求轨迹方程常用方法总结计划例题及变式x
时间:2020-11-27 07:43:01 来源:小苹果范文网 本文已影响 人
求 轨 迹 方 程 的 常 用 方 法 :
题型一 直接法
此法是求轨迹方程最基本的方法,
根据所满足的几何条件,
将几何条件 { M | P( M )} 直接翻
译成 x, y 的形式 f ( x, y) 0 ,然后进行等价变换,化简
f ( x, y) 0 ,要注意轨迹方程的纯
粹性和完备性, 即曲线上没有坐标不满足方程的点,
也就是说曲线上所有的点适合这个条件
而毫无例外(纯粹性);反之,适合条件的所有点都在曲线上而毫无遗漏(完备性)。
例 1 过点 A(2,3) 任作互相垂直的两直线
AM 和 AN ,分别交 x, y 轴于点 M , N ,求线段
MN 中点 P 的轨迹方程。
解 : 设 P 点 坐 标 为 P( x, y) , 由 中 点 坐 标 公 式 及 M , N
在 轴 上 得 M (0,2 y) ,
N (2x,0) ( x, y
R)
0
3
2 y
3
,化简得 4 x 6 y
13 0 (x 1)
2 x
2
0
1 ( x 1)
2
当 x
1时, M (0,3) , N ( 2,0) ,此时 MN 的中点 P(1, 3 ) 它也满足方程 4x 6 y 13
0 ,
2
所以中点 P 的轨迹方程为 4x
6 y 13 0 。
变式 1
已知动点 M ( x, y) 到直线 l : x
4 的距离是它到点
N (1,0) 的距离的
2 倍。
(1)
求动点 M 的轨迹 C 的方程;
2) 过点 P(0,3) 的直线 m 与轨迹 C 交于 A, B 两点。若 A 是 PB 的中点,求直线 m 的斜率。
题型二 定义法
圆锥曲线定义所包含的几何意义十分重要,
应特别重视利用圆锥曲线的定义解题,
包括用定
义法求轨迹方程。
例 2 动圆 M 过定点 P( 4,0) ,且与圆 C : x 2
y 2
8x 0 相切,求动圆圆心
M 的轨迹
方程。
解:根据题意 || MC | | MP ||
4 ,说明点 M 到定点 C、P 的距离之差的绝对值为定值,
故点 M 的轨迹是双曲线。
a 2 , c 4
故动圆圆心 M 的轨迹方程为 x 2
y 2
1
4 12
式 2
在 △ ABC 中,BC 24, AC, AB 上的两条中 度之和
39,求 △ ABC 的重心的 迹方程.
解:以 段 BC 所在直 x , 段 BC 的中垂 y 建立直角坐
系,如 1, M 重心, 有
BM
CM
2
26
.
39
3
∴ M 点的 迹是以 B,C 焦点的 ,
其中 c 12, a 13 . ∴ b
a2
c2
5 .
∴所求 △ABC 的重心的 迹方程
x2
y2
0)
169
1(y
25
题型三 相关点法
此法的特点是 点 M ( x, y) 的坐 取决于已知曲 C 上的点 ( x', y' ) 的坐 ,可先用
x, y 来
表示 x' , y' ,再代入曲 C 的方程 f ( x, y) 0 ,即得点 M 的 迹方程。
例 3 如 ,从双曲 x2
y2
1 上一点 Q 引直 x y
2 的垂 ,垂足 N ,求 段 QN
的中点 P 的 迹方程
分析:从 意看 点 P 的相关点是 Q , Q 在双曲 上运 ,所以本 适合用相关点法。
解: 点 P 的坐
(x, y) ,点 Q 的坐 ( x1 , y1 ) , 点 N 的坐 (2 x x1 ,2 y y1 )
N 在直 x
y
2
上,
2x x1 2y
y1
2 ?①
又
P Q 垂直于直
x y 2 ,
y
y1
1,即 x
y
y1
x1
0 ?②
x
x1
x1
3 x
1 y
1
由①②解得
2
2
?③
1 x
3 y
y1
1
2
2
又点 Q 在双曲 x2
y2
1 上,
x1
2
y1
2
1 ?④
③代入④,得 点
P 的 迹方程
2x2
2 y 2
2x 2 y 1
0
式
3 已知△ ABC 的 点 B( 3,0), C (10),, 点 A 在抛物
y x2 上运 ,求 △ABC 的重
心 G 的轨迹方程.
3
1
x0
,
①
x
3
,
x0
解:设 G( x,y) , A( x0, y0 ) ,由重心公式,得
∴
3x 2
又
y0
y0
.
②
y
,
3 y
3
∵ A( x0, y0 ) 在抛物线 y
x2 上, ∴ y0
x02 .
③
将①,②代入③,得
3y
(3x
2)2 ( y
0) ,
即所求曲线方程是 y
3x
2
4
0) .
4 x
( y
3
题型四
参数法
选取适当的参数,分别用参数表示动点坐标
x, y ,得出轨迹的参数方程,消去参数,即得其
普通方程, 选参数时必须首先充分考虑到制约动点的各种因素,
然后在选取合适的参数,
因
为参数不同,会导致运算量的不同,常见的参数有截距、角度、斜率、线段长度等。
例 4 已知线段 AA 2a ,直线 l 垂直平分 AA 于 O ,在 l 上取两点 P, P ,使有向线段 OP,OP
满足 OP·OP 4 ,求直线 AP 与 A P 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
直角坐标系.
设点 P(0, t )(t
0) ,
则由题意,得
P
4
, .
t
由点斜式得直线
AP, A P 的方程分别为 y
t
a), y
4
a) .
( x
( x
a
ta
两式相乘,消去
t ,得
2
2
2
2
0) .
4x
a y
4a ( y
这就是所求点
M的轨迹方程.
变式 4 设椭圆方程为 x 2
y2
1
,过点 M (0,1)
的直线 l 交椭圆于点 A,B ,O 是坐标原点,
4
l 上的动点 P 满足 OP
1 (OA
OB) ,点 N 的坐标为 ( 1 , 1) ,当 l 绕点 N 旋转时,求:
2
2
2
(1)动点 P 的轨迹方程;( 2) | NP |的最小值与最大值 .
分析:( 1)设出直线 l 的方程,与椭圆方程联立,求出x1
x2 , y1
y2 ,进而表示出点 P 坐
标,用消参法求轨迹方程; (2)将 | NP | 表示成变量 x 的二次函数。
解:( 1)法一:直
l 点 M (0,1) ,当 l 的斜率存在 , 其斜率
k , l 的方程
y
kx 1
。
A( x1 , y1 ) , B( x2 , y2 ) ,由 可列方程
y
kx
1
y 2
①
x
2
1
②
将①代入②并化 得:
(4
k
2
)
x
2
2
3
0 ,
kx
x1
x2
2k
k 2
所以
4
8
y1
y
2
k 2
4
于是
1
x1
x2 y1
y2
k
4
OP
2
(OA
OB) (
2
,
2
) (
4k 2 ,
4
k 2 )
点 P 的坐 (x, y) ,
消去参数 k 得 4x 2
y2
y
0 ?③
当直 l 的斜率不存在 ,
A,B 的中点坐 原点
(0,0) ,也 足方程③,
所以点 P 的 迹方程 4x 2
y2
y 0 。
法二: 点
P 的坐 ( x, y) ,因 A( x1 , y1 ) , B(x2 , y2 ) 在 上,所以
x1
2y1
2
1
4
④
y2 2
241⑤
④—⑤得: x1
2
x2
2
1
( y1
2
y2
2 ) 0
4
1
所以 (x1
x2 )( x1
x2 )
y2 )( y1
y2 ) 0
( y1
4
当 x1
x2 ,有 x1
x2
1
( y1
y2 ) y1
y2
0 ?⑥
4
x1
x2
x
x1
x2
2
并且
y
y1
y2
?⑦
2
y 1
y1
y2
x
x1
x2
将⑦代入⑥并整理得
4x2
y 2
y
0 ?⑧
当 x1
x2 ,点 A,B 的坐 分 (0,2) 、 (0,
2) ,
1
2
点 P 的坐
(0,0) ,也 足⑧,所以点
P 的 迹方程
x 2
( y
2)
1 。
1
1
1
1
1
16
4
(2)由点 P 的 迹方程知
x2
,即
x
1
1
16
1
4
1
4
1
7
所以 |NP|
2
( x
2
)
2
)
2
4x
2
3(x
2
,
)
( y
(x
4
)
12
2
2
2
6
故当 x
1
, | NP | 取得最小 ,最小
1;
4
4
故当 x
1
, | NP | 取得最小 ,最小
21;
6
6
- 下载文档
- 收藏
- 0