新课程高中解析几何求轨迹方程的常用方法
新课程高中解析几何求轨迹方程的常用方法
(一)求轨迹方程的一般方法:
1. 定义法: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。
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: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,这种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。 一:用定义法求轨迹方程
例1:已知 ABC的顶点A,B的坐标分别为(-4,0),(4,0),C 为动点,且满足
sinB sinA
54
sinC,求点C的轨迹。
【变式】:已知圆
的圆心为M1,圆的圆心为M2,一动圆与
这两个圆外切,求动圆圆心P的轨迹方程。
二:用直译法求轨迹方程 此类问题重在寻找数量关系。
例2:一条线段两个端点A和B分别在x轴和y轴上滑动,且BM=a,AM=b,求AB中点M的轨迹方程?
【变式】: 动点P(x,y)到两定点A(-3,0)和B(3,0)的距离的比等于2(即求动点P的轨迹方程?
三:用参数法求轨迹方程
|PA||PB|
, 2)
此类方法主要在于设置合适的参数,求出参数方程,最后消参,化为普通方程。注意参数的取值范围。
例3.过点P(2,4)作两条互相垂直的直线l1,l2,若l1交x轴于A点,l2交y轴于B点,
求线段AB的中点M的轨迹方程。
四:用代入法求轨迹方程 例4. 点B是椭圆轨迹方程。
【变式】如图所示,已知P(4,0)是圆x2+y2=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
xa
22
yb
22
1上的动点,A(2a,0)为定点,求线段AB的中点M的
五、用交轨法求轨迹方程 例5.已知椭圆
xa
22
yb
22
1(a>b>o)的两个顶点为A1( a,0),A2(a,0),与y轴平行的直
线交椭圆于P1、P2,求A1P1与A2P2交点M的轨迹方程.
六、用点差法求轨迹方程 例6. 已知椭圆
x
2
2
y 1,
2
(1)求过点P 且被P平分的弦所在直线的方程;
22
11
(2)求斜率为2的平行弦的中点轨迹方程;
(3)过A 2,1 引椭圆的割线,求截得的弦的中点的轨迹方程;
练习
1.在 ABC中,B,C 坐标分别为(-3,0),(3,0),且三角形周长为16,则点A的轨迹方 程是_______________________________.
2.两条直线x my 1 0与mx y 1 0的交点的轨迹方程是. 3.已知圆的方程为(x-1)+y=1,过原点O作圆的弦0A,则弦的中点M的轨迹方程是4.当参数m随意变化时,则抛物线y x2 2m 1 x m2 1的顶点的轨迹方程为______。 5:点M到点F(4,0)的距离比它到直线x 5 0的距离小1,则点M的轨迹方程为________。 6:求与两定点O O1,0 、A 3,0 距离的比为1:2的点的轨迹方程为_____________ 7.抛物线y2 4x的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)与抛物线交于A、B两点,动点C在抛物线上,求△ABC重心P的轨迹方程。
8.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。
9.过原点作直线l和抛物线y x 4x 6交于A、B两点,求线段AB的中点M的轨迹方程。
2
22
高二(上)求轨迹方程的常用方法 答案
例1:已知 ABC的顶点A,B的坐标分别为(-4,0),(4,0),C 为动点,且满足
sinB sinA
54
sinC,求点C的轨迹。
54
2'2
【解析】由sinB sinA
xa
sinC,可知b a
54
c 10,即|AC| |BC| 10,满足椭
圆的定义。令椭圆方程为
yb
2'2
1,则a 5,c 4 b 3,则轨迹方程为
'''
x
2
25
y
2
9
。 1(x 5),图形为椭圆(不含左,右顶点)
【点评】熟悉一些基本曲线的定义是用定义法求曲线方程的关键。 (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) 到定点与定直线距离相等。
【变式1】: 1:已知圆的圆心为M1,圆圆与这两个圆外切,求动圆圆心P的轨迹方程。 解:设动圆的半径为R,由两圆外切的条件可得:
。
∴动圆圆心P的轨迹是以M1、M2为焦点的双曲线的右支,c=4,a=2,b2=12。
,
的圆心为M2,一动
。
故所求轨迹方程为
2
2
2
2
2:一动圆与圆O:x y 1外切,而与圆C:x y 6x 8 0内切,那么动圆的圆心M的轨迹是:
A:抛物线B:圆 C:椭圆 D:双曲线一支 【解答】令动圆半径为R,则有 二:用直译法求曲线轨迹方程
此类问题重在寻找数量关系。
例2: 一条线段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?
解 设M点的坐标为(x,y) 由平几的中线定理:在直角三角形AOB中,OM=
12AB
12
2a a,
|MO| R 1 |MC| R 1
,则|MO|-|MC|=2,满足双曲线定义。故选D。
x y
22
a,x y
22
2 a
M点的轨迹是以O为圆心,a为半径的圆周. 【点评】此题中找到了OM=
12
AB这一等量关系是此题成功的关键所在。一般直译法有下
列几种情况:
1)代入题设中的已知等量关系:若动点的规律由题设中的已知等量关系明显给出,则采用直接将数量关系代数化的方法求其轨迹。
2)列出符合题设条件的等式:有时题中无坐标系,需选定适当位置的坐标系,再根据题设条件列出等式,得出其轨迹方程。
3)运用有关公式:有时要运用符合题设的有关公式,使其公式中含有动点坐标,并作相应的恒等变换即得其轨迹方程。
4)借助平几中的有关定理和性质:有时动点规律的数量关系不明显,这时可借助平面几何中的有关定理、性质、勾股定理、垂径定理、中线定理、连心线的性质等等,从而分析出其数量的关系,这种借助几何定理的方法是求动点轨迹的重要方法.
【变式2】: 动点P(x,y)到两定点A(-3,0)和B(3,0)的距离的比等于2(即求动点P的轨迹方程?
【解答】∵|PA|=(x 3)2 y2,|PB|
|PA||PB|
(x 3) y
2
2
|PA||PB|
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