求动点的轨迹方程方法例题习题答案

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轨迹方程的五种求法例题

轨迹方程的五种求法例题

轨迹方程的五种求法例题集团标准化小组:[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]动点轨迹方程的求法一、直接法按求动点轨迹方程的一般步骤求,其过程是建系设点,列出几何等式,坐标代换,化简整理,主要用于动点具有的几何条件比较明显时.例1已知直角坐标平面上点Q (2,0)和圆C :122=+y x ,动点M 到圆C 的切线长与MQ 的比等于常数()0>λλ(如图),求动点M 的轨迹方程,说明它表示什么曲线.【解析】:设M (x ,y ),直线MN 切圆C 于N ,则有λ=MQMN ,即λ=-MQONMO 22,λ=+--+2222)2(1yx y x .整理得0)41(4)1()1(222222=++--+-λλλλx y x ,这就是动点M 的轨迹方程.若1=λ,方程化为45=x ,它表示过点)0,45(和x 轴垂直的一条直线;若λ≠1,方程化为2222222)1(3112-+=+-λλλλy x )-(,它表示以)0,12(22-λλ为圆心,13122-+λλ为半径的圆.二、代入法若动点M (x ,y )依赖已知曲线上的动点N 而运动,则可将转化后的动点N 的坐标入已知曲线的方程或满足的几何条件,从而求得动点M 的轨迹方程,此法称为代入法,一般用于两个或两个以上动点的情况.例2 已知抛物线12+=x y ,定点A (3,1),B 为抛物线上任意一点,点P 在线段AB 上,且有BP :PA =1:2,当点B 在抛物线上变动时,求点P 的轨迹方程,并指出这个轨迹为哪种曲线.【解析】:设),(),,(11y x B y x P ,由题设,P 分线段AB 的比2==PBAPλ,∴.2121,212311++=++=y y x x 解得2123,232311-=-=y y x x .又点B 在抛物线12+=x y 上,其坐标适合抛物线方程,∴ .1)2323()2123(2+-=-x y 整理得点P 的轨迹方程为),31(32)31(2-=-x y 其轨迹为抛物线.三、定义法若动点运动的规律满足某种曲线的定义,则可根据曲线的定义直接写出动点的轨迹方程.此法一般用于求圆锥曲线的方程,在高考中常填空、选择题的形式出现.例3 若动圆与圆4)2(22=++y x 外切且与直线x =2相切,则动圆圆心的轨迹方程是(A )012122=+-x y (B )012122=-+x y (C )082=+x y (D )082=-x y【解析】:如图,设动圆圆心为M ,由题意,动点M 到定圆圆心(-2,0)的距离等于它到定直线x =4的距离,故所求轨迹是以(-2,0)为焦点,直线x =4为准线的抛物线,并且p =6,顶点是(1,0),开口向左,所以方程是)1(122--=x y .选(B ).例4 一动圆与两圆122=+y x 和012822=+-+x y x 都外切,则动圆圆心轨迹为 (A )抛物线 (B )圆 (C )双曲线的一支 (D )椭圆【解析】:如图,设动圆圆心为M ,半径为r ,则有.1,2,1=-+=+=MO MC r MC r MO 动点M 到两定点的距离之差为1,由双曲线定义知,其轨迹是以O 、C 为焦点的双曲线的左支,选(C ). 四、参数法若动点P (x ,y )的坐标x 与y 之间的关系不易直接找到,而动点变化受到另一变量的制约,则可求出x 、y 关于另一变量的参数方程,再化为普通方程.例5设椭圆中心为原点O ,一个焦点为F (0,1),长轴和短轴的长度之比为t .(1)求椭圆的方程;(2)设经过原点且斜率为t 的直线与椭圆在y 轴右边部分的交点为Q ,点P 在该直线上,且12-=t t OQOP ,当t 变化时,求点P 的轨迹方程,并说明轨迹是什么图形.【解析】:(1)设所求椭圆方程为).0(12222>>b a bx a y =+由题意得⎪⎩⎪⎨⎧==-,,122t b ab a 解得 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=.11.122222t b t t a 所以椭圆方程为222222)1()1(t y t x t t =-+-.(2)设点),,(),,(11y x Q y x P 解方程组⎩⎨⎧==-+-,,)1()1(1122122122tx y t y t x t t 得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=.)1(2,)1(212121t t y t x 由12-=t t OQ OP 和1x x OQ OP =得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==,2,2,2222t y t x t y t x 或其中t >1.消去t ,得点P 轨迹方程为)22(222>=x y x 和)22(222-<-=x y x .其轨迹为抛物线y x 222=在直线22=x 右侧的部分和抛物线y x 222-=在直线22-=x 在侧的部分. 五、交轨法一般用于求二动曲线交点的轨迹方程.其过程是选出一个适当的参数,求出二动曲线的方程或动点坐标适合的含参数的等式,再消去参数,即得所求动点轨迹的方程.例6 已知两点)2,0(),2,2(Q P -以及一条直线ι:y =x ,设长为2的线段AB 在直线λ上移动,求直线PA 和QB 交点M 的轨迹方程.【解析】:PA 和QB 的交点M (x ,y )随A 、B 的移动而变化,故可设)1,1(),,(++t t B t t A ,则PA :),2)(2(222-≠++-=-t x t t y QB :).1(112-≠+-=-t x t t y 消去t ,得.082222=+-+-y x y x 当t =-2,或t =-1时,PA 与QB 的交点坐标也满足上式,所以点M 的轨迹方程是.0822222=+--+-y x x y x以上是求动点轨迹方程的主要方法,也是常用方法,如果动点的运动和角度有明显的关系,还可考虑用复数法或极坐标法求轨迹方程.但无论用何方法,都要注意所求轨迹方程中变量的取值范围.。

专题20 轨迹方程的求法(含参考答案)

专题20  轨迹方程的求法(含参考答案)
求点 C 的轨迹。
【例 2】一动圆与圆 x2 y2 6x 5 0 外切,同时与圆 x2 y2 6x 91 0 内切,求动圆圆心 M 的轨
迹方程,并说明它是什么样的曲线。
【例 3】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.
y
BQ
R
A
o
P
x
【五】交轨法
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。 1.例题
【例 1】抛物线 y 2 4 px( p 0) 的顶点作互相垂直的两弦 OA、OB,求抛物线的顶点 O 在直线 AB 上的
【练习 2】过点 A(-1,0),斜率为 k 的直线 l 与抛物线 C:y2=4x 交于 P,Q 两点.若曲线 C 的焦点 F 与 P,Q,R 三点按如图顺序构成平行四边形 PFQR,求点 R 的轨迹方程。
【四】代入法(相关点法)
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。 1.例题
F1 是抛物线
y
1 4
(x
1)2
1的焦点,两点
A(-3,2)、B
(1,2)都在该双曲线上.

求动点轨迹方程的常用方法

求动点轨迹方程的常用方法
求动点轨迹方程的 常用方法
例1 :已知圆C的方程为 : ( x - 1) 2 y 2 1, 过原点O作任一弦OA, 求 弦OA的中点M的轨迹方程.
y A M O C(1,0) x 解:方法一 五步法(直接法或直译法): 第一步 建系设点:
过原点任作一弦OA,其中点为M(x, y).
第二步 列等式:
3.代入法:要有双动点和已知其一动点轨迹方程.
4.向量法:要能找到垂直或平行的动向量. 5.交轨法:动点为两动曲线的交点.
6.参数法:已知特殊曲线方程.
相应习题
1.动点P到定点(-1,0)的距离与到点(1,0)距离之差为2,则 y=0(x≥1) P点的轨迹方程是______________. → → → → 2.已知OP与OQ是关于y轴对称,且2OP· OQ=1,则点P(x、y) -2x2+y2=1 的轨迹方程是______________________
由垂径定理可知: CM OA | MO |2 | MC |2 | OC |2
第三步 第四步 第五步
代入: 化简:
x y
2
2
2
( x 1) y
2
2
2
12
x 2 - x y2 0
(x - 1 ) 2 y 2 1 (圆) 2 4
证明与检验:
1 4
由于原点 (0,0)为方程的解,却不在轨 迹上,应舍去。 所以所求方程为: - 1 ) 2 y 2C的方程为 : ( x - 1) 2 y 2 1, 过原点O作任一弦OA, 求 弦OA的中点M的轨迹方程.
y A M O C(1,0) x
方法二 定义法(公式法):先判断并证明轨 迹形状,再根据特殊曲线定义写出方程.

轨迹方程的求法

轨迹方程的求法

当动点所满足的几何条件能直接用其坐标代入时, 可用直接法.
待定系数法 已知曲线的类型和位置,可设出曲线方程,利用待 定系数法求解.
定义法
分析题设几何条件,根据圆锥曲线的定义,判断 轨迹是何种类型的曲线,直接求出该曲线的方程.
代入法
(相关点法)
当所求动点的运动很明显地依赖于一已知曲线上 的动点的运动时,可利用代入法,其关键是找出两 动点的坐标的关系,这要充分利用题中的几何条件.
【例题3】
已知圆A:(x+2)2+y2=1与点A(-2,0),B(2,0), 分别求出满足下列条件的动点P的轨迹方程. (1)△PAB的周长为10; (2)圆P与圆A外切,且点B在动圆P上(P为动圆圆心); (3)圆P与圆A外切且与直线x=1相切(P为动圆圆心).
【分析】(1)根据题意,先找出等价条件,再根据
3.如何合理引参? 五类参数:点坐标,斜率,比例,角度,长度等
-2.5
2.线 段AB长 为2a,两 个 端 点A和B分 别 在x轴
和y轴 上 滑 动,点P在AB上,且 满 足PA BP,
P
求 点P的 轨 迹 方 程.
A
-10
-5
M
P
N
1
2
8
6
4
B
2
O
x2 y2 a2
-2
-4
-6
五、参数法
如果轨迹动点P(x,y)的坐标之间的关系不易找 到,也没有相关点可用时,可先考虑将x、y用一 个或几个参数来表示,消去参数得轨迹方程.参数 法中常选角、斜率等为参数.
y
x o
复习回顾
求动点轨迹方程的基本步骤是什么?
(1)建系: 建立直角坐标系; (2)设点: 设所求动点P(x,y); (3)列式: 根据条件列出动点P满足的关系式; (4)化简: 化简方程; (5)检验:检验所得方程的纯粹性和完备性,

第6章例题-点的运动例题-all

第6章例题-点的运动例题-all

dx vx = dt = 4 − 4t v = dy = 2 − 2t y dt
加速度的大小:| a |= ax 2 + a y 2 = 20(m/s 2 )
版权所有 张强 钟艳玲
2
例 dy-2 直杆 AB 两端分别沿铅锤和水平直线运动。已知
MA = l1 , MB = l2 , ϕ = ωt (ω = const.)
例 dy-1 已知动点在 xOy 平面内的运动方程为
工 程 力 学 第 6 章 点 的 运 动 学
x = 4t − 2t 2 y = 2t − t 2
单位:m, s
求动点的轨迹方程,速度和加速度的大小。 解 (1) 消去参数 t,得到轨迹方程
x − 2y = 0
(2) 求速度
t≥0
⇒ x ≤ 2, y ≤ 1
2 vC vC t = sin r r 2 vC vC t = cos r r
指向圆盘中心
tan β =
版权所有 张强 钟艳玲
aMy aMx
vC t π vC t π = cot = tan − = tan − ϕ r 2 r 2
13
工 程 力 学 第 6 章 点 的 运 动 学
旋轮线
8
工 程 力 学 第 6 章 点 的 运 动 学
例 dy-5 直线轨道上的纯滚动圆盘,C 点速度为常量。求 M 点的轨迹、速度、加速度以及轨迹的曲率半径。 vC t y D xM = vC t − r sin r r y = r − r cos vC t vC Cr M r ϕ
dx vx = dt = 4 − 4t v = dy = 2 − 2t y dt

专题四:求动点轨迹方程5种方法(解析版)

专题四:求动点轨迹方程5种方法(解析版)

专题四:求动点轨迹方程5种方法(解析版)一、直接法步骤:1、建立恰当的坐标系,设动点坐标()y x ,;2、由已知条件列出几何等量关系式,建立关于y x ,的方程()0=y x f ,;3、化简整理;4、检验,检验点轨迹的纯粹性与完备性。

[例1] 已知圆O 的方程是0222=-+y x ,圆O '的方程是010822=+-+x y x ,如图所示。

由动点P 向圆O 和圆O '所引的切线长相等,求动点P 的轨迹方程。

【解析】设()y x P ,,由圆O 的方程为:222=+y x ,圆O '的方程为()6422=+-y x 。

由已知得BP AP =,所以22BP AP =,所以2222B O P O OA OP '-'=-,则6222-'=-P O OP 。

所以()6422222-+-=-+y x y x ,化简得23=x 。

所以动点P 的轨迹方程为23=x 。

[练习1] 已知平面上两定点()20-,M ,()20,N ,点P 满足MN PN MN MP ⋅=⋅,求点P 的轨迹方程。

【解析】设()y x P ,,则()2+=y x MP ,,()40,=MN ,()y x PN --=2,,因为MN PN MN MP ⋅=⋅,所以()()222424y x y -+=+,所以()2222y x y -+=+。

两端同时平方得:2224444y y x y y +-+=++,整理得:y x 82=。

所以点P 的轨迹方程为y x 82=二、定义法步骤:1、分析几何关系;2、由曲线的定义直接得出轨迹方程。

[例2] 已知圆A :()36222=++y x ,()02,B ,点P 是圆A 上的动点,线段PB 的中垂线交PA 于点Q ,求动点Q 的轨迹方程。

【解析】 由题可得,()02,-A ,4=AB 。

因为Q 点在线段PB 的中垂线上,所以QB PQ =。

高中数学 轨迹问题专题

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轨迹问题专题一.综述(一)求动点的轨迹方程的基本步骤:⒈依据题目建立适当的坐标系,设出动点M (x ,y )的坐标.⒉写出点M 的集合(几何关系).⒊将几何关系转化为代数关系,列出方程f (x ,y )=0,化简方程为最简形式.4.检验特殊点,进行必要的文字说明.(二)高考中常见的求轨迹方程的方法有:1.直译法与定义法,2.相关点法;3.参数法;4.交轨法(三)求轨迹方程一般以解答题第一问的形式出现,偶尔也会在小题中考查.二.例题精讲 破解规律例1. 设圆的圆心为A ,直线l 过点B (1,0)且与x 轴不重合,l 交圆A 于C ,D 两点,过B 作AC 的平行线交AD 于点E .证明为定值,并写出点E 的轨迹方程.分析: 题目中要求证明为定值,容易知道, E 的轨迹是椭圆,根据条件求出相关的参数即可.222150x y x ++-=EA EB +EA EB+点评:平面几何相关知识是解决本题的关键,平时学习中要加以重视.规律总结: (1)直译法求轨迹方程:题目给出的条件可以直接得到一个关于动点坐标的关系式,化简即可.(2)定义法求轨迹方程:轨迹方程问题中,若能得到与我们所学过的圆锥曲线定义相符的结论,可以根据相应圆锥曲线的定义求出相关的参数,从而得到方程.(3)定义法求轨迹方程本质上还是直译法,只是我们利用了直译法得到的结论. 现学现用1:如图,矩形中, 且, 交于点.若点的轨迹是曲线的一部分,曲线关于轴、轴、原点都对称,求曲线的轨迹方程.例2. 已知线段的端点的坐标是,端点在圆上运动.求线段的中点的轨迹的方程;规律总结:相关点法求轨迹方程: 题中涉及了两个动点N 、M ,且点N 的运动是有规律的(轨迹方程已知),而M 的运动是由N 的运动而引发的,这样的题目可采用相关点法求动点M 的轨迹方程.基本方法是设M 的坐标,再反解出N 的坐标,然后带入N 所在曲线的轨迹方程,整理即可.现学现用2: 设O 为坐标原点,动点M 在椭圆C :上,过M 做x 轴ABCD ()()()()2,0,2,0,2,2,2,2A B C D --,AM AD DN DC λλ==[]0,1,AN λ∈BM Q Q P P x y P AB B ()6,5A ()()221:434C x y -+-=AB P 2C 2212x y +=的垂线,垂足为N ,点P 满足.求点P 的轨迹方程;例3: 已知抛物线:的焦点为,平行于轴的两条直线分别交于两点,交的准线于两点.(Ⅰ)若在线段上,是的中点,证明;(Ⅱ)若的面积是的面积的两倍,求中点的轨迹方程.点评:本题考查抛物线定义与几何性质、直线与抛物线位置关系、轨迹求法规律总结: 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 与某一变量(或多个)的关系,再消去参变量,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现学现用3: 已知为椭圆的左、右焦点,点在椭圆上移动时, 的内心的轨迹方程为__________.三.课堂练习 强化技巧 2NP NM =C 22y x =F x 12,l l C A B ,C P Q ,F AB R PQ AR FQ ∥PQF △ABF △AB 12,F F 22:143x y C +=P C 12PF F ∆I1. 已知|| =3,A ,B 分别在x 轴和y 轴上运动,O 为原点, ,则点P 的轨迹方程为( ).A .B .C .D .2. 若动圆与圆和圆都外切,则动圆的圆心的轨迹( ) A . 是椭圆 B . 是一条直线 C . 是双曲线的一支 D . 与的值有关3. 已知直线过抛物线: 的焦点, 与交于, 两点,过点, 分别作的切线,且交于点,则点的轨迹方程为________.四.课后作业 巩固内化1. 设过点的直线分别与轴的正半轴和轴的正半轴交于、两点,点与点关于轴对称, 为原点,若为的中点,且,则点的轨迹方程为__________.2. 已知A(1,14),B(−1,14),直线AM ,BM 相交于点M ,且直线AM 的斜率与直线BM 的斜率的差是12,则点M 的轨迹C 的方程是___________.3. .点P 是圆C:(x +2)2+y 2=4上的动点,定点F (2,0),线段PF 的垂直平分线与直线CP 的交点为Q ,则点Q 的轨迹方程是___. AB 12OP OA OB 33=+22y x 14+=22x y 14+=22x y 19+=22y x 19+=P ()22:21M x y ++=()()22:314N x y λλ++=≤≤P λl C 24y x =l C A B A B C P P (),P x y x y A B Q P y O P AB 1OQ AB ⋅=P4. 如下图,在平面直角坐标系中,直线与直线之间的阴影部分即为,区域中动点到的距离之积为1.求点的轨迹的方程;5. 已知动圆过定点,且在轴上截得的弦长为.求动圆的圆心点的轨迹方程;6. 在平面直角坐标系中,设动点到两定点, 的距离的比值为的轨迹为曲线.求曲线的方程;7. 已知动点E 到点A 与点B 的直线斜率之积为,点E 的轨迹为曲线C .求C 的方程;8. 平面直角坐标系中,圆的圆心为.已知点,且为圆上的动点,线段的中垂线交于点.求点的轨迹方程;9. 设M,N,T 是椭圆x 216+y 212=1上三个点,M,N 在直线x =8上的射影分别为xOy 1:l y x =2:l y x =-W W (),P x y 12,l l PC G ()4,0F y 8G G xOy P ()2,0M -()1,0N 2C C ()2,0()2,0-14-xOy 222150x y x ++-=M ()1,0N T M TN TM P PM1,N1.(1)若直线MN过原点O,直线MT,NT斜率分别为k1,k2,求证:k1k2为定值;(2)若M,N不是椭圆长轴的端点,点L坐标为(3,0),ΔM1N1L与ΔMNL面积之比为5,求MN中点K的轨迹方程.10. 已知椭圆Γ:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点与短轴两端点构成一个面积为2的等腰直角三角形,O为坐标原点.(1)求椭圆Γ的方程;(2)设点A在椭圆Γ上,点B在直线y=2上,且OA⊥OB,求证:1OA2+1OB2为定值;(3)设点C在椭圆Γ上运动,OC⊥OD,且点O到直线CD的距离为常数√3,求动点D 的轨迹方程.轨迹问题专题答案一.综述(一)求动点的轨迹方程的基本步骤:⒈依据题目建立适当的坐标系,设出动点M (x ,y )的坐标.⒉写出点M 的集合(几何关系).⒊将几何关系转化为代数关系,列出方程f (x ,y )=0,化简方程为最简形式.4.检验特殊点,进行必要的文字说明.(二)高考中常见的求轨迹方程的方法有:1.直译法与定义法,2.相关点法;3.参数法;4.交轨法(三)求轨迹方程一般以解答题第一问的形式出现,偶尔也会在小题中考查.二.例题精讲 破解规律例1. 设圆的圆心为A ,直线l 过点B (1,0)且与x 轴不重合,l 交圆A 于C ,D 两点,过B 作AC 的平行线交AD 于点E .证明为定值,并写出点E 的轨迹方程.分析: 题目中要求证明为定值,容易知道, E 的轨迹是椭圆,根据条件求出相关的参数即可.222150x y x ++-=EA EB +EA EB +答案:() 解析:因为,,故,所以,故.又圆的标准方程为,从而,所以. 由题设得,,,由椭圆定义可得点的轨迹方程为: (). 点评:平面几何相关知识是解决本题的关键,平时学习中要加以重视.规律总结: (1)直译法求轨迹方程:题目给出的条件可以直接得到一个关于动点坐标的关系式,化简即可.(2)定义法求轨迹方程:轨迹方程问题中,若能得到与我们所学过的圆锥曲线定义相符的结论,可以根据相应圆锥曲线的定义求出相关的参数,从而得到方程.(3)定义法求轨迹方程本质上还是直译法,只是我们利用了直译法得到的结论. 现学现用1:如图,矩形中, 且, 交于点.若点的轨迹是曲线的一部分,曲线关于轴、轴、原点都对称,求曲线的轨迹方程.13422=+y x 0≠y ||||AC AD =AC EB //ADC ACD EBD ∠=∠=∠||||ED EB =||||||||||AD ED EA EB EA =+=+A 16)1(22=++y x 4||=AD 4||||=+EB EA )0,1(-A )0,1(B 2||=AB E 13422=+y x 0≠y ABCD ()()()()2,0,2,0,2,2,2,2A B C D --,AM AD DN DC λλ==[]0,1,AN λ∈BM Q Q P P x y P解析:设,由,求得, ∵,∴, ∴,整理得. 可知点的轨迹为第二象限的椭圆,由对称性可知曲线的轨迹方程为. 例2. 已知线段的端点的坐标是,端点在圆上运动.求线段的中点的轨迹的方程;分析:设点的坐标为,点的坐标为,根据点坐标,和点是线段的中点,得, ,再由点在圆上运动,求得点的轨迹方程,进而可求得点的轨迹的方程;答案:解析:设点的坐标为,点的坐标为,由于点的坐标为, 且点是线段的中点,所以, 于是有, ①因为点在圆上运动,所以点的坐标满足的方程 即: ②把①代入②,得整理,得所以点的轨迹的方程为.(),Q x y ,AM AD DN DC λλ==()()2,2,42,2M N λλ--1,22QA AN QB BM k k k k λλ====-11224QA QB k k λλ⎛⎫⋅=⋅-=- ⎪⎝⎭1224y y x x ⋅=-+-()22120,014x y x y +=-≤≤≤≤Q 14P 2214x y +=AB B ()6,5A ()()221:434C x y -+-=AB P 2C P (),x y A ()00,x y B P AB 026x x =-025y y =-A 1C A P 2C ()()22541x y -+-=P (),x y A ()00,x y B ()6,5P AB 062x x +=052y y +=026x x =-025y y =-A 1C A 1C ()()22434x y -+-=()()2200434x y -+-=()()222642534x y --+--=()()22541x y -+-=P 2C ()()22541x y -+-=规律总结:相关点法求轨迹方程: 题中涉及了两个动点N 、M ,且点N 的运动是有规律的(轨迹方程已知),而M 的运动是由N 的运动而引发的,这样的题目可采用相关点法求动点M 的轨迹方程.基本方法是设M 的坐标,再反解出N 的坐标,然后带入N 所在曲线的轨迹方程,整理即可.现学现用2: 设O 为坐标原点,动点M 在椭圆C :上,过M 做x 轴的垂线,垂足为N ,点P 满足.求点P 的轨迹方程;解析:设,,即 代入椭圆方程,得到 ∴点的轨迹方程。

解析几何(动点轨迹求法)

解析几何(动点轨迹求法)

动点轨迹的求法从近年高考题说起:1、(15年广东理科)已知过原点的动直线l 与圆221:650C x y x 相交于不同的两点A ,B .(1)求圆1C 的圆心坐标;(2)求线段AB 的中点M 的轨迹C 的方程; (3)是否存在实数k ,使得直线:(4)L y k x 与曲线C 只有一个交点:若存在,求出k 的取值范围;若不存在,说明理由.【解析】(1)由22650x y x +-+=得()2234x y -+=,∴ 圆1C 的圆心坐标为()3,0; (2)设(),M x y ,则∵ 点M 为弦AB 中点即1C M AB ⊥,∴ 11C M AB k k ⋅=-即13y yx x⋅=--, ∴ 线段AB 的中点M 的轨迹的方程为223953243x y x ⎛⎫⎛⎫-+=<≤ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;(3)由(2)知点M 的轨迹是以3,02C ⎛⎫ ⎪⎝⎭为圆心32r =为半径的部分圆弧EF (如下图所示,不包括两端点),且5,33E ⎛ ⎝⎭,5,33F ⎛- ⎝⎭,又直线L :(y k x =-当直线L 与圆C 32=得34k =±上图可知当3325,,447k ⎡⎧⎫∈--⎨⎬⎢⎩⎭⎣⎦时,直线L :y k =2、(2013上海)已知抛物线24C y x =: 的焦点为F .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。

解: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 A x x x y y y -=--⎧⎨-=-⎩ 解得2A Ax xy y =-⎧⎨=-⎩代入24y x =,得到动点P 的轨迹方程为284y x =-.3、(2013年高考新课标1(理))已知圆M :22(1)1x y ++=,圆N :22(1)9x y -+=,动圆P 与M 外切并且与圆N 内切,圆心P 的轨迹为曲线 C.(Ⅰ)求C 的方程;(Ⅱ)l 是与圆P ,圆M 都相切的一条直线,l 与曲线C 交于A,B 两点,当圆P 的半径最长时,求|AB|. 解:由已知得圆M 的圆心为M (-1,0),半径1r =1,圆N 的圆心为N (1,0),半径2r =3.设动圆P 的圆心为P (x ,y ),半径为R.(Ⅰ)∵圆P 与圆M 外切且与圆N 内切,∴|PM|+|PN|=12()()R r r R ++-=12r r +=4,由椭圆的定义可知,曲线C 是以M,N 为左右焦点,场半轴长为2,的椭圆(左顶点除外),其方程为221(2)43x y x +=≠-. (Ⅱ)对于曲线C 上任意一点P (x ,y ),由于|PM|-|PN|=22R -≤2,∴R≤2, 当且仅当圆P 的圆心为(2,0)时,R=2.∴当圆P 的半径最长时,其方程为22(2)4x y -+=, 当l 的倾斜角为090时,则l 与y 轴重合,可得|AB|=当l 的倾斜角不为090时,由1r ≠R 知l 不平行x 轴,设l 与x 轴的交点为Q,则||||QP QM =1Rr ,可求得Q(-4,0),∴设l :(4)y k x =+,由l 于圆M1=,解得k =当k=时,将y x =代入221(2)43x y x +=≠-并整理得27880x x +-=,解得1,2x12|x x -=187.当k时,由图形的对称性可知|AB|=187, 综上,|AB|=187或|AB|=动点轨迹常用求法: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。

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求动点的轨迹方程(例题,习题与答案)在中学数学教学和高考数学考试中,求动点轨迹的方程和曲线的方程是一个难点和重点内容(求轨迹方程和求曲线方程的区别主要在于:求轨迹方程时,题目中没有直接告知轨迹的形状类型;而求曲线的方程时,题目中明确告知动点轨迹的形状类型)。

求动点轨迹方程的常用方法有:直接法、定义法、相关点法、参数法与交轨法等;求曲线的方程常用“待定系数法”。

求动点轨迹的常用方法动点P 的轨迹方程是指点P 的坐标(x, y )满足的关系式。

1. 直接法(1)依题意,列出动点满足的几何等量关系;(2)将几何等量关系转化为点的坐标满足的代数方程。

例题 已知直角坐标平面上点Q (2,0)和圆C :122=+y x ,动点M 到圆C 的切线长等与MQ ,求动点M 的轨迹方程,说明它表示什么曲线. 解:设动点M(x,y),直线MN 切圆C 于N 。

依题意:MN MQ =,即22MN MQ = 而222NO MO MN-=,所以(x-2)2+y 2=x 2+y 2-1 化简得:x=45。

动点M 的轨迹是一条直线。

2. 定义法分析图形的几何性质得出动点所满足的几何条件,由动点满足的几何条件可以判断出动点的轨迹满足圆(或椭圆、双曲线、抛物线)的定义。

依题意求出曲线的相关参数,进一步写出轨迹方程。

例题:动圆M 过定点P (-4,0),且与圆C :0822=-+x y x 相切,求动圆圆心M 的轨迹方程。

解:设M(x,y),动圆M的半径为r 。

若圆M 与圆C 相外切,则有 ∣M C ∣=r +4 若圆M 与圆C 相内切,则有 ∣M C ∣=r-4 而∣M P ∣=r, 所以∣M C ∣-∣M P ∣=±4动点M 到两定点P(-4,0),C(4,0)的距离差的绝对值为4,所以动点M 的轨迹为双曲线。

其中a=2, c=4。

动点的轨迹方程为: 3. 相关点法若动点P(x ,y)随已知曲线上的点Q(x 0,y 0)的变动而变动,且x 0、y 0可用x 、y 表示,则将Q 点坐标表达式代入已知曲线方程,即得点P 的轨迹方程。

这种方法称为相关点法。

例题:已知线段AB 的端点B 的坐标是(4,3),端点A 在圆22:(1)4C x y ++=上运动,求线段AB 的中点M 的轨迹方程。

解:设M(x,y), A(B A y x ,), 依题意有:x=24A x +, y=23Ay + 则:x A =2x -4, y A =2y-3, 因为点A(B A y x ,)在圆22:(1)4C x y ++=上,所以点M 的轨迹方程为: 动点M 的轨迹为以(2,23)为圆心,1为半径的圆。

4. 参数法例题:已知定点A (-3,0),M 、N 分别为x 轴、y 轴上的动点(M 、N 不重合),且MN AN ⊥,点P 在直线MN 上,MP NP 23=。

求动点P 的轨迹C 的方程。

解:设N(0,t), P(x,y ) 直线AN 的斜率3t k AM =, 因为MN AN ⊥,所以直线MN 的斜率tk MN 3-=直线MN 的方程为y-t=x t3-,令y=0 得x =32t ,所以点M(32t ,0)),(t y x NP -=, ),3(2y t x MP -=由MPNP 23=, 得 x=3(232t x -), y-t=y 23,则 所以动点P 的轨迹方程为:x y 42=5. 交轨法例题:如图,在矩形ABCD 中,8,4,,,,AB BC E F G H ==分别为四边的中点,且都在坐标轴上,设)0(,≠==λλλCF CQ OF OP 。

求直线EP 与GQ 的交点M 的轨迹Γ的方程。

解:设(,)M x y ,由已知得(4,0),(4,22)P Q λλ-,则直线EP 的方程为22x y λ=-,直线GQ 的方程为22x y λ=-+, 即 y+2=λ2xy-2= - 2xλ两式相乘,消去λ即得M 的轨迹Γ的方程为221(0)164x y x +=≠. 练习与答案1. 设圆C 与圆x 2+(y.3)2=1外切,与直线y =0相切,则C 的圆心轨迹为 A A .抛物线 B .双曲线 C .椭圆 D .圆2. 已知圆221:(4)25M x y ++=,圆222:(4)1M x y -+=,一动圆与这两个圆外切,求动圆圆心P 的轨迹方程。

(x>0)3. 过点A(4,0)作圆O ∶x 2+y 2=4的割线,求割线被圆O 截得弦的中点的轨迹。

(x-2)2+y 2=4 (0≤x<1)4. 已知圆C :2)3(-x +(y-4)2=1, 动点P 是圆外一点,过P 作圆C 的切线,切点为M , 且︱P M ︱=︱P O ︱(O 为坐标原点)。

求动点P 的轨迹方程。

提示:︱P O ︱2=︱P M ︱2=12-PC3x+4y-12=05. 已知圆221:(4)1C x y -+=,圆222:(2)1C x y +-=,动点P 到圆1C ,2C 上点的距离的最小值相等.求点P 的轨迹方程。

解:动点P 到圆C 1的最短距离为︱PC 1︱-1,动点P 到圆C 2的最短距离为︱PC 2︱-1, 依题意有:︱PC 1︱-1=︱PC 2︱-1, 即︱PC 1︱=︱PC 2︱所以动点P 的轨迹为线段C 1C 2的中垂线。

所以动点 P 的轨迹方程为:2x+y-5=06. 已知双曲线2212x y -=的左、右顶点分别为12,A A , 点P (12,x y ),Q (12,x y -) 是双曲线上不同的两个动点。

求直线1A P 与2A Q 交点的轨迹E 的方程。

解:由12,A A为双曲线的左右顶点知,12(A A1:A P y x =+,2:A Q y x =,两式相乘222121(2)2y y x x -=--,因为点11(,)P x y 在双曲线上,所以221112x y -=,即2121122y x =-,故221(2)2y x =--, 所以2212x y +=,即直线1A P 与2A Q 交点的轨迹E 的方程为2212x y += 7. 已知曲线2:C y x =与直线:20l x y -+=交于两点(,)A A A x y 和(,)B B B x y ,且A B x x <.记曲线C 在点A 和点B 之间那一段L 与线段AB 所围成的平面区域(含边界)为D .设点(,)P s t 是L 上的任一点,且点P 与点A 和点B 均不重合.若点Q 是线段AB 的中点,试求线段PQ 的中点M 的轨迹方程。

解:(1)联立2x y =与2+=x y 得2,1=-=B A x x ,则AB 中点)25,21(Q ,设线段PQ 的中点M 坐标为),(y x ,则225,221ty s x +=+=,即252,212-=-=y t x s ,又点P 在曲线C 上, ∴2)212(252-=-x y 化简可得8112+-=x x y ,又点P 是L 上的任一点,且不与点A 和点B 重合,则22121<-<-x ,即4541<<-x ,∴中点M 的轨迹方程为8112+-=x x y (4541<<-x ). 8. 已知点C (1,0),点A 、B 是⊙O :229x y +=上任意两个不同的点,且满足0=⋅,设P 为弦AB 的中点。

求点P 的轨迹T 的方程。

解: 连结CP ,由0AC BC ⋅=,知AC ⊥BC∴|CP|=|AP|=|BP|=1||2AB ,由垂径定理知222||||||OP AP OA += 即22||||9OP CP +=设点P (x ,y ),有2222()[(1)]9x y x y ++-+= 化简,得到224x x y -+=。

9.设椭圆1422=+y x ,过点)1,0(M 的直线l 交椭圆于A 、B ,O 为坐标原点,点P 满足)(21+=,当l 绕着M 旋转时,求动点P 的轨迹方程。

解:直线l 过点)1,0(M ,设其斜率为k ,则直线l 的方程为1+=kx y , 记),(11y x A ,),(22y x B ,由题设可得点A 、B 的坐标),(11y x ),(22y x是方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=14122y x kx y 的解,其方程组中消取y 得032)4(22=-++kx x k∴ ⎪⎩⎪⎨⎧+=++-=+2212214842k y y k k x x ∵ )(21OB OA OP +=∴点P 的坐标为)2,2(2121y y x x ++ 即:点P 为)44,4(22kk k ++-,设点P 为),(y x ,则P 点的轨迹参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧+=+-=22444k y k k x (k 为参数) 消去参数k 得:0422=-+y y x当斜率k 不存在时,A 、B 的中为原点(0,0)也满足上述方程,故:动点P 的轨迹方程为0422=-+y y x 。

10. 设圆C 与两圆2222(5)4,(5)4x y x y ++=-+=中的一个内切,另一个外切。

求圆C 的圆心轨迹L 的方程。

解:两圆半径都为2,设圆C 的半径为R ,两圆心为1(5,0)F -、2(5,0)F ,由题意得12||2||2R CF CF =-=+或21||2||2R CF CF =-=+,1212||||||425||CF CF F F ∴-=<=,可知圆心C 的轨迹是以12,F F 为焦点的双曲线,设方程为22221x y a b -=,则22224,2,5,1,1a a c b c a b ====-==,所以轨迹L 的方程为2214x y -=.11. 如图所示,已知P (4,0)是圆3622=+y x 内的一点。

A 、B 是圆上两动点,且满足090=∠APB ,求矩形APBQ 的顶点Q 的轨迹方程.解:设R(x,y), 依题意,有|OR |2+|RA |2=36,而|RA |=|RP |,所以 |OR |2+|RP |2=36, 即 化简得:14)2(22=+-y x设Q(X, Y),因为R(x,y)是 QP 的中点,所以有 x =24X +,y=2Y,故 化简得:X 5622=+Y12. 在平面直角坐标系xOy 中,直线:2l x =-交x 轴于点A ,设P 是l 上一点,M 是线段OP 的垂直平分线上一点,且满足∠MPO=∠AOP 。

当点P 在l 上运动时,求点M 的轨迹E 的方程。

解:如图1,设MQ 为线段OP 的垂直平分线,交OP 于点Q ,|2|,x =+即24(1)(1).y x x =+≥-①另一种情况,见图2(即点M 和A 位于直线OP 的同侧)。

MQ 为线段OP 的垂直平分线,又,.MPQ AOP MOQ AOP ∠=∠∴∠=∠ 因此M 在x 轴上,此时,记M 的坐标为(,0).x为分析(,0)M x x 中的变化范围,设(2,)P a -为l 上任意点().a R ∈由||||MO MP =(即||x =故(,0)M x 的轨迹方程为0,1y x =≤-②综合①和②得,点M 轨迹E 的方程为13. 点M 是椭圆2214y x +=上的动点。

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