切线的斜率为m ,直线OP 的斜率为n ,则当1ln ln b a m n a b mn++++取得最小值时,双曲线C 的离心率为( )AB .2CD核心考点十:焦点三角形问题 【典型例题】例29.(2023春·河南洛阳·高二宜阳县第一高级中学校考阶段练习)已知椭圆2212516x y +=的左、右焦点分别为1F 、2F ,点P 在椭圆上,若16PF =,则12PF F △的面积为( )A .8B .C .16D .例30.(2023·全国·高三专题练习)椭圆两焦点分别为()13,0F ,()23,0F -,动点P 在椭圆上,若12PF F △的面积的最大值为12,则此椭圆上使得12F PF ∠为直角的点P 有( ) A .0个B .1个C .2个D .4个例31.(2023·全国·高三专题练习)双曲线221169x y -=的左、右焦点分别1F 、2F ,P 为双曲线右支上的点,12PF F △的内切圆与x 轴相切于点C ,则圆心I 到y 轴的距离为( )A .1B .2C .3D .4例32.(2023·全国·高三专题练习)已知(P 在双曲线22214x y b-=上,其左、右焦点分别为1F 、2F ,三角形12PF F 的内切圆切x 轴于点M ,则2MP MF ⋅的值为( )A .1B .1C .2D .核心考点十一:焦点弦问题 【典型例题】例33.(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线()2:20C y px p =>的焦点F 与椭圆2212516x y +=的右焦点重合.斜率为()0k k >直线l 经过点F ,且与C 的交点为A ,B .若3AF BF =,则直线l 的方程是( )A 0y --=B .40y --C .390x y --=D .330x y --=例34.(2023·全国·高三专题练习)抛物线24y x =的焦点弦被焦点分成长是m 和n 的两部分,则m 与n 的关系是( ) A .m +n =mnB .m +n =4C .mn =4D .无法确定例35.(2023春·河南南阳·高二统考期中)如图所示,1F ,2F 是双曲线C :22221()00a x y a b b >-=>,的左、右焦点,过1F 的直线与C 的左、右两支分别交于A ,B 两点.若22345AB BF AF =∶∶∶∶,则双曲线的离心率为( )A .2BC D核心考点十二:圆锥曲线与张角问题 【典型例题】例36.(2023·全国·高三专题练习)定义:点P 为曲线L 外的一点,,A B 为L 上的两个动点,则APB ∠取最大值时,APB ∠叫点P 对曲线L 的张角.已知点P 为抛物线2:4C y x =上的动点,设P 对圆22:(3)1M x y -+=的张角为θ,则cos θ的最小值为___________.例37.(2023春·山东·高二山东省实验中学校考阶段练习)已知椭圆22221(0)x y C a b a b +=>>:的左、右焦点分别为1F ,2F ,点P 在C 上,直线PF 2与y 轴交于点Q ,点P 在线段2F Q 上,1QPF 的内切圆的圆心为I ,若12IF F △为正三角形,则12F PF ∠=___________,C 的离心率的取值范围是___________.核心考点十三:圆锥曲线与角平分线问题 【典型例题】例38.(2022春·广东广州·高二校联考期中)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右焦点分别为12,,F F P为C 上不与左、右顶点重合的一点,I 为12PF F △的内心,且12322IF IF PI +=,则C 的离心率为( )A .13B .25C D 例39.(2023春·辽宁铁岭·高二昌图县第一高级中学校考期中)双曲线22221x y a b -=的左右焦点分别为1F 、2F ,P 是双曲线右支上一点,I 为12PF F △的内心,PI 交x 轴于Q 点,若12FQ PF =,且:2:1PI IQ =,则双曲线的离心率e 的值为( ) A .2B .32C D .53例40.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的两个焦点1F ,2F 与短轴的两个端点1B ,2B 都在圆221x y +=上,P 是C 上除长轴端点外的任意一点,12F PF ∠的平分线交C 的长轴于点M ,则12MB MB +的取值范围是( )A .⎡⎣B .⎡⎣C .⎡⎣D .2,⎡⎣核心考点十四:圆锥曲线与通径问题 【典型例题】例41.(2023·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系xOy 中,以点()14,0F ,()28,9F 为焦点的动椭圆与双曲线221412x y -=的右支有公共点,则椭圆通径的最小值为______. 例42.(2023·全国·高三专题练习)过抛物线2:2(0)T y px p =>的焦点F 的直线与T 交于,A B 两点,且2AF FB =,T 的准线l 与x 轴交于C ,CBF 的面积为T 的通径长为___________.例43.(2023·全国·高三专题练习)过双曲线的焦点与双曲线实轴垂直的直线被双曲线截得的线段的长称为双曲线的通径,其长等于22b a(a 、b 分别为双曲线的实半轴长与虚半轴长).已知双曲线222:1x C y a -=(0a >)的左、右焦点分别为1F 、2F ,若点M 是双曲线C 上位于第四象限的任意一点,直线l 是双曲线的经过第二、四象限的渐近线,MQ l ⊥于点Q ,且1MQ MF +的最小值为3,则双曲线C 的通径为__________.核心考点十五:圆锥曲线的光学性质问题 【典型例题】例44.(2023·全国·高三专题练习)椭圆有这样的光学性质:从椭圆的一个焦点出发的光线,经椭圆反射后,反射光线经过椭圆的另一个焦点,今有一个水平放置的椭圆形台球盘,点A 、B 是它的焦点,长轴长为2a ,焦距为2c ,静放在点A 的小球(小球的半径不计),从点A 沿直线出发,经椭圆壁反弹后第一次回到点A 时,小球经过的路程是( ) A .4aB .2()a c -C .2()a c +D .以上答案均有可能例45.(2023·全国·高三专题练习)双曲线的光学性质为:从双曲线一个焦点发出的光,经过反射后,反射光线的反向延长线都汇聚到双曲线的另一个焦点上,若双曲线E 的焦点分别为1F ,2F ,经过2F 且与1F 2F 垂直的光线经双曲线E 反射后,与1F 2F 成45°角,则双曲线E 的离心率为( )AB1 C.D.1例46.(2023·全国·高三专题练习)抛物线有如下光学性质:由其焦点射出的光线经抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出;反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.已知抛物线2:4C y x =,一条平行于x 轴的光线1l 从点()8,4P 射入,经过C 上的点A 反射后,再经C 上另一点B 反射后,沿直线2l 射出,则AB =( ) A .7B .174C .214D .254核心考点十六:圆锥曲线与四心问题 【典型例题】例47.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆Γ:22143x y +=,过其左焦点1F 作直线l 交椭圆Γ于P ,A 两点,取P 点关于x 轴的对称点B .若G 点为PAB 的外心,则1PAGF =( ) A .2B .3C .4D .以上都不对例48.(2023·全国·高三专题练习)双曲线22122:1(0,0)x y C a b a b-=>>的渐近线与抛物线22:2(0)C x py p =>交于点,,A O B ,若抛物线2C 的焦点恰为AOB ∆的内心,则双曲线1C 的离心率为( )A .32BC4D .122例49.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点分别是1F ,2F ,P是双曲线右支上一点,且212PF F F ⊥,I 和G 分别是12PF F △的内心和重心,若IG 与x 轴平行,则双曲线的离心率为( ) AB .2C .3D .4例50.(2023·全国·高三专题练习)记椭圆C :2221x y +=的左右焦点为1F ,2F ,过2F 的直线l 交椭圆于A ,B ,A ,B 处的切线交于点P ,设12F F P 的垂心为H ,则PH 的最小值是( )ABCD【新题速递】一、单选题1.(2023春·福建泉州·高三阶段练习)已知椭圆E :221164x y +=的左右顶点分别为1A ,2A ,圆1O 的方程为()22114x y ⎛++= ⎝⎭,动点P 在曲线E 上运动,动点Q 在圆1O 上运动,若12A A P △的面积为PQ 的最大值和最小值分别为m 和n ,则m n +的值为( )AB .C .D .2.(2023·河南郑州·高三阶段练习)公元656年,唐代李淳风注《九章算术》时提到祖暅的开立圆术.祖暅在求球体积时,使用一个原理:“幂势既同,则积不容异”.“幂”是截面积,“势”是立体的高.意思是两个同高的几何体,如在等高处的截面面积相等﹐则体积相等.更详细点说就是,界于两个平行平面之间的两个立体,被任一平行于这两个平面的平面所截,如果两个截面的面积相等,则这两个几何体的体积相等.上述原理在中国被称为祖暅原理,国外则一般称之为卡瓦列利原理.已知将双曲线22:182x y C -=与直线2y =±围成的图形绕y 轴旋转一周得到一个旋转体E ,则旋转体E 的体积是( )A .32π3B .64π3C .80π3D .160π33.(2023·广西南宁·南宁二中校考一模)设12F F 、是双曲线22:1810y C x -=的左、右两个焦点,O 为坐标原点,点P 在C 上且1212OP PF PF =-,则1PF O 的面积为( ) A .5B .8C .10D .124.(2023·全国·高三校联考阶段练习)在平面直角坐标系中,已知点()20M ,,()10N -,,动点()Q x y ,满足2QM QN =,过点()31-,的直线与动点Q 的轨迹交于A ,B 两点,记点Q 的轨迹的对称中心为C ,则当ABC 面积取最大值时,直线AB 的方程是( )A .4y x =+B .4y x =-+C .24y x =+D .24y x =-+5.(2023春·北京大兴·高三校考阶段练习)数学美的表现形式不同于自然美或艺术美那样直观,它蕴藏于特有的抽象概念,公式符号,推理论证,思维方法等之中,揭示了规律性,是一种科学的真实美.平面直角坐标系中,曲线22:C x y x y +=+就是一条形状优美的曲线,对于此曲线,给出如下结论:①曲线C 围成的图形的面积是2π+; ②曲线C 上的任意两点间的距离不超过2;③若(),P m n 是曲线C 上任意一点,则3m n +-的最小值是1. 其中正确结论的个数为( ) A .0B .1C .2D .36.(2023春·重庆·高三统考阶段练习)已知点P 为抛物线()220y px p =>上一动点,点Q 为圆22:(1)(4)1C x y ++-=上一动点,点F 为抛物线的焦点,点P 到y 轴的距离为d ,若PQ d +的最小值为2,则p =( ) A .12p =B .1p =C .2p =D .4p =7.(2023·全国·高三专题练习)如图所示,1F ,2F 是双曲线C :22221x y a b -=(0a >,0b >)的左、右焦点,C 的右支上存在一点B 满足12BF BF ⊥,1BF 与C 的左支的交点A 满足221212sin sin BF AF F AF B F F ∠=∠,则双曲线C的离心率为( )A .3B.CD8.(2023·北京·高三专题练习)在平面直角坐标系中,,A B 是直线x y m +=上的两点,且10AB =.若对于任意点()()cos ,sin 02πP θθθ≤<,存在,A B 使90APB ∠=成立,则m 的最大值为( ) A.B.C.D.9.(2023·全国·高三专题练习)用平面截圆柱面,当圆柱的轴与α所成角为锐角时,圆柱面的截线是一个椭圆.著名数学家Dandelin 创立的双球实验证明了上述结论.如图所示,将两个大小相同的球嵌入圆柱内,使它们分别位于α的上方和下方,并且与圆柱面和α均相切.给出下列三个结论:①两个球与α的切点是所得椭圆的两个焦点;②椭圆的短轴长与嵌入圆柱的球的直径相等;③当圆柱的轴与α所成的角由小变大时,所得椭圆的离心率也由小变大. 其中,所有正确结论的序号是( ) A .①B .②③C .①②D .①③10.(2023春·内蒙古赤峰·高三统考阶段练习)已知圆22:4O x y +=和圆22:4210M x y x y ++-+=相交于A ,B 两点,下列说法中错误的是( ). A .圆O 与圆M 有两条公切线 B .圆O 与圆M 关于直线AB 对称 C .线段ABD .E ,F 分别是圆O 和圆M 上的点,则EF的最大值为4二、多选题11.(2023·全国·高三校联考阶段练习)已知F 是抛物线2:2C x y =的焦点,,A B 是抛物线C 上的两点,O 为坐标原点,则( )A .若AF y ⊥轴,则1AF =B .若2AF =,则AOFC .AB 长度的最小值为2D .若AOB 90∠=,则8OA OB ⋅≥12.(2023·江苏苏州·苏州中学校考模拟预测)已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左,右焦点分别为12,F F ,长轴长为4,点)P在椭圆C 外,点Q 在椭圆C 上,则( )A .椭圆C的离心率的取值范围是⎫⎪⎪⎝⎭B .当椭圆C1QF的取值范围是2⎡⎣ C .存在点Q 使得210QF QF ⋅=D .1211QF QF +的最小值为2 13.(2023·全国·高三专题练习)已知O 为坐标原点,抛物线C :22y px =(0p >)的焦点F 为()1,0,过点()3,2M 的直线l 交抛物线C 于A ,B 两点,点P 为抛物线C 上的动点,则( ) A .PM PF +的最小值为B .C 的准线方程为=1x -C .4OA OB ⋅≥-D .当PF l ∥时,点P 到直线l 的距离的最大值为14.(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线22y x =的焦点为F ,()11,M x y ,()22,N x y 是抛物线上两点,则下列结论正确的是( ) A .点F 的坐标为1,08⎛⎫ ⎪⎝⎭B .若直线MN 过点F ,则12116x x =-C .若MF NF λ=,则MN 的最小值为12 D .若32MF NF +=,则线段MN 的中点P 到x 轴的距离为58三、填空题15.(2023春·甘肃兰州·高三兰化一中校考阶段练习)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点F 与椭圆22143x y +=的右焦点重合,点M 是抛物线C 的准线上任意一点,直线MA ,MB 分别与抛物线C 相切于点A ,B .设直线MA ,MB 的斜率分别为1212,,k k k k ⋅=则______16.(2023·全国·高三校联考阶段练习)已知双曲线22221()00a x y a bb >-=>,的离心率2≥e ,直线1y x =-+交双曲线于点M ,N ,O 为坐标原点且OM ON ⊥,则双曲线实轴长的最小值是__________.17.(2023春·重庆·高三统考阶段练习)已知圆221:4C x y +=与圆222:(1)(1)10C x y +++=相交于A ,B 两点,则||AB =________.18.(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线C :22y px =(0p >)的准线方程为2x =-,焦点为F ,准线与x 轴的交点为A 、B 为抛物线C |2||BF AB =,则点F 到AB 的距离为______.19.(2023·全国·高三专题练习)已知实数x ,y 满足:22(2)(1)1x y ++-=,则 1 2 x y -+的取值范围是______.20.(2023·江苏苏州·苏州中学校考模拟预测)已知抛物线M :24x y =,圆C :22(3)4x y +-=,在抛物线M 上任取一点P ,向圆C 作两条切线PA 和PB ,切点分别为A ,B ,则CA CB ⋅的取值范围是______ .。
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(求轨迹方程)
专题 圆锥曲线(求轨迹方程)求轨迹方程的常用方法(1)直接法:直接利用条件建立x ,y 之间的关系或F (x ,y )=0;(2)定义法:先根据条件得出动点的轨迹是某种已知曲线,再由曲线的定义直接写出动点的轨迹方程;(3)代入转移法(相关点法):动点P (x ,y )依赖于另一动点Q (x 0,y 0)的变化而变化,并且Q (x 0,y 0)又在某已知曲线上,则可先用x ,y 的代数式表示x 0,y 0,再将x 0,y 0代入已知曲线得要求的轨迹方程.1.一个区别——“轨迹方程”与“轨迹”“求动点的轨迹方程”和“求动点的轨迹”是不同的.前者只须求出轨迹的方程,标出变量x ,y 的范围;后者除求出方程外,还应指出方程的曲线的图形,并说明图形的形状、位置、大小等有关的数据.2.双向检验——求轨迹方程的注意点求轨迹方程,要注意曲线上的点与方程的解是一一对应关系,检验应从两个方面进行:一是方程的化简是否是同解变形;二是是否符合实际意义,注意轨迹上特殊点对轨迹的“完备性与纯粹性”的影响.考向一 直接法求轨迹方程【例1】 已知动点P (x ,y )与两定点M (-1,0),N (1,0)连线的斜率之积等于常数λ(λ≠0).(1)求动点P 的轨迹C 的方程;(2)试根据λ的取值情况讨论轨迹C 的形状.【解】 (1)由题意可知,直线PM 与PN 的斜率均存在且均不为零,所以k PM ·k PN =y x +1·y x -1=λ,整理得x 2-y 2λ=1(λ≠0,x ≠±1).即动点P 的轨迹C 的方程为x 2-y 2λ=1(λ≠0,x ≠±1).(2)①当λ>0时,轨迹C 为中心在原点,焦点在x 轴上的双曲线(除去顶点);②当-1<λ<0时,轨迹C 为中心在原点,焦点在x 轴上的椭圆(除去长轴的两个端点); ③当λ=-1时,轨迹C 为以原点为圆心,1为半径的圆除去点(-1,0),(1,0).④当λ<-1时,轨迹C 为中心在原点,焦点在y 轴上的椭圆(除去短轴的两个端点).【对点练习1】已知A ,B 为平面内两定点,过该平面内动点M 作直线AB 的垂线,垂足为N .若MN →2=λAN →·NB →,其中λ为常数,则动点M 的轨迹不可能是( )A .圆B .椭圆C .抛物线D .双曲线【解析】以AB 所在直线为x 轴,AB 的中垂线为y 轴,建立坐标系,设M (x ,y ),A (-a,0),B (a,0),则N (x,0).因为MN →2=λAN →·NB →,所以y 2=λ(x +a )(a -x ),即λx 2+y 2=λa 2,当λ=1时,是圆的轨迹方程;当λ>0且λ≠1时,是椭圆的轨迹方程;当λ<0时,是双曲线的轨迹方程;当λ=0时,是直线的轨迹方程.综上,方程不表示抛物线的方程.【答案】 C图8-8- 2 图8-8- 1考向二 定义法求轨迹方程【例2】已知两个定圆O 1和O 2,它们的半径分别是1和2,且|O 1O 2|=4.动圆M 与圆O 1内切,又与圆O 2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.【解】 如图所示,以O 1O 2的中点O 为原点,O 1O 2所在直线为x 轴建立平面直角坐标系.由|O 1O 2|=4,得O 1(-2,0),O 2(2,0).设动圆M 的半径为r ,则由动圆M 与圆O 1内切,有|MO 1|=r -1;由动圆M 与圆O 2外切,有|MO 2|=r +2.∴|MO 2|-|MO 1|=3.∴点M 的轨迹是以O 1,O 2为焦点,实轴长为3的双曲线的左支.∴a =32,c =2,∴b 2=c 2-a 2=74.∴点M 的轨迹方程为4x 29-4y 27=1⎝ ⎛⎭⎪⎫x ≤-32.【对点练习2】如图8-8-1所示,已知圆A :(x +2)2+y 2=1与点B (2,0),分别求出满足下列条件的动点P 的轨迹方程.(1)△P AB 的周长为10;(2)圆P 与圆A 外切,且过B 点(P 为动圆圆心);(3)圆P 与圆A 外切,且与直线x =1相切(P 为动圆圆心).【解】(1)根据题意,知|P A |+|PB |+|AB |=10,即|P A |+|PB |=6>4=|AB |,故P 点轨迹是椭圆,且2a =6,2c =4,即a =3,c =2,b = 5.因此其轨迹方程为x 29+y 25=1(y ≠0).(2)设圆P 的半径为r ,则|P A |=r +1,|PB |=r ,因此|P A |-|PB |=1.由双曲线的定义知,P 点的轨迹为双曲线的右支,且2a =1,2c =4,即a =12,c =2,b =152,因此其轨迹方程为4x 2-415y 2=1⎝ ⎛⎭⎪⎫x ≥12. (3)依题意,知动点P 到定点A 的距离等于到定直线x =2的距离,故其轨迹为抛物线,且开口向左,p =4. 因此其轨迹方程为y 2=-8x .考向三 代入法(相关点法)求轨迹方程【例3】如图8-8-2所示,设P 是圆x 2+y 2=25上的动点,点D 是P 在x 轴上的投影,M 为PD 上一点,且|MD |=45|PD |.(1)当P 在圆上运动时,求点M 的轨迹C 的方程;(2)求过点(3,0)且斜率为45的直线被C 所截线段的长度.【解】(1)设M 的坐标为(x ,y ),P 的坐标为(x P ,y P ),由已知得⎩⎪⎨⎪⎧x P=x ,y P =54y . ∵P 在圆上,∴x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫54y 2=25,即C 的方程为x 225+y 216=1.图8-8-5(2)过点(3,0)且斜率为45的直线方程为y =45(x -3),设直线与C 的交点为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),将直线方程y =45(x -3)代入C 的方程,得x 225+(x -3)225=1,即x 2-3x -8=0.∴x 1=3-412,x 2=3+412.∴线段AB 的长度为|AB |=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1625(x 1-x 2)2=4125×41=415.【对点练习2】(2014·合肥模拟)如图8-8-5所示,以原点O 为圆心的两个同心圆的半径分别为3和1,过原点O 的射线交大圆于点P ,交小圆于点Q ,P 在y 轴上的射影为M .动点N 满足PM →=λPN →且PM →·QN→=0. (1)求点N 的轨迹方程;(2)过点A (0,3)作斜率分别为k 1,k 2的直线l 1,l 2与点N 的轨迹分别交于E ,F 两点,k 1·k 2=-9.求证:直线EF 过定点.【解】(1)由PM →=λPN →且PM →·QN →=0可知N ,P ,M 三点共线且PM ⊥QN . 过点Q 作QN ⊥PM ,垂足为N ,设N (x ,y ),∵|OP |=3,|OQ |=1,由相似可知P (3x ,y ).∵P 在圆x 2+y 2=9上,(3x )2+y 2=9,即y 29+x 2=1. 所以点N 的轨迹方程为y 29+x 2=1.(2)证明:设E (x E ,y E ),F (x F ,y F ),依题意,由⎩⎪⎨⎪⎧ y =k 1x +3,y 29+x 2=1⇒(k 21+9)x 2+6k 1x =0,① 解得x =0或x =-6k 1k 21+9. 所以x E =-6k 1k 21+9,y E =k 1⎝ ⎛⎭⎪⎫-6k 1k 21+9+3=27-3k 21k 21+9, ∴E ⎝ ⎛⎭⎪⎫-6k 1k 21+9,27-3k 21k 21+9. ∵k 1k 2=-9,∴k 2=-9k 1.用k 2=-9k 1替代①中的k 1, 同理可得F ⎝ ⎛⎭⎪⎫6k 1k 21+9,3k 21-27k 21+9. 显然E ,F 关于原点对称,∴直线EF 必过原点O .【达标训练】一、选择题1.若M ,N 为两个定点,且|MN |=6,动点P 满足PM →·PN →=0,则P 点的轨迹是( )A .圆B .椭圆C .双曲线D .抛物线 2.已知点F ⎝ ⎛⎭⎪⎫14,0,直线l :x =-14,点B 是l 上的动点.若过B 垂直于y 轴的直线与线段BF 的垂直平分线交于点M ,则点M 的轨迹是( )A .双曲线B .椭圆C .圆D .抛物线3.(2014·天津模拟)平面直角坐标系中,已知两点A (3,1),B (-1,3),若点C 满足OC →=λ1OA →+λ2OB →(O 为原点),其中λ1,λ2∈R ,且λ1+λ2=1,则点C 的轨迹是( )图8-8-4 A .直线 B .椭圆 C .圆 D .双曲线4.(2014·合肥模拟)如图8-8-4所示,A 是圆O 内一定点,B 是圆周上一个动点,AB 的中垂线CD 与OB 交于E ,则点E 的轨迹是( )A .圆B .椭圆C .双曲线D .抛物线5.设过点P (x ,y )的直线分别与x 轴的正半轴和y 轴的正半轴交于A ,B 两点,点Q 与点P 关于y 轴对称,O 为坐标原点,若BP →=2P A →, 且OQ →·AB →=1,则点P 的轨迹方程是 ( )A.32x 2+3y 2=1(x >0,y >0)B.32x 2-3y 2=1(x >0,y >0)C .3x 2-32y 2=1(x >0,y >0)D .3x 2+32y 2=1(x >0,y >0)6.已知动点P 在曲线2x 2-y =0上移动,则点A (0,-1)与点P 连线中点的轨迹方程是( )A .y =2x 2B .y =8x 2C .2y =8x 2-1D .2y =8x 2+1二、填空题7.平面上有三个点A (-2,y ),B ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,y 2,C (x ,y ),若AB →⊥BC →,则动点C 的轨迹方程是_______________________.8.动圆与⊙C 1:x 2+y 2=1外切,与⊙C 2:x 2+y 2-8x +12=0内切,则动圆圆心的轨迹是_______________________.9.已知△ABC 的顶点B (0,0),C (5,0),AB 边上的中线长|CD |=3,则顶点A 的轨迹方程为_______________________.10.(2014·佛山模拟)在△ABC 中,A 为动点,B ,C 为定点,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2,0,C ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2,0(a >0),且满足条件sin C -sin B =12sin A ,则动点A 的轨迹方程是_____________.三、解答题11.已知定点F (0,1)和直线l 1:y =-1,过定点F 与直线l 1相切的动圆的圆心为点C .(1)求动点C 的轨迹方程;(2)过点F 的直线l 2交轨迹于P ,Q 两点,交直线l 1于点R ,求RP →·RQ →的最小值.12.(2011·课标全国卷)在平面直角坐标系xOy 中,已知点A (0,-1),B 点在直线y =-3上,M 点满足MB →∥OA →,MA →·AB →=MB →·BA →,M 点的轨迹为曲线C .(1)求C 的方程;(2)P 为C 上的动点,l 为C 在P 点处的切线,求O 点到l 距离的最小值.13.(2013·课标全国卷Ⅱ)在平面直角坐标系xOy 中,已知圆P 在x 轴上截得线段长为22,在y 轴上截得线段长为2 3.(1)求圆心P 的轨迹方程;(2)若P 点到直线y =x 的距离为22,求圆P 的方程.【达标训练】 参考答案一、选择题1.A. 【解析】∵PM →·PN →=0,∴PM ⊥PN ,∴点P 的轨迹是以线段MN 为直径的圆.2.D. 【解析】由已知:|MF |=|MB |,由抛物线定义知,点M 的轨迹是以F 为焦点,l 为准线的抛物线.3.A .【解析】设C (x ,y ),因为OC →=λ1OA →+λ2OB →,所以(x ,y )=λ1(3,1)+λ2(-1,3),即⎩⎨⎧ x =3λ1-λ2,y =λ1+3λ2,解得⎩⎪⎨⎪⎧ λ1=y +3x 10,λ2=3y -x 10,又λ1+λ2=1,所以y +3x 10+3y -x 10=1,即x +2y =5,所以点C 的轨迹为直线,故选A.4.B .【解析】由题意知,|EA |+|EO |=|EB |+|EO |=r (r 为圆的半径)且r >|OA |,故E 的轨迹为以O ,A 为焦点的椭圆,故选B.5.A. 【解析】设P (x ,y ),A (x A,0),B (0,y B ),则BP →=(x ,y -y B ),P A →=(x A -x ,-y ),∵BP →=2P A →,∴⎩⎨⎧ x =2(x A -x ),y -y B =-2y ,即⎩⎪⎨⎪⎧ x A =32x ,y B=3y .∴A ⎝ ⎛⎭⎪⎫32x ,0,B (0,3y ). 又Q (-x ,y ),∴OQ →=(-x ,y ),AB →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-32x ,3y ,∴OQ →·AB →=32x 2+3y 2=1, 则点P 的轨迹方程是32x 2+3y 2=1(x >0,y >0).6.C .【解析】设AP 中点M (x ,y ),P (x ′,y ′),则x =x ′2,y =y ′-12,∴⎩⎨⎧x ′=2x ,y ′=2y +1, 代入2x 2-y =0,得2y =8x 2-1,故选C.二、填空题7.y 2=8x 。
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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2
2
Q
信息1 : F2 M 2a
信息2 : P为F1的中点
F1
P M
O
F2
x
例 3.如图,已知 N( 5,0),P 是圆 M: (x+ 5)2+y2= 36(M 为圆心) 上一动点 ,线段 PN 的垂直平分线 l 交 PM 于 Q 点, (1)求点 Q 的轨迹 C 的方程; (2)若直线 y= x+m 与曲线 C 相交于 A,B 两点,求 △AOB 面积的最大值.
在平面内 ,讨论:
(1)已知A(2,3)且 PA 3, 则点P的轨迹是什么?
圆
(2)已知ABC的一边BC的长为3, 周长为8, 则顶点A的 轨迹是什么? 椭圆
除去长轴两端点
( 3)若A(1,0), B(5,0), 且 MA MB 4, 则点M的轨迹是 什么?
双曲线的右支
(4)过点(2,0)且与y轴相切的圆的圆心的轨 迹是什么?
又 M(- 5, 0), N( 5, 0), |MN|= 2 5<6, ∴点 Q 在以 M、 N 为焦点的椭圆上 , 且 2c= 2 5,2a= 6, ∴ a= 3, c= 5, b2= 4, x2 y2 ∴点 Q 的轨迹 C 的方程为 + = 1. 9 4
解 (1)连结 QN,由题意知: |PQ|=|QN|,|QM|+|QP|=|MP|, ∴|QM|+|QN|=|MP|, ∴|MP|=6,∴|QM|+|QN|=6,
y
M
Q
信息1 : F1 M 2a
P F2 x
信息2 : P为MF2的中点
F1
O
x y 变题2 :已知双曲线的方程为 2 2 1(a 0, a b b 0), F1 , F2分别为左右焦点 , Q是双曲线上任意 一点, 从左焦点F1作F1QF2平分线的垂线, 垂足 为P , 求点P的轨迹方程.
2a F1 F2
__________ ________ 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 )
2a F1 F2
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 (点F不在l上)
P
O1
O2
所以,动圆心的轨迹是以 x O1、O2为焦点,2a=12的 椭圆
四 定 范 围
三 定 方 程
二 定 位
一 定 型
椭圆: 平面内与两定点F1 , F2的 ________ 距离和 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 __________
圆锥曲线专题复习1
“定义法”求轨迹方 程
例1.一 动 圆 与 圆 O1 : ( x 3)2 y 2 4外 切,同 时 与 圆 O2 : ( x 3)2 y 2 100 内 切,求 动 圆 圆 心 的 轨 迹 。
PO1 2 R
y
PO2 10 R
PO1 PO2 12 O1O2 6
x2 y2 变 题1 :已 知 椭 圆 的 方 程 为2 2 1(a b 0), a b F1 , F2分 别 为 左 右 焦 点 , Q是 椭 圆 上 任 意 一 点 ,从 右焦点 F2作F1QF2外 角 平 分 线 的 垂 线 ,垂 足 为 P ,求 点P的 轨 迹 方 程 .
而|MP|为圆(x+ 5)2+y2=36 的半径,
小结
射线
椭圆 双曲线
一定型
抛物线
二定位
定义法求轨迹
圆
三定方程
四定范围
抛物线
(2002年全国) 例2:已知椭圆的焦点是F1、F2,P是椭圆上的 一个动点,如果延长F1P到Q,使得 | PQ |=| PF2 | , 那么动点Q的轨迹是( ) (A)圆(B)椭圆(C)双曲线的一支(D)抛物线 Q y
P A
信息1 : PQ PF2
F2 x
F1
O
信息2 : PF1 PF2 2a