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2015屆高考數(shù)學總復習 基礎(chǔ)知識名師講義 第七章 第十一節(jié)軌跡方程的求法 文

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1、 十一節(jié) 軌跡方程的求法 了解方程的曲線與曲線的方程的對應關(guān)系. 知識梳理 一、“曲線的方程”和“方程的曲線”的概念 在直角坐標系中,如果某曲線C(看作滿足某種條件的點的集合或軌跡)上的點與一個二元方程f(x,y)=0的實數(shù)解建立了如下關(guān)系: (1)曲線上的點的坐標都是這個方程的解; (2)以這個方程的解為坐標的點都是曲線上的點. 那么這個方程叫做曲線的方程,這條曲線叫做方程的曲線. 二、求曲線的(軌跡)方程 求曲線的軌跡方程是解析幾何的兩個基本問題之一.求符合某種條件的動點的軌跡方程,其實質(zhì)就是利用題設(shè)中的幾何條件,用“坐標化”將其轉(zhuǎn)化為尋求變量間的關(guān)

2、系.這類問題除了考查學生對圓錐曲線的定義、性質(zhì)等基礎(chǔ)知識的掌握外,還充分考查了各種數(shù)學思想方法及一定的推理能力和運算能力. 它一般分為兩類基本題型:一是已知軌跡類型求其方程,常用待定系數(shù)法,如求直線及圓的方程就是典型例題;二是未知軌跡類型,此時除了用代入法、交軌法、參數(shù)法等求軌跡的方法外,通常設(shè)法利用已知軌跡的定義解題,化歸為求已知軌跡類型的軌跡方程.因此在求動點軌跡方程的過程中,一是尋找與動點坐標有關(guān)的方程(等量關(guān)系),側(cè)重于數(shù)的運算,一是尋找與動點有關(guān)的幾何條件,側(cè)重于形,重視圖形幾何性質(zhì)的運用. (1)用直接法求曲線(軌跡)方程的基本步驟. ①建系設(shè)點:建立適當?shù)闹苯亲鴺讼?,設(shè)曲線

3、上任一點坐標M(x,y); ②列幾何等式:寫出適合條件的點的集合P={M|P(M)},關(guān)鍵是根據(jù)條件列出適合條件的等式; ③化為代數(shù)等式:用坐標代換幾何等式,列出方程; ④化簡:把方程f(x,y)=0化成最簡形式; ⑤證明:證明化簡后的方程就是所求曲線的方程. 除個別情況外,化簡過程都是同解變形,所以步驟⑤可以省略不寫.如有特殊情況,可適當加以說明,步驟②也可省略. (2)求曲線軌跡方程應注意的問題. 1 / 6 ①要注意一些隱含條件,若軌跡是曲線的一部分,應對方程注明x的取值范圍,或同時注明x,y的取值范圍,保證軌跡的純粹性; ②若軌跡有不同情況,應分別討論,以保證它的

4、完整性; ③曲線的軌跡和曲線方程是有區(qū)別的,求曲線的軌跡不僅要求出方程,而且要指明曲線的位置、類型. 基礎(chǔ)自測 1.(2013衡水中學模擬)下列說法正確的是(  ) A.在△ABC中,已知A(1,1),B(4,1),C(2,3),則AB邊上的高的方程是x=2 B.方程y=x2(x≥0)的曲線是拋物線 C.已知平面上兩定點A、B,動點P滿足|PA|-|PB|=|AB|,則P點的軌跡是雙曲線 D.第一、三象限角平分線的方程是y=x 解析:A選項中高線為線段,B選項中為拋物線的一部分,C選項中是雙曲線的一支.故選D. 答案:D 2.已知點A(-2,0),B(3,0),

5、動點P(x,y)滿足=x2,則點P的軌跡是(  ) A.圓     B.橢圓 C.拋物線  D.雙曲線 解析:設(shè)動點P的坐標為(x,y),則=(-2-x,-y), =(3-x,-y),由=x2,得y2=x+6.故選C. 答案:C 3.已知橢圓+=1的左、右兩個焦點分別是F1,F(xiàn)2,P是這個橢圓上的一個動點,延長F1P到Q,使得|PQ|=|F2P|,則Q的軌跡方程是______________. 解析:提示:用定義法求軌跡方程. 答案:(x+1)2+y2=16 1.曲線C是平面內(nèi)與兩個定點F1(-1,0)和F

6、2(1,0)的距離的積等于常數(shù)a2(a>1)的點的軌跡,給出下列三個結(jié)論: ①曲線C過坐標原點; ②曲線C關(guān)于坐標原點對稱; ③若點P在曲線C上,則△F1PF2的面積不大于a2. 其中,所有正確結(jié)論的序號是____________. 解析: ①曲線C經(jīng)過原點,這點不難驗證是錯誤的,如果經(jīng)過原點,那么a=1,與條件不符; ②曲線C關(guān)于原點對稱,這點顯然正確,如果在某點處|PF1||PF2|=a2,關(guān)于原點的對稱點處也一定符合|PF1||PF2|=a2; ③三角形的面積S△F1F2P≤,因為S△F1F2P=|PF1||PF2|sin∠F1PF2≤|PF1||PF2|=.所以②③正

7、確. 答案:②③ 2.(2013新課標全國卷Ⅱ)在平面直角坐標系xOy中,已知圓P在x軸上截得線段長為2,在y軸上截得線段長為2. (1)求圓心P的軌跡方程; (2)若P點到直線y=x的距離為,求圓P的方程. 解析:(1)設(shè)P(x,y),圓P的半徑為r. 則y2+2=r2,x2+3=r2. ∴y2+2=x2+3,即y2-x2=1. ∴P點的軌跡方程為y2-x2=1. (2)設(shè)P的坐標為(x0,y0), 則=,即|x0-y0|=1. ∴y0-x0=1,即y0=x01. ①當y0=x0+1時,由y-x=1得(x0+1)2-x=1. ∴∴r2=3. ∴圓P

8、的方程為x2+(y-1)2=3. ②當y0=x0-1時,由y-x=1得(x0-1)2-x=1. ∴∴r2=3. ∴圓P的方程為x2+(y+1)2=3. 綜上所述,圓P的方程為x2+(y1)2=3. 1.(2013鹽城模擬)設(shè)M、N為拋物線C:y=x2上的兩個動點,過M、N分別作拋物線C的切線l1、l2,與x軸分別交于A、B兩點,且l1與l2相交于點P,若AB=1. (1)求點P的軌跡方程; (2)求證:△MNP的面積為一個定值,并求出這個定值. (1)解析:y′=2x,設(shè)M(m,m2),N(n,n2),則依題意知,切線l1,l2的斜率分別為k1=2m,k2=

9、2n,切線方程分別為y=2mx-m2,y=2nx-n2, 則A,B,設(shè)P(x,y),由 得① 因為AB=1,所以|n-m|=2, 即(m+n)2-4mn=4,將①代入上式得:y=x2-1, 所以點P的軌跡方程為y=x2-1. (2)證明:設(shè)直線MN的方程為y=kx+b(b>0). 聯(lián)立方程消去y得x2-kx-b=0, 所以m+n=k,mn=-b,② 點P到直線MN的距離d=,MN=|m-n|,所以S△MNP=dMN=|m-n|=(m-n)2|m-n|=2. 即△MNP的面積為定值2. 2.(2012天津六校聯(lián)考)已知橢圓的中心在坐標原點,焦點在x軸上,短軸長為

10、2,且兩個焦點和短軸的兩個端點恰為一個正方形的頂點.過右焦點F與x軸不垂直的直線l交橢圓于P,Q兩點. (1)求橢圓的方程. (2)在線段OF上是否存在點M(m,0),使得|MP|=|MQ|?若存在,求出m的取值范圍;若不存在,請說明理由. 解析:(1)因為橢圓的短軸長2b=2,b=1, 又因為兩個焦點和短軸的兩個端點恰為一個正方形的頂點,所以b=c,得a2=b2+c2=2.故橢圓的方程為+y2=1. (2)①若l與x軸重合,顯然M與原點重合,m=0. ②若直線l的斜率k≠0,則可設(shè)l:y=k(x-1),設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),則消去y得x2+2k2(x2-2x+1)-2=0,整理得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2=0. x1+x2=?PQ的中點橫坐標為, 代入l:y=k(x-1)可得:PQ的中點為N, 由|MP|=|MQ|得MN⊥PQ,則kMNk=-1,可得m=,所以m==∈,綜合①②得m∈. 希望對大家有所幫助,多謝您的瀏覽!

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