平面直角坐标系及伸缩变换
=4.动圆 M 与圆 O1 内切,又与圆 O2 外切,建立适当的坐标系,
求动圆圆心 M 的轨迹方程,并说明轨迹是何种曲线.
解: 如图所示,以 O1O2 的中点 O 为原点,O1O2 所在直线为
x 轴建立平面直角坐标系.
y
由由|O|O1O1O2|=2|=4,4,得得OO11((- -22, ,00)),、OO2(22(,20,0))..
A1(- a,0),A2(a,0)
ec (e1) a
y b x a
A1(0,-a),A2(0,a)
ec (e1) a
y a x b
图形 ly
OF x
标准方程
y2=2px (p>0)
焦点坐标 准线方程
( p ,0 ) x p
2
2
二 抛
物
yl
FO
y2=-2px x (p>0)
( p ,0) 2
lll和和和lll的的的距距距离离离的的的最最最小小小值值值为为为|1|122||1±5±52441|±5.2|.45|.4 | .
O
x
∴∴∴点点点QQQ与与与ll的l的的最最最小小小值值值为为为88558555..5.
题 型 三 定义法求轨迹方程
【例 3】已知两个定圆 O1和 O2,它们的半径分别是 1 和 2,且|O1O2|
所以有 x02
4
把①代入②,
y02
得
4
1.
(2x)2
②
(2y)2 1,
4
整理, 得 x24y21.
MP
O
x
所以点M的轨迹方程是 x24y21.
课堂小结
平面直角坐标系建系时,根据几何特点选 择适当的直角坐标系。
设动圆 M 的半径为 r,
则设设设由动动动动圆圆圆圆MMMM的的的与半半圆半径径径为O为1为内rr,,切r,,有|MO1|=r-1; O
x
则则则由由由由动动动动圆圆圆圆MMMM与与与圆与圆圆圆OOO211外O内内1切切切内,,,切有有有,|M||MM有OOO2|1|1M=||==Orr+r-1-|=211.;;r-1;
y
f(x,y)=0
常见公式:直线方程,平行,垂直,0 x 中点,中心,距离,
标准方程 范围 对称性 顶点坐标 焦点坐标 半轴长 离心率 a、b、c的关 系
x2 a2
y2 b2
1(ab0)
|x|≤ a,|y|≤ b
关于x轴、y轴成轴对称; 关于原点成中心对称
(a,0)、(-a,0)、 (0,b)、(0,-b)
(c,0)、(-c,0)
长半轴长为a,短 半轴长为b. a>b
e c a
a2=b2+c2
x2 b2
y2 a2
1(ab0)
|x|≤ b,|y|≤ a
同前
(b,0)、(-b,0)、 (0,a)、(0,-a) (0 , c)、(0, -c)
同前
同前
同前Βιβλιοθήκη 图形方程 范围y
. .B2
F1 A1O A2 F2 x F1(-c,0) B1 F2(c,0)
y
解解::((11))设设动点点 PP((xx,,yy),),MN MP 6 | NP |
(x,解解y),则:则:((11M)MM设)设NP动动=点M点((PxxP--(Px4(,46,x,y,|yy)N,)),,yPM)M,M|NNNM==(N-M(-3P,MM03),,P0P6)P,|NNP66=NP||(N|1N=-PPO(x1|,|-yx),,-y), x -迹(4x4y方-,2=y程4),)1由 化 ∴则 由 化 ∴是=则 由 化 ∴2由 化 ∴M,椭已 简 点点 已 简6M已 简 点已 简 点NM即圆知 得知 得知 得PPPP知 得=1xPP4得-2C得的=的的333+(得的:x=-x3xx--轨-轨(轨22yx23x++- x+322轨4(233-+=迹 迹23,x+迹+0((44(3-4xx迹)14yx方y方,-(y--方4y2.3,2-x=22= 4y方程yP=程=-4y4程,2)4)N1=,)1是 y=2程1是)1=24,2是)=.,M2,=), 1椭6椭是6=,2椭6即NM(圆即,1圆即 椭61圆 -x4=1Nx-2C4即即1x-+圆2C圆4x:+-2(Cx,:=1x-+= -1xy4x34x:x-42C22y-4x2C3+2=+x2y322(+y4(3+:+=-:)x2-,22x4x,+01+=2y-y3)+ .331xy322x4,32322-4y+=.3212+=,2y,2-+0y+.P03=y22)11)1,N=,-y,.y1-2.3y1.3,2.2.P21=P=y=,y.NN21(21,1,..=-=x((1,1---yx)x,,-,-yy)),,
xp 2
线 的
y
F
O
x2=2py
x
l
(p>0)
( 0,p ) 2
yp 2
标 准
y
O F
l
x
x2=-2py ( 0, p )
(p>0)
2
y p 2
方 程
例1 :判断下列命题是否正确 (1)过点A(3,0)且垂直于x轴的直线的方程 为︱x︱=3 (2)到x轴距离等于1的点组成的直线方程为y=1 (3)到两坐标轴的距离之积等于1的点的轨迹方 程为︱xy︱=1 (4) △ABC的顶点A(0,-3),B(1,0),C(-1,0), D为BC中点,则中线AD的方程x=0
求∴动∴∴∴|M圆||M|MOM圆OO2O|-2心2|2|--|-|MM||MM|OM的OO1O|11轨=||==1|迹=333...方3. 程,并说明轨迹是何种曲线.y
∴∴∴∴点点点点MMMM的的的的轨轨轨轨迹迹迹迹是是是是以以以以OOO11O1,,O,OO12,22O为为2 为焦焦点焦点点,点,, ,
解:(1)不正确,应为x=3,
(2)不正确, ,应为y=±1.
(3)正确.
(4)不正确, 应为x=0(-3≤y≤0).
练习2:下述方程表示的图形分别是下图 中的哪一个?
① x - y =0 ② |x|-|y|=0 ③ x-|y|=0
Y
Y
1
1
Y
Y
1
1
O
1X
A
O
1 X -1 O
1X O
1X
-1 -1
B
题 型 一 直接法求轨迹方程
【例 1】已知 M(4,0),N(1,0),若动点 P 满足 MN MP 6 | NP | .
(2)设 Q 是曲线 C 上任意一点,求 Q 到直线 l:x+2y-12=0
的距离的最小值.
(((222)))由由由几几几何何何性性性质质质意意意义义义知知知,,,椭椭椭圆圆圆CC与C与平与平行平行于行于于ll的的l切切的线线切l线l′′的的l′的 距距距离离离等等等于于于QQQ与与与ll的l的的距距距离离离的的的最最最小小值小值.值..
由由由动动动圆圆圆MMM与与与圆圆圆OO22O外外2切切外,,切有有,||MM有OO|22M||==Orr+2+|=22..r+2.
题 型 三 定义法求轨迹方程
【例 3】已知两个定圆 O1和 O2,它们的半径分别是 1 和 2,且|O1O2|
=4.动圆 M 与圆 O1 内切,又与圆 O2 外切,建立适当的坐标系,
∴ ∴∴ ∴∴ ∴∴ ∴实点a探=实点a实点a实点a轴究=M==32轴轴M轴M长,3232M提的32长,长,长,为的c的高的轨=为为cc轨轨为c==3轨迹=233迹迹2,2的3迹方,,2的的方方,的 ∴双∴双 方 ∴程 双程程∴b双曲b曲b曲程为2为2为=2b曲线==线线为42244=c9xc线9的c9x的 x2的42222-2--c-9-x-的左左2222-aa-a444左支2277支2yy7y===a2242.=支.=22.=7y74=747422.1...=1174(((.x1xx≤≤≤(x--≤-3232-32)).)..32). O
y=9x2+12x+3.
【2】若曲线
x2 4
y2
1
上有一动点P,O点为坐标
原点,M为线段OP的中点,求点M的轨迹方程.
解: 设点M的坐标是(x , y), 点P的坐标是(x0 , y0),
由于点M是线段OP 的中点,
x x0 , y y0 ,
y
于是有2
2
x0=2x,
y0=2y.
①
动点P在曲线 x2 y2 1上运动,
解解解:::设设设△△△AAABBBCCC的的的重重重心心心GGG的的的坐坐坐标标标为为为解((x(x,:x,,设yy)y,)△),,ABC 的重心 G 的坐标为
+, ,,-3解1. .①由 代 ∴ y:由 代 ∴ y∴顶由 代 ∴=由 代 ∴ y顶=顶顶=设三 入 △三 入 △点三 入 △三 入 △9点9点点xy9△x角① Ax角① A1x1角① A角① A2C=B=2+2CBCAB形中+C+B形中形中C形中的CBC33的C1的的的,11y的,的的,Cx2的,的2的坐2+的坐x坐+坐 x重并x的重并重+重并重+重并重+标标重2标2标心整心整重心.心整3心,3心整心为3为心.为.为坐理.坐理心的坐理的坐理的((的(xx(标 标, ,x轨轨标,x11G标,轨1,,轨1,公得公得,迹迹公得的公得迹yy迹式y式1方yy1方y式)1坐式)方y=1,=方y),)=,程=,程标9程∴xy程9∴xyx9为=∴=xy9x∴为xy==为2x为y==x为2+==y12y+xy2=y1+yx1(+11y=x11-y1x由 代 ∴ yx3-=131=1-1顶213-3,=311-3-1-3233-xx232三 入 △2323xx2+21,点2,9yxx2-2xx2+21,2,)x+角① A21,-,+, 21,3,-2-1CB.3+3形中.13.①C1.的1..∴1①.的,.①的∴ 2①坐∴∴x重并xy重+11标xy==xy心整xy11心311=为=113=3.===坐理yx的3(3++33xy3y3标,xy轨x1+yx+22+,+++公得.,迹222y22.2式,1.方y,.),=,程x9∴xyx为==