点的轨迹方程的求法15页PPT
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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。
轨迹方程的求法一、直接法求轨迹方程的一般步骤:“建、设、限、代、化” 1、建立恰当的坐标系; 2、设动点坐标(),x y ;3、限制条件列出来(如一些几何等量关系);4、代入:用坐标代换条件,得到方程(),0f x y =;5、化简(最后要剔除不符合条件的点).例1、过点()2,4P 作两条互相垂直的直线1l 、2l ,1l 交x 轴于A 点,2l 交y 轴于B 点,求线段AB 的中点M 的轨迹方程.巩固训练1:平面内动点M 与两定点()1,0A -、()2,0B 构成MAB ∆,且2MBA MAB ∠=∠,求动点M 的轨迹方程.巩固训练2:已知点A 、B 的坐标分别为()5,0-、()5,0,直线AM 、BM 相交于点M ,且它们的斜率之积是49-,求点M 的轨迹方程.巩固训练3:已知直角坐标平面上的点()2,0Q 和圆221C x y +=:,动点M 到圆C 的切线长与MQ 的比等于常数(0)λλ>,求动点M 的轨迹方程.二、定义法:如果动点的轨迹满足某已知曲线的定义,则可以依据定义求出轨迹方程.如圆、椭圆、双曲线、抛物线等. 规律可寻:(1)利用定义法求轨迹方程时,还要看所求轨迹是否是完整的圆、椭圆、双曲线、抛物线,如果不是完整的曲线,则应对其中的变量x 或y 进行限制.例2、(1)求与圆221:(3)1C x y ++=外切,且与222:(3)81C x y -+=内切的动圆圆心P 的轨迹方程.(2)已知圆221:(3)1C x y ++=和圆222:(3)9C x y -+=,动圆M 同时与圆1C 及圆2C 相外切,求动圆圆心M 的轨迹方程.巩固训练1:已知1,02A ⎛⎫- ⎪⎝⎭,B 是圆221:42F x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭(F 为圆心)上一动点,线段AB 的垂直平方线交BF 于点P ,求点P 的轨迹方程.巩固训练2:已知1,02A ⎛⎫- ⎪⎝⎭,B 是圆2211:24F x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭(F 为圆心)上一动点,线段AB 的垂直平方线交BF 于点P ,求点P 的轨迹方程.巩固训练3:在平面直角坐标系xOy 中,点M 到点()1,0F 的距离比它到y 轴的距离多1,求点M 的轨迹方程.巩固训练4:已知点1F 、2F 分别是椭圆22:171617C x y +=的两个焦点,直线1l 过点2F 且垂直于椭圆长轴,动直线2l 垂直1l 于点G ,线段1GF 的垂直平分线交2l 于点H ,求点H 的轨迹方程.巩固训练5:在极坐标系Ox 中,直线l 的极坐标方程为sin 2ρθ=,点M 是直线l 上任意一点,点P 在射线OM 上,且满足4OP OM ⋅=,记点P 的轨迹方程为C ,求曲线C 的极坐标方程.三、相关点法:有些问题中,其动点满足的条件不便用等式列出,但动点是随着另一动点(称之为相关点)而运动的,如果相关点所满足的条件是明显的,这时我们可以用动点坐标表示相关点坐标,根据相关点所满足的方程即可求得动点的轨迹方程. “相关点法”的基本步骤:(1)设点:设被动点的坐标为(),x y ,主动点的坐标为()00,x y ;(2)求关系式:求出两个动点坐标之间的关系式()()00,,x f x y y 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.例3、已知点P 是圆22:4C x y +=上任意一点,过点P 作x 轴的垂线段PD ,D 为垂足,当点P 在圆上运动时,求线段PD 的中点M 的轨迹方程.巩固训练1:已知在ABC ∆中,()2,0A -,()0,2B -,第三个顶点C 在曲线231y x =-上动点,求ABC ∆的重心的轨迹方程.巩固训练2:已知点P 是圆22:25C x y +=上任意一点,点D 是点P 在x 轴上的投影,点M 为PD 上一点,且满足45MD PD =,当点P 在圆上运动时,求点M 的轨迹方程.四、参数法:如果动点(),P x y 的坐标之间的关系不容易找,可以考虑将,x y 用一个或几个参数表示,最后消参数,得出,x y 之间的关系式,即轨迹方程.常用参数有角度θ、直线的斜率、点的横、纵坐标,线段的长度等.例4、过抛物线24y x =的顶点O 引两条互相垂直的直线分别与抛物线相交于,A B 两点,求线段AB 的中点P 的轨迹方程.巩固训练1:设椭圆方程为2214y x +=,过点()0,1M 的直线l 交椭圆于,A B ,O 是坐标原点,直线l 的动点P 满足()12OP OA OB =+,当直线l 绕点M 旋转时,求点P 的轨迹方程.五、交轨法:写出动点所满足的两个轨迹方程后,组成方程组分别求出,x y ,再消去参数,即可求解,这种方法一般适合于求两条动直线交点的轨迹方程.例5、设1A 、2A 是椭圆22195x y +=的长轴的两端点,1P 、2P 是垂直于12A A 的弦的端点,求直线11A P 与22A P 的交点的轨迹方程.巩固训练1:已知双曲线2212x y -=的左、右顶点分别为1A 、2A ,点()11,P x y 、()11,Q x y -是双曲线上不同的两个动点,求直线1A P 与2A Q 的交点的轨迹E 的方程.。
轨迹方程的五种求法一、直接法:直接根据等量关系式建立方程.例1:已知点(20)(30)A B -,,,,动点()P x y ,满足2PAPB x =u u u r u u u r·,则点P 的轨迹是( ) A .圆 B .椭圆 C .双曲线 D .抛物线解析:由题知(2)PA x y =---u u u r ,,(3)PB x y =--u u u r ,,由2PA PB x =u u u r u u u r·,得22(2)(3)x x y x ---+=,即26y x =+,P ∴点轨迹为抛物线.故选D .二、定义法:运用有关曲线的定义求轨迹方程.例2:在ABC △中,24BC AC AB =,,上的两条中线长度之和为39,求ABC △的重心的轨迹方程. 解:以线段BC 所在直线为x 轴,线段BC 的中垂线为y 轴建立直角坐标系,如图1,M 为重心,则有239263BM CM +=⨯=.M ∴点的轨迹是以B C ,为焦点的椭圆,其中1213c a ==,.225b a c =-=∴.∴所求ABC △的重心的轨迹方程为221(0)16925x y y +=≠. 三、转代法:此方法适用于动点随已知曲线上点的变化而变化的轨迹问题.例3:已知△ABC 的顶点(30)(10)B C -,,,,顶点A 在抛物线2y x =上运动,求ABC △的重心G 的轨迹方程. 解:设()G x y ,,00()A x y ,,由重心公式,得003133x x y y -++⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,,00323x x y y =+⎧⎨=⎩, ①∴. ②又00()A x y ,∵在抛物线2y x =上,200y x =∴. ③将①,②代入③,得23(32)(0)y x y =+≠,即所求曲线方程是2434(0)3y x x y =++≠.四、参数法:如果不易直接找出动点坐标之间的关系,可考虑借助中间变量(参数),把x ,y 联系起来 例4:已知线段2AA a '=,直线l 垂直平分AA '于O ,在l 上取两点P P ',,使其满足4OP OP '=u u u r u u u u r·,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(0)(0)P t t ≠,, 则由题意,得40P t ⎛⎫' ⎪⎝⎭,.由点斜式得直线AP A P '',的方程分别为4()()t y x a y x a a ta =+=--,.两式相乘,消去t ,得222244(0)x a y a y +=≠.这就是所求点M 的轨迹方程.评析:参数法求轨迹方程,关键有两点:一是选参,容易表示出动点;二是消参,消参的途径灵活多变. 五、待定系数法:当曲线的形状已知时,一般可用待定系数法解决.例5:已知A ,B ,D 三点不在一条直线上,且(20)A -,,(20)B ,,2AD =u u u r ,1()2AE AB AD =+u u u r u u u r u u u r.(1)求E 点轨迹方程;(2)过A 作直线交以A B ,为焦点的椭圆于M N ,两点,线段MN 的中点到y 轴的距离为45,且直线MN 与E 点的轨迹相切,求椭圆方程.解:(1)设()E x y ,,由1()2AE AB AD =+u u u r u u u r u u u r知E 为BD 中点,易知(222)D x y -,.又2AD =u u u r,则22(222)(2)4x y -++=. 即E 点轨迹方程为221(0)x y y +=≠; (2)设1122()()M x y N x y ,,,,中点00()x y ,.由题意设椭圆方程为222214x y a a +=-,直线MN 方程为(2)y k x =+.∵直线MN 与E 点的轨迹相切,1=,解得k =.将y =(2)x +代入椭圆方程并整理,得222244(3)41630a x a x a a -++-=,2120222(3)x x a x a +==--∴, 又由题意知045x =-,即2242(3)5a a =-,解得28a =.故所求的椭圆方程为22184x y +=.配套训练一、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 xB.14922=+x yC.14922=-y x D.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.参考答案配套训练一、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 y x 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 -- ②①×②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 =m n 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 =n m 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 |·|OB |·sin 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。
求点轨迹方程的方法(1)直接法:从条件中直接寻找到,x y 的关系,列出方程后化简即可(2)代入法(相关点法):所求点(),P x y 与某已知曲线()00,0F x y =上一点()00,Q x y 存在某种关系,则可根据条件用,x y 表示出00,x y ,然后代入到Q 所在曲线方程中,即可得到关于,x y 的方程(3)定义法:从条件中能够判断出点的轨迹为学过的图形,则可先判定轨迹形状,再通过确定相关曲线的要素,求出曲线方程。
常见的曲线特征及要素有:①圆:平面上到定点的距离等于定长的点的轨迹直角→圆:若AB AC ⊥,则A 点在以BC 为直径的圆上确定方程的要素:圆心坐标(),a b ,半径r②椭圆:平面上到两个定点的距离之和为常数(常数大于定点距离)的点的轨迹确定方程的要素:距离和2a ,定点距离2c③双曲线:平面上到两个定点的距离之差的绝对值为常数(小于定点距离)的点的轨迹注:若只是到两定点的距离差为常数(小于定点距离),则为双曲线的一支确定方程的要素:距离差的绝对值2a ,定点距离2c④抛物线:平面上到一定点的距离与到一定直线的距离(定点在定直线外)相等的点的轨迹确定方程的要素:焦准距:p 。
若曲线位置位于标准位置(即标准方程的曲线),则通过准线方程或焦点坐标也可确定方程(4)参数法:从条件中无法直接找到,x y 的联系,但可通过一辅助变量k ,分别找到,x y与k 的联系,从而得到,x y 和k 的方程:()()x f k y g k =⎧⎪⎨=⎪⎩,即曲线的参数方程,消去参数k 后即可得到轨迹方程。
【题型一】直接法求轨迹【典例分析】设点(A,B ,M 为动点,已知直线AM 与直线BM 的斜率之积为定值13,点M 的轨迹是()A .()22109x y y -=≠B .()22109y x y -=≠C .()22103x y y -=≠D .()22103y x y -=≠【详解】解:设动点(),M x y,则x ≠,则MA k =MB k =,(x ≠,直线AM 与直线BM 的斜率之积为定值13,13=,化简可得,()22103x y y -=≠,故点M 的轨迹方程为()22103x y y -=≠.故选:C.例1:设一动点P 到直线:3l x =的距离到它到点()1,0A的距离之比为3,则动点P 的轨迹方程是()A.22132x y +=B.22132x y -= C.()224136x y --= D.22123x y +=解:设(),P x y33P ld PA-∴=33x ∴-=()()222331x x y ⇒-=-+2221626x x y ⇒--=-()()22224246136x y x y -⇒--=⇒-=答案:C 【变式演练】1.若两定点A ,B 的距离为3,动点M 满足2MA MB =,则M 点的轨迹围成区域的面积为()A .πB .2πC .3πD .4π【答案】D 【详解】以点A 为坐标原点,射线AB 为x 轴的非负半轴建立直角坐标系,如图,设点(,)Mx y=22(4)4x y -+=,于是得点M 的轨迹是以点(4,0)为圆心,2为半径的圆,其面积为4π,所以M 点的轨迹围成区域的面积为4π.2.已知点(0,1)F ,直线:1l y =-,P 为平面上的动点,过点P 作直线l 的垂线,垂足为Q ,且QP QF FP PQ ⋅=⋅,则动点P 的轨迹C 的方程为()A .24x y=B .23y x=C .22x y=D .24y x=【答案】A 【详解】设点(,)P x y ,则(,1)Q x -,因为(0,1)F 且QP QF FP PQ ⋅=⋅,所以(0,1)(,2)(,1)(,2)y x x y x +⋅-=-⋅-,即22(1)2(1)y x y +=--,整理得24x y =,所以动点P 的轨迹C 的方程为24x y =.故选:A 3.已知M (4,0),N (1,0),若动点P 满足MN →·MP →=6|NP →|.(1)求动点P 的轨迹C 的方程;解(1)设动点P (x ,y ),则MP →=(x -4,y ),MN →=(-3,0),PN →=(1-x ,-y ),由已知得-3(x -4)=6(1-x )2+(-y )2,化简得3x 2+4y 2=12,即x 24+y 23=1.∴点P 的轨迹方程是椭圆C :x 24+y 23=1.【题型二】相关点代入法【典例分析】已知△ABC 的顶点(30)(10)B C -,,,,顶点A 在抛物线2y x =上运动,求ABC △的重心G 的轨迹方程.【解析】解:设()G x y ,,00()A x y ,,由重心公式,得003133x x y y -++⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,,00323x x y y =+⎧⎨=⎩, ①∴. ② 又00()A x y ,∵在抛物线2y x =上,200y x =∴.③将①,②代入③,得23(32)(0)y x y =+≠,即所求曲线方程是2434(0)3y x x y =++≠.例3:已知F 是抛物线24x y =的焦点,P 是该抛物线上的动点,则线段PF 中点M 的轨迹方程是()A.212x y =-B.21216x y =-C.222x y =- D.221x y =-思路:依题意可得()0,1F ,(),M x y ,()00,P x y ,则有0000221212x x x x y y y y ⎧=⎪=⎧⎪⇒⎨⎨+=-⎩⎪=⎪⎩,因为()00,P x y 自身有轨迹方程,为:204x y =,将00221x xy y =⎧⎨=-⎩代入可得关于,x y 的方程,即M 的轨迹方程:()()22242121x y x y =-⇒=-答案:D例4:已知F 是抛物线24y x =上的焦点,P 是抛物线上的一个动点,若动点M 满足2FP FM =,则M 的轨迹方程是__________解:由抛物线24y x =可得:()1,0F 设()()00,,,M x y P x y ()()001,,1,FP x y FM x y ∴=-=-2FP FM = ()00002112122x x x x y y y y =--=-⎧⎧∴⇒⎨⎨==⎩⎩①P 在24y x =上2004y x ∴=,将①代入可得:()()22421y x =-,即221y x =-【变式演练】1.已知抛物线24C y x =:的焦点为F .(1)点 A P 、满足2AP FA =-.当点A 在抛物线C 上运动时,求动点P 的轨迹方程;【答案】(1)设动点P 的坐标为( )x y ,,点A 的坐标为( )A A x y ,,则( )A A AP x x y y =--,,因为F 的坐标为(1 0),,所以(1 )A A FA x y =-,,由2AP FA =- 得( )2(1 )A A A A x x y y x y --=--,,.即2(1)2A A A Ax x x y y y -=--⎧⎨-=-⎩解得2A A x x y y=-⎧⎨=-⎩代入24y x =,得到动点P 的轨迹方程为284y x =-.2.已知圆()2221:0C x y r r +=>与直线01:2l y x =+相切,点A 为圆1C 上一动点,AN x ⊥轴于点N ,且动点M满足()22OM AM ON +=-,设动点M 的轨迹为曲线C .(1)求动点M 的轨迹曲线C 的方程;【答案】(1)试题解析:(I)设动点,由于轴于点又圆与直线即相切,∴圆由题意,,得即将代入,得曲线的方程为3.设F (1,0),M 点在x 轴上,P 点在y 轴上,且MN →=2MP →,PM →⊥PF →,当点P 在y 轴上运动时,求点N 的轨迹方程.【解析】解设M (x 0,0),P (0,y 0),N (x ,y ),∵PM →⊥PF →,PM →=(x 0,-y 0),PF →=(1,-y 0),∴(x 0,-y 0)·(1,-y 0)=0,∴x 0+y 20=0.由MN →=2MP →得(x -x 0,y )=2(-x 0,y 0),-x 0=-2x 0=2y 0,0=-x 0=12y.∴-x +y 24=0,即y 2=4x .故所求的点N 的轨迹方程是y 2=4x .【题型三】定义法【典例分析】已知动圆M 过定点(4,0)P -,且与圆2280C x y x +-=:相外切,求动圆圆心M 的轨迹方程.【解析】依题意,4MC MP -=,说明点M 到定点C P 、的距离的差为定值,∴动点M 的轨迹是双曲线的一支,∵24a =,∴2a =.∵4c =,∴22212b c a =-=∴动圆圆心M 的轨迹方程是221(2)412x y x -=≤-.例6:若动圆过定点()3,0A -且和定圆()22:34C x y -+=外切,则动圆圆心P 的轨迹方程是___________思路:定圆的圆心为()3,0C ,观察到恰好与()3,0A -关于原点对称,所以考虑P 点轨迹是否为椭圆或双曲线,设动圆P 的半径为r ,则有PA r =,由两圆外切可得2PC r =+,所以2PC PA -=,即距离差为定值,所以判断出P 的轨迹为双曲线的左支,则1,3a c ==,解得2228b c a =-=,所以轨迹方程为()22118y x x -=≤-【变式演练】已知两个定圆O1:(x+2)2+y 2=1:和O 2(x-2)2+y 2=4,它们的半径分别是1和2,.动圆M 与圆O 1内切,又与圆O 2外切,求动圆圆心M 的轨迹方程,【解析】解由|O1O2|=4,得O1(-2,0)、O2(2,0).设动圆M 的半径为r,则由动圆M 与圆O1内切,有|MO1|=r-1;由动圆M 与圆O2外切,有|MO2|=r+2.∴|MO2|-|MO1|=3.∴点M 的轨迹是以O1、O2为焦点,实轴长为3的双曲线的左支.∴a=32,c=2,∴b2=c2-a2=74.∴点M 的轨迹方程为4x29-4y27=1(x≤-32).2、已知点⎪⎭⎫⎝⎛0,41F ,直线41:-=x l ,点B 是直线l 上动点,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 、抛物线C 、椭圆D 、圆【答案】B【解析】由题意知MF MB =,点M 的轨迹为抛物线。
动点轨迹方程的常见求法一、待定系数法;它常常适用于动点轨迹的曲线类型已知或利用已知条件可直接推断出其轨迹的曲线方程。
其解题步骤为:先设出对应类型的轨迹方程;再求出所设方程中的待定系数。
例1、已知椭圆中心在原点,焦点在坐标轴上,焦距为213,另一双曲线和椭圆有公共焦点,且椭圆的半长轴比双曲线的半实轴大4,椭圆的离心率和双曲线的离心率之比为3 / 7。
求椭圆和双曲线的方程。
解:如果双曲线和椭圆的焦点在x 轴上,即椭圆的长轴、双曲线的实轴在x 轴上,那么可设椭圆方程为22a x +22by = 1,双曲线的方程为22mx -22n y = 1。
Θ2c = 213 , ∴c = 13 .Θa – m = 4 , m c : n c = 73 , ∴a = 7 , m = 3 . Θ b 2 = a 2-c 2 = 36 , n 2 = c 2- m 2 =4 .∴椭圆方程为492x +362y = 1,双曲线的方程为92x -42y = 1 ; 如果双曲线和椭圆的焦点在y 轴上,同理可得:∴椭圆方程为492y +362x = 1,双曲线的方程为92y -42x = 1 。
二、直译解析法;该方法的主要思路就是将题目中的几何条件直接翻译为代数条件。
它主要通过建系、设点、列式、化简、讨论等步骤得到所求的曲线轨迹方程。
例2、已知两定点A 、B ,AB = 3,求使∠PBA = 2∠PAB 成立的动点P 的轨迹方程。
解: 以点A 为坐标原点,射线AB 为x 轴的正半轴,建立直角坐标系如右图: 则B 点坐标为(3, 0),设P 点坐标为(x, y),∠PAB = α , 则∠PBA =2αΘ3-x y = K PB = tg(π-2α) = - tg2α =αα212tg tg -- = 2)(1)(2xy x y -- = 222y x xy -- ∴y = 0 (0<x<3) 或31-x = 222y x x --, 即y = 0 (0<x<3) 或(x -1)2-32y = 1 (x ≥2)。
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。
求轨迹方程的常用方法轨迹方程是描述物体运动轨迹的数学表达式。
常用的方法包括几何法、解析法和向量法。
一、几何法通过几何分析,可以利用直观的图形来确定轨迹方程。
1.1圆轨迹对于物体在平面上以一些固定点为中心做等速圆周运动的情况,其轨迹是一个圆。
圆轨迹可以通过半径和圆心坐标来表示。
1.2椭圆轨迹对于物体在空间中以一些固定点为焦点的椭圆轨迹,可以利用焦点坐标和半径长度来确定椭圆方程。
1.3抛物线轨迹物体在重力作用下自由落体的运动可以近似为一个抛物线运动。
其轨迹方程可以通过焦点坐标和准线方程来确定。
1.4双曲线轨迹一些情况下,物体运动的轨迹是一个双曲线。
双曲线轨迹可以通过焦点坐标和半轴长度来描述。
二、解析法解析法是通过分析物体在坐标系下的运动方程来确定轨迹方程。
2.1直角坐标系下的解析法在直角坐标系下,物体的运动可以由水平方向和垂直方向上的运动方程确定。
利用运动方程,可以消除时间因素,得到轨迹方程。
2.2极坐标系下的解析法在极坐标系下,物体的运动可以由径向运动方程和角度方程确定。
通过解析极坐标下的方程,可以得到轨迹方程。
2.3参数方程下的解析法在参数方程下,物体的运动可以由参数方程表示。
通过参数方程分别给出$x$和$y$坐标与参数$t$之间的关系,可以得到轨迹方程。
三、向量法向量法是通过运用向量的概念和运算来分析物体的运动轨迹。
3.1数量积表示轨迹方程通过设定一个合适的道路向量,可以用向量内积的形式表示运动方程,从而得到轨迹方程。
3.2向量积表示轨迹方程通过设定一个合适的平面向量,可以用向量叉积的形式表示运动方程,进而得到轨迹方程。
综上所述,求轨迹方程的常用方法包括几何法、解析法和向量法。
在实际应用中,根据具体问题的特点和要求选择合适的方法来求解轨迹方程。