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    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 小苹果范文网手机站

    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

    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

    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

    x

    3

    x0

    解:设 G( x,y) , A( x0, y0 ) ,由重心公式,得

    3x 2

    y0

    y0

    y

    3 y

    3

    ∵ A( x0, y0 ) 在抛物线 y

    x2 上, ∴ y0

    x02 .

    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,

    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

    x

    2

    1

    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

    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

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