高考数学难点突破 难点22 轨迹方程的求法
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高考数学一轮备考必考知识点:轨迹方程的求解符合一定条件的动点所形成的图形,或者说,符合一定条件的点的全体所组成的集合,叫做满足该条件的点的轨迹,下文是高考数学一轮备考必考知识点,期望能够关心到同学们。
一、求动点的轨迹方程的差不多步骤⒈建立适当的坐标系,设出动点M的坐标;⒉写出点M的集合;⒊列出方程=0;⒋化简方程为最简形式;⒌检验。
二、求动点的轨迹方程的常用方法:求轨迹方程的方法有多种,常用的有直译法、定义法、相关点法、参数法和交轨法等。
⒈直译法:直截了当将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法通常叫做直译法。
⒉定义法:假如能够确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程,这种求轨迹方程的方法叫做定义法。
⒊相关点法:用动点Q的坐标x,y表示相关点P的坐标x0、y0,然后代入点P的坐标(x0,y0)所满足的曲线方程,整理化简便得到动点Q轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做相关点法。
⒋参数法:当动点坐标x、y之间的直截了当关系难以找到时,往往先查找x、y与某一变数t的关系,得再消去参变数t,得到方程,即为动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做参数法。
⒌交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做交轨法。
直译法:求动点轨迹方程的一样步骤①建系——建立适当的坐标系;②设点——设轨迹上的任一点P(x,y);③列式——列出动点p所满足的关系式;④代换——依条件的特点,选用距离公式、斜率公式等将其转化为关于X,Y的方程式,并化简;⑤证明——证明所求方程即为符合条件的动点轨迹方程。
“师”之概念,大体是从先秦时期的“师长、师傅、先生”而来。
其中“师傅”更早则意指春秋时国君的老师。
《说文解字》中有注曰:“师教人以道者之称也”。
“师”之含义,现在泛指从事教育工作或是传授知识技术也或是某方面有特长值得学习者。
怎么求轨迹方程求轨迹方程是解决数学问题的一种方法,它在物理学、工程学、计算机科学等领域都有广泛的应用。
本文将介绍如何求解轨迹方程的方法和技巧,希望能对读者有所帮助。
一、轨迹方程的定义轨迹方程是描述物体在运动过程中所经过的路径的数学函数。
它通常用一组参数表示,可以是时间、速度、加速度等。
在二维空间中,轨迹方程可以表示为x=f(t),y=g(t),其中t为时间参数,x和y分别表示物体在水平和垂直方向上的坐标。
在三维空间中,轨迹方程可以表示为x=f(t),y=g(t),z=h(t),其中x、y、z分别表示物体在三个方向上的坐标。
二、求解轨迹方程的方法1.解析法解析法是一种通过分析物体运动的规律,推导出轨迹方程的方法。
这种方法通常适用于简单的运动情况,如直线运动、匀加速运动等。
例如,对于一个匀加速运动的物体,可以通过运用物理学公式推导出它的轨迹方程。
2.几何法几何法是一种通过绘制物体运动的轨迹图像,从而推导出轨迹方程的方法。
这种方法适用于物体运动的轨迹比较规则的情况,如圆形运动、椭圆形运动等。
例如,对于一个绕着圆心旋转的物体,可以通过绘制其轨迹图像,推导出它的轨迹方程。
3.数值法数值法是一种通过数值计算的方法,求解轨迹方程的近似解。
这种方法通常适用于无法用解析法或几何法求解的复杂运动情况,如自由落体运动、抛体运动等。
例如,对于一个自由落体运动的物体,可以通过数值计算出其在每个时间点上的位置,从而近似地求解出它的轨迹方程。
三、求解轨迹方程的技巧1.选择合适的方法在求解轨迹方程时,需要根据具体的问题选择合适的方法。
如果物体运动比较简单,可以采用解析法或几何法;如果物体运动比较复杂,可以采用数值法。
不同的方法有不同的优缺点,需要根据具体情况选择。
2.确定参数在求解轨迹方程时,需要确定一组参数来表示物体的运动状态。
这些参数可以是时间、速度、加速度等。
需要根据具体问题选择合适的参数,并注意参数的物理意义。
3.运用数学工具在求解轨迹方程时,需要运用数学工具,如微积分、向量、矩阵等。
高考二轮复习数学知识点轨迹方程的求解人类的每一次重大进步背后都是数学在后面强有力的支撑。
小编准备了高考二轮复习数学知识点,希望你喜欢。
符合一定条件的动点所形成的图形,或者说,符合一定条件的点的全体所组成的集合,叫做满足该条件的点的轨迹. 轨迹,包含两个方面的问题:凡在轨迹上的点都符合给定的条件,这叫做轨迹的纯粹性(也叫做必要性);凡不在轨迹上的点都不符合给定的条件,也就是符合给定条件的点必在轨迹上,这叫做轨迹的完备性(也叫做充分性).【轨迹方程】就是与几何轨迹对应的代数描述。
一、求动点的轨迹方程的基本步骤⒈建立适当的坐标系,设出动点M的坐标;⒉写出点M的集合;⒊列出方程=0;⒋化简方程为最简形式;⒌检验。
二、求动点的轨迹方程的常用方法:求轨迹方程的方法有多种,常用的有直译法、定义法、相关点法、参数法和交轨法等。
⒈直译法:直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法通常叫做直译法。
⒉定义法:如果能够确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程,这种求轨迹方程的方法叫做定义法。
⒊相关点法:用动点Q的坐标x,y表示相关点P的坐标x0、y0,然后代入点P的坐标(x0,y0)所满足的曲线方程,整理化简便得到动点Q轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做相关点法。
⒋参数法:当动点坐标x、y之间的直接关系难以找到时,往往先寻找x、y与某一变数t的关系,得再消去参变数t,得到方程,即为动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做参数法。
⒌交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做交轨法。
*直译法:求动点轨迹方程的一般步骤①建系建立适当的坐标系;②设点设轨迹上的任一点P(x,y);③列式列出动点p所满足的关系式;④代换依条件的特点,选用距离公式、斜率公式等将其转化为关于X,Y的方程式,并化简;⑤证明证明所求方程即为符合条件的动点轨迹方程。
高考数学难点突破_难点22__轨迹方程的求法在高考数学中,轨迹方程的求法是一个比较常见但也较为复杂的难点。
在解决这类问题时,我们需要考虑几个关键因素,如何确定相关点、如何利用已知条件及使用适当的数学知识等。
一、确定相关点对于轨迹方程的求法,首先需要明确或确定一些与所求轨迹相关的点。
这些点可以从已知条件中得出,如一个点的坐标、两个点的距离、特定点到直线的距离等。
这些已知条件将成为我们解题的基础。
二、利用已知条件在确定了相关的点之后,我们需要利用已知条件来求解轨迹方程。
对于不同的条件,我们可以使用不同的数学知识和方法来解决问题。
下面是一些常见的已知条件及相应的解决思路:1.已知点的坐标:如果已知轨迹上的其中一点的坐标,我们可以将这个点的坐标代入轨迹方程中,得到一个等式,并根据这个等式求解出其他未知量,从而得到轨迹方程。
例如,已知轨迹上的点的坐标满足$x^2+y^2=1$,则这是一个以原点为中心、半径为1的圆的轨迹方程。
2.已知点到另一点的距离:如果已知轨迹上的其中一点到另一点的距离等于一定值,我们可以根据距离公式来求解轨迹方程。
例如,已知轨迹上的点到点$(2,1)$的距离等于2,则可以列出方程$\sqrt{(x-2)^2 + (y-1)^2} = 2$,进而求解出轨迹方程。
3.已知点到直线的距离:如果已知轨迹上的其中一点到直线的距离等于一定值,我们可以利用距离公式和直线方程来求解轨迹方程。
例如,已知轨迹上的点到直线$2x+ 3y = 6$的距离等于3,则可以列出方程$\frac{,2x + 3y -6,}{\sqrt{2^2 + 3^2}} = 3$,进一步求解出轨迹方程。
三、使用适当的数学知识在解决轨迹方程的问题中,我们可能需要应用到一些特定的数学知识,如圆的性质、直线的性质、二次曲线方程等。
我们需要结合问题的具体情况,合理地选择和应用这些知识来解决问题。
总结起来,要解决轨迹方程的问题,我们需要明确相关点、利用已知条件和适当应用数学知识。
高三必读:轨迹方程的求解【】:目前高三同学已经进入第一轮备考阶段,查字典数学网为大家整理了各科目知识点,以下是小编为大家推荐的高三数学轨迹方程求解步骤及方法一文,希望对大家的复习有所帮助。
符合一定条件的动点所形成的图形,或者说,符合一定条件的点的全体所组成的集合,叫做满足该条件的点的轨迹. 轨迹,包含两个方面的问题:凡在轨迹上的点都符合给定的条件,这叫做轨迹的纯粹性(也叫做必要性);凡不在轨迹上的点都不符合给定的条件,也就是符合给定条件的点必在轨迹上,这叫做轨迹的完备性(也叫做充分性).【轨迹方程】就是与几何轨迹对应的代数描述。
高三数学轨迹方程求解步骤及方法:一、求动点的轨迹方程的基本步骤⒈建立适当的坐标系,设出动点M的坐标;⒉写出点M的集合;⒊列出方程=0;⒋化简方程为最简形式;⒌检验。
二、求动点的轨迹方程的常用方法:求轨迹方程的方法有多种,常用的有直译法、定义法、相关点法、参数法和交轨法等。
⒈直译法:直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法通常叫做直译法。
⒉定义法:如果能够确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程,这种求轨迹方程的方法叫做定义法。
⒊相关点法:用动点Q的坐标x,y表示相关点P的坐标x0、y0,然后代入点P的坐标(x0,y0)所满足的曲线方程,整理化简便得到动点Q轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做相关点法。
⒋参数法:当动点坐标x、y之间的直接关系难以找到时,往往先寻找x、y与某一变数t的关系,得再消去参变数t,得到方程,即为动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做参数法。
⒌交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做交轨法。
*直译法:求动点轨迹方程的一般步骤①建系建立适当的坐标系;②设点设轨迹上的任一点P(x,y);③列式列出动点p所满足的关系式;④代换依条件的特点,选用距离公式、斜率公式等将其转化为关于X,Y的方程式,并化简;⑤证明证明所求方程即为符合条件的动点轨迹方程。
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一、求动点的轨迹方程的基本步骤⒈建立适当的坐标系,设出动点M的坐标;⒉写出点M的集合;⒊列出方程=0;⒋化简方程为最简形式;⒌检验。
二、求动点的轨迹方程的常用方法:求轨迹方程的方法有多种,常用的有直译法、定义法、相关点法、参数法和交轨法等。
⒈直译法:直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法通常叫做直译法。
⒉定义法:如果能够确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程,这种求轨迹方程的方法叫做定义法。
⒊相关点法:用动点Q的坐标x,y表示相关点P的坐标x0、y0,然后代入点P的坐标(x0,y0)所满足的曲线方程,整理化简便得到动点Q轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做相关点法。
⒋参数法:当动点坐标x、y之间的直接关系难以找到时,往往先寻找x、y与某一变数t的关系,得再消去参变数t,得到方程,即为动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做参数法。
⒌交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做交轨法。
*直译法:求动点轨迹方程的一般步骤①建系建立适当的坐标系;要练说,得练听。
听是说的前提,听得准确,才有条件正确模仿,才能不断地掌握高一级水平的语言。
我在教学中,注意听说结合,训练幼儿听的能力,课堂上,我特别重视教师的语言,我对幼儿说话,注意声音清楚,高低起伏,抑扬有致,富有吸引力,这样能引起幼儿的注意。
难点22 轨迹方程的求法求曲线的轨迹方程是解析几何的两个基本问题之一求符合某种条件的动点的轨迹方程,其实质就是利用题设中的几何条件,用“坐标化”将其转化为寻求变量间的关系这类问题除了考查学生对圆锥曲线的定义,性质等基础知识的掌握,还充分考查了各种数学思想方法及一定的推理能力和运算能力,因此这类问题成为高考命题的热点,也是同学们的一大难点●难点磁场★★★★已知A 、B 为两定点,动点M 到A 与到B 的距离比为常数λ,求点M 的轨迹方程,并注明轨迹是什么曲线●案例探究 [例1]如图所示,已知22)4(y x +-2,241+=+y y x 244)2()24(22+⋅-++x y x ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧--=---=--⋅-=⋅==112121212122112221211144x x y y x x y y x x y y x y x y x y px y px y 2121214y y p x x y y +=--y xy y p -=+214py x y y x x y y y y p 442111121--=--=+211214)(44y px y y p y y p--=+y x 22kb k pb 4k pk 422k b y x 和一个直径为1 cm 的标准圆柱,检测一个直径为3 cm 的圆柱,为保证质量,有人建议再插入两个合适的同号标准圆柱,问这两个标准圆柱的直径为多少命题意图:本题考查“定义法”求曲线的轨迹方程,及将实际问题转化为数学问题的能力,属★★★★★级题目知识依托:圆锥曲线的定义,求两曲线的交点 错解分析:正确理解题意及正确地将此实际问题转化为数学问题是顺利解答此题的关键 技巧与方法:研究所给圆柱的截面,建立恰当的坐标系,找到动圆圆心的轨迹方程解:设直径为3,2,1的三圆圆心分别为O 、A 、B ,问题转化为求两等圆3225)41(1622y x ++2134)1412,149(),1412,149(-Q P 73)1412()149(2322=+-76① ② ③ ④ ⑤●锦囊妙计求曲线的轨迹方程常采用的方法有直接法、定义法、代入法、参数法1直接法 直接法是将动点满足的几何条件或者等量关系,直接坐标化,列出等式化简即得动点轨迹方程2定义法 若动点轨迹的条件符合某一基本轨迹的定义如椭圆、双曲线、抛物线、圆等,可用定义直接探求3相关点法 根据相关点所满足的方程,通过转换而求动点的轨迹方程4参数法 若动点的坐标,中的,分别随另一变量的变化而变化,我们可以以这个变量为参数,建立轨迹的参数方程求轨迹方程,一定要注意轨迹的纯粹性和完备性要注意区别“轨迹”与“轨迹方程”是两个不同的概念●歼灭难点训练 一、选择题1★★★★已知椭圆的焦点是F 1、F 2,4922y x +14922=+y x 14922=+x y 14922=-y x 14922=-x y 2a 2a 21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 是直线上的三点,且|AB |=|BC |=6,⊙O ′切直线于点A ,又过B 、C 作⊙O ′异于的两切线,设这两切线交于点2222b y a x -2222ny m x ->0,n >0的顶点为A 1、A 2,与轴平行的直线交双曲线于点≠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 +=1a >b >0,点2||||MB MA 2222)()(y a x y a x +-++221)1(2λ-λ+a 221)1(λ-λ+a |1|22λ-λa 300+=--x yx x y y 300-=-+x yx x y y149,149,3,92220200=-=-=y x y x x y y x 即代入得21212a )4(1316162222ax a y a x >=-)4(1316162222ax ay a x >=-2222)5(3)5(5y x yx +-=++728122y x +⎪⎩⎪⎨⎧-=±≠-=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-⋅--=+⋅+y a x y a x x x ax y a x y a x y a x y220000000)( 11得y a x 22-,0,A 2m ,0, 则A 1)(11m x m x y ++)(11m x mx y --)(2222121m x mx y --).(,12212221221221m x m n y n y m x -==-即2222ny m x +≠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=±222nm m -,离心率e =mn m 22-;ⅱ当m <n 时,焦点坐标为0,±22n m -,准线方程为=±222mn n -,离心率e =nm n 22-8解:1∵点F 2关于的对称点为Q ,连接PQ , ∴∠F 2PR =∠QPR ,|F 2R |=|QR |,|PQ |=|PF 2|又因为为∠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 0,0),Q 1,1,F 1-c ,0,F 2c ,0|F 1Q |=|F 2P ||PQ |=|F 1P ||PF 2|=2a ,则1c 212=2a 2又⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=221010y y c x x 得1=20-c ,1=20∴202202=2a 2,∴0202=a 2故R 的轨迹方程为:22=a 2≠02如右图,∵S △AOB =21|OA |·|OB |·in AOB =22a in 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。
2019高考数学轨迹方程的求解知识点轨迹方程的求解知识点是高考考察的重点难点,一般都在解答题进行考察,重要性不言而喻。
符合一定条件的动点所形成的图形,或者说,符合一定条件的点的全体所组成的集合,叫做满足该条件的点的轨迹.轨迹,包含两个方面的问题:凡在轨迹上的点都符合给定的条件,这叫做轨迹的纯粹性(也叫做必要性);凡不在轨迹上的点都不符合给定的条件,也就是符合给定条件的点必在轨迹上,这叫做轨迹的完备性(也叫做充分性).【轨迹方程】就是与几何轨迹对应的代数描述。
一、求动点的轨迹方程的基本步骤⒈建立适当的坐标系,设出动点M的坐标;⒉写出点M的集合;⒊列出方程=0;⒋化简方程为最简形式;⒌检验。
二、求动点的轨迹方程的常用方法:求轨迹方程的方法有多种,常用的有直译法、定义法、相关点法、参数法和交轨法等。
⒈直译法:直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法通常叫做直译法。
⒉定义法:如果能够确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程,这种求轨迹方程的方法叫做定义法。
⒊相关点法:用动点Q的坐标x,y表示相关点P的坐标x0、y0,然后代入点P的坐标(x0,y0)所满足的曲线方程,整理化简便得到动点Q轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做相关点法。
⒋参数法:当动点坐标x、y之间的直接关系难以找到时,往往先寻找x、y与某一变数t的关系,得再消去参变数t,得到方程,即为动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做参数法。
⒌交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做交轨法。
*直译法:求动点轨迹方程的一般步骤①建系建立适当的坐标系;②设点设轨迹上的任一点P(x,y);这个工作可让学生分组负责收集整理,登在小黑板上,每周一换。
要求学生抽空抄录并且阅读成诵。
其目的在于扩大学生的知识面,引导学生关注社会,热爱生活,所以内容要尽量广泛一些,可以分为人生、价值、理想、学习、成长、责任、友谊、爱心、探索、环保等多方面。
轨迹方程的求法及典型例题(含答案) 轨迹方程是描述一条曲线在平面上的运动轨迹的方程。
在二维平面上,轨迹方程通常由一元二次方程、三角函数方程等形式表示。
在三维空间中,轨迹方程可能会更加复杂,可以由参数方程或参数化表示。
一、轨迹方程的求解方法:1. 根据题目给出的条件,确定轨迹上的点的特点或特殊性质。
2. 将轨迹上的点的坐标表示为一般形式。
3. 将坐标表示代入到方程中,消去多余的变量,得到轨迹方程。
二、典型例题及其解答:【例题1】已知点P(x,y)到坐标原点O的距离为定值d,求点P的轨迹方程。
解答:1. 设点P(x,y)的坐标表示为一般形式。
2. 根据题目给出的条件,根据勾股定理,可以得到点P到原点O的距离公式:d = √(x^2 + y^2)3. 将坐标表示代入到距离公式中,得到轨迹方程:d^2 = x^2 + y^2【例题2】已知点P(x,y)到直线Ax+By+C=0的距离为定值d,求点P的轨迹方程。
解答:1. 设点P(x,y)的坐标表示为一般形式。
2. 根据题目给出的条件,点P到直线Ax+By+C=0的距离公式为:d = |Ax+By+C| / √(A^2 + B^2)3. 将点P的坐标表示代入到距离公式中,得到轨迹方程:(Ax+By+C)^2 = d^2(A^2 + B^2)【例题3】已知点P(x,y)满足|x|+|y|=a,求点P的轨迹方程。
解答:1. 设点P(x,y)的坐标表示为一般形式。
2. 根据题目给出的条件,可以得到两种情况下的轨迹方程:当x≥0,y≥0时,有x+y=a,即y=a-x;当x≥0,y<0时,有x-y=a,即y=x-a;当x<0,y≥0时,有-x+y=a,即y=a+x;当x<0,y<0时,有-x-y=a,即y=-a-x。
3. 将上述四种情况合并,得到轨迹方程:|x|+|y|=a【例题4】已知点P(x,y)满足y = a(x^2 + b),求点P的轨迹方程。
高考数学难点突破_难点22__轨迹方程的求法难点22:轨迹方程的求法轨迹是一个几何对象的运动过程中所留下的轨迹,轨迹方程是研究轨迹的数学工具之一、在高考中,轨迹方程往往是一道比较复杂的题目,考查学生对平面几何知识的掌握和应用能力。
本文将从轨迹方程的基本概念、推导方法和例题讲解三个方面来突破难点22一、轨迹方程的基本概念轨迹方程通常由若干个关联点的坐标关系确定。
可以是一条曲线、一个闭合图形或是一个点的集合,根据题目所给条件可以是直线、圆、椭圆、抛物线、双曲线等各种图形。
二、轨迹方程的推导方法在求解轨迹方程时,需要根据题目给出的条件列出方程式,然后根据方程式进行推导,最终得到轨迹方程。
(1)通过代数方法推导轨迹方程:通过解方程组,来获取图形上特定点的坐标关系,从而得到轨迹方程。
(2)通过几何性质推导轨迹方程:根据图形的几何性质进行推导。
例如,利用垂直、平行、相切等性质,可以推导出轨迹方程。
三、轨迹方程的例题讲解例1:已知直线l过坐标原点,并且向量(3,4)与直线l垂直。
求直线l的轨迹方程。
解析:设直线l的方程为y=kx,由题意可知直线l过坐标原点,因此方程为y=kx。
直线向量(3,4)与直线l垂直,说明这两个向量的点积为0。
即3k+4=0,解得k=-\frac{4}{3}。
因此,直线l的方程为y=-\frac{4}{3}x。
例2:已知点P(x,y)在椭圆C:\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1上,并且点P的切线与直线x=1垂直。
求椭圆C的轨迹方程。
解析:椭圆C的方程为\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1、设过点P(x,y)的切线方程为y=k(x-1),根据题意得知,点P的切线与直线x=1垂直,因此k的值为0。
代入点P的坐标得到y=0。
将点P的坐标带入椭圆C的方程,得到\frac{x^2}{a^2}=1、解得x=\pm a。
因此,椭圆C的轨迹方程为x=\pm a。
一、引言轨迹方程是描述物体运动轨迹的数学公式,是物理学和数学学科的重要内容之一。
在物理学中,轨迹方程可以帮助我们研究物体的运动规律,预测物体的运动状态;在数学学科中,轨迹方程是解析几何的基础,可以帮助我们求解各种几何问题。
本文将介绍如何求轨迹方程,希望对读者有所帮助。
二、基本概念在学习轨迹方程之前,我们需要了解一些基本概念。
首先,我们需要知道什么是轨迹。
轨迹是指物体在运动过程中所经过的路径。
其次,我们需要知道什么是参数方程。
参数方程是指用一个或多个参数表示自变量和因变量之间的关系的方程。
最后,我们需要知道什么是向量。
向量是指既有大小又有方向的量,可以表示物体的运动状态。
三、求解方法1. 根据物体的运动规律求解在物理学中,物体的运动规律可以用牛顿运动定律、运动方程等公式来描述。
如果我们已知物体的运动规律,就可以根据公式求解轨迹方程。
例如,当物体做匀速直线运动时,可以根据公式s=vt求解轨迹方程,其中s表示物体的位移,v表示物体的速度,t表示时间。
2. 根据向量求解在物理学中,向量是描述物体运动状态的重要工具。
如果我们已知物体的运动状态向量,就可以根据向量的运算求解轨迹方程。
例如,当物体做匀加速直线运动时,可以根据向量的加减法求解轨迹方程。
假设物体的初速度为v0,加速度为a,时间为t,那么物体的运动状态向量可以表示为v=v0+at,物体的位移向量可以表示为s=v0t+1/2at^2,根据向量的运算可以得到轨迹方程s=1/2at^2+v0t。
3. 根据参数方程求解在解析几何中,参数方程是求解轨迹方程的常用方法。
如果我们已知物体在不同时刻的位置向量,就可以根据向量的坐标表示求解轨迹方程。
假设物体在时刻t1的位置向量为r1=(x 1,y1),在时刻t2的位置向量为r2=(x2,y2),那么物体的轨迹可以表示为x=f(t),y=g(t),其中t 表示时间,f(t)和g(t)分别表示x和y坐标与时间的关系。
根据向量的坐标表示可以得到参数方程x=x1+(x2-x1)(t-t1)/(t2-t1),y=y1+(y2-y1)(t-t1)/(t2-t1),进而求解轨迹方程。
高考数学重要知识点轨迹方程的求解高考数学中,轨迹方程是一个非常重要的知识点。
轨迹方程主要讲述了一个点随着一些条件的变化而形成的轨迹。
在解题过程中,我们常常需要根据给定的条件,确定点的坐标,并通过数学方法得出其轨迹方程。
下面我将详细介绍一下轨迹方程的求解方法。
轨迹方程的求解方法主要分为以下几种情况:1.直线轨迹:在数学中,直线是一种常见的轨迹形式。
当我们需要求解一些点在直线上的轨迹方程时,一般需要两个条件来限定点的坐标。
通过解方程可以得到轨迹方程。
例如,设点P(x,y)在直线l上,且满足条件2x-3y=6,那么可以通过解方程2x-3y=6得到轨迹方程。
2.抛物线轨迹:另一个常见的轨迹形式是抛物线。
对于求解抛物线上一点的轨迹方程,我们一般需要给出点的横坐标或纵坐标,并通过一定条件和关系推导出轨迹方程。
例如,设点P(x,y)在抛物线y = ax^2 + bx + c上,且满足条件P(1,2),那么可以通过代入条件,解出a、b、c,并得到轨迹方程。
3.圆轨迹:圆是另一种常见的轨迹形式。
当我们需要求解点在圆上的轨迹方程时,一般需要给出点到圆心的距离或者给出边缘点的坐标,通过数学关系来求解出轨迹方程。
例如,设点P(x,y)在圆上,且与圆心A(a,b)的距离等于r,那么可以通过点到圆心的距离公式,得到轨迹方程(x-a)^2+(y-b)^2=r^24.椭圆和双曲线轨迹:椭圆和双曲线也是常见的轨迹形式。
当我们需要求解点在椭圆或双曲线上的轨迹方程时,一般需要给出点到中心的距离或者给出边缘点的坐标,并通过数学关系来求解出轨迹方程。
例如,设点P(x,y)在椭圆上,且与中心O(0,0)之间的距离的和恒定为d,那么可以通过代入条件,解得轨迹方程。
在实际的解题过程中,我们需要根据题目给出的具体条件,选择合适的方法和数学工具来求解轨迹方程。
另外,我们还需要注意数学推导过程的准确性和严密性,避免漏解或者得出错误的轨迹方程。
除了上面介绍的常见情况,还有一些其他的轨迹形式,例如双曲线的渐近线、追踪问题等,都需要根据具体情况进行推导和求解。
轨迹方程的求法一、基础知识:1、求点轨迹方程的步骤:(1)建立直角坐标系(2)设点:将所求点坐标设为(),x y ,同时将其他相关点坐标化(未知的暂用参数表示)(3)列式:从已知条件中发掘,x y 的关系,列出方程(4)化简:将方程进行变形化简,并求出,x y 的范围2、求点轨迹方程的方法(1)待定系数法:已知曲线的类型,直接设出曲线方程,然后根据已知条件(曲线上点,离心率,位置关系,未知点)求出里面的系数即可(2)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(3)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(4)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② 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③ 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④ 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(5)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。
二、典型例题:1.待定系数法例1(1).经过点P (3,27),Q (-62,7)的双曲线的标准方程为____________.(2).过双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1的右顶点作x 轴的垂线,与C 的一条渐近线相交于点A .若以C 的右焦点F 为圆心、半径为4的圆经过A ,O 两点(O 为坐标原点),则双曲线C 的方程为( )A.x 24-y 212=1B.x 27-y 29=1C.x 28-y 28=1 D.x 212-y 24=1 (3).若F 1,F 2分别是椭圆E :x 2+y 2b 2=1(0<b <1)的左、右焦点,过点F 1的直线交椭圆E 于A ,B 两点.若|AF 1|=3|F 1B |,AF 2⊥x 轴,则椭圆E 的方程为________________.(4).焦点在x 轴上,焦距为10,且与双曲线y 24-x 2=1有相同渐近线的双曲线的标准方程是________________. (5).若抛物线的顶点在原点,开口向上,F 为焦点,M 为准线与y 轴的交点,A 为抛物线上一点,且|AM |=17,|AF |=3,则此抛物线的标准方程为________________.(6).已知O 为坐标原点,焦点为F 的抛物线E:22(0)x py p =>上的一点A 在第一象限内,三角形OFA 的外接圆圆心Q 到抛物线C 的准线的距离为34,则p= 2.直接法 例2(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33,则动点P 的轨迹方程是( ) A. 22132x y += B. 22132x y -= C. ()224136x y --= D. 22123x y += (2):已知两定点的坐标分别为()()1,0,2,0A B -,动点满足条件2MBA MAB ∠=∠,则动点M 的轨迹方程为___________答案:()22113y x x -=≥或()012y x =-<< 3.相关点法例3(1):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 =- 答案:D(2):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__________答案:221y x =-(3):如图所示,点N 在圆224x y +=上运动,DN x ⊥轴,点M 在DN 的延长线上,且()0DM DN λλ=>求点M 的轨迹方恒,并求当λ为何值时,M 的轨迹表示焦点在x 轴上的椭圆4.定义法例4(1):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_________ 答案:()22118y x x -=≤- 注意:本题从所给条件中的对称定点出发,先作一个预判,从而便可去寻找符合定义的要素,即线段的和或差。
轨迹方程的求法【方法介绍】方法一:直接法课本中主要介绍的方法。
若命题中所求曲线上的动点与已知条件能直接发生关系,这时,设曲线上动点坐标),(y x 后,就可根据命题中的已知条件研究动点形成的几何特征,在此基础上运用几何或代数的基本公式、定理等列出含有x 、y 的关系式。
从而得到轨迹方程,这种求轨迹方程的方法称为直接法。
例题1等腰三角形的顶点为)2,4(A ,底边一个端点是)5,3(B ,求另一个端点C 的轨迹方程。
练习一1.已知点)0,2(-A 、)0,3(B ,动点),(y x P 满足2x PB PA =⋅→→。
求点P 的轨迹方程。
2. 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?3.动点P (x,y )到两定点)0,3(-A 和)0,3(B 的距离的比等于2(即:2=PB PA )。
求动点P 的轨迹方程?4.动点P 到一高为h 的等边△ABC 两顶点A 、B 的距离的平方和等于它到顶点C 的距离平方,求点P 的轨迹?5.点P 与一定点)0,2(F 的距离和它到一定直线8=x 的距离的比是2:1。
求点P 的轨迹方程,并说明轨迹是什么图形。
6.已知)0,4(P 是圆3622=+y x 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 的轨迹方程。
7.过原点作直线l 和抛物线642+-=x x y 交于A 、B 两点,求线段AB 的中点M 的轨迹方程。
方法二:相关点法 利用动点是定曲线上的动点,另一动点依赖于它,那么可寻它们坐标之间的关系,然后代入定曲线的方程进行求解,就得到原动点的轨迹。
例题2已知一条长为6的线段两端点A 、B 分别在X 、Y 轴上滑动,点M 在线段AB 上,且AM : MB=1 : 2,求动点M 的轨迹方程。
练习二1.已知点)(00,y x P 在圆122=+y x 上运动,求点M ),2(0y x 的轨迹方程。
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的运动规律符合我们的某种曲线〔如圆、椭圆、双曲线、抛物线〕的定义,那么可先设出轨迹方程,再根据条件, 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的运动规律是否符合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,那么可以先表示出点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,那么可寻求引发动点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,〔该点坐标满足某曲线方程〕,那么可以设出P 〔x, y〕,用〔x, y〕表示出相关点P'的坐标,然后把P'的坐标代入曲线方程,即可得到动点P的轨迹方程.5 .几何法:假设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,这类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〔假设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、求轨迹方程的考前须知: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.2 .轨迹方程既可用普通方程F〔x,y〕 0表示,又可用参数方程x f〔t〕〔t为参数〕y g〔t〕来表示,假设要判断轨迹方程表示何种曲线,那么往往需将参数方程化为普通程的某些解为坐标的点不在轨迹上〕,又要检验是否丢解.〔即轨迹上方程.3.求出轨迹方程后,应注意检验其是否符合题意,既要检验是否增解, 〔即以该方的某些点未能用所求的方程表示),出现增解那么要舍去,出现丢解,那么需补充.检验方法:研究运动中的特殊情形或极端情形.4 .求轨迹方程还有整体法等其他方法.在此不一一缀述.三、典例分析1,用定义法求曲线轨迹求曲线轨迹方程是解析几何的两个根本问题之一,求符合某种条件的动点轨迹方程,其实质就是利用题设中的几何条件,通过坐标互化将其转化为寻求变量之间的关系,在求与圆锥曲线有关的轨迹问题时,要特别注意圆锥曲线的定义在求轨迹中的作用,只要动点满足已知曲线定义时,通过待定系数法就可以直接得出方程.例1:ABC的顶点A, B的坐标分别为(-4 , 0) , (4, 0) , C为动点,且满足一一一5 .sin B sin A —sinC,求点C的轨迹.45 . . 5【解析】由sin B sin A -sinC,可知b a -c 10,即|AC| | BC | 10 ,满足椭4 42 2圆的定义.令椭圆方程为J 2 1,那么a' 5,c' 4 b' 3,2 2a b2 2那么轨迹方程为土2―1 (x 5),图形为椭圆(不含左,右顶点) .25 9【点评】熟悉一些根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:圆尸=有的圆心为M,圆住一4尸4了, .的圆心为M, 一动圆与这两个圆外切,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:|P%l=R + 5 , |P叫l=R + l.,-.|PM1P5HPMJ-b|PM1|-|PM a|=4•••动圆圆心P的轨迹是以M、M2为焦点的双曲线的右支, c=4, a=2, b2=12.故所求轨迹方程为4 12M 的轨迹是:A:抛物线B:圆C:椭圆D:双曲线一支2.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 一— 1 一 1 八 AO 升,OM=AB - 2a a,2 2―22-222x y a,x y aM 点的轨迹是以O 为圆心,a 为半径的圆周.1【点评】此题中找到了 OM=1AB 这一等量关系是此题成功的关键所在.一般直译法有以下几2种情况:1〕代入题设中的等量关系:假设动点的规律由题设中的等量关系明显给出,那么采用直 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^| PAI 一【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 2),|PB|求动点P 的轨迹方程?[解答]. . | PA = J(x 3)2__y 7/ PB | J(x 3)2父| PA | (x 3)2 y 2 2 2 22代入 ——1 2得 ——2 (x 3)2y 2 4(x 3)2 4y 22: 一动圆与圆O: x 2 y 21外切,而与圆C : x 22y 6x 8 0内切,那么动圆的圆心【解答】令动圆半径为R, 皿士 |MO| R那么有। ।| MC | R1c,那么 |MO|-|MC|=2 ,1满足双曲线定义.应选Do|PB| ..(x 3)2 y2化简彳导(x-5) 2+y2=16,轨迹是以(5, 0)为圆心,4为半径的圆.3.用参数法求曲线轨迹方程此类方法主要在于设置适宜的参数,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l i, 12,假设l i交x轴于A点,l 2交y轴于B点,求线段AB的中点M的轨迹方程.【解析】分析1:从运动的角度观察发现,点M的运动是由直线l i引发的,可设出l i的斜率k作为参数,建立动点M坐标(x, y)满足的参数方程.解法1:设M (x, y),设直线l i的方程为y-4= k (x-2), ( k w 0 )1 _由l i l2,那么直线l2的万程为y 4 —(x 2)k4l1与x轴交点A的坐标为(2 4,0),kl2与y轴交点B的坐标为(0,4 2), k・•.M为AB的中点,2k(k为参数)消去k,得x+ 2y—5=0.另外,当k = 0时,AB中点为M (1, 2),满足上述轨迹方程;当k不存在时,AB中点为M (1, 2),也满足上述轨迹方程.综上所述,M的轨迹方程为x+2y—5=0.分析2:解法1中在利用k1k2=- 1时,需注意匕、k2是否存在,故而分情形讨论,能否避开讨论呢?只需利用^ PAB为直角三角形的几何特性:1 . .|MP| 21ABi解法2:设M (x, y),连结MP 那么 A (2x, 0), B (0, 2y),•••l」l 2, PAB为直角三角形1 .由直角二角形的性质,|MP| 31ABi--------------- 2 2-1 -----------2 2..(x 2)2 (y 4)22;,(2x)2 (2y)2化简,得x + 2y-5 = 0,此即M 的轨迹方程.分析3::设M (x, y),由l i _L l 2,联想到两直线垂直的充要条件: k i k 2=—1,即可 列出轨迹方程,关键是如何用 M 点坐标表示 A 、B 两点坐标.事实上,由 M 为AB 的中点,易 找出它们的坐标之间的联系.解法3:设M (x, y), •「M 为AB 中点, 又l 1, l 2过点P (2, 4),且l/l 2••• PAX PB,从而 k PA • k PB= — 1, 中点M (1, 2),经检验,它也满足方程 x+2y-5=0 综上可知,点 M 的轨迹方程为x+2y-5=0o【点评】 解法1用了参数法,消参时应注意取值范围.解法 2, 3为直译法,运 1 ,k PA • k PB= - 1, | MP | - | AB|这些等量关系.用参数法求解时,一 般参数可选用具有某种物理或几何意义的量,如时间,速度,距离,角度, 有向线段的数量,直线的斜率,点的横,纵坐标等.也可以没有具体的意 义,选定参变量还要特别注意它的取值范围对动点坐标取值范围的影响【变式3】过圆O: x 2+y 2= 4外一点A(4,0),作圆的割线,求割线被圆截得的弦 BC 的中点M 的轨迹. 解法一:“几何法〞设点M 的坐标为(x,y ),由于点M 是弦BC 的中点,所以 OML BC, 所以 |OM | 2 + | MA | 2 =| OA | 2 ,即(x 2+y 2)+(x -4)2 +y 2=16化简得:(x —2) 2+ y 2=4 .................................. ①由方程 ① 与方程x 2+y 2= 4得两圆的交点的横坐标为 1,所以点M 的轨迹方程为 (x —2) 2+ y 2=4 (0<x<1)o 所以M 的轨迹是以(2, 0)为圆心,2为半径的圆在圆 O 内的局部. 解法二:“参数法〞设点M 的坐标为(x,y ), B (x 1,y0 ,C (x 2,y 2)直线AB 的方程为y=k(x -4), 由直线与圆的方程得(1+k 2) x 2—8k 2x +16k 2—4=0 .................... (*),由点M 为BC 的中点,所以x=x —x 2 」4k ) ................................ (1),2 1 k又 OMLBC,所以 k=Y (2)由方程(1) (2)消去k 得(x — 2) 2+ y 2=4,又由方程(* )的^> 0得k 2< 1,所以x< 1.3••• A (2x, 0),B (0, 2y).而k pA4 0 2 2x' 4 2y2 2x 2注意到l i^x 轴时,1,化简,得x 2y 5 0l 2±y 轴,此时 A (2, 0), B (0,4)用了2+ y 2=4 ( 0<x< 1)为圆心,2为半径的圆在圆 O 内的局部.【点评】代入法的关键在于找到动点和其相关点坐标间的等量关系【变式4】如下图, R4 , 0)是圆x 2+y 2=36内的一点,A 、B 是圆上两动点,且满足ZAPE =90 ,求矩形APBQ 勺顶点Q 的轨迹方程【解析】: 设AB 的中点为R,坐标为(x , y ),那么在Rt^ABP 中,|AR =| PR 又由于R 是弦 AB 的中点,依垂径定理在 Rt △ OAF^, | AR 2=| A .2—|OR 2=36—(x 2+y 2)又|AR =| P 帘(x 4)2 y 2所以有(x-4) 2+y 2=36- (x 2+y 2),即 x 2+y 2—4x —10=0因此点R 在一个圆上,而当 R 在此圆上运动时,Q 点即在所求 的轨迹上运动 设Qx ,y) , R (x 1, y 1),由于R 是PQ 的中点,所以 y o ,222x +y -4x- 10=0,得(_y )2 4 x 4 _10=022所以点M 的轨迹方程为(x-2)所以M 的轨迹是以(2, 0) 4,用代入法等其它方法求轨迹方程x 2例4.点B 是椭圆-2 a2与1上的动点,A(2a,0)为定点,求线段AB 的中点M 的 b 2轨迹方程.分析:题中涉及了三个点 A 、B 、M,其中A 为定点,而B 、M 为动点,且点 B 的运动是有 规律的,显然 M 的运动是由B 的运动而引发的,可见 M B 为相关点,故采用相关点法求动点 M 的轨迹方程.【解析】设动点 那么由M 为线段 M 的坐标为(x, y),而设B 点坐标为(xo, yo)AB 中点,可得x 0 2a 2 V . 0 2 x 0 2x 2aV . 2y即点 B 坐标可表为(2x - 2a, 2y)x 2点B(x°, y°)在椭圆-y a 2—1上b 22x 0 -2- a2〞1 b 2(2x 从而有——2a)2 2a叱1b 2整理,得动点M 的轨迹方程为4J a22a) 4y 1 b 2x 4 x1=—,y 1代入方程(7)22QR整理得 x 2+y 2=56,这就是所求的轨迹方程四、常见错误:【例题5】 ABC 中,B, C 坐标分别为(-3, 0), (3, 0),且三角形周长为16,求点A 的轨 迹方程.22【常见错误】由题意可知,|AB|+|AC|=10 ,满足椭圆的定义.令椭圆方程为 : 4 1 ,那么a b22由定义可知a 5,c 3,那么b 4,得轨迹方程为—匕 1516【错因剖析】ABC 为三角形,故A, B, C 不能三点共线.【正确解答】ABC 为三角形,故 A, B, C 不能三点共线.轨迹方程里应除去点(5,0).( 5,0),22即轨迹方程为二匕 1(x5)25 16提示:1 :在求轨迹方程中易出错的是对轨迹纯粹性及完备性的忽略,除;另一方面,又要注意有无“漏网之鱼〞仍逍遥法外,2:求轨迹时方法选择尤为重要,首先应注意定义法,几何法,直接法等方 法的选择.3:求出轨迹后,一般画出所求轨迹,这样更易于检查是否有不合题意的部 分或漏掉的局部. 针对性练习:5 ___ 5、 一 一 22 一1:两点M(1,—), N( 4,一)给出以下曲线方程:① 4x 2y 1 0;②x y 3;③4 422— y 21y 21,在曲线上存在点 P 满足|MP | | NP |的所有曲线方程是(22A ①③B ②④C ①②③D ②③④【答案】:D【解答】:要使得曲线上存在点 P 满足|MP| |NP|,即要使得曲线与 MN 的中垂线y 有交点.把直线方程分别与四个曲线方程联立求解,只有①无解,那么选D2.两条直线x my 1 0与mx y 1 0的交点的轨迹方程是 : 【解答】:直接消去参数 m 即得(交轨法):x 2 y 2 x y 03:圆的方程为(x-1) 2+y 2=1,过原点O 作圆的弦0A,那么弦的中点M 的轨迹方程是 ^因此, 在求出曲线方程的方程之后,应仔细检查有无“不法分子〞掺杂其中, 将其剔要将其“捉拿归案〞.2x 3【解答】:令 M 点的坐标为(x, y),那么A 的坐标为(2 x,2y),代入圆的方程里面便可得到动点的轨迹方程.【解答】:抛物线方程可化为它的顶点坐标为消去参数m 得:(4, 0)的距离与它到直线 x 4的距离相等.那么点 M 的 4为准线的抛物线.故所求轨迹方程为 y 2 16x .6:求与两定点OO 1, 0、A3, 0距离的比为1: 2的点的轨迹方程为八, …, ,□… POl1一、… 一— 一〜…,一八【分析】:设动点为巳由题意- -,那么依照点P 在运动中所遵循的条件,可列出等量关| PA| 2系式.【解答】:设P x, y 是所求轨迹上一点,依题意得L1 O 得:(x 1)22y 2 :(x 0)4随意变化时,那么抛物线y x 2 2m 1 xm 2 1的顶点的轨迹方程为把所求轨迹上的动点坐标x, y 分别用已有的参数 m 来表示,然后消去参数 m故所求动点的轨迹方程为4x 4y 305:点M 到点F (4, 0) 的距离比它到直线50的距离小1 ,那么点M 的轨迹方程为【分析】:点M 到点F (4, 0)的距离比它到直线 50 的距离小1,意味着点M 到点F(4, 0)的距离与它到直线 x 40的距离相等. 由抛物线标准方程可写出点 M 的轨迹方程.【解答】:依题意,点M 到点F轨迹是以F (4, 0)为焦点、x由两点间距离公式得:x 2 y 21PO 1 PA 2化简彳导:x 2 y 2 2x 3027抛物线y 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.【分析】:抛物线y 4x 的焦点为F 1,0 .设^ ABC 重心P 的坐标为〔x, y 〕,点C 的坐 标为〔x 1, y 1〕.其中x 1 1【解答】:因点P x, y 是重心,那么由分点坐标公式得:x 另一2, y 也33即 x 1 3x 2, y 1 3y由点C x 1,y 1在抛物线y 2 4x 上,得:y 12 4x 124 2将x i3x 2, y i3y 代入并化简,得:y — x —( x 1) 338 .双曲线中央在原点且一个焦点为F 〔乔,0〕,直线y=x —1与其相交于 M N 两点,MNUI中点的横坐标为 5 ,求此双曲线方程.22【解答】:设双曲线方程为 2T 当 a b (b 2-a a)x a+ 2a ax- a 3- a ab a=0,此双曲线的方程为9 .动点P 到定点F 〔1, 0〕和直线x=3的距离之和等于【解答】:设点P 的坐标为〔x, y 〕,那么由题意可得1.将y=x — 1代入方程整理得由韦达定理得x 1 x 2解得 a 2 2,b 25.22aX I x 2~2~2 --a b 22 ,2a b2.又有+ 联立方程组,34,求点P 的轨迹方程.J (犬 _ + y* + | x — 31= 4(1)当xw3 时,方程变为J(x 1)2—y2 3 x 4,J(x 1)2―y2 x 1,化简得2y 4x(0 x 3).(2)当x>3 时,方程变为J(x 1)2—y7 x 3 4,J(x 1)2—y7 7 x,化简得y a = -12(x-4)(3<x<4)o毋足十的人口的-■铲曰必=4式.弓工43)一,= T2(x —4)0仃44)故所求的点P的轨迹方程是‘ 工 ,或, 八■10 .过原点作直线l和抛物线y x24x 6交于A、B两点,求线段AB的中点M的轨迹方程.【解答】:由题意分析知直线l的斜率一定存在,设直线l的方程y=kx.把它代入抛物线方程了=/一4天4®,得又‘一04•的白=口.由于直线和抛物线相交,所以△>0,解得x ( , 4 2而)(4 2^/6,).设A (叼打),B (叼力),M (x, y),由韦达定理得句中句=4*k.盯盯=6.产1 4k由户工一厂消去k得y=2x〞-必.又2黑f % =4 +上,所以x ( , V6)(后).,点M的轨迹方程为y 2x24x, x ( , <6) (<16, ) o。
难点22 轨迹方程的求法求曲线的轨迹方程是解析几何的两个基本问题之一.求符合某种条件的动点的轨迹方程,其实质就是利用题设中的几何条件,用“坐标化”将其转化为寻求变量间的关系.这类问题除了考查学生对圆锥曲线的定义,性质等基础知识的掌握,还充分考查了各种数学思想方法及一定的推理能力和运算能力,因此这类问题成为高考命题的热点,也是同学们的一大难点.●难点磁场(★★★★)已知A 、B 为两定点,动点M 到A 与到B 的距离比为常数λ,求点M 的轨迹方程,并注明轨迹是什么曲线.●案例探究[例1]如图所示,已知P (4,0)是圆x 2+y 2=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 的轨迹方程.命题意图:本题主要考查利用“相关点代入法”求曲线的轨迹方程,属★★★★★级题目.知识依托:利用平面几何的基本知识和两点间的距离公式建立线段AB 中点的轨迹方程.错解分析:欲求Q 的轨迹方程,应先求R 的轨迹方程,若学生思考不深刻,发现不了问题的实质,很难解决此题.技巧与方法:对某些较复杂的探求轨迹方程的问题,可先确定一个较易于求得的点的轨迹方程,再以此点作为主动点,所求的轨迹上的点为相关点,求得轨迹方程.解:设AB 的中点为R ,坐标为(x ,y ),则在Rt △ABP 中,|AR |=|PR |. 又因为R 是弦AB 的中点,依垂径定理:在Rt △OAR 中,|AR |2=|AO |2-|OR |2=36-(x 2+y 2)又|AR |=|PR |=22)4(y x +-所以有(x -4)2+y 2=36-(x 2+y 2),即x 2+y 2-4x -10=0因此点R 在一个圆上,而当R 在此圆上运动时,Q 点即在所求的轨迹上运动. 设Q (x ,y ),R (x 1,y 1),因为R 是PQ 的中点,所以x 1=2,241+=+y y x , 代入方程x 2+y 2-4x -10=0,得244)2()24(22+⋅-++x y x -10=0 整理得:x 2+y 2=56,这就是所求的轨迹方程.[例2]设点A 和B 为抛物线 y 2=4px (p >0)上原点以外的两个动点,已知OA ⊥OB ,OM ⊥AB ,求点M 的轨迹方程,并说明它表示什么曲线.(2000年北京、安徽春招)命题意图:本题主要考查“参数法”求曲线的轨迹方程,属★★★★★级题目. 知识依托:直线与抛物线的位置关系.错解分析:当设A 、B 两点的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2)时,注意对“x 1=x 2”的讨论.技巧与方法:将动点的坐标x 、y 用其他相关的量表示出来,然后再消掉这些量,从而就建立了关于x 、y 的关系.解法一:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (x ,y )依题意,有⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧--=---=--⋅-=⋅==112121212122112221211144x x y y x x y y x x y y x y x y x y px y px y ①-②得(y 1-y 2)(y 1+y 2)=4p (x 1-x 2) 若x 1≠x 2,则有2121214y y px x y y +=--⑥①³②,得y 12²y 22=16p 2x 1x 2③代入上式有y 1y 2=-16p 2 ⑦ ⑥代入④,得yxy y p -=+214⑧⑥代入⑤,得pyx y y x x y y y y p442111121--=--=+ 所以211214)(44y px y y p y y p --=+ 即4px -y 12=y (y 1+y 2)-y 12-y 1y 2⑦、⑧代入上式,得x 2+y 2-4px =0(x ≠0)当x 1=x 2时,AB ⊥x 轴,易得M (4p ,0)仍满足方程.故点M 的轨迹方程为x 2+y 2-4px =0(x ≠0)它表示以(2p ,0)为圆心,以2p 为半径的圆,去掉坐标原点.解法二:设M (x ,y ),直线AB 的方程为y =kx +b由OM ⊥AB ,得k =-yx由y 2=4px 及y =kx +b ,消去y ,得k 2x 2+(2kb -4p )x +b 2=0所以x 1x 2=22kb ,消x ,得ky 2-4py +4pb =0① ② ③ ④ ⑤所以y 1y 2=kpb4,由OA ⊥OB ,得y 1y 2=-x 1x 2 所以kpk4=-22k b ,b =-4kp故y =kx +b =k (x -4p ),用k =-yx代入,得x 2+y 2-4px =0(x ≠0) 故动点M 的轨迹方程为x 2+y 2-4px =0(x ≠0),它表示以(2p ,0)为圆心,以2p 为半径的圆,去掉坐标原点.[例3]某检验员通常用一个直径为2 cm 和一个直径为1 cm 的标准圆柱,检测一个直径为3 cm 的圆柱,为保证质量,有人建议再插入两个合适的同号标准圆柱,问这两个标准圆柱的直径为多少?命题意图:本题考查“定义法”求曲线的轨迹方程,及将实际问题转化为数学问题的能力,属★★★★★级题目.知识依托:圆锥曲线的定义,求两曲线的交点.错解分析:正确理解题意及正确地将此实际问题转化为数学问题是顺利解答此题的关键.技巧与方法:研究所给圆柱的截面,建立恰当的坐标系,找到动圆圆心的轨迹方程.解:设直径为3,2,1的三圆圆心分别为O 、A 、B ,问题转化为求两等圆P 、Q ,使它们与⊙O 相内切,与⊙A 、⊙B 相外切.建立如图所示的坐标系,并设⊙P 的半径为r ,则 |P A |+|PO |=1+r +1.5-r =2.5∴点P 在以A 、O 为焦点,长轴长2.5的椭圆上,其方程为3225)41(1622y x ++=1 ① 同理P 也在以O 、B 为焦点,长轴长为2的椭圆上,其方程为 (x -21)2+34y 2=1 ② 由①、②可解得)1412,149(),1412,149(-Q P ,∴r =73)1412()149(2322=+-故所求圆柱的直径为76cm. ●锦囊妙计求曲线的轨迹方程常采用的方法有直接法、定义法、代入法、参数法.(1)直接法 直接法是将动点满足的几何条件或者等量关系,直接坐标化,列出等式化简即得动点轨迹方程.(2)定义法 若动点轨迹的条件符合某一基本轨迹的定义(如椭圆、双曲线、抛物线、圆等),可用定义直接探求.(3)相关点法 根据相关点所满足的方程,通过转换而求动点的轨迹方程.(4)参数法 若动点的坐标(x ,y )中的x ,y 分别随另一变量的变化而变化,我们可以以这个变量为参数,建立轨迹的参数方程.求轨迹方程,一定要注意轨迹的纯粹性和完备性.要注意区别“轨迹”与“轨迹方程”是两个不同的概念.●歼灭难点训练 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 x B.14922=+x y C.14922=-y xD.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.参考答案难点磁场解:建立坐标系如图所示, 设|AB |=2a ,则A (-a ,0),B (a ,0). 设M (x ,y )是轨迹上任意一点.则由题设,得||||MB MA =λ,坐标代入,得2222)()(ya x y a x +-++=λ,化简得(1-λ2)x 2+(1-λ2)y 2+2a (1+λ2)x +(1-λ2)a 2=0(1)当λ=1时,即|M A|=|M B|时,点M 的轨迹方程是x =0,点M 的轨迹是直线(y 轴).(2)当λ≠1时,点M 的轨迹方程是x 2+y 2+221)1(2λ-λ+a x +a 2=0.点M 的轨迹是以(-221)1(λ-λ+a ,0)为圆心,|1|22λ-λa 为半径的圆. 歼灭难点训练一、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 yx 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 -- ②①³②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 =mn 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 =nm 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 |²|OB |²sin 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。