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曲线方程求法

1.知识与技能
进一步理解曲线的方程和方程的曲线 的概念,掌握求曲线的方程和由方程研究曲 线性质的方法.
2.过程与方法
了解求曲线方程的几种常用方法,能 够利用它们去求曲线的方程.
重点:轨迹方程的求法.
难点:求曲线的方程的思路.
在求轨迹方程时,要注意题设条件对 变量的限制,这一点易被忽视,如求某一三 角形的顶点的轨迹方程时,要排除三点共线 的情况.求出轨迹方程后,将方程所表示的 曲线在原图中大致画一下,看有没有多余的 或漏掉的点.
求曲线方程的常用方法
(1)直接法:也叫直译法,即根据题目 条件,直译为关于动点的几何关系,再利用 解析几何的有关公式进行整理、化简.
(2)定义法:若动点的轨迹满足已知曲 线的定义,可先设定方程,再确定其中的基 本量.
(3)待定系数法:根据条件能知道曲线 方程的类型,可设出其方程形式,再根据条 件确定待定的系数.
[解析] 以 AB 中点为原点,直线 AB 为 x 轴建立直角坐 标系如图,则 A(-3,0),B(3,0),
设 M(x,y),则由M→A·M→B=-1 得,(-3-x,-y)·(3-x, -y)=-1,
∴x2+y2=8 为所求.
[例 2] 已知△ABC 的两个顶点坐标为 A(-2,0),B(0, -2)第三个点 C 在曲线 y=3x2-1 上移动,求△ABC 重心的 轨迹方程.(注:设△ABC 顶点 A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3, y3),则△ABC 重心坐标为 G(x1+x32+x3,y1+y32+y3).)
[解析] 设C(x1,y1),重心G(x,y), 由重心坐标公式得3x=-2+0+x1,3y=0-2 +y1,
即x1=3x+2,y1=3y+2, ∵C(x1,y1)在曲线y=3x2-1上, ∴3y+2=3(3x+2)2-1.
化简得y=9x2+12x+3.
故△ABC的重心的轨迹方程为y=9x2+ 12x+3.(不包括和直线AB的交点)
[解析] 解法一:如图所示,设点 A(a,0),B(0,b),M(x,
y),因为 M 为线段 AB 的中点,所以 a=2x,b=2y,即 A(2x,0),
B(0,2y).因为 l1⊥l2,所以 kAP·kPB=-1.而 kAP=24--20x(x≠1),
kPB=42--20y,
[点评] 1.直译法求轨迹方程是常用的 基本方法,大多数题目可以依据文字叙述的 条件要求,直接“翻译”列出等式整理可 得.
已知⊙O:x2+y2=4,P 为⊙O 上任一点,M 在 OP 上, 使得O→M=3M→P,求点 M 的轨迹方程.
[例3] 求(x-1)2+
[解析] 设所求对称曲线上任一点的坐标为(x,y),它关
于 x+y=0 的对称点为(x1,y1),根据对称定义知:
[例5] 已知点A(0,3)点B(3,0),若曲线C:y=-x2+mx-1 与线段AB有两个不同的交点,求实数m的取值范围.
[误解] 线段 AB 所在直线方程为 x+y-3=0. 由xy+ =y--x32+=m0,x-1 消去 y 得 x2-(m+1)x+4=0. 因为有两个不同的交点,所以方程 x2-(m+1)x+4=0 有两个不同的实数根, 所以有 Δ=(m+1)2-4×1×4>0.解之得 m>3 或 m<-5. 故所求 m 的取值范围是 m>3 或 m<-5.
[辨析] 错误的原因是线段AB,而不是 直线AB.可以求出AB的方程式x+y=3,线段 AB的方程为x+y-3=0(0≤x≤3),若抛物线与 线段AB有两个不同交点,等价于两方程组成 的方程组在[0,3]内有两组不同实数解,可借 助一元二次方程根的分布来解决.
[正解] 由错解知,x2=(m+1)x+4=0 则有
x1+2 x+y1+2 y=0 yx11- -yx=1
,解得xy11= =- -yx
∵(x1,y1)在(x-1)2+(y-1)2=1上, ∴(x1-1)2+(y1-1)2=1 ∴有(-y-1)2+(-x-1)2=1, 即(x+1)2+(y+1)2=1
[点评] 代入法适用于所求动点与另一动点有密切联 系,(这两个动点可通过具体式子联系起来),而另一个动 点在已知定曲线上运动(或者另一个动点的几何条件好找的 情形).
(6)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,然后消去参数得到轨迹方 程.
练习
1.解析几何研究的主要问题
(1)根据已知条件表,示求曲出线的方程

(2)通过曲线的方程曲,线研的究性质

2.求曲线的方程的步骤
[例1] 过点P(2,4)作两条互相垂直的直线 l1、l2,若l1交x轴于A点,l2交y轴于B点,求线 段AB的中点M的轨迹方程.
2.解题过程中,要注意使用某种形式 时是否受到某些条件的限制而丢掉个别点, 如使用斜率求解时限制条件是斜率存在,因 而可能漏掉斜率不存在的点.必须找一找是 否漏掉了.有时也可能使范围扩大了,多出 了不合要求的点,要通过最后的检验“防失 去伪”.
已知两个定点 A、B 的距离为 6,动点 M 满足条件M→A·M→B =-1,求点 M 的轨迹方程.
(4)代入法:动点M(x,y)随着动点P(x1, y1)的运动而运动,点P(x1,y1)在已知曲线C 上运动,可根据P与M的关系用x,y表示x1, y1,再代入曲线C的方程,即可得点M的轨 迹方程.
(5)参数法:选取适当的参数,分别用 参数表示动点坐标x,y,得出轨迹的参数方 程,消去参数,即得其普通方程.
[例4] 设圆C:(x-1)2+y2=1,过原 点O作圆的任意弦,求所作弦的中点的轨迹 方程.
方法四:参数法. 设动弦 PQ 的方程为 y=kx 代入圆方程得(x-1)2+k2x2=1 即(1+k2)x2-2x=0 ∴x=x1+2 x2=1+1 k2,y=kx=1+k k2消去 k 即可.
[点评] 本题中的四种方法都是求轨迹方程的常用方 法,在求轨迹方程时,要注意挖掘题目的条件,恰当选取 方法.
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