高中数学—18—轨迹方程
高中数学轨迹方程求轨迹方程的的基本方法关点法参数法交轨法向量法新人教版选修

轨 迹 方 程求轨迹方程的的基本方法:直接法、定义法、相关点法、参数法、交轨法、向量法等。
1.直接法:如果动点运动的条件就是一些几何量的等量关系,这些条件简单明确,不需要特殊的技巧,易于表述成含x,y 的等式,就得到轨迹方程,这种方法称之为直接法;例1、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?【解析】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. ◎◎双曲线的两焦点分别是1F 、2F ,其中1F 是抛物线1)1(412++-=x y 的焦点,两点A (-3,2)、B (1,2)都在该双曲线上.(1)求点1F 的坐标; (2)求点2F 的轨迹方程,并指出其轨迹表示的曲线.【解析】(1)由1)1(412++-=x y 得)1(4)1(2--=+y x ,焦点1F (-1,0). (2)因为A 、B 在双曲线上,所以||||||||||||2121BF BF AF AF -=-,|||22||||22|22BF AF -=-.①若||22||2222BF AF -=-,则||||22BF AF =,点2F 的轨迹是线段AB 的垂直平分线,且当y =0时,1F 与2F 重合;当y =4时,A 、B 均在双曲线的虚轴上. 故此时2F 的轨迹方程为x =-1(y ≠0,y ≠4).②若22||||2222-=-BF AF ,则24||||22=+BF AF ,此时,2F 的轨迹是以A 、B 为焦点,22=a ,2=c ,中心为(-1,2)的椭圆,其方程为14)2(8)1(22=-++y x ,(y ≠0,y ≠4) 故2F 的轨迹是直线x =-1或椭圆4)2(8)1(22-++y x 1=,除去两点(-1,0)、(-1,4) 评析:1、用直接法求动点轨迹一般有建系,设点,列式,化简,证明五个步骤,最后的证明可以省略,但要注意“挖”与“补”。
高中数学轨迹与方程教案

高中数学轨迹与方程教案
教学目标:通过本节课的学习,学生将能够理解轨迹与方程的概念,掌握二维平面上各种图形的轨迹和相应的方程,并能够应用这些知识解决实际问题。
教学重点:轨迹与方程的概念、各种图形的轨迹及相应的方程。
教学难点:如何确定各种图形的轨迹方程。
教学准备:教科研教材《数学》必修一,多媒体设备,教学PPT。
教学过程:
一、导入
通过展示一些常见的平面图形及其方程,引导学生思考图形与方程之间的关系,并提出本节课的学习目标。
二、讲解
1. 轨迹和方程的概念:通过具体例子引导学生理解轨迹和方程的含义,区分轨迹与方程的关系。
2. 直线的轨迹与方程:讲解直线的一般方程及斜率截距式,并通过实例展示直线在平面上的轨迹及对应的方程。
3. 圆的轨迹与方程:讲解圆的标准方程及参数方程,并通过实例展示圆在平面上的轨迹及对应的方程。
4. 抛物线、椭圆、双曲线等图形的轨迹与方程:介绍其他二次曲线的标准方程,并通过实例展示不同曲线的轨迹及对应的方程。
三、练习
布置一些相关的数学问题,让学生在课堂上或课后完成,巩固所学知识。
四、实践
通过实际案例,引导学生运用所学知识,解决实际问题,培养学生的数学建模能力。
五、总结
对本节课的内容进行总结,并回顾学生掌握的重点知识,强化学生记忆。
六、作业
布置相关的作业,巩固学生所学知识。
教学反思:
本节课主要围绕轨迹与方程展开,通过讲解、练习和实践等环节,帮助学生深入理解各种图形的轨迹和相应的方程。
在教学中,要注意引导学生探究问题、独立思考,激发学生学习兴趣,提高学生的学习效果。
高中数学轨迹方程求解常用方法总结

高中数学轨迹方程求解常用方法总结导语:轨迹方程就是与几何轨迹对应的代数描绘。
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:假设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。
高中数学必修二《轨迹方程》课件

方法一:直接法
如果已知动点满足的等量关系,那么直 接把动点的坐标代入等式,即得动点的 轨迹方程。
注意规范步骤
练习1:设A(-c,0)、B(c,0)(c>0)为两定点,动 点P到A点的距离与到B点的距离的比为定值 a(a>0),求P点的轨迹。Zxx``k
先求方程,再说轨迹。
结论:到两定点的距离之比为定 值的点的轨迹为直线或圆。
问题2:如图,圆O1和圆O2的半径都是1,O1O2=4, 过动点P分别作圆O1和圆O2的切线,切点为M、N, 且使得|PM|=|PN|,问点P的运动轨迹是什么曲线
?
yP
无系先建系
(x-6)2+y2=33
M
O1 o
P的轨迹是圆
步骤:1、找到动点G与A的坐标关系; 2、把A的坐标用G的坐标表示; 3、把A的坐标代入A的方程; 4、化简后去多补少下结论 。
练习4:已知圆:x2+y2=r2,定点A(a,0),其中a,
r>0.P,B是圆上两点,作矩形PABQ,求点Q的
轨迹。
y
Q
P
GB
oA
x
问题5:已知动点P(x,y)的坐标满足下列关系, 求动点P(x,y)的轨迹方程和轨迹。
高中数学课件
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问题1:已知动点M与两定点O(0,0)、A(3,0) 的距离之比为,求点M的轨迹方程和轨迹。
动点的横坐标 与纵坐标的关 系等式(曲线 方程)
动点的运动 路线(曲线 )
专题二
《求点的轨迹与轨迹方程 》
F(x,y)=0
问题1:已知动点M与两定点O(0,0)、A(3,0) 的距离之比为,求点M的轨迹方程和轨迹。
高中数学解题方法-----求轨迹方程的常用方法

练习
1.一动圆与圆
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。
2. 动圆 M 过定点 P(-4,0),且与圆 :C x2+ -y2 8x = 0 相切,求动圆圆心 M 的轨迹方程。 1.在∆ABC 中,B,C 坐标分别为(-3,0),(3,0),且三角形周长为 16,则点 A 的轨迹方 程是_______________________________.
高中数学解题方法
---求轨迹方程的常用方法
(一)求轨迹方程的一般方法: 物1线.)定的义定法义:,如则果可动先点设P出的轨运迹动方规程律,合再乎根我据们已已知知条的件某,种待曲定线方(程如中圆的、常椭数圆,即、可双得曲到线轨、迹抛 方程。 P 满2.足直的译等法量:关如系果易动于点建立P 的,运则动可规以律先是表否示合出乎点我P们所熟满知足的的某几些何曲上线的的等定量义关难系以,判再用断点,但P 点的 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y=tg,(以t)此,量进作而为通参过变消数参,化分为别轨建迹立的普P 点通坐方标程xF,(yx与,该y)参=数0。t 的函数关系 x=f(t), 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 运出动相规关律点已P'知的,坐(标该,点然坐后标把满P足'的某坐已标知代曲入线已方知程曲),线则方可程以,设即出可得P(到x动,点y),P 的用轨(迹x,方y程)。表示
题目 6:已知点 P 是圆(x +1)2 + y2 =16 上的动点,圆心为 B ,A(1,0) 是圆内的定点;PA 的中垂线交 BP 于点Q .(1)求点Q 的轨迹C 的方程;
高中数学期末备考:解析几何18蒙日圆与应用含解析

18.蒙日圆与应用椭圆22221x y a b的两条互相垂直的切线的交点P 的轨迹是蒙日圆:2222x y a b .例1.已知椭圆 2222:10x y C a b a b的一个焦点为,离心率为53.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若动点 00,P x y 为椭圆外一点,且点P 到椭圆C 的两条切线相互垂直,求点P 的轨迹方程.解析:(1)由题意知33a a ,且有,即 2b ,因此椭圆C 的标准方程为22194x y ;(2)①设从点P 所引的直线的方程为 00y y k x x ,即 00y kx y kx ,当从点P 所引的椭圆C 的两条切线的斜率都存在时,分别设为1k 、2k ,则121k k ,将直线 00y kx y kx 的方程代入椭圆C 的方程并化简得222000094189360k x k y kx x y kx ,2220000184949360k y kx k y kx ,化简得 2200940y kx k ,即22200009240x k kx y y ,则1k 、2k 是关于k 的一元二次方程22200009240x k kx y y 的两根,则201220419y k k x ,化简得220013x y ;②当从点P 所引的两条切线均与坐标轴垂直,则P 的坐标为 3,2 ,此时点P 也在圆2213x y 上.综上所述,点P的轨迹方程为2213x y .例2.给定椭圆C:22221x ya b(a>b>0),称圆心在原点O的圆为椭圆C的“准圆”.若椭圆C的一个焦点为F,0),其短轴上的一个端点到F的距离为(1)求椭圆C的方程和其“准圆”方程;(2)若点P是椭圆C的“准圆”上的动点,过点P作椭圆的切线l1,l2交“准圆”于点M,N.证明:l1⊥l2,且线段MN的长为定值.解析:(1)∵椭圆C的一个焦点为F其短轴上的一个端点到F的距离为.∴c a∴1 b ,∴椭圆方程为221 3x y,∴“准圆”方程为x2+y2=4.(2)证明:①当直线l1,l2中有一条斜率不存在时,不妨设直线l1斜率不存在,则l1:x=,当l1:xl1,-1),此时l2为y=1(或y=-1),显然直线l1,l2垂直;同理可证当l1:x=-时,直线l1,l2垂直.②当l1,l2斜率存在时,设点P(x0,y0),其中22004x y .设经过点P(x0,y0)与椭圆相切的直线为y=t(x-x0)+y0,∴由002213y t x x yx y得(1+3t2)x2+6t(y0-tx0)x+3(y0-tx0)2-3=0.由Δ=0化简整理,得(3-20x )t 2+2x 0y 0t +1-20y =0,∵22004x y ,∴有(3-20x )t 2+2x 0y 0t +(20x -3)=0.设l 1,l 2的斜率分别为t 1,t 2,∵l 1,l 2与椭圆相切,∴t 1,t 2满足上述方程(3-20x )t 2+2x 0y 0t +(20x -3)=0,∴t 1·t 2=-1,即l 1,l 2垂直.综合①②知,l 1⊥l 2.∵l 1,l 2经过点P (x 0,y 0),又分别交其“准圆”于点M ,N ,且l 1,l 2垂直.∴线段MN 为“准圆”x 2+y 2=4的直径,|MN |=4,∴线段MN 的长为定值.。
高二上数学知识点轨迹方程

高二上数学知识点轨迹方程高二上数学知识点——轨迹方程数学是一门抽象而精确的学科,其中轨迹方程是高中数学中一个非常重要的知识点。
通过学习轨迹方程,我们可以揭示事物运动的规律,并在实际问题中应用数学知识。
本文将详细介绍高二上数学中与轨迹方程相关的知识点,帮助读者全面理解该内容。
1. 直线的轨迹方程在平面几何中,直线是我们最常见的事物之一。
学习直线的轨迹方程,我们可以了解直线的运动规律和性质。
以直线y = kx + b为例,其中k是斜率,b是截距。
通过变化k和b的值,我们可以获得不同斜率和截距下的直线。
这样的轨迹方程可以描述一系列平行或相交的直线的运动轨迹。
2. 圆的轨迹方程圆是数学中一种特殊的曲线,由平面上到一定距离的点构成。
学习圆的轨迹方程,我们可以揭示圆的运动规律和特性。
以圆的标准方程x²+ y²= r²为例,其中r代表圆的半径。
通过改变r的值,我们可以绘制出不同半径的圆的轨迹方程。
同时,通过平移、旋转等变换操作,我们还可以得到其他形状的轨迹方程。
3. 抛物线的轨迹方程抛物线是一种常见的曲线,在物理学、工程领域都有广泛应用。
学习抛物线的轨迹方程,我们可以了解抛物线的形状和特性。
以抛物线的标准方程y = ax² + bx + c为例,其中a、b、c分别代表抛物线的形状参数。
通过改变a、b、c的值,我们可以得到不同形状的抛物线的轨迹方程。
同时,通过平移、缩放等变换操作,我们还可以获得其他变形的轨迹方程。
4. 椭圆的轨迹方程椭圆是一种很特殊的曲线,在天文学、机械制造等领域有广泛应用。
学习椭圆的轨迹方程,我们可以了解椭圆的运动规律和特性。
以椭圆的标准方程x²/a² + y²/b² = 1为例,其中a、b是椭圆的半长轴和半短轴。
通过改变a和b的值,我们可以绘制出不同形状和大小的椭圆的轨迹方程。
同时,通过平移、缩放等变换操作,我们还可以得到其他变形的轨迹方程。
几种高中数学轨迹方程的常用解法分析

探索篇•方法展示几种高中数学轨迹方程的常用解法分析张成兵(江苏省宿迁市文昌高级中学,江苏宿迁)在高中数学的教学大纲以及高考的考查范围内,对于平面上动点的轨迹方程求解内容都是十分重要的。
轨迹也就是点的集合,方程则是实数对所构成的集合[1]。
基于某种条件来对某个动点的轨迹方程进行求解,本质上是找到不同变量之间的潜在关系,而这种关系的明确和求得则需要以已知点的特点为基础,即需要充分利用已知的条件。
在解决实际问题的过程中,因为动点所呈现出的规律不同,因此也需要采用不同的方法[2]。
一、采用直接法求解轨迹方程在实际求解过程中,如果题目当中的动点自身是几何量等量关系,这些条件表达起来十分简单明了,这样的情况下可以直接将条件进行转化,将其变为由X 、Y 等字母所形成的等式,这样就可以得到动点的轨迹方程。
如:已知点A (-2,0),B (2,0),点P 满足条件为PA ·PB =12,求p 点轨迹方程。
在看到这个题目时应当遵循求轨迹方程的基本步骤,具体求解步骤如下所示:(1)结合题目实际要求构建平面直角坐标系;(2)将运动轨迹上任何一点的坐标设置为n (X ,Y );(3)找到关系式,需要满足已知点和动点都满足的关系式;(4)将已知点和动点的坐标代入方程当中;(5)对方程进行化简处理;(6)需要对曲线方程是否为轨迹方程进行验证,但是在具体求解时第(3)步和第(5)步通常会被忽略。
根据这个求解思路,对以上问题进行解决,解法如下:设(x ,y ),则PA =-2-x ,-y ),PB =2-x ,-y ),所以PA ·PB =-2-x )(2-x )+(-y )(-y )=(x 2-4+4y 2)=12对以上公式整理可以得到:x 2+y 2=16二、采用定义法求解轨迹方程该方法的应用需要满足动点轨迹符合基本轨迹的相关定义,这样才可以根据已有的定义来直接得到某个动点的轨迹方程。
通常情况下可以满足的定义为抛物线、椭圆、双曲线以及圆等,这些可以直接采用定义法来求得相应的轨迹方程[3]。
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1.已知AB 是圆2522=+y x 的动弦,若6=AB ,则线段AB 的中点的轨迹方程为 .2.已知5=PQ ,P 到平面内一直线l 的距离为2且Q 到直线l 的距离为4,则满足条件的直线l 有 条.3.ABC ∆的三边长分别为||,||,||BC a BA c A C b ===,且a b c >>成等差数列,(1,0),(1,0)A C -,则顶点B 的轨迹方程为 .4.已知圆O 的方程是0222=-+y x ,圆O '的方程是010822=+-+x y x ,由动点P 向圆O 和圆O '所引的切线长相等,则动点P 的轨迹方程为 .5.()24,P 是圆C :036282422=---+y x y x 内的一个定点,圆上的动点A 、B 满足ο90=∠APB ,则弦AB 的中点Q 的轨迹方程为 .轨迹方程热身练习知识梳理求轨迹是解析几何一个很重要的题型,方法较多,难度较大。
在此两讲中,我们将学习最为常见的几种求轨迹的方法(直接法、转移代入法、几何定义法、综合法、点差法、消参法、交轨法等).1、直接法直接法,又称“直译法”,是求轨迹最基本的方法,圆锥曲线的标准方程都是通过直接法得到的.解题步骤就是“建设现代化镇”(1)建系,目前大部分题目都已经建好坐标系了,一般可以省略;x y;(2)设点,直接设动点坐标为(,)(3)写式,运用一定平面几何知识,写出题目中动点满足的几何关系式;(4)代入,将动点坐标、已知数据全部代入关系式;(5)化简,化简式子,注意等价性;(6)证明,证明轨迹的完备性和纯粹性,由于前几步的等价性,所以现已省略此步.2、转移代入法转移代入法,也称“相关点法”.当动点是随着相关的点有规律的运动而运动时,可用此法.解题步骤:第一,需找到动点和相关点之间的坐标关系,进行表示和反表示,就是坐标转移;第二,需找到相关点在运动时满足的那个关键式,代入关键式;第三,化简即可,注意范围。
目前一般常见的题型有两种:一静一动类,双动类.3、几何定义法几何定义法,根据动点满足的几何关系式,发现动点正好满足某个我们已经学过的曲线的定义,那么就可以直接用结论,节省了时间,是对曲线的定义,特别是圆锥曲线的定义的重要考查形式.我们来复习一下几个常见定义:(1)到定点的距离等于定值的点的轨迹--------圆;(2)到定直线的距离等于定值的点的轨迹------两条平行线;(3)到两定点的距离之和为定值的点的轨迹(该和大于两定点间的距离)------椭圆;(4)到两定点的距离之和为定值的点的轨迹(该和等于两定点间的距离)------线段;(5)到两定点的距离之差的绝对值为定值的点的轨迹(差的绝对值小于两定点间的距离)------双曲线;(6)到两定点的距离之差的为定值的点的轨迹(差的绝对值小于两定点间的距离)------双曲线的一支;(7)到两定点的距离之差的绝对值为定值的点的轨迹(差的绝对值等于两定点间的距离)-----两条射线;(8)到两定点的距离之差的为定值的点的轨迹(差的绝对值等于两定点间的距离)----------一条射线;(9)到定点与到定直线距离相等的点的轨迹(该定点不在定直线上)------抛物线;(10)到定点与到定直线距离相等的点的轨迹(该定点在定直线上)-------直线;注意:1..理论上,所有的几何定义法的题目都可以用直接法解决,但往往计算量大,容易出错;2.而在用几何定义法做题时,也不是万能的,一定要注意定义的细节以及等价原则;3.曲线的定义与方程无关,并不是说所有题一定都是标准方程.4、点差法只要是“直曲交、中点弦”问题,理论上就可以使用点差法.点差点差,设出两交点,代入方程,然后做差,就可以得到弦中点的坐标与弦斜率的关系式,从而解决问题.计算量较之综合法会小很多.但是,点差法是一种技巧,缺乏几何意义,只能解决几种特定题型,而且点差法是不保证有两个交点的,所以往往需要最后回代检验,也有些麻烦.5、综合法(消参法)综合法,就是直线与圆锥曲线曲线相交问题中的轨迹问题,其精髓是,联立消元,设而不求,利用韦达定理和消参法来解决问题.从条件中无法直接找到,x y的联系,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 ky g k=⎧⎪⎨=⎪⎩,即曲线的参数方程,消去参数k后即可得到轨迹方程.在选择参数时,选用的参变量可以具有某种物理或几何意义,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.6、交轨法在求动点轨迹时,有时会出现求两动曲线交点的轨迹问题,这类问题常常通过解方程组得出交点(含参数)的坐标,再消去参数求出所求轨迹的方程,该法经常与参数法并用.注意:区分“求轨迹”与“求轨迹方程”的不同一般来说,若遇“求轨迹方程”,求出方程就可以了;若是“求轨迹”,求出方程还不够,还应指出方程所表示的曲线的类型,有时候,问题仅要求指出轨迹的形状,如果应用“定义法”求解,可不求轨迹方程.一、直接法求轨迹方程直接法求轨迹方程的一般步骤 (1)建立恰当的直角坐标系;(2)设出所求曲线上点的坐标,把几何条件或等量关系用坐标表示为代数方程; (3)化简整理这个方程,检验并说明所求的方程就是曲线的方程.直接法求曲线方程时最关键的就是把几何条件或等量关系翻译为代数方程,要注意翻译的等价性.通常将步骤简记为:“建系、设点、列式、化简”.【例1】若0|3|)1()3(22=+---++y x y x ,则点),(y x M 的轨迹是 ( )A .圆B .椭圆C .双曲线D .抛物线【例2】已知ABC ∆中,||||2,||AB BC m AC ==,求点A 的轨迹方程,并说明轨迹是什么图形.【例3】在平面直角坐标系xOy 中,点P (a ,b )为动点,F 1,F 2分别为椭圆12222=+by a x (a >b >0)的左,右焦点.已知△F 1PF 2为等腰三角形.设直线PF 2与椭圆相交于A ,B 两点,M 是直线PF 2上的点,满足AM →·BM →=-2,求点M 的轨迹方程.例题解析【例4】已知两点(1,0),(1,0)M N -,且点P 时,,MP MN PM PN NM NP ⋅⋅⋅u u u r u u u u r u u u u r u u u r u u u u r u u u r成公差小于零的等差数列.(1)点P 的轨迹是什么曲线?(2)若点P 的坐标为00(,)x y ,记θ为PM u u u u r 与PN u u ur 的夹角,求tan θ(用点P 的坐标数值表示).【例5】已知椭圆C :12222=+by a x (a >b >0)的一个焦点为(5,0),长轴长为6.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若动点P (x 0,y 0)为椭圆C 外一点,且点P 到椭圆C 的两条切线相互垂直,求点P 的轨迹方程.【思维升华】直接法求轨迹方程的常见类型及解题策略: (1)题目给出等量关系,求轨迹方程.直接代入即可得出方程.(2)题中未明确给出等量关系,求轨迹方程.可利用已知条件寻找等量关系,得出方程.【巩固训练】1.已知点)0,2(-A 、)0,3(B ,动点2),(x y x P =⋅满足,则点P 的轨迹是( ) A .圆 B .椭圆 C .双曲线 D .抛物线2.已知△O 方程为x 2+y 2=4,过M (4,0)的直线与△O 交于A ,B 两点,则弦AB 中点P 的轨迹方程为____________________.3.已知圆: ,由动点向圆引两条切线、,切点分别为、,并且,求点的轨迹。
4.已知A ,B 为平面内两定点,过该平面内动点M 作直线AB 的垂线,垂足为N .若MN →2=λAN →·NB →,其中λ为常数,则动点M 的轨迹不可能是( ) A .圆 B .椭圆 C .抛物线 D .双曲线5.如图所示,A (m ,3m )和B (n ,-3n )两点分别在射线OS ,OT (点S 、T 分别在第一、四象限)上移动,且OA →·OB →=-12,O 为坐标原点,动点P 满足OP →=OA→+OB →. △求mn 的值;△求动点P 的轨迹方程,并说明它表示什么曲线?二、几何定义法求轨迹方程定义法求轨迹方程的步骤(1)判断动点的运动轨迹满足某种曲线的定义; (2)设标准方程,求方程中的基本量; (3)求轨迹方程.C 22(1)(1)4x y ++-=P C PA PB A B 60APB ︒∠=P【例6】设F 为圆锥曲线的焦点,P 是圆锥曲线上任意一点,则定义PF 为圆锥曲线的焦半径,下列几个命题:△.平面内与两个定点F 1,F 2的距离之和为常数的点的轨迹是椭圆△.平面内与两个定点F 1,F 2的距离之差的绝对值为常数的点的轨迹是双曲线. △.平面内与一个定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹是抛物线 △.以椭圆的焦半径为直径的圆和以长轴为直径的圆相切 △.以抛物线的焦半径为直径的圆和y 轴相切△.以双曲线的焦半径为直径的圆和以实轴为直径的圆相切 其中正确命题的序号是 .【例7】点M 与点(4,0)F 的距离比它到直线:50l x +=的距离小1,则点M 的轨迹方程是_______.【例8】设定点F 1(0,-3),F 2(0,3),动点P 满足条件|PF 1|+|PF 2|=a +9a (a >0),则点P 的轨迹是_______.【例9】已知圆M :(x +1)2+y 2=1,圆N :(x -1)2+y 2=9,动圆P 与圆M 外切并且与圆N 内切,圆心P 的轨迹为曲线C .求C 的方程.【例10】设圆O 1和圆O 2是两个相离的定圆,动圆P 与这两个定圆都相切,则圆P 的圆心轨迹可能是△两条双曲线;△一条双曲线和一条直线;△一条双曲线和一个椭圆.以上命题正确的是( )A .△△B .△△C .△△D .△△△【巩固训练】1.与圆2240x y x +-=外切,又与y 轴相切的圆的圆心的轨迹方程是( ) A.28y x = B.28(0)y x x =>和0y =C.28y x =(0)x >D.28(0)y x x =>和0(0)y x =<2.已知椭圆13422=+y x 的两个焦点分别是F 1,F 2,P 是这个椭圆上的一个动点,延长F 1P 到Q ,使得|PQ |=|F 2P |,求Q 的轨迹方程是是 .3.△ABC 中,A 为动点,B 、C 为定点,B (-,0),C (,0),且满足条件sin C -sin B =sin A ,则动点A 的轨迹方程为_________.4.在△ABC 中,A (x ,y ),B (﹣2,0),C (2,0),给出△ABC 满足的条件,就能得到动点A 的轨迹方程,如表给出了一些条件及方程:条件方程△△ABC 周长为10; △△ABC 面积为10; △△ABC 中,△A =90°E 1:y 2=25; E 2:x 2+y 2=4(y≠0);E 3:)0(15922≠=+y y x则满足条件△、△、△的轨迹方程分别用代号表示为( ) A .E 3,E 1,E 2 B .E 1,E 2,E 3 C .E 3,E 2,E 1 D .E 1,E 3,E 25.已知两个定圆O 1和O 2,它们的半径分别是1和2,且|O 1O 2|=4.动圆M 与圆O 1内切,又与圆O 2外切,建立适当的坐标系,求动圆圆心M 的轨迹方程,并说明轨迹是何种曲线.6.设双曲线12222=-by a x (a >0,b >0)两焦点为F 1,F 2,点Q 为双曲线上除顶点外的任一点,过焦点F 1作△F 1QF 2的平分线的垂线,垂足为P ,则P 点的轨迹是( ) A.椭圆的一部分B.双曲线的一部分C.抛物线的一部分D.圆的一部分2a 2a 217.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F ,求点F 的轨迹方程.8.在直角坐标平面中,ABC ∆的两个顶点A 、B 的坐标分别为A (-1,0),B (1,0),平面内两点G 、M 同时满足下列条件:(1)GA GB GC O ++=u u u r u u u r u u u r u r ,(2)||||||MA MB MC ==u u u r u u u r u u u u r ,(3)//GM AB u u u u r u u u r ,则ABC ∆的顶点C 的轨迹方程为( )A. 2213x y += (0)y ≠B. 2213x y -= (0)y ≠C. 2213y x += (0)y ≠ D. 2213y x -= (0)y ≠三、“代入法”或“相关点”求轨迹方程“代入法”或“相关点法”的基本步骤:(1)设点:设被动点坐标为(x ,y ),主动点坐标为(x 1,y 1);(2)求关系式:求出两个动点坐标之间的关系式⎩⎪⎨⎪⎧x 1=f (x ,y ),y 1=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11】已知点(,)P x y 在以原点为圆心的单位圆上运动,则点(,)Q x y xy +的轨迹是( ) A.圆B.抛物线C.椭圆D.双曲线【例12】双曲线22143x y -=关于直线20x y -+=对称的曲线方程是 .【例13】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 ,则Q 点的轨迹方程为( )A. 22224()a x b y a x a +=≠± B. 22224()a x b y a x a -=≠± C. 22224()b y a x b y b -=≠± D. 22224()b x a y b y b +=≠±【例14】设直线x -y =4a 与抛物线y 2=4ax 交于两点A ,B (a 为定值),C 为抛物线上任意一点,求△ABC 的重心的轨迹方程.【例15】已知椭圆1222=+y x , (1)求过点⎪⎭⎫⎝⎛2121,P 且被P 平分的弦所在直线的方程;(2)求斜率为2的平行弦的中点轨迹方程;(3)过()12,A 引椭圆的割线,求截得的弦的中点的轨迹方程; (4)椭圆上有两点P 、Q ,O 为原点,且有直线OP 、OQ 斜率满足21-=⋅OQ OP k k ,求线段PQ 中点M 的轨迹方程.【巩固训练】1.自椭圆221204x y +=上的任意一点P 向x 轴引垂线,垂足为Q ,则线段PQ 的中点M 的轨迹方程为2.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°,则矩形APBQ 的顶点Q 的轨迹方程是( )A. 2256x y += B.22139x y += C. 22139x y -= D. 2272x y +=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.y xQ RPOBA4.已知椭圆2214x y +=的焦点为1F 、2F ,点P 为椭圆上任意一点,过2F 作12F PF ∠的外角平分线的垂线,垂足为点Q ,过Q 点作y 轴的垂线,垂足为N ,线段QN 的中点为M ,则点Q 的轨迹方程为 ,点M 的轨迹方程为 .5.曲线(),0f x y =关于直线30x y --=对称的曲线方程为 .6.已知抛物线和点,为抛物线上一点,点在线段上且,当点在该抛物线上移动时,求点的轨迹方程.7.如图,已知椭圆)0(12222>>=+b a bx a y 的短轴长为4,焦距为2,过点)0,4(P 的直线l 与椭圆交于,A B两点.(1)求椭圆的方程;(2)求线段,A B 中点Q 的轨迹方程.四、参数法求轨迹方程参数法求轨迹方程的步骤(1)选取参数k ,用k 表示动点M 的坐标;(2)得动点M 的轨迹的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =f (k ),y =g (k );(3)消参数k ,得M 的轨迹方程;(4)由k 的范围确定x ,y 的范围,确保完备性与纯粹性.21y x =+(31)A ,B P AB :1:2BP PA =BP【例16】设椭圆方程为1422=+y x ,过点M (0,1)的直线l 交椭圆于点A 、B ,O 是坐标原点,点P 满足1()2OP OA OB =+u u u r u u u r u u u r ,点N 的坐标为)21,21(,当l 绕点M 旋转时,求动点P 的轨迹方程.【例17】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.【例18】过抛物线)0(22>=p px y 的顶点O 作互相垂直的直线OA 与OB , (1)求AB 中点P 的轨迹方程;(2)求顶点O 在AB 上的射影M 的轨迹方程;【例19】如图,在正方形OABC 中,O 为坐标原点,点A 的坐标为(10,0),点C 的坐标为(0,10),分别将线段OA 和AB 十等分,分点分别记为A 1,A 2,…,A 9和B 1,B 2,…,B 9,连接OB i ,过A i 作x 轴的垂线与OB i 交于点P i (i △N *,1≤i ≤9).求证:点P i (i △N *,1≤i ≤9)都在同一条抛物线上,并求该抛物线E 的方程;【例20】已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的右焦点为()1,0F ,且点3(1,)2P 在椭圆C 上.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)过椭圆22122:153+=-x y C a b 上异于其顶点的任意一点Q 作圆224:3+=O x y 的两条切线,切点分别为,(,M N M N 不在坐标轴上),若直线MN 在x 轴,y 轴上的截距分别为,,m n 证明:22113+m n 为定值;【巩固训练】1.方程|cos sin |,22(02)1(1sin )2x y θθθπθ⎧=+⎪⎪<<⎨⎪=+⎪⎩表示( )A .双曲线的一支, 这支过点(1,21) B .抛物线的一部分, 这部分过(1,21) C .双曲线的一支, 这支过点(–1,21)D .抛物线的一部分, 这部分过(–1,21)2.过不在坐标轴上的定点(),M a b 的动直线交两坐标轴于点,A B ,过,A B 作坐标轴的垂线交于点P ,求交点P 的轨迹方程.3.已知MN 是椭圆12222=+by a x 上垂直于长轴的动直线,A 、B 是长轴的两个顶点,求直线MA 与NB的交点P 的轨迹方程.4.已知MN 是双曲线上垂直于实轴的动直线,A 、B 是实轴的两个顶点,求直线MA 与NB 的交点P 的轨迹方程.5.在学习数学的过程中,我们通常运用类比猜想的方法研究问题.(1)已知动点P 为圆O :222x y r +=外一点,过P 引圆O 的两条切线P A 、PB ,A 、B 为切点,若0PA PB ⋅=u u u r u u u r,求动点P 的轨迹方程;(2)若动点Q 为椭圆M :22194x y +=外一点,过Q 引椭圆M 的两条切线QC 、QD ,C 、D 为切点,若0QC QD ⋅=u u u r u u u r,求出动点Q 的轨迹方程;(3)在(2)问中若椭圆方程为22221(0)x y a b a b+=>>,其余条件都不变,那么动点Q 的轨迹方程是什么(直接写出答案即可,无需过程).五、方程综合问题【例21】设曲线:,则曲线所围封闭图形的面积为_______.【例22】若圆222(0)x y R R +=>和曲线||||134x y +=恰有六个公共点,则R 的值是 .【例23】曲线21y x =+的部分图像是( )A B C D【例24】方程(2x -y )(x +y -3)=0与(x -y -1)(2x -y -3)=0所表示的两曲线的公共点个数是 ( ) (A) 1个 (B) 2个 (C) 3个 (D) 多于3个【例25】若直线x +y +m =0与曲线(y x 2)(x 2+y 2-1)=0有唯一公共点,则m 的取值范围是____________.【例26】若直线1y kx =+与曲线220x y x ky ++-=的的个交点的横坐标之和为零,则k = .【例27】(1)画出方程1x -=(2)曲线122)y x =-≤≤与直线(2)4y k x =-+有两个交点时,试求出实数k 的取值范围.C )(32222y x y x +=++C【例28】对于曲线:(,)0C f x y =,若存在非负实数M 和m ,使得曲线C 上任意一点(,)P x y ,||m OP M ≤≤恒成立(其中O 为坐标原点),则称曲线C 为有界曲线,且称M 的最小值0M 为曲线C 的外确界,m 的最大值0m 为曲线C 的内确界.(1)写出曲线1(04)x y x +=<<的外确界0M 与内确界0m ;(2)曲线24y x =与曲线22(1)4x y -+=是否为有界曲线?若是,求出其外确界与内确界;若不是,请说明理由;(3)已知曲线C 上任意一点(,)P x y 到定点12(1,0),(1,0)F F -的距离之积为常数(0)a a >,求曲线C 的外确界与内确界.【巩固训练】1.曲线x 2-y 2=a 2与(x -1)2+y 2=1恰有三个不同的交点,则a 的值为( ) (A) a ≠0 (B) a =0 (C) a ≠1 (D) a =12.关于曲线1:34=-y x C ,给出下列四个结论: △ 曲线C 是双曲线; △ 关于y 轴对称;△ 关于坐标原点中心对称; △ 与x 轴所围成封闭图形面积小于2. 则其中正确结论的序号是 .(注:把你认为正确结论的序号都填上)3.若曲线222x y k +=与曲线xy k =无交点,则k = .4.定义:曲线C 上的点到直线l 的距离的最小值称为曲线C 到直线l 的距离.已知曲线21C :y x a =+到直线:l y x =的距离等于222:(4)2C x y ++=到直线:l y x =的距离,则实数a = .5.动点P 到两定点(,0),(,0)(0)A a B a a ->距离之比为:2:1,PA PB =(1) 求点P 的轨迹方程;(2) 点P 在什么位置时,ABC ∆的面积最大?6.(1)若两条曲线的方程是1200(,)0(,)0,(,)F x y F x y P x y ==和交点为,证明:方程12(,)(,)0F x y F x y λ+=的曲线也经过0(P λ为任意实数);(2)求经过曲线222230330x y x y x y y ++-=++=和的交点的直线方程.7.曲线C 是平面内到直线1:1l x =-和直线2:1l y =的距离之积等于常数2(0)k k >的点的轨迹,设曲线C 的轨迹方程(,)0f x y =.(1)求曲线C 的方程(,)0f x y =;(2)定义:若存在圆M 使得曲线(,)0f x y =上的每一点都落在圆M 外或圆M 上,则称圆M 为 曲线(,)0f x y =的收敛圆.判断曲线(,)0f x y =是否存在收敛圆?若存在,求出收敛圆方程; 若不存在,请说明理由.1.已知动点),(y x P 满足5|1243|)2()1(22++=-+-y x y x ,则点P 的轨迹是 ( )A .两条相交直线B .抛物线C .双曲线D .椭圆2.若曲线C 上存在点M ,使M 到平面内两点A (-5,0),B (5,0)距离之差的绝对值为8,则称曲线C 为“好曲线”.以下曲线不是“好曲线”的是( ) A .x +y =5 B .x 2+y 2=9C.x 225+y 29=1 D .x 2=16y3.已知点A (1,0),直线l :y =2x -4,点R 是直线l 上的一点,若RA →=AP →,则点P 的轨迹方程为( ) A .y =-2xB .y =2xC .y =2x -8D .y =2x +4课后练习4.已知△ABC 的顶点A (-5,0),B (5,0),△ABC 的内切圆圆心在直线x =3上,则顶点C 的轨迹方程是( ) A.x 29-y 216=1 B.x 216-y 29=1 C.x 29-y 216=1 (x >3) D.x 216-y 29=1 (x >4) 5.平面直角坐标系中,已知两点A (3,1),B (-1,3),若点C 满足OC →=λ1OA →+λ2OB →(O 为原点),其中λ1,λ2△R ,且λ1+λ2=1,则点C 的轨迹是( ) A .直线 B .椭圆 C .圆 D .双曲线6.设曲线F 1(x ,y )=0和F 2(x ,y )=0的交点为P ,那么曲线F 1(x ,y )+λF 2(x ,y )=0(λ△R )必定( ) A.经过P 点 B.经过原点C.不一定经过P 点D.经过P 点和原点7.动点P 在直线x =1上运动,O 为坐标原点,以OP 为直角边,点O 为直角顶点作等腰直角三角形OPQ ,则动点Q 的轨迹是( ) A .圆 B .两条平行直线 C .抛物线 D .双曲线8.在平面直角坐标系中,方程|x +y |2a +|x -y |2b =1 (a ,b 是不相等的两个正数)所代表的曲线是( )A .三角形B .正方形C .非正方形的长方形D .非正方形的菱形9.已知两定点A (-2,0),B (1,0),如果动点P 满足|P A |=2|PB |,则点P 的轨迹所包围的图形的面积为________.10.曲线C 是平面内与两个定点F 1(-1,0)和F 2(1,0)的距离的积等于常数a 2(a >1)的点的轨迹.给出下列三个结论:①曲线C 过坐标原点;②曲线C 关于坐标原点对称;③若点P 在曲线C 上,则△F 1PF 2的面积不大于12a 2.其中,所有正确结论的序号是________.11.如图,P 是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1上的任意一点,F 1,F 2是它的两个焦点,O 为坐标原点,且OQ →=PF 1→+PF 2→,则动点Q 的轨迹方程是______________.12.在△ABC 中,|BC →|=4,△ABC 的内切圆切BC 于D 点,且|BD →|-|CD →|=22,求顶点A 的轨迹方程13.如图所示,抛物线C 1:x 2=4y ,C 2:x 2=-2py (p >0).点M (x 0,y 0)在抛物线C 2上,过M 作C 1的切线,切点为A ,B (M 为原点O 时,A ,B 重合于O ).当x 0=1-2时,切线MA 的斜率为-12.(1)求p 的值;(2)当M 在C 2上运动时,求线段AB 中点N 的轨迹方程(A ,B 重合于O 时,中点为O ).14.如图,动圆C 1:x 2+y 2=t 2,1<t <3,与椭圆C 2:x 29+y 2=1相交于A ,B ,C ,D 四点.点A 1,A 2分别为C 2的左,右顶点.求直线AA 1与直线A 2B 交点M 的轨迹方程.15.如图,DP △x 轴,点M 在DP 的延长线上,且|DM |=2|DP |.当点P 在圆x 2+y 2=1上运动时.专业引领共成长(1)求点M的轨迹C的方程;(2)过点T(0,t)作圆x2+y2=1的切线l交曲线C于A、B两点,求△AOB面积S的最大值和相应的点T的坐标.。