归纳曲线方程的定义在直角坐标系中如果曲线(看作
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(3)代入法:形成轨迹的动点P(x,y)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′用x、y表示,再代入Q的轨迹方程 ,然后整理得点P的轨迹方程,代入法也称相关点法.
(4)参数法:求轨迹方程有时很难直接找出动点的横 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,然后再从所求式子中消去参数,得 出动点的轨迹方程.
分析:题中给出了3个条件A(a,b),l1⊥l2,点M、点 N,从不同的角度去分析三个条件之间的联系,将有不同 的解法.
•答案:2ax+2by-a2-b2=0
[例3] (2010·北京)在平面直角坐标系xOy中,点B与 点A(-1,1)关于原点O对称,P是动点,且直线AP与BP的 斜率之积等于- .
3.轨迹问题还应区别是“求轨迹”,还是“求轨迹方程 ”.一般说来,若是“求轨迹方程”,求到方程就可以了; 若是“求轨迹”,求到方程还不够,还应指出方程所表示的 曲线的类型.有时候,问题仅要求指出轨迹的形状,如果 能绕过求轨迹方程这一环节直接根据定义及已知知识指出 轨迹是什么曲线,则可不求轨迹方程.
一、求轨迹的常用方法 (1)直译法: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,易于表达成含x、y的等式 得到轨迹方程,这种方法称之为直译法. 用直译法求动点 轨迹的方程一般有建系、设点、列式、代入、化简、证明 五个步骤,但最后的证明可以省略. (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.
1.(2010·华北师大附中模考)已知点A(2,0),B、C在y
轴上,且|BC|=4,△ABC外心的轨迹S的方程为( )
A.y2=2x
B.x2+y2=4
C.y2=4x
D.x2=4y
[答案] C
[解析] 设△ABC外心为G(x,y),B(0,a),C(0,a+
4),
由G点在BC的垂直平分线上知y=a+2
,设M(x0,y0)、P(x,y),只要用x,y表示x0,y0,即可将 点M坐标代入l的方程获解.
点评:用代入法求曲线方程的步骤是:(1)分别设从 动点为(x,y),主动点为(x0,y0);(2)用x,y表示x0,y0; (3)将x0,y0代入已知方程,化简即得所求轨迹方程.
过定点A(a,b)任作互相垂直的两直线l1与l2,且l1与x 轴交于M点,l2与y轴交于N点,则线段MN中点P的轨迹方 程为________.
B.2x+y-3=0
C.x-2y+3=0
D.2x-y+3=0
[答案] A
[解析] 由过点(1,1)排除C、D;由椭圆焦点在x轴上
,M在椭圆内,位于第一象限知,弦所在直线斜率大于-
1,排除B,故选A.
[点评] 可设出直线y-1=k(x-1),与椭圆两交点
E(x1,y1)、F(x2,y2),用点差法直接求解,但过程较繁.
2.求曲线方程的基本步骤: (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 .
A.圆
B.抛物线
C.双曲线
D.直线
解析:由P向AD作垂线垂足为N,由题意知|PN|2+1 -|PM|2=1,
∴|PN|=|PM|,即动点P到直线AD的距离等于动点P到 点M的距离,∴点P的轨迹是抛物线.
答案:B
如图,设点A和B为抛物线y2=4px(p>0)上除原点以外 的两个动点,已知OA⊥OB,OM⊥AB,则点M的轨迹方 程为________.
归纳曲线方程的定义在直角 坐标系中如果曲线(看作
重点难点 重点:曲线与方程的概念及求曲线方程的步骤 难点:曲线的方程与方程的曲线概念的理解 知识归纳 1.曲线方程的定义 在直角坐标系中,如果曲线C(看作适合某条件的点的 集合或轨迹)上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建 立了如下的关系: (1)曲线上的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在曲线C上;那么这 个方程叫做曲线C的方程;这条曲线叫做方程的曲线.
[例4] 已知椭圆的焦点是F1、F2,P是椭圆的一个动
点,如果M是线段F1P的中点,则动点M的轨迹是( )
A.圆
B.椭圆
C.双曲线的一支 D.抛物线
•答案:B
正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,点M在棱AB上 ,且AM= ,点P是平面ABCD上的动点,且动点P到直线
A1D1的距离与点P到点M的距离的平方差为1,则动点P的 轨迹是( )
[答案] A
[解析] |QF1|=|PF1|+|PQ| =|PF1|+|PF2|=2a, ∴动点Q的轨迹是以F1为圆心,2a为半径的圆.
•[答案] C
•[答案] D
4.(2010·山东东营质检)已知椭圆x2+2y2-4=0,则
以M(1,1)为中点的弦所在的直线方程是( )
A.x+2y-3=0
(2)根据曲线上的点所满足的条件列出方程是最重要 的一环. 应认真分析题设条件,综合利用平面几何的知识 ,列出几何等式,再利用解析几何的一些概念、公式、定 理等将几何等式坐标化,便得曲线的方程,还要将所得方 程化简,使求得的方程是最简单的形式.
2.在求曲线方程时经常出现的问题是产生多解或漏 解的错误,为此解题时应注意以下三点:①注意动点应满 足的某些隐含条件;②注意方程变形是否同解;③注意图 形可能的不同位置或字母系数取不同值时的讨论.
3.由方程画曲线的步骤:①讨论曲线的对称性(关于 x轴、y轴和原点);②求曲线在两轴上的截距;③讨论曲 线的范围;④列表、描点、画线.
4.交点与曲线系方程 求两曲线的交点,就是求这两条曲线方程组成的方程 组的解. 过曲线f1(x,y)=0和f2(x,y)=0的交点的曲线系方程 是f1(x,y)+λf2(x,y)=0(λ∈R).
(2010·四川)已知定点A(-1,0),F(2,0),定直线l:x= ,不在x轴上的动点P到点F的距离是它到直线l的距离的2 倍.设点P的轨迹为E,过点F的直线交E于B、C两点,直 线AB、AC分别交l于点M、N.
(1)求E的方程; (2)试判断以线段MN为直径的圆是否过点F,并说明 理由.
分析:A·B=0⇔A=0或B=0,但要保证其有意义. 本题中限制条件为根号下的被开方数x+y+1≥0.
•答案:C
•答案:B
[例2] 已知直线l:
=1,M是直线l上的一个动
点,过点M作x轴和y轴的垂线,垂足分别为A、B,点P是
线段AB的靠近点A的一个三等分点,求点P的轨迹方程.
分析:M是直线l上的动点,M的运动引起点P的运动
上)的点的轨迹是 •以定点为焦点,定直线为准线的抛物线 .
误区警示 1.求曲线的方程注意以下三个问题: (1)要适当建立坐标系,坐标系建得适当,可使运算 过程简单,所得的方程也比较简单,否则会大大增加运算 量. 在实际解题过程中,应充分利用图形的几何特性. 如中 心对称图形、可利用它的对称中心作为坐标原点;轴对称 图形,可以利用它的对称轴为坐标轴;条件中有直角、可 考虑将两直角边作为坐标轴等等.
(5)交轨法:求两动曲线交点轨迹时,可由方程直接 消去参数,例如求两动直线的交点时常用此法,也可以引 入参数来建立这些动曲线的联系,然后消去参数得到轨迹 方程.
二、加强知识交汇的训练 向量、三角函数、不等式与解析几何交汇,特别是向 量进入解析几何已成为新的命题热点,应加强这种融合多 处知识,而又比较浅显,考查对学科最基础知识和最基本 方法的掌握的小题训练.
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(5)平面内到两定点F1,F2距离之和为定值 2a(2a>|F1F2|)的点的轨迹是
•以两定点为焦点,2a为长轴长的椭圆.
(6)平面内到两定点F1,F2距离差的绝对值为定值 2a(0<2a<|F1F2|)的点的轨迹是
•以两定点为焦点,实轴长为2a的双曲线 .
(7)平面内到定点和定直线距离相等(定点不在定直线
∵|GA|2=|GB|2,∴(x-2)2+y2=x2+(y-a)2,
整理得y2=4x
即点G的轨迹S方程为y2=4x.
•[答案] C
5.常见的轨迹 (1)在平面内,到两定点距离相等的点的轨迹是
•连结两定点的线段的垂直平分线 . (2)平面内到角两边距离相等的点的轨迹是
•这个角的平分线 . (3)平面内到定点的距离等于定长的点的轨迹是
•以定点为圆心,以定长为半径的圆. (4)平面内到定直线的距离等于某一定值的点的轨迹 是与 •这条直线平行的两条直线 .
(1)求动点P的轨迹方程; (2)设直线AP与BP分别与直线x=3交于点M、N.问: 是否存在点P使得△PAB与△PMN的面积相等?若存在, 求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
分析:(1)直接将坐标代入,依据“直线AP与BP的斜率 之积等于- ”列出等式,化简即得点P的轨迹方程.
(2)假设满足题设条件的点存在,则由S△PAB=S△PMN可 得|PA|,|PB|,|PM|,|PN|的关系式,设出P点坐标代入解 方程 ,若有解,则存在点P,否则不存在.
答案:x2+y2-4px=0 点评:注意挖掘图形的几何性质联想有关定义,多角 度、全方位分析,常能简化运算,起到事半功倍的效果.
一、选择题
1.已知椭圆的焦点为F1、F2,P是椭圆上一个动点,
延长F1P到点Q,使|PQ|=|PF2|,则动点Q的轨迹为( )
A.圆
B.椭圆
C.双曲线一支
D.抛物线