解析几何求轨迹方程的常用方法求轨迹方程的一般方法:1. 定义法:如果动点P 的运动规律合乎我们已知的某种曲线(如圆、椭圆、双曲线、抛物线)的定义,则可先设出轨迹方程,再根据已知条件,待定方程中的常数,即可得到轨迹方程。
2. 直译法:如果动点P 的运动规律是否合乎我们熟知的某些曲线的定义难以判断,但点P 满足的等量关系易于建立,则可以先表示出点P 所满足的几何上的等量关系,再用点P 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t ,以此量作为参变数,分别建立P 点坐标x ,y 与该参数t 的函数关系x =f (t ), y =g (t ),进而通过消参化为轨迹的普通方程F (x ,y )=0。
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,而该点的运动规律已知,(该点坐标满足某已知曲线方程),则可以设出P (x ,y ),用(x ,y )表示出相关点P'的坐标,然后把P'的坐标代入已知曲线方程,即可得到动点P 的轨迹方程。
5:交轨法:在求动点轨迹时,有时会出现要求两动曲线交点的轨迹问题,这种问题通常通过解方程组得出交点(含参数)的坐标,再消去参数求得所求的轨迹方程(若能直接消去两方程的参数,也可直接消去参数得到轨迹方程),该法经常与参数法并用。
一:用定义法求轨迹方程例1:已知ABC ∆的顶点A ,B 的坐标分别为(-4,0),(4,0),C 为动点,且满足,sin 45sin sin C A B =+求点C 的轨迹。
例2: 已知ABC ∆中,A ∠、B ∠、C ∠的对边分别为a 、b 、c ,若b c a ,,依次构成等差数列,且b c a >>,2=AB ,求顶点C 的轨迹方程.【变式】:已知圆的圆心为M 1,圆的圆心为M 2,一动圆与这两个圆外切,求动圆圆心P 的轨迹方程。
【变式】:⊙C :22(3)16x y ++=内部一点(3,0)A 与圆周上动点Q 连线AQ 的中垂线交CQ 于P ,求点P 的轨迹方程.二:用直译法求轨迹方程例3:一条线段两个端点A 和B 分别在x 轴和y 轴上滑动,且BM=a ,AM=b ,求AB 中点M 的轨迹方程?【变式】: 动点P (x,y )到两定点A (-3,0)和B (3,0)的距离的比等于2(即2||||=PB PA ),求动点P 的轨迹方程?三:用参数法求轨迹方程此类方法主要在于设置合适的参数,求出参数方程,最后消参,化为普通方程。
注意参数的取值范围。
例4.过点P (2,4)作两条互相垂直的直线l 1,l 2,若l 1交x 轴于A 点,l 2交y 轴于B 点,求线段AB 的中点M 的轨迹方程。
例5: 过抛物线px y 22=(0>p )的顶点O 作两条互相垂直的弦OA 、OB ,求弦AB 的中点M 的轨迹方程.【变式】过圆O :x 2 +y 2= 4 外一点A (4,0),作圆的割线,求割线被圆截得的弦BC 的中点M 的轨迹。
四:用代入法求轨迹方程例6. 的的中点求线段为定点上的动点是椭圆点M AB ,a ,,A by a x B )02(12222=+轨迹方程。
例7: 如图,从双曲线1:22=-y x C 上一点Q 引直线2:=+y x l 的垂线,垂足为N ,求线段QN 的中点P 的轨迹方程.【变式】如图所示,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°,求矩形APBQ 的顶点Q 的轨迹方程五、用交轨法求轨迹方程例8.已知椭圆22221x y a b+=(a >b >o )的两个顶点为1(,0)A a -,2(,0)A a ,与y 轴平行的直线交椭圆于P 1、P 2,求A 1P 1与A 2P 2交点M 的轨迹方程.例9: 如右图,垂直于x 轴的直线交双曲线12222=-by a x 于M 、N 两点,21,A A 为双曲线的左、右顶点,求直线MA 1与N A 2的交点P 的轨迹方程,并指出轨迹的形状.六、用点差法求轨迹方程例10. 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;课后作业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______________.2.两条直线01=--my x 与01=-+y mx 的交点的轨迹方程是 __________ .3.已知圆的方程为(x-1)2+y 2=1,过原点O 作圆的弦0A ,则弦的中点M 的轨迹方程是_____4.当参数m 随意变化时,则抛物线()yx m x m =+++-22211的顶点的轨迹方程为______。
5:点M 到点F (4,0)的距离比它到直线x +=50的距离小1,则点M 的轨迹方程为________。
6:求与两定点()()O O A 1030,、,距离的比为1:2的点的轨迹方程为_____________ 7.抛物线x y 42=的通径(过焦点且垂直于对称轴的弦)与抛物线交于A 、B 两点,动点C 在抛物线上,求△ABC 重心P 的轨迹方程。
8.已知动点P 到定点F (1,0)和直线x=3的距离之和等于4,求点P 的轨迹方程。
9.过原点作直线l 和抛物线642+-=x x y 交于A 、B 两点,求线段AB 的中点M 的轨迹方程。
10、已知定点A ( 3, 0 ),P 是圆x 2 + y 2 = 1上的动点,∠AOP 的平分线交AP 于M ,求M 点的轨迹。
11、已知常数0a >,经过定点(0,)A a -以(,)m a λ=为方向向量的直线与经过定点(0,)B a ,且以(1,2)n a λ=为方向向量的直线相交于点P,其中R λ∈. ⑴ 求点P的轨迹C的方程,它是什么曲线;⑵ 若直线:1l x y +=与曲线C相交于两个不同的点A、B,求曲线C的离心率的范围.12、过点(2,0)M -,作直线l 交双曲线221x y -=于A 、B 不同两点,已知OP OA OB =+。
(1)、求点P 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||||?OP AB =若存在,求出l 的方程;若不存在,说明理由。
补充例题:1.过抛物线 y 2 = 4 p x ( p > 0 )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。
2.已知椭圆2222by a x +=1(a >b >0),点P 为其上一点,F 1、F 2为椭圆的焦点,∠F 1PF 2的外角平分线为l ,点F 2关于l的对称点为Q ,F 2Q 交l 于点R(1)当P 点在椭圆上运动时,求R 形成的轨迹方程;(2)设点R 形成的曲线为C ,直线l y =k (x +2a )与曲线C 相交于A 、B 两点,当△AOB 的面积取得最大值时,求k 的值3.如图11-5-1,已知圆O :2225,x y += 点(3,0),(3,0)A B -,C 为圆O 上任意一点,直线CD 与BC 垂直,并交圆O 于另一点D . (1)求证:AD BC λ=;(2)若点P 在线段CD 上,且PAD PBC ∠=∠,求点P 的轨迹方程.P OxyABCD图11-5-1求轨迹方程的常用方法 答案例1:由,sin 45sin sin C A B =+可知1045==+c a b ,即10||||=+BC AC ,满足椭圆的定义。
令椭圆方程为12'22'2=+b y ax ,则34,5'''=⇒==b c a ,则轨迹方程为192522=+y x ()5±≠x ,图形为椭圆(不含左,右顶点)。
例2:解:如右图,以直线AB 为x 轴,线段AB 的中点为原 点建立直角坐标系. 由题意,b c a ,,构成等差数列,∴b a c +=2,即4||2||||==+AB CB CA ,又CA CB >,∴C 的轨迹为椭圆的左半部分.在此椭圆中,1,2='='c a ,3='b ,故C 的轨迹方程为)2,0(13422-≠<=+x x y x . 【变式】解:设动圆的半径为R ,由两圆外切的条件可得:,。
∴动圆圆心P 的轨迹是以M 1、M 2为焦点的双曲线的右支,c=4,a=2,b 2=12。
故所求轨迹方程为2:一动圆与圆O :122=+y x 外切,而与圆C :08622=+-+x y x 内切,那么动圆的圆心M 的轨迹是: A :抛物线B :圆 C :椭圆 D :双曲线一支 【解答】令动圆半径为R ,则有⎩⎨⎧-=+=1||1||R MC R MO ,则|MO|-|MC|=2,满足双曲线定义。
故选D 。
二:用直译法求曲线轨迹方程例3: 一条线段AB 的长等于2a ,两个端点A 和B 分别在x 轴和y 轴上滑动,求AB 中点P 的轨迹方程?解 设M 点的坐标为),(y x 由平几的中线定理:在直角三角形AOB 中,OM=,22121a a AB =⨯= 22222,a y x a y x =+=+∴M 点的轨迹是以O 为圆心,a 为半径的圆周. 【点评】此题中找到了OM=AB 21这一等量关系是此题成功的关键所在。
一般直译法有下列几种情况: 1)代入题设中的已知等量关系:若动点的规律由题设中的已知等量关系明显给出,则采用直接将数量关系代数化的CB yxO A方法求其轨迹。
2)列出符合题设条件的等式:有时题中无坐标系,需选定适当位置的坐标系,再根据题设条件列出等式,得出其轨迹方程。
3)运用有关公式:有时要运用符合题设的有关公式,使其公式中含有动点坐标,并作相应的恒等变换即得其轨迹方程。
4)借助平几中的有关定理和性质:有时动点规律的数量关系不明显,这时可借助平面几何中的有关定理、性质、勾股定理、垂径定理、中线定理、连心线的性质等等,从而分析出其数量的关系,这种借助几何定理的方法是求动点轨迹的重要方法.【变式2】: 动点P (x,y )到两定点A (-3,0)和B (3,0)的距离的比等于2(即2||||=PB PA ),求动点P 的轨迹方程?【解答】∵|P A |=2222)3(||,)3(y x PB y x +-=++代入2||||=PB PA 得222222224)3(4)3(2)3()3(y x y x y x y x +-=++⇒=+-++ 化简得(x -5)2+y 2=16,轨迹是以(5,0)为圆心,4为半径的圆.三:用参数法求曲线轨迹方程此类方法主要在于设置合适的参数,求出参数方程,最后消参,化为普通方程。