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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),贝S
|x+4卜(x 2)2 y2=2
当x>-4 时,x+4- , (x 2)2 y2=2 化简得
当时,y 2=8x
当 X V -4 时,-x-4- .. (x 2)2 y 2 =2 无解
所以P 点轨迹是抛物线y 2=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
仝1上运动,则厶F 1F 2P
9
的重心G 的轨迹方程是 _____________________
解:设 P (X 。

,y 。

),G (x ,y ),则有
由于G 不在F 1F 2上,所以卄0
四、参数法 x
1(x 4 X 。

) y
1(0
0 y o ) x 2 2 y 1得 9x 2
16 9 16
即9x2
2 y 1 16
即x 3x ,代入 y 。

3y 磴1 9
P 在以F i 、F 2为焦点的双曲线 2 x 16
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13X1 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,『)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|0M| • |ON|=12 得
、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,此法称为交轨法。

2 2
例5已知A i A是椭圆x2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°, y°), D (心-y°),(沪 0)
T A i (-a, 0), A (a, 0),由A「C、P 共线及A、D、P 共线得
y。

y
x0 a x a
_y^ y
x0 a x a
2 2 2 2 两式相乘并由智乌1,消去x°,y°,得,所求轨迹方程为笃爲1 a b a b (0)
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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