曲线与方程
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曲线与方程的关系
曲线与方程之间存在着密切的联系,它们不仅相互依存,而且彼
此又具有重要的数学意义。
首先,曲线是由一个函数表示的,而这个函数就是方程。
因此,
曲线和方程之间存在着直接的联系。
其次,通过求解该方程,可以得
到曲线的性质。
例如,如果曲线是抛物线,则可以根据抛物线的方程
来计算出它的顶点;如果曲线是椭圆,则可以通过椭圆方程来计算出
它的长轴和短轴等。
此外,曲线与方程还具有更为深刻的数学意义。
曲线和方程能够
反映物理和化学现象的发展趋势,并且可以使用数学工具对其进行解
析和研究。
更重要的是,曲线和方程也可以用于描述某些重要的场景,如关于经济学、生态学等的分析。
因此,曲线与方程之间有着密不可分的关系,而这种关系有着重
要的数学意义。
正是由于曲线和方程能够将复杂的物理世界变为易于
理解和推导的数学现象,它们才能够为人们在研究自然界现象中提供
强大的帮助。
曲线与方程一、曲线与方程的关系:一般地,在坐标平面内的一条曲线C 与一个二元方程(,)0F x y =之间, 如果具有以下两个关系:1.曲线C 上的点的坐标,都是 的解;2.以方程(,)0F x y =的解为坐标的点,都是 的点,那么,方程(,)0F x y =叫做这条曲线C 的方程;曲线C 叫做这个方程(,)0F x y =的曲线.二、求轨迹方程的常用方法有:直接法,定义法,待定系数法,参数法,相关点法(代入法),交轨法等.三、求曲线的方程的步骤:①建立适当的坐标系,用(,)M x y 表示曲线上的任意一点的坐标;②写出适合条件P 的点M 的集合{|()}P M p M =;③用坐标表示条件P ,列出方程(,)0f x y =;④将方程(,)0f x y =化为最简形式;⑤说明以化简后的方程的解为坐标的点都在曲线上.四、直线系 具有某种共同属性的一类直线的集合,称为直线系.它的方程称直线系方程.(1)共点直线系:过已知点 P (x 0 , y 0 ) 的直线系方程 y − y 0 = k (x − x 0 ) (k 为参数) (2)平行直线系:斜率为 k 的直线系方程 y = kx + b (b 是参数)与已知直线 Ax + By + C = 0 平行的直线系方程 Ax + By + λ = 0 (λ 为参数)(3)垂直直线系:与已知直线 Ax + By + C = 0 垂直的直线系方程Bx − Ay + λ = 0(λ 为参数)(4)过直线 l 1 :A 1 x + B 1 y + C 1 = 0 与 l 2 :A 2 x + B 2 y + C 2 = 0 的交点的直线系方程:A 1 x + B 1 y + C 1 + λ(A 2 x + B 2 y + C 2 ) = 0(λ 为参数),此直线系不含直线 l 2例1: “ 以方程 f(x, y) = 0 的解为坐标的点都在曲线 C 上” 是 “ 曲线 C 的方程是 f(x,y) = 0 ” 的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件下列方程各表示什么曲线?① 29y x -=② 0324222=++-+y x y x 0)9)(2(22=-+-+y x y x例2: 设圆 C : (x − 1)2 + y 2 = 1 ,过原点 O 作圆的任意弦,求所作弦的中点的轨迹方程.练习1:(直接法)已知线段AB 的长度为10,它的两个端点分别在x 轴,y 轴上滑动,求AB 的中点P 的轨迹方程。
曲线及其方程知识点总结一、直线的方程1. 斜率和截距法直线的方程可以用斜率和截距来表示。
直线的斜率是指直线上一点的纵坐标和横坐标的变化率,截距是指直线和y轴或x轴相交的坐标。
若直线的斜率为m,截距为b,则直线的方程可以表示为y=mx+b或者x=my+b。
2. 两点式直线的两点式表示了通过两个已知点的直线方程。
若已知直线上两点A(x1, y1)和B(x2,y2),则直线的方程可以表示为(y-y1)/(x-x1)=(y2-y1)/(x2-x1)。
3. 截距式直线的截距式表示了直线和坐标轴的截距关系。
若已知直线的x轴截距为a,y轴截距为b,则直线的方程可以表示为x/a+y/b=1。
二、曲线的方程1. 二次曲线二次曲线的一般方程可以表示为Ax^2+Bxy+Cy^2+Dx+Ey+F=0。
其中A、B、C、D、E、F为常数。
二次曲线包括圆、椭圆、双曲线和抛物线等。
- 圆的方程圆的一般方程可以表示为(x-h)^2+(y-k)^2=r^2。
其中(h,k)表示圆心的坐标,r表示圆的半径。
- 椭圆的方程椭圆的一般方程可以表示为(x-h)^2/a^2+(y-k)^2/b^2=1。
其中(h,k)表示椭圆的中心坐标,a和b分别表示椭圆在x轴和y轴的半轴长。
- 双曲线的方程双曲线的一般方程可以表示为(x-h)^2/a^2-(y-k)^2/b^2=1。
或者(x-h)^2/a^2-(y-k)^2/b^2=-1。
其中(h,k)表示双曲线的中心坐标,a和b分别表示双曲线在x轴和y轴的半轴长。
- 抛物线的方程抛物线的一般方程可以表示为y=ax^2+bx+c或者x=ay^2+by+c。
其中a不等于0。
抛物线的开口方向取决于系数a的正负性。
2. 极坐标方程极坐标方程是一种表示曲线的方程,它使用极坐标系下的极径r和极角θ来表示曲线上任意一点的位置。
极坐标方程可以表示为r=f(θ),其中f(θ)为极坐标方程的极坐标函数。
三、参数方程参数方程是一种用参数的形式表示曲线的方程。
曲线与方程
曲线与方程是数学中常见的概念,它们之间有很多共同的地方,
但也有一些不同之处。
曲线是一种描述函数行为的几何图形。
它由一个或多个参数确定,通常是空间中的一条曲线,表示为x和y的函数,或者以极坐标系的
形式表示为ρ和θ的函数。
曲线的形状受参数的取值范围、参数的
关系以及参数的交互作用的影响。
方程,又称为函数方程,以数学表达式的形式表示多个变量之间
的关系,它是一种描述系统性质运动和事物变化规律的工具。
方程通
常用一个或多个未知量来表示,通过求解方程组可找到这些未知量的值,从而得出有关个系统的描述。
虽然曲线和方程都是数学概念,但它们不是一回事。
方程是一种
广义的概念,它可用于描述任何函数,而曲线只是一种特殊的函数,
也就是说,曲线也可以用方程来表示。
通常情况下,曲线是二维空间
上的图形,而方程是一种关系表达式,可以用来解释性地描述曲线。
总之,曲线和方程之间是有联系的,但它们是两个不同的概念,
曲线是用来描述函数行为的几何图形,而方程则是用数学表达式来描
述多个变量之间的关系。
曲线与方程在数学中,曲线和方程是紧密相关的概念。
曲线是定义在偏微分方程中的函数的曲繁的一个例子,而方程提供了一种用来描述曲线的有效方法。
曲线和方程之间的关系是复杂的,但它们之间的协作关系可以帮助我们了解和研究多种数学问题。
首先,我们需要了解曲线及其定义。
曲线可以定义为数学函数或图像,它可以以不同类型的函数和表示形式描述。
曲线的一般形式是一些列点,当连接起来时,就会形成曲线。
在数学中,曲线的特性受到多个函数参数的结合影响,而这些参数的变化也会影响曲线的形状。
接下来,我们讨论一下方程的概念。
方程为我们提供了一种表示数学函数的方法,它可以表示从简单的二次方程到更复杂的多项式方程。
其中,二元一次方程和二次方程是最常用的方程形式,它们在很多概念中展示出明显的特点,例如空间几何、椭圆几何等。
曲线和方程之间的关系是一个多层次的问题。
对于任意一个曲线,都可以找到一个能够反映它的数学方程,并且可以通过方程来描述曲线的特性。
与此同时,不同的曲线也可以用等效的方程表示,例如,椭圆可以用二次方程或双曲线方程表示。
此外,曲线的性质也受到变量的类型和特性的影响,特别是物理和数学上的变量。
例如,一个曲线的性质受到势函数的影响,因此,即使两个曲线有着相同的方程,在特定的情况下也会有所不同。
这就是曲线和方程之间复杂的关系,在研究时涉及到多种变量。
另外,曲线和方程之间的关系也可以应用到工程和计算机科学中。
例如,在计算机图形学中,可以用曲线和方程来描绘出不同的几何形状,并使用方程来检测视觉上有趣的特征。
在机械设计中,也可以使用曲线和方程来设计出更加完美的几何形状。
总之,曲线和方程之间的关系是复杂的,它们之间共同依赖于变量特性,并可以应用到许多不同的科学领域中。
因此,我们需要充分理解它们之间的复杂关系,从而了解和研究更多的数学问题。
曲线和方程的概念【知识要点】定义 一般地,如果曲线C 与方程0),(=y x F 之间有以下两个关系:(1)曲线C 上的点的坐标都是方程0),(=y x F 的解;(2)以方程0),(=y x F 的解为坐标的点都在曲线C 上. 我们就把0),(=y x F 叫做曲线C 的方程,曲线C 叫做方程0),(=y x F 的曲线.注意:要建立曲线与方程间的对应关系,仅有条件“曲线C 上的点的坐标都是方程0),(=y x F 的解”是不够的,因为可能有满足方程0),(=y x F 的点不在曲线C 上;仅有条件“以方程0),(=y x F 的解为坐标的点都在曲线C 上”也是不够的,因为曲线C 上可能有不满足方程0),(=y x F 的点.只有同时具备这两个条件时,才能说方程0),(=y x F 是曲线C 的方程,曲线C 是方程0),(=y x F 的曲线.求曲线的方程【知识要点】1 求曲线的方程的步骤:①建立适当的直角坐标系(如果已给出,本步骤省略).②设曲线上任意一点的坐标为),(y x ,写出已知点的坐标,设出相关点的坐标.③根据曲线上点所适合的条件,写出等式.④用坐标表示这个等式(方程),并化简.⑤证明以化简后的方程的解为坐标的点都是曲线上的点(在本教材不作要求).(6)检验,该说明的要说明.2 求曲线方程的常用方法:定义法、直接法、代入法、参数法等.(1)定义法:根据题意可以得出或推出动点的轨迹是直线或圆或椭圆或双曲线或抛物线.根据所学知识可以写出或求出轨迹方程.若方程形式知道,往往用待定系数法求.(2)直接法:根据题设条件直接写出动点的坐标),(y x 所满足的关系式,即方程0),(=y x F .(3)相关点法(代入法):是所求轨迹上的动点),(y x P 随着另一个已知曲线上的动点),(11y x M 的运动而运动时,一般用代入法求动点P 的轨迹方程.其方法是根据题设条件求得两动点坐标),(y x 与),(11y x 之间的关系式,从中解出),(),,(11y x g y y x f x ==,由于),(11y x M 在已知曲线上,故),(11y x M 满足已知曲线方程,将11,y x 的表达式代入已知曲线方程,从而求得动点P 的轨迹方程.(4)参数法:根据题意得出动点P 的坐标y x ,用其他点的坐标或长度、角、斜率、时间等参数来表示.常用到的公式有两点间的距离公式、中点坐标公式、斜率公式、夹角公式、点到直线的距离公式.曲线的交点【知识要点】1 要求两条曲线的交点的坐标,只需解由这两条曲线的方程所组成的方程组.如果方程组没有实数解,那么这两个方程的曲线就没有交点.反过来,曲线有没有交点也可用来说明方程组有没有实数解.即可用几何图形的性质说明代数方程(组)有没有实数解.2 一般地,斜率为k 的直线b kx y l +=:与曲线C 相交于两点),(),,(2211y x B y x A ,则 ]4))[(1())(1()()(2122122212221221x x x x k x x k y y x x AB -++=-+=-+-=. 或]4))[(11())(11(2122122212y y y y k y y k AB -++=-+=.。
曲线与方程知识要点一、曲线方程的定义:在直角坐标系中,如果某曲线C 上的点与一个二元方程(,)0f x y =的实数解建立了如下关系:(1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解;(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点,那么,这个方程叫曲线方程;这条曲线叫方程的曲线。
若曲线C 的方程是(,)0f x y =,则点000(,)P x y 在曲线C 上的充要条件是:00(,)0f x y =理解:(1)“曲线上的点集”与“方程的解集”一一对应;(2)曲线可以看成一个点集C ,一个二元方程的解为坐标的点也组成一个点集F ,在定义中:条件(1)⇔C F ≤,条件(2)⇔F C ≤,综合(1)(2)即得C F =。
二、点与曲线的关系:(1点000(,)P x y 既在曲线C 1:(,)0f x y =上,又在曲线C 2:(,)0g x y =上的充要条件是点P 的坐标是方程组(,)0(,)0f x y g x y =⎧⎨=⎩的解。
(2)若点P 既在曲线C 1:(,)0f x y =上又在曲线C 2:(,)0g x y =上,则点P 与曲线3:(,)(,)0C f x y g x y λ+= (R λ∈)的关系是3P C ∈(曲线系方程)例、若曲线1C 的方程是()1,0f x y =,曲线2C 的方程是()2,0f x y =,若1C 与2C 有且仅有点12,P P 两个公共点,则曲线C :()()12,,0f x y f x y λ+=与曲线2C 的公共点( )A .只有一个点1P ;B .只有一个点2P ;C .只有1P ,2P 两个点;D .除了1P ,2P 两个点外,还有其它公共点。
三、坐标法(1)定义:借助坐标系研究几何图形的方法叫做坐标法。
(2)解析几何是用代数方法研究几何问题的一门数学学科。
平面解析几何研究的主要问题是:①根据已 知条件,求出表示平面曲线的方程;②通过方程,研究平面曲线的性质。
曲线与方程
本节内容
一、曲线与方程
一般地,在直角坐标系中,如果某曲线C (看作点的集合或适合某种条件的点的轨迹)上的点与一个二元方程(),0f x y =的实数解建立了如下关系:(1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解;(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线的点.那么,这个方程叫做曲线的方程;这条曲线叫做方程的曲线.
二、解析几何
建立直角坐标系,用坐标表示点,把曲线看成满足某种条件的点的集合或轨迹,用曲线上点的坐标(),x y 所满足的方程(),0f x y =表示曲线,通过研究方程的性质间接地来研究曲线的性质.这个方法叫做坐标法.数学中,用坐标法研究几何图形的知识形成的学科叫做解析几何.解析几何研究的主要问题是:(1)根据已知条件,求出表示曲线的方程;(2)通过曲线的方程,研究曲线的性质.
三、求曲线的方程
第一步:建立适当的直角坐标系,用(),x y 表示曲线上任意一点P 的坐标;
第二步:写出满足条件的点P 的集合,用坐标表示该条件,写出方程(),0f x y =;
第三步:化简方程(等价变形),并验证.
四、求动点轨迹方程的方法
(1)直接法
直接根据条件建立动点(),P x y 满足的方程(),0f x y =.
(2)定义法
若动点轨迹满足已知曲线的定义,可先设定方程,再确定其中的基本量.
(3)待定系数法
根据条件能知道曲线方程的类型,可设出其方程形式,再根据条件确定待定系数.
(4)代入法(相关点法)
动点(),P x y 满足的条件不便用等式列出,但动点随着另一动点而运动.如果另一动点所满足的条件是可求的,这是我们可以用动点坐标来表示其相关点坐标,根据相关点坐标所满足的方程来求出动点(),P x y 的轨迹方程.
(5)交轨法
求两动曲线交点的轨迹问题时,通常要通过解方程组得出交点坐标(含参),再消去参数求出轨迹方程.该方法常与参数法并用
注:
①轨迹方程是坐标关系式,是一个方程,有时要在方程后根据需要指明变量的取值范围;轨迹是点的集合,是曲线,是几何图形.
②求曲线方程或轨迹方程时,要注意:第一,建立不同的坐标系,同一曲线的方程也不相同;第二,一般地,求哪个点的轨迹方程,就设哪个点的坐标是(),x y ;化简所求的方程(),0f x y =时,一定要注意同解性.如果破坏了同解性,就要剔除不属于轨迹上的点,找回属于轨迹但遗漏的点.
五、两曲线的交点
两曲线的交点坐标即两曲线的方程所构成的方程组的解.
六、曲线的对称性
在曲线方程里,如果以y -代y 方程不变,那么当点(),P x y 在曲线上时,它关于x 轴的对称点()',P x y -也在曲线上,所以曲线关于x 轴对称.同理:我们也可以推出满足什么条件,曲线关于y 轴对称,关于原点对称.并且,曲线具有上述三种对称性中的任意两种,那么它一定还具有另一种对称性.想一想这是为什么呢?
本节习题
题型一 方程表示的曲线
1.(1)11x y -=-表示( )
A .两条线段
B .两条直线
C .两条射线
D .一条射线一条线段
(2)方程111x y -+-=所表示的图形是 .
(3)方程()22
140x y x y +-+-=表示的曲线是 .
题型二 曲线的对称性
2.曲线(),0f x y =关于直线30x y --=对称的曲线方程是( )
A .()3,0f x y -=
B .()3,0f y x +=
C .()3,30f y x -+=
D .()3,30f y x +-=
题型三 求轨迹方程
3.设圆()2
2:11C x y -+=,过原点O 作圆的任意弦,求所作弦的中点的轨迹方程.请分别用直接法、 定义法、代入法、参数法来求.
4.求到直线20x y -=和20x y -=的距离相等的点的轨迹方程.
5.已知动点P 到定点()1,0F 和直线3x =的距离之和等于4,求P 的轨迹方程.
6.圆()()22
:546C x y -+-=内的一定点()4,3A ,在圆上作弦MN ,使90MAN ∠=,求弦MN 的 中点P 的轨迹方程.
7.已知点P 到两个定点()()1,0,1,0M N -距离的比为2,点N 到直线PM 的距离为1.求直线PN 的 方程.
8.已知点()3,0P -,点A 在y 轴上,点Q 在x 轴的正半轴上,且0PA AQ ⋅=.点M 在直线AQ 上, 满足32
AM MQ =-
.当点A 在y 轴上移动时,求动点M 的轨迹C 的方程.
9.由P 向圆221x y +=作两条切线,PA PB ,切点分别为,A B ,60APB ∠=,求动点P 的轨迹方程.
10.已知1,02A ⎛⎫- ⎪⎝⎭,B 是圆2
21:42F x y ⎛⎫-+= ⎪⎝
⎭(F 为圆心)上一动点,线段AB 的垂直平分线交BF 于P ,求动点P 的轨迹方程.
11.已知圆()221:425M x y ++=,圆()222:41M x y -+=,一动圆与这两个圆都外切,求动圆圆心P
的轨迹方程.
12.动点P 是抛物线2
21y x =+上任一点,定点为()0,1A -,点M 分PA 所成的比为2,求动点M 的 轨迹方程.
13.已知定点()3,0B ,点A 在圆221x y +=上运动,M 是线段AB 上的一点,且13
AM MB =
,求点M 的轨迹方程.
14.过点()1,3P 作两条相互垂直的直线12,l l ,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.
15.点P 是曲线22412390x y x y ++-+=上的动点,直线10x y -+=是线段PQ 的中垂线,求点Q 的 轨迹方程.
课后练习
【练1】 若直线y x b =+与曲线234y x x =--有公共点,则b 的取值范围是( )
A .1122⎡⎤-+⎣⎦,
B .122122⎡⎤-+⎣⎦,
C .1223⎡⎤-⎣⎦,
D .123⎡⎤-⎣⎦,
【练2】 若曲线C 上的点的坐标都是方程(),0f x y =的解,则下面判断正确的是( )
A .曲线C 的方程是(),0f x y =
B .以方程(),0f x y =的解为坐标的点都在曲线
C 上
C .方程(),0f x y =表示的曲线是C
D .方程(),0f x y =表示的曲线不一定是C
【练3】 “点M 在曲线24y x =上”是点M 的坐标满足方程2y x =-的( )
A .充分不必要条件
B .必要不充分条件
C .充要条件
D .既不充分又不必要条件
【练4】 下列命题正确的是( )
A .到两坐标轴的距离相等的点组成的直线方程是y x =
B .已知三点()()()2,0,0,2,0,0A B
C ,ABC 的边AB 上的中线方程为y x =
C .到两坐标轴的距离的乘积是1的点的轨迹方程是1xy =±
D .到x 轴的距离等于1的点的轨迹方程是1y =
【练5】 方程221y x x =-+所表示的曲线是( )
A .两条直线
B .两条射线
C .一条直线
D .一条射线
【练6】 方程222xy x y x -=所表示的曲线( )
A .关于y 轴对称
B .关于0x y +=对称
C .关于原点对称
D .关于0x y -=对称
【练7】 21y x =-与曲线y x =的交点个数是______.
【练8】 曲线22330y x ++=与曲线22450x y x +--=的交点的个数是_________.
【练9】 已知两点551,,4,44M N ⎛⎫
⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
给出下列曲线方程:①4210x y +-=;②223x y +=;③2212x y +=;④2
212
x y -=,在曲线上存在点P 满足MP NP =的所有曲线方程是( ) A .①③ B .②④ C .①②③ D .②③④
【题1】 两条直线10x my --=与10mx y +-=的交点的轨迹方程是 .
【题2】 圆()2
2:11C x y -+=,过原点O 作圆的弦OA ,则弦的中点M 的轨迹方程是 . 【题3】 当m 变化时,则抛物线()22
211y x m x m =+++-的顶点的轨迹方程为 .。