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求曲线轨迹方程的五种方法

求曲线轨迹方程的五种方法
一、直接法
如果题目中的条件有明显的等量关系,或者可以利用平面几何知
识推出等量关系,求方程时可用直接法。

例1长为2a的线段AB的两个端点分别在x轴、y轴上滑动,求AB 中点P的轨迹方程。

/解:设点P的坐标为(x, y),\
则A(2x,0),B(0,2y),由|AB|=2a 得\、(2x 0)2(0 2y)2=2a
化简得x2+y2=a,即为所求轨迹方程
点评:本题中存在几何等式|AB|=2a,故可用直接法解之。

二、定义法
如果能够确立动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可用曲线定义写出方程,这种方法称为定义法。

例2动点P到直线x+4=0的距离减去它到M (2, 0)的距离之
差等于2,则点P的轨迹是()
A、直线
B、椭圆
C、双曲线
D、抛物线
解法一:由题意,动点P到点M (2,0)的距离等于这点到直
线x=-2的距离,因此动点P的轨迹是抛物线,故选D。

解法二:设P点坐标为(x,y),则/
|x+4|- (x 2)2 y2=2
当x > -4 时,x+4- (x 2)2 y2=2 化简得
当时,y2=8x 当x V -4 时,-X-4- .. (x 2)2 y2=2 无解
所以P点轨迹是抛物线y2=8x
点评:解法一与解法二分别用定义法和直接法求轨迹方程,明显, 解法一优于后一种解法,对于有些求轨迹方程的题目,若能采用定义法,则优先采用定义法,它能大量地简化计算。

三、代入法
如果轨迹点P(x,y)依赖于另一动点Q(a, b),而Q(a, b)又在某已知曲线上,则可先列出关于x、y、a、b的方程组,利用x、y表示出a、b,把a、b代入已知曲线方程便得动点P的轨迹方程,此法称为代入法。

2 2
例3 P
在以F1、F2为焦点的双曲线16七1上运动,则厶F1F2P
、k2 (x2 y2) • . x2 y2=12
••• k (x2+y2) =12,又点M在已知圆上,
••• 13k2x2+13k2y2-15kx-36ky=0
由上述两式消去x2+y2得
5x+12y-52=0
点评:用参数法求轨迹,设参尽量要少,消参较易。

五、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方程,
的重心G 的轨迹方程是
四、参数法
此法称为交轨法。

解:设 P (X 。

, y o ), G (x , y ),则有
2
x 16
即吱
16 1(x
1(0 y 2 1
4 X 。

) 0 y o )
x 3x ,代入
y o 3y 由于G 不在F 1F 2上,
所以y 主0
如果轨迹动点P (x, y)的坐标之间的关系不易找到,也没有相关的点可用时,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,此法称为参数法。

例4 已知点M在圆13x* 2+13y2-15x-36y=0上,点N在射线0M 上,且满足|0M| • |ON|=12,求动点N的轨迹方程。

分析:点N在射线0M上,而同一条以坐标原点为端点的射线上两点坐标的关系为(x, y)与(kx, ky) (k> 0),故采用参数法求轨迹方程。

解:设N (x, y),则M (kx, ky), k>0 、由|OM| • |ON|=12 得
2 2
例5已知A i A是椭圆令与1 (a>b>0)的长轴,CD是垂
a b
直于A i A的椭圆的弦,求直线A i C与AD的交点P的轨迹方程。

解:设P (x, y), C (x o, y o), D (x°, -y o),(计 0)
•/ A1(-a
,0
), A
(a, 0),由A i、C、P共线及A、D、P共线
y o y
得x o a x a
y o y
X o a x a
2 2 2 2
两式相乘并由X02 ¥021,消去x o, y。

,得,所求轨迹方程为笃爲i
a b a b
(y 工
o)
点评:交轨法的难点是消参,如何巧妙地消参是我们研究的问题。

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