轨迹方程的求法
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。也叫直译法;
例1、如图,圆O1与圆O2的半径都是1,O1O24,过动点P分别作圆O1、圆O2的切线
,使得PM。试建立适当的坐标系求动点P的轨迹方程。 PM、
PN(M、N分别为切点)
◎◎双曲线的两焦点分别是F1、F2,其中F1是抛物线y双曲线上.
(1)求点F1的坐标; (2)求点F2的轨迹方程,并指出其轨迹表示的曲线. 评析:
1
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”。
2、求轨迹方程一般只要求出方程即可,求轨迹却不仅要求出方程而且要说明轨迹是什么。
14
(x1)1的焦点,两点A(3,2)、B(1,2)都在该
2
2.定义法:动点的轨迹符合某种已知几何曲线的定义,可知轨迹方程的形式,再利用待定系数法求出方程
的相关系数,这种方法叫做定义法.
例2、已知ABC中,A、B、C所对应的边为a、b、c,且acb,a、c、b成等差数列,|AB|2,求顶点
C的轨迹方程。
◎◎一动圆与圆x2y26x50外切,同时与圆x2y26x910内切,求动圆圆心M的轨迹方程,并说明它是什么样的曲线。
◎◎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.
评析:定义法的关键是条件的转化——转化成某一已知曲线的定义条件。
三.代入法:动点P所满足的条件不易找出,但形成轨迹的动点P(x,y)跟随另一动点Q(x',y')的运
动而有规律的运动,且动点Q的轨迹为给定或容易求得,则可先将x'、y'表示为x、y的关系,再代入Q的轨迹方程,然后整理得P的轨迹方程,这种求轨迹方程的法叫代入法。代入法也称相关点法(影子问题)。
1
例3、已知抛物线y2x1,定点A(3,1)。B为抛物线上任意一点,点P在线段AB上,且有BPPA,当
2
B点在抛物线上变动时,求点P的轨迹方程.
2
◎◎P为双曲线xy21上一动点,F1,F2是曲线的两个焦点,求PF1F2的重心M的轨迹方程。
9
评析:一般地,定比分点问题、对称问题或能转化为这两2
类的轨迹问题,都可用相关点法。
四、参数法:求轨迹方程有时很难直接找到动点的横坐标x、纵坐标y之间的关系.可借助中间变量t(参
数),使x、y之间建立起联系:
xf(t)yg(t)
(t为参数),则已得动点的参数方程。若消去参数,则得轨迹的普
通方程方程。注意:参数既可最后消,也可在中间过程中消去。
例4、设点A和B为抛物线 y24px(p0)上除原点O以外的两个动点,已知OAOB,OMAB,求点M的轨迹方程,并说明它表示什么曲线。
◎◎过点A(1,0),斜率为k的直线l与抛物线C:y24x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。
评析:
1.用参数法求轨迹是高考中常考的重要题型.由于选参灵活,技巧性强,也是较难掌握的一类问题。
2.用什么变量为参数,要看动点随什么关键量的变化而变化。常见的参数有:斜率、截距、定比分、角、点的某个坐标等。
3.要特别注意消去参数前后保持范围的等价性。
【4.多个参数问题中,根据方程的观点,引入 n个参数,需建立n1个方程,才能消去参数。(特殊情况下,能整体处理时方程个数可减少)】
五、交轨法:求两动曲线交点轨迹时,可由方程直接消去参数,例如求两动直线的交点时常用此法。也可
以引入参数来建立这些动曲线的联系,然而消去参数得到轨迹方程。交轨法实际是参数法。
例5 、抛物线y24px(p0)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上的射影M的轨迹。
评析:用交轨法求交点的轨迹方程时,不一定非要求出3 交点坐标,只要能消去参数,得到交点的两个坐标间的关系即可。交轨法实际上是参数法中的一种特殊情况。
六.点差法:也叫中点弦法。顾名思义,用来求解二次曲线(除圆以外)弦的中点轨迹问题。
例6、倾斜角为
◎◎已知抛物线y4x。求过焦点的弦的中点M的轨迹方程。
2
4
的直线交椭圆
x
2
2
y1于A、B。求线段AB的中点M的轨迹方程。
4
◎◎已知双曲线
x
2
2
2
y1。A、B
在双曲线上,且线段AB的中点为M(1,2)。求直线AB的方程。
七、向量法:条件用向量形式表述。
例6 、设x,yR,i,j为直角坐标平面内x,y轴正方向上的单位向量,若向量axi(y2)j,
bxi(y2)j,且|a||b|8.
(1)求点M(x,y)的轨迹C的方程;
(2)过点(0,3)作直线l与曲线C交于A,B两点,设OPOAOB,是否存在这样的直线l,使得四边形
OAPB是矩形?若存在,求出直线l的方程;若不存在,试说明理由。
◎◎设F(1,0),M点在x轴上,P点在y轴上,且MN2MP
(I)当点P在y轴上运动时,求N点的轨迹C的方程;
(II)设A(x1,y1),B(x
2
,PM⊥PF。
,y2)D,x(
3
y,)3
是曲线C4 上的三点,且AFBFDF成等差数列,当AD的
垂直平分线与x轴交于点E(3,0),求B点的坐标。
评析:(1)与向量相关的一类求轨迹问题是高考的重点。
(2)这类题通常有两个向量条件:一个是向量的相等关系:用来找动点的坐标关系。另一个是实数的相等关系:用来列方程.
巩固练习:
1
、方程y ( ) A、双曲线 B、半圆 C、两条射线 D、抛物线
2、方程[(x1)2(y2)2](x2y2)0表示的图形是: ( ) A、两条相交直线 B、两条直线与点(1,-2) C、两条平行线 D、四条直线
3、动点P与定点A(1,0)、B(1,0)的连线的斜率之积为-1,则P点的轨迹方程是: ( )
2
A、x2+y2=1 B、x2+y2=1(x≠±1) C、x2+y2=1(x≠1) D、y=x
4、一动点到两坐标轴的距离之和的2倍,等于该点到原点距离的平方,则动点的轨迹方程是: ( ) A、x2+y2=2(x+y) B、x2+y2=2|x+y| C、x2+y2=2(|x|+|y|) D、x2+y2=2(x-y) 5、动点P到直线x=1的距离与它到点A(4,0)的距离之比为2,则P点的轨迹是:( ) A、中心在原点的椭圆 B、中心在(5,0)的椭圆 C、中点在原点的双曲线 D、中心在(5,0)的双曲线
6、已知圆x2+y2=4,过A(4,0)作圆的割线ABC,则弦BC中点的轨迹方程是 ( ) A、(x-2)2+y2=4 B、(x-2)2+y2=4(0≤x<1) C、(x-1)2+y2=4 D、(x-1)2+y2=4(0≤x<1)
7、已知M(-2,0),N(2,0),|PM|-|PN|=4,则动点P的轨迹是: ( ) A、双曲线 B、双曲线左支 C、一条射线 D、双曲线右支 8、若一动圆与两圆x2+y2=1, x2+y2-8x+12=0都外切,则动圆圆心的轨迹为: ( ) A、抛物线 B、圆 C、双曲线的一支 D、椭圆
9、点M到F(3,0)的距离比它到直线x+4=0 的距离小1,则点M的轨迹方程是:( ) A、y2=12x B、y2=12x(x>0) C、y2=6x D、y2=6x(x>0)
10、已知圆x2+y2=1,点A(1,0),△ABC内接于圆,且∠BAC=60°,当B、C在圆上运动时,BC中点的轨迹方程是( ) A、x2+y2=
12
B、x2+y2=
14
C、x2+y2=
12
(x
12
) D、x2+y2=
14
(x
14
)
物线顶点的轨迹方程是 ( ) 11、抛物线过点M(2,-4),且以x轴为准线,此抛5 A、(x-2)2+(y+4)2=16 (y¹0) B、(x-2)2+4(y+2)2=16 (y¹0) C、(x-2)2-(y+4)2=16 D、(x-2)2+4(y+4)2=16
22
12、椭圆C与椭圆(x3)(y2)1关于直线x+y=0对称,椭圆C的方程是( )
94
2222
A、(x+2)+(y+3)=1 B、(x-2)+(y-3)=1
4994
C、(x+2)
9
2
+
(y+3)
4
2
=1 D、
(x-2)
4
2
+
(y-3)
9
2
=1
13、设A1、A2是椭圆
x
2
9
y
2
4
=1的长轴两个端点,P1、P2是垂直于A1A2的弦的端点,则直线A1P1与A2P2交点的
轨迹方程为 ( ) A.x
2
9
y
2
4
1 B.
y
2
9
x
2
4
1 C.
x
2
9
y
2
4
1 D.
y
2
9
x
2
4
1
14、中心在原点,焦点在坐标为(0,±52)的椭圆被直线3x-y-2=0截得的弦的中点的横坐标为
程为 ( )
12
,则椭圆方
A.
2x
2
25
2y
2
75
1 B.
2x
2
75
2y
2
25
1 C.
x
2
25
y
2
75
1 D.
x
2
75
y
2
25
1
15、已知⊙O:x2+y2=a2, A(-a, 0), B(a, 0), P1, P2为⊙O上关于x轴对称的两点,则直线AP1与直线BP2的交点P
的轨迹方程为 ( ) A、x2+y2=2a2 B、x2+y2=4a2 C、x2-y2=4a2 D、x2-y2=a2
16、动圆与x轴相切,且被直线y=x所截得的弦长为2,则动圆圆心的轨迹方程为 。 17、过原点的动椭圆的一个焦点为F(1,0),长轴长为4,则动椭圆中心的轨迹方程为。 18、曲线x2+4y2=4关于点M(3,5)对称的曲线方程为 。 19、经过抛物线y=4x的焦点的弦中点轨迹方程是 。 20、倾斜角为
4
2
的直线交椭圆
x
2
4
+y=1于A、B两点,则线段AB中点的轨迹方程是 。
2
21、两条直线ax+y+1=0和x-ay-1=0(a≠±1)的交点的轨迹方程是 。
6
轨迹方程的求法
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。也叫直译法;
例1、如图,圆O1与圆O2的半径都是1,O1O24,过动点P分别作圆O1、圆O2的切线
,使得PM。试建立适当的坐标系求动点P的轨迹方程。 PM、
PN(M、N分别为切点)
◎◎双曲线的两焦点分别是F1、F2,其中F1是抛物线y双曲线上.
(1)求点F1的坐标; (2)求点F2的轨迹方程,并指出其轨迹表示的曲线. 评析:
1
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”。
2、求轨迹方程一般只要求出方程即可,求轨迹却不仅要求出方程而且要说明轨迹是什么。
14
(x1)1的焦点,两点A(3,2)、B(1,2)都在该
2
2.定义法:动点的轨迹符合某种已知几何曲线的定义,可知轨迹方程的形式,再利用待定系数法求出方程
的相关系数,这种方法叫做定义法.
例2、已知ABC中,A、B、C所对应的边为a、b、c,且acb,a、c、b成等差数列,|AB|2,求顶点
C的轨迹方程。
◎◎一动圆与圆x2y26x50外切,同时与圆x2y26x910内切,求动圆圆心M的轨迹方程,并说明它是什么样的曲线。
◎◎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.
评析:定义法的关键是条件的转化——转化成某一已知曲线的定义条件。
三.代入法:动点P所满足的条件不易找出,但形成轨迹的动点P(x,y)跟随另一动点Q(x',y')的运
动而有规律的运动,且动点Q的轨迹为给定或容易求得,则可先将x'、y'表示为x、y的关系,再代入Q的轨迹方程,然后整理得P的轨迹方程,这种求轨迹方程的法叫代入法。代入法也称相关点法(影子问题)。
1
例3、已知抛物线y2x1,定点A(3,1)。B为抛物线上任意一点,点P在线段AB上,且有BPPA,当
2
B点在抛物线上变动时,求点P的轨迹方程.
2
◎◎P为双曲线xy21上一动点,F1,F2是曲线的两个焦点,求PF1F2的重心M的轨迹方程。
9
评析:一般地,定比分点问题、对称问题或能转化为这两2
类的轨迹问题,都可用相关点法。
四、参数法:求轨迹方程有时很难直接找到动点的横坐标x、纵坐标y之间的关系.可借助中间变量t(参
数),使x、y之间建立起联系:
xf(t)yg(t)
(t为参数),则已得动点的参数方程。若消去参数,则得轨迹的普
通方程方程。注意:参数既可最后消,也可在中间过程中消去。
例4、设点A和B为抛物线 y24px(p0)上除原点O以外的两个动点,已知OAOB,OMAB,求点M的轨迹方程,并说明它表示什么曲线。
◎◎过点A(1,0),斜率为k的直线l与抛物线C:y24x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。
评析:
1.用参数法求轨迹是高考中常考的重要题型.由于选参灵活,技巧性强,也是较难掌握的一类问题。
2.用什么变量为参数,要看动点随什么关键量的变化而变化。常见的参数有:斜率、截距、定比分、角、点的某个坐标等。
3.要特别注意消去参数前后保持范围的等价性。
【4.多个参数问题中,根据方程的观点,引入 n个参数,需建立n1个方程,才能消去参数。(特殊情况下,能整体处理时方程个数可减少)】
五、交轨法:求两动曲线交点轨迹时,可由方程直接消去参数,例如求两动直线的交点时常用此法。也可
以引入参数来建立这些动曲线的联系,然而消去参数得到轨迹方程。交轨法实际是参数法。
例5 、抛物线y24px(p0)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上的射影M的轨迹。
评析:用交轨法求交点的轨迹方程时,不一定非要求出3 交点坐标,只要能消去参数,得到交点的两个坐标间的关系即可。交轨法实际上是参数法中的一种特殊情况。
六.点差法:也叫中点弦法。顾名思义,用来求解二次曲线(除圆以外)弦的中点轨迹问题。
例6、倾斜角为
◎◎已知抛物线y4x。求过焦点的弦的中点M的轨迹方程。
2
4
的直线交椭圆
x
2
2
y1于A、B。求线段AB的中点M的轨迹方程。
4
◎◎已知双曲线
x
2
2
2
y1。A、B
在双曲线上,且线段AB的中点为M(1,2)。求直线AB的方程。
七、向量法:条件用向量形式表述。
例6 、设x,yR,i,j为直角坐标平面内x,y轴正方向上的单位向量,若向量axi(y2)j,
bxi(y2)j,且|a||b|8.
(1)求点M(x,y)的轨迹C的方程;
(2)过点(0,3)作直线l与曲线C交于A,B两点,设OPOAOB,是否存在这样的直线l,使得四边形
OAPB是矩形?若存在,求出直线l的方程;若不存在,试说明理由。
◎◎设F(1,0),M点在x轴上,P点在y轴上,且MN2MP
(I)当点P在y轴上运动时,求N点的轨迹C的方程;
(II)设A(x1,y1),B(x
2
,PM⊥PF。
,y2)D,x(
3
y,)3
是曲线C4 上的三点,且AFBFDF成等差数列,当AD的
垂直平分线与x轴交于点E(3,0),求B点的坐标。
评析:(1)与向量相关的一类求轨迹问题是高考的重点。
(2)这类题通常有两个向量条件:一个是向量的相等关系:用来找动点的坐标关系。另一个是实数的相等关系:用来列方程.
巩固练习:
1
、方程y ( ) A、双曲线 B、半圆 C、两条射线 D、抛物线
2、方程[(x1)2(y2)2](x2y2)0表示的图形是: ( ) A、两条相交直线 B、两条直线与点(1,-2) C、两条平行线 D、四条直线
3、动点P与定点A(1,0)、B(1,0)的连线的斜率之积为-1,则P点的轨迹方程是: ( )
2
A、x2+y2=1 B、x2+y2=1(x≠±1) C、x2+y2=1(x≠1) D、y=x
4、一动点到两坐标轴的距离之和的2倍,等于该点到原点距离的平方,则动点的轨迹方程是: ( ) A、x2+y2=2(x+y) B、x2+y2=2|x+y| C、x2+y2=2(|x|+|y|) D、x2+y2=2(x-y) 5、动点P到直线x=1的距离与它到点A(4,0)的距离之比为2,则P点的轨迹是:( ) A、中心在原点的椭圆 B、中心在(5,0)的椭圆 C、中点在原点的双曲线 D、中心在(5,0)的双曲线
6、已知圆x2+y2=4,过A(4,0)作圆的割线ABC,则弦BC中点的轨迹方程是 ( ) A、(x-2)2+y2=4 B、(x-2)2+y2=4(0≤x<1) C、(x-1)2+y2=4 D、(x-1)2+y2=4(0≤x<1)
7、已知M(-2,0),N(2,0),|PM|-|PN|=4,则动点P的轨迹是: ( ) A、双曲线 B、双曲线左支 C、一条射线 D、双曲线右支 8、若一动圆与两圆x2+y2=1, x2+y2-8x+12=0都外切,则动圆圆心的轨迹为: ( ) A、抛物线 B、圆 C、双曲线的一支 D、椭圆
9、点M到F(3,0)的距离比它到直线x+4=0 的距离小1,则点M的轨迹方程是:( ) A、y2=12x B、y2=12x(x>0) C、y2=6x D、y2=6x(x>0)
10、已知圆x2+y2=1,点A(1,0),△ABC内接于圆,且∠BAC=60°,当B、C在圆上运动时,BC中点的轨迹方程是( ) A、x2+y2=
12
B、x2+y2=
14
C、x2+y2=
12
(x
12
) D、x2+y2=
14
(x
14
)
物线顶点的轨迹方程是 ( ) 11、抛物线过点M(2,-4),且以x轴为准线,此抛5 A、(x-2)2+(y+4)2=16 (y¹0) B、(x-2)2+4(y+2)2=16 (y¹0) C、(x-2)2-(y+4)2=16 D、(x-2)2+4(y+4)2=16
22
12、椭圆C与椭圆(x3)(y2)1关于直线x+y=0对称,椭圆C的方程是( )
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2222
A、(x+2)+(y+3)=1 B、(x-2)+(y-3)=1
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C、(x+2)
9
2
+
(y+3)
4
2
=1 D、
(x-2)
4
2
+
(y-3)
9
2
=1
13、设A1、A2是椭圆
x
2
9
y
2
4
=1的长轴两个端点,P1、P2是垂直于A1A2的弦的端点,则直线A1P1与A2P2交点的
轨迹方程为 ( ) A.x
2
9
y
2
4
1 B.
y
2
9
x
2
4
1 C.
x
2
9
y
2
4
1 D.
y
2
9
x
2
4
1
14、中心在原点,焦点在坐标为(0,±52)的椭圆被直线3x-y-2=0截得的弦的中点的横坐标为
程为 ( )
12
,则椭圆方
A.
2x
2
25
2y
2
75
1 B.
2x
2
75
2y
2
25
1 C.
x
2
25
y
2
75
1 D.
x
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75
y
2
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1
15、已知⊙O:x2+y2=a2, A(-a, 0), B(a, 0), P1, P2为⊙O上关于x轴对称的两点,则直线AP1与直线BP2的交点P
的轨迹方程为 ( ) A、x2+y2=2a2 B、x2+y2=4a2 C、x2-y2=4a2 D、x2-y2=a2
16、动圆与x轴相切,且被直线y=x所截得的弦长为2,则动圆圆心的轨迹方程为 。 17、过原点的动椭圆的一个焦点为F(1,0),长轴长为4,则动椭圆中心的轨迹方程为。 18、曲线x2+4y2=4关于点M(3,5)对称的曲线方程为 。 19、经过抛物线y=4x的焦点的弦中点轨迹方程是 。 20、倾斜角为
4
2
的直线交椭圆
x
2
4
+y=1于A、B两点,则线段AB中点的轨迹方程是 。
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21、两条直线ax+y+1=0和x-ay-1=0(a≠±1)的交点的轨迹方程是 。
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