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1、-求轨迹方程题型全归纳-第 11 页求轨迹方程的六种常用方法1直接法根据已知条件及一些基本公式如两点间距离公式,点到直线的距离公式,直线的斜率公式等,直接列出动点满足的等量关系式,从而求得轨迹方程。 例1已知线段,直线相交于,且它们的斜率之积是,求点 的轨迹方程。解:以所在直线为轴,垂直平分线为轴建立坐标系,则,设点的坐标为,则直线的斜率,直线的斜率 由已知有 化简,整理得点的轨迹方程为练习:1平面内动点到点的距离与到直线的距离之比为2,则点的轨迹方程是 。2设动直线垂直于轴,且与椭圆交于、两点,是上满足的点,求点的轨迹方程。3. 到两互相垂直的异面直线的距离相等的点,在过其中一条直线且平行于
2、另一条直线的平面内的轨迹是()A直线B椭圆C抛物线D双曲线2定义法通过图形的几何性质判断动点的轨迹是何种图形,再求其轨迹方程,这种方法叫做定义法,运用定义法,求其轨迹,一要熟练掌握常用轨迹的定义,如线段的垂直平分线,圆、椭圆、双曲线、抛物线等,二是熟练掌握平面几何的一些性质定理。例2若为的两顶点,和两边上的中线长之和是,则的重心轨迹方程是_。解:设的重心为,则由和两边上的中线长之和是可得,而点为定点,所以点的轨迹为以 为焦点的椭圆。所以由可得故的重心轨迹方程是练习:4方程表示的曲线是()A椭圆 B双曲线 C线段 D抛物线3点差法圆锥曲线中与弦的中点有关的问题可用点差法,其基本方法是把弦的两端点
3、的坐标代入圆锥曲线方程,然而相减,利用平方差公式可得,等关系式,由于弦的中点的坐标满足,且直线的斜率为,由此可求得弦中点的轨迹方程。例3椭圆中,过的弦恰被点平分,则该弦所在直线方程为_。解:设过点的直线交椭圆于、,则有可得而为线段的中点,故有所以,即所以所求直线方程为化简可得练习:5已知以为圆心的圆与椭圆交于、两点,求弦的中点的轨迹方程。6已知双曲线,过点能否作一条直线与双曲线交于两点,使 为线段的中点?4转移法转移法求曲线方程时一般有两个动点,一个是主动的,另一个是次动的。当题目中的条件同时具有以下特征时,一般可以用转移法求其轨迹方程:某个动点在已知方程的曲线上移动;另一个动点随的变化而变化
4、;在变化过程中和满足一定的规律。例4 已知是以为焦点的双曲线上的动点,求的重心 的轨迹方程。解:设 重心,点 ,因为则有, 故代入 得所求轨迹方程例5抛物线的焦点为,过点作直线交抛物线、两点,再以、为邻边作平行四边形,试求动点的轨迹方程。解法一:(转移法)设,平行四边形的中心为,将,代入抛物线方程,得,设,则为的中点.,消去得,由得,故动点的轨迹方程为。解法二:(点差法)设,平行四边形的中心为,设,则有由得 而为的中点且直线过点,所以代入可得,化简可得由点在抛物线口内,可得将式代入可得故动点的轨迹方程为。练习:7已知,在平面上动点满足,点是点关于直线的对称点,求动点的轨迹方程。5参数法求曲线的
5、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,通过“坐标互化”将其转化为寻求变量间的关系。在确定了轨迹方程之后,有时题目会就方程中的参数进行讨论;参数取值的变化使方程表示不同的曲线;参数取值的不同使其与其他曲线的位置关系不同;参数取值的变化引起另外某些变量的取值范围的变化等等。例6过点作直线交双曲线于、两点,已知。(1)求点的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线;(2)是否存在这样的直线,使矩形?若存在,求出的方程;若不存在,说明理由。解:当直线的斜率存在时,设的方程为,代入方程,得因为直线与双曲线有两个交点,所以,设,则设,由 得 所以,代入
6、可得,化简得即 当直线的斜率不存在时,易求得满足方程,故所求轨迹方程为,其轨迹为双曲线。(也可考虑用点差法求解曲线方程)(2)平行四边为矩形的充要条件是即 当不存在时,、坐标分别为、,不满足式当存在时,化简得,此方程无实数解,故不存在直线使为矩形。练习:8设椭圆方程为,过点的直线交椭圆于点、,是坐标原点,点满足,点的坐标为,当绕点旋转时,求:(1)动点的轨迹方程; (2)的最小值与最大值。9设点和为抛物线上原点以外的两个动点,且,过作于,求点的轨迹方程。6交轨法若动点是两曲线的交点,可以通过这两曲线的方程直接求出交点的方程,也可以解方程组先求出交点的参数方程,再化为普通方程。例7已知是椭圆中垂
7、直于长轴的动弦,、是椭圆长轴的两个端点,求直线和的交点的轨迹方程。解1:(利用点的坐标作参数)令,则而.设与的交点为因为共线,所以 因为共线,所以两式相乘得, 而即代入得,即交点的轨迹方程为解2: (利用角作参数)设,则所以 , 两式相乘消去即可得所求的点的轨迹方程为 。练习:10两条直线和的交点的轨迹方程是_ _。总结归纳1要注意有的轨迹问题包含一定隐含条件,也就是曲线上点的坐标的取值范围由曲线和方程的概念可知,在求曲线方程时一定要注意它的“完备性”和“纯粹性”,即轨迹若是曲线的一部分,应对方程注明的取值范围,或同时注明的取值范围。2“轨迹”与“轨迹方程”既有区别又有联系,求“轨迹”时首先要
8、求出“轨迹方程”,然后再说明方程的轨迹图形,最后“补漏”和“去掉增多”的点,若轨迹有不同的情况,应分别讨论,以保证它的完整性。练习参考答案12解:设点的坐标为,则由方程,得由于直线与椭圆交于两点、,故即、两点的坐标分别为由题知即即所以点的轨迹方程为3D 【解析】在长方体中建立如图所示的空间直角坐标系,易知直线与是异面垂直的两条直线,过直线与平行的平面是面,设在平面内动点满足到直线与的距离相等,作于,于,于,连结,易知平面,则有,(其中是异面直线与间的距离),即有,因此动点的轨迹是双曲线,选D.4A5解 设,PMA则,由, OB两式相减并同除以得 ,而, 又因为所以 化简得点的轨迹方程6先用点差
9、法求出,但此时直线与双曲线并无交点,所以这样的直线不存在。中点弦问题,注意双曲线与椭圆的不同之处,椭圆不须对判别式进行检验,而双曲线必须进行检验。7解:设,则由即所以点的轨迹是以为圆心,以3为半径的圆。点是点关于直线的对称点。动点的轨迹是一个以为圆心,半径为3的圆,其中是点关于直线的对称点,即直线过的中点,且与垂直,于是有即故动点的轨迹方程为。8解:(1)解法一:直线过点,设其斜率为,则的方程为 记、由题设可得点、的坐标、是方程组 的解 将代入并化简得,所以于是 设点的坐标为则消去参数得 当不存在时, 、中点为坐标原点,也满足方程,所以点的轨迹方程为 解法二:设点的坐标为,因、在椭圆上,所以 得,所以 当时,有 并且 将代入并整理得 当时,点、的坐标为,这时点的坐标为也满足,所以点的轨迹方程为 (2)解:由点的轨迹方程知,即所以 故当,取得最小值,最小值为时,取得最大值, 最大值为9解法1 :(常规设参)设,则由共线得 则把()代入上式得化简得的轨迹方程为)解法2: (变换方向) 设的方程为,则的方程为由 得 , 由得所以直线的方程为 因为,所以直线的方程为 即得的轨迹方程: 解法3: (转换观点) 视点为定点,令,由可得直线的方程为, 与抛物线联立消去得,设,则又因为,所以 故即所以点的轨迹方程为10