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文檔簡介

1、求軌跡方程的常用方法(一)求軌跡方程的一般方法:1. 定義法: 如果動點 P 的運動規律合乎我們已知的某種曲線(如圓、橢圓、雙曲線、拋物線)的定義,則可先設出軌跡方程,再根據已知條件,待定方程中的常數,即可得到軌跡方程。2. 直譯法: 如果動點 P 的運動規律是否合乎我們熟知的某些曲線的定義難以判斷,但點P 滿足的等量關系易于建立,則可以先表示出點P 所滿足的幾何上的等量關系,再用點P 的坐標( x, y)表示該等量關系式,即可得到軌跡方程。3.參數法: 如果采用直譯法求軌跡方程難以奏效,則可尋求引發動點P 運動的某個幾何量 t ,以此量作為參變數,分別建立P 點坐標 x,y 與該參數t 的函

2、數關系x f ( t ),y g( t ),進而通過消參化為軌跡的普通方程F(x, y) 0。4.代入法(相關點法) :如果動點P 的運動是由另外某一點P' 的運動引發的,而該點的運動規律已知, (該點坐標滿足某已知曲線方程),則可以設出P(x, y),用( x, y)表示出相關點P' 的坐標,然后把P' 的坐標代入已知曲線方程,即可得到動點P 的軌跡方程。5:交軌法: 在求動點軌跡時,有時會出現要求兩動曲線交點的軌跡問題,這種問題通常通過解方程組得出交點(含參數)的坐標,再消去參數求得所求的軌跡方程(若能直接消去兩方程的參數,也可直接消去參數得到軌跡方程),該法經常與

3、參數法并用。一:用定義法求軌跡方程例 1:已知ABC 的頂點A, B 的坐標分別為(-4 , 0),( 4, 0),C為動點,且滿足sin Bsin A5 sin C , 求點C的軌跡。4【變式】:已知圓的圓心為M1,圓的圓心為M2,一動圓與這兩個圓外切,求動圓圓心P 的軌跡方程。二:用直譯法求軌跡方程此類問題重在尋找數量關系。例 2:一條線段兩個端點 A 和 B 分別在 x 軸和 y 軸上滑動,且 BM=a ,AM=b ,求 AB 中點 M 的軌跡方程?【變式】 :動點 P( x,y)到兩定點A( 3,0)和 B( 3,0)的距離的比等于2(即 | PA |2 ),|PB|求動點 P 的軌跡

4、方程?三:用參數法求軌跡方程此類方法主要在于設置合適的參數, 求出參數方程,最后消參,化為普通方程。注意參數的取值范圍。例 3 過點 P( 2,4)作兩條互相垂直的直線 l 1,l 2,若 l 1 交 x 軸于 A 點, l 2 交 y 軸于 B 點,求線段 AB的中點 M的軌跡方程。四:用代入法求軌跡方程x2y2例 4.點B是橢圓 a2b21上的動點,A(2a,0)為定點,求線段AB的中點M的軌跡方程。【變式】 如圖所示,已知 P(4, 0)是圓 x2+y2=36 內的一點, A、B 是圓上兩動點,且滿足 APB=90°,求矩形 APBQ 的頂點 Q 的軌跡方程yB Q RAoPx

5、五、用交軌法求軌跡方程例 5. 已知橢圓 x2y21(a b o)的兩個頂點為A1 ( a,0) , A2 (a,0) ,與 y 軸平行的直a2b2線交橢圓于P1、 P2,求 A1P1 與 A2P2 交點 M的軌跡方程 .六、用點差法求軌跡方程2x2例 6.已知橢圓y1 ,11(1)求過點 P,且被 P 平分的弦所在直線的方程;2 2( 2)求斜率為 2 的平行弦的中點軌跡方程;( 3)過 A 2,1 引橢圓的割線,求截得的弦的中點的軌跡方程;練習1. 在ABC 中, B,C坐標分別為(-3 ,0),( 3,0),且三角形周長為16,則點A 的軌跡方程是 _.2.兩條直線 x my 1 0 與

6、 mx y10 的交點的軌跡方程是_.3.已知圓的方程為 (x-1) 2+y 2=1, 過原點O 作圓的弦0A ,則弦的中點M 的軌跡方程是_4.當參數 m 隨意變化時,則拋物線 yx 22m1 x m21的頂點的軌跡方程為_。5:點 M 到點 F( 4,0)的距離比它到直線x5 0的距離小 1,則點 M 的軌跡方程為 _。6:求與兩定點 O O1 , 0 、 A 3, 0 距離的比為1: 2 的點的軌跡方程為 _7.拋物線y 24x 的通徑(過焦點且垂直于對稱軸的弦)與拋物線交于A 、 B兩點,動點C在拋物線上,求ABC重心P 的軌跡方程。8. 已知動點 P 到定點 F( 1, 0)和直線

7、x=3 的距離之和等于 4,求點 P 的軌跡方程。9. 過原點作直線l 和拋物線 yx 24x 6 交于 A、B 兩點,求線段AB的中點 M的軌跡方程。參考答案例 1:已知ABC 的頂點A, B 的坐標分別為(-4 , 0 ),( 4, 0 ), C 為動點,且滿足sin B5sin C , 求點 C的軌跡。sin A45 sin C , 可知 b a5 c【解析】由 sin Bsin A10,即 | AC | |BC | 10,滿足橢44圓的定義。令橢圓方程為x2y 21,則 a'5, c'4b'3 ,則軌跡方程為a ' 2b' 2x2y21 ( x5

8、) ,圖形為橢圓(不含左,右頂點)。259【變式 1】: 1:已知圓的圓心為 M,圓的圓心為 M,一動12圓與這兩個圓外切,求動圓圓心P 的軌跡方程。解:設動圓的半徑為R,由兩圓外切的條件可得:,。動圓圓心P 的軌跡是以M1、 M2 為焦點的雙曲線的右支,c=4,a=2, b2=12。故所求軌跡方程為2: 一動圓與圓O: x2y 21 外切,而與圓C: x 2y 26x80 內切,那么動圓的圓心 M的軌跡是:A:拋物線B:圓 C:橢圓 D :雙曲線一支【解答】 令動圓半徑為|MO|R1R,則有R,則 |MO|-|MC|=2 ,滿足雙曲線定義。 故選 D。|MC|1二:用直譯法求曲線軌跡方程此類

9、問題重在尋找數量關系。例 2:一條線段AB 的長等于2a,兩個端點A 和 B 分別在 x 軸和 y 軸上滑動,求 AB 中點 P 的軌跡方程?解 設 M 點的坐標為 ( x, y) 由平幾的中線定理:在直角三角形 AOB 中, OM=112a,AB2a2x 2y 2a, x2y 2a 2M 點的軌跡是以O 為圓心, a 為半徑的圓周 .【變式 2】: 動點 P( x,y)到兩定點 A( 3,0)和 B(3,0)的距離的比等于2(即 |PA|2 ),|PB|求動點 P 的軌跡方程?【解答】 |PA|=(x 3) 2y 2 ,| PB |( x3) 2y 2代入 |PA|( x3) 2y 22(

10、x 3) 2y 24( x 3) 24y 22 得3) 2y 2|PB|( x化簡得( x 5) 2+y2=16 ,軌跡是以(5, 0)為圓心, 4 為半徑的圓 .三:用參數法求曲線軌跡方程此類方法主要在于設置合適的參數, 求出參數方程,最后消參,化為普通方程。注意參數的取值范圍。例 3 過點 P( 2,4)作兩條互相垂直的直線 l 1,l 2,若 l 1 交 x 軸于 A 點, l 2 交 y 軸于 B 點,求線段 AB的中點 M的軌跡方程。【解析】分析 1:從運動的角度觀察發現,點M 的運動是由直線 l 1 引發的,可設出 l 1 的斜率 k 作為參數,建立動點M坐標( x,y)滿足的參數

11、方程。解法1:設 M( x, y),設直線 l 1 的方程為 y 4 k( x 2),(k)由l1l 2,則直線 l 2的方程為 y41 ( x 2)4 ,0),kl1與x軸交點 A的坐標為 (2kl與y軸交點B的坐標為 ,2 ),2(0 4k M為 AB的中點,422xk12k (k為參數 )241yk22k消去 k,得 x 2y 5 0。另外,當 k 0 時, AB 中點為 M( 1,2),滿足上述軌跡方程;當 k 不存在時, AB中點為 M( 1,2),也滿足上述軌跡方程。綜上所述, M的軌跡方程為 x 2y5 0。分析 2:解法 1 中在利用 k1k2 1 時,需注意 k1、 k2 是

12、否存在,故而分情形討論,能否避開討論呢?只需利用PAB為直角三角形的幾何特性:1|MP| AB|解法 2:設 M( x,y),連結 MP,則 A( 2x, 0), B( 0, 2y), l 1 l 2, PAB為直角三角形由直角三角形的性質 ,|MP |1|AB|2(x2) 2( y4) 21 ·(2x)2(2 y)22化簡,得 x 2y 5 0,此即 M的軌跡方程。分析 3:設 M( x, y),由已知 l1 l 2,聯想到兩直線垂直的充要條件:k1k2 1,即可列出軌跡方程,關鍵是如何用M點坐標表示 A、B 兩點坐標。事實上,由M為 AB 的中點,易找出它們的坐標之間的聯系。解法

13、 3:設 M( x,y), M為 AB中點, A( 2x, 0), B( 0, 2y)。又 l1, l 2 過點 P( 2,4),且 l 1 l 2 PAPB,從而 kPA·kPB 1,而kPA40 ,k42 y22xPB20442y1,化簡,得 x2 y5 02·22x y 軸,此時 A( 2, 0),B( 0, 4)注意到 l x 軸時, l21中點 M( 1, 2),經檢驗,它也滿足方程x2y 5 0綜上可知,點M的軌跡方程為x 2y 5 0。【變式3】過圓 O:x2 +y 2= 4外一點 A (4, 0),作圓的割線,求割線被圓截得的弦BC 的中點 M 的軌跡。解法

14、一:“幾何法”設點 M 的坐標為( x,y ),因為點 M是弦 BC 的中點,所以 OM BC,所以 |OM | | | |, 即 (x2 +y2)+(x )2 +y 2 =16化簡得:( x 2) 2+ y2 =4. 由方程 與方程 x2 +y 2= 4得兩圓的交點的橫坐標為1,所以點 M 的軌跡方程為( x 2) 2+ y 2 =4( 0 x 1)。所以 M 的軌跡是以( 2, 0)為圓心,2 為半徑的圓在圓 O 內的部分。解法二:“參數法”設點 M 的坐標為( x,y ), B( x1,y1) ,C( x2,y2)直線 AB 的方程為 y=k(x 4),由直線與圓的方程得(1+k 2)

15、x2 8k2x +16k 2 4=0.(*),由點 M為 BC的中點,所以x1x24k 2.(1) , 又 OM BC ,所以x=21k2yk= .(2) 由方程( 1)( 2)x得 k2 1消去 k 得( x 2) 2+ y2 =4,又由方程( * )的 0,所以 x 1.所以點 M 的軌跡方程為( x 2) 2+ y 2 =43( 0x 1)所以 M 的軌跡是以( 2, 0)為圓心,2 為半徑的圓在圓O 內的部分。四:用代入法等其它方法求軌跡方程例 4.點 是橢圓 x2y2上的動點,A a, 為定點,求線段AB的中點M的Ba2b21(20)軌跡方程。分析: 題中涉及了三個點 A、 B、 M

16、,其中 A 為定點,而 B、 M為動點,且點B 的運動是有規律的,顯然M的運動是由 B 的運動而引發的,可見M、 B 為相關點,故采用相關點法求動點 M的軌跡方程。【解析】 設動點 M的坐標為( x, y),而設 B 點坐標為( x0, y0)則由 M為線段 AB中點,可得x02axx02x 2a2y00y02yy2即點 B 坐標可表為(2x2a, 2y)又點 B(x ,y)在橢圓 x00a2y21上2b 2x02y0 21 從而有(2x 2a) 2(2 y) 2a 2b 2a2b 21,整理 , 得動點 M 的軌跡方程為 4( xa) 24 y 21a2b2【變式 4】如圖所示,已知P(4,

17、0)是圓 x2+y2=36 內的一點, A、B 是圓上兩動點,且滿足 APB=90 °,求矩形APBQ 的頂點 Q 的軌跡方程yB Q R【解析】:設 AB 的中點為R,坐標為 (x,y),則在Rt ABP中, |AR|=|PR|又因為R 是弦 AB 的中點,依垂徑定理在Rt OAR 中, |AR|2=|AO |2 |OR|2=36 (x2+y2)AoPx又|AR|=|PR|= ( x 4)22y所以有 (x 4)2+y2=36 (x2+y2),即 x2+y24x 10=0因此點 R 在一個圓上, 而當 R 在此圓上運動時, Q 點即在所求的軌跡上運動設 Q(x,y),R(x1,y1

18、),因為 R 是 PQ 的中點,所以 x1=x 4 , yy 0,122代入方程 x2+y2 4x 10=0,得( x 4 ) 2( y ) 24 x 4 10=0222整理得x2+y2=56,這就是所求的軌跡方程五、用交軌法求軌跡方程x2y2a2b2 1六、用點差法求軌跡方程分析: 此題中四問都跟弦中點有關,因此可考慮設弦端坐標的方法解: 設弦兩端點分別為M x1, y1 , N x2, y2,線段 MN 的中點 R x, y ,則22得xxxx2 yyyy0 x12y1212121212,22,由題意知 x1x2 ,則上式兩端同除以x1 x2 ,有x22y22y1y2,x1x2 2 y1y

19、20 ,x1 x2 2xx1x2y1y2,2y將代入得 x 2 y y1y20 x1x2(1)將 x1,y1代入,得 y1y21 ,故所求直線方程為:2x4 y30 22x1x22將代入橢圓方程x 22 y22 得 6 y 26y10 ,36 4610符合題意,442x4 y30 為所求(2)將 y1y22 代入得所求軌跡方程為:x4 y0 (橢圓內部分)x1x2(3)將 y1y2y1 代入得所求軌跡方程為:x 22 y22x2 y0 (橢圓內部分)x1x2x2練習 1【正確解答】 ABC為三角形,故 A,B,C 不能三點共線。 軌跡方程里應除去點(5,0).(5,0) ,即軌跡方程為x 2y

20、 21( x5)25162.兩條直線 xmy10 與 mxy10 的交點的軌跡方程是.【解答】 :直接消去參數 m 即得 (交軌法 ): x 2y2xy03: 已知圓的方程為(x-1) 2+y2=1, 過原點O 作圓的弦0A ,則弦的中點M的軌跡方程是.【解答】:令 M點 的 坐 標 為 ( x, y), 則 A的坐標為(2x,2 y) , 代 入 圓 的 方 程 里 面得: ( x1 ) 2y21 ( x0)244:當參數 m 隨意變化時,則拋物線yx 22m1 xm21 的頂點的軌跡方程為【分析】:把所求軌跡上的動點坐標x,y 分別用已有的參數m 來表示,然后消去參數m,25便可得到動點的

21、軌跡方程。【解答】:拋物線方程可化為xm1y m24它的頂點坐標為 xm1 ,ym524消去參數 m 得: yx34故所求動點的軌跡方程為4 x 4y30 。5:點 M 到點 F( 4, 0)的距離比它到直線x 50 的距離小1,則點 M 的軌跡方程為【分析】:點 M 到點 F( 4,0)的距離比它到直線x 50 的距離小1,意味著點 M 到點 F(4, 0)的距離與它到直線x 40 的距離相等。由拋物線標準方程可寫出點M 的軌跡方程。【解答】:依題意,點 M 到點 F( 4,0)的距離與它到直線x4 的距離相等。則點 M的軌跡是以 F( 4,0)為焦點、 x4 為準線的拋物線。故所求軌跡方程為y216 x 。6:求與兩定點O O1 , 0 、 A 3, 0 距離的比為1: 2 的點的軌跡方程為_【分析】 : 設動點為 P,由題意PO1 ,則依照點 P 在運動中所遵循的條件,可列出等量PA2關系式。PO1【解答】:設 P x, y 是所求軌跡上一點,依題意得PA2

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