轨迹方程的经典求法
一、定义法:运用有关曲线的定义求轨迹方程.
例2:在△ABC中,BC?24,AC,AB上的两条中线长度之和为39,求△ABC的重心的轨迹方程. 解:以线段BC所在直线为x轴,线段BC的中垂线为y轴建立直角坐标系,如图1,M为重心,则有
2BM?CM??39?26.
3∴M点的轨迹是以B,C为焦点的椭圆, 其中c?12,a?13.∴b?a2?c2?5.
x2y2??1(y?0). ∴所求△ABC的重心的轨迹方程为
16925二、直接法:直接根据等量关系式建立方程.
·PB?x2,则点P的轨迹是( ) 例1:已知点A(?2,,0)B(3,0),动点P(x,y)满足PA
A.圆 B.椭圆 C.双曲线 D.抛物线
?y),?y),PB?(3?x,·PB?x2,解析:由题知PA?(?2?x,由PA得(?2?x)(3?x)?y2?x2,即y2?x?6,
∴P点轨迹为抛物线.故选D.
三、代入法:此方法适用于动点随已知曲线上点的变化而变化的轨迹问题.
例3:已知△ABC的顶点B(?3,, 0)C(1,0),顶点A在抛物线y?x2上运动,求△ABC的重心G的轨迹方程.?3?1?x0?x?,?x?3x?2, ①?0?3∴?解:设G(x,y),A(x0,y0),由重心公式,得?
y?y?0,?y0?3y. ②?3?2 又∵A(x0,y0)在抛物线y?x2上,∴y0?x0. ③
4 将①,②代入③,得3y?(3x?2)2(y?0),即所求曲线方程是y?3x2?4x?(y?0).
3四、待定系数法:当曲线的形状已知时,一般可用待定系数法解决.
1例5:已知A,B,D三点不在一条直线上,且A(?2,0),B(2,0),AD?2,AE?(AB?AD).
2(1)求E点轨迹方程;
(2)过A作直线交以A,B为焦点的椭圆于M,N两点,线段MN的中点到y轴的距离为与E点的轨迹相切,求椭圆方程.
4,且直线MN51解:(1)设E(x,y),由AE?(AB?AD)知E为BD中点,易知D(2x?2,2y).
2 又AD?2,则(2x?2?2)2?(2y)2?4. 即E点轨迹方程为x2?y2?1(y?0); (2)设M(x1,y1),N(x2,y2),中点(x0,y0).
x2y2 由题意设椭圆方程为2?2?1,直线MN方程为y?k(x?2).
aa?4精选
∵直线MN与E点的轨迹相切,∴2kk2?1?1,解得k??3. 3x1?x2a2322224将y??, ??(x?2)代入椭圆方程并整理,得4(a?3)x?4ax?16a?3a?0,∴x0?22(a2?3)3a24x2y242又由题意知x0??,即?,解得a?8.故所求的椭圆方程为??1.
2(a2?3)5845五、参数法:如果不易直接找出动点坐标之间的关系,可考虑借助中间变量(参数),把x,y联系起来
例4:已知线段AA??2a,直线l垂直平分AA?于O,在l上取两点P,P?,使其满足OP求直线AP·OP??4,与A?P?的交点M的轨迹方程.
解:如图2,以线段AA?所在直线为x轴,以线段AA?的中垂线为y轴建立直角坐标系. 设点P(0,t)(t?0), ?4?则由题意,得P??0,?.
?t?t4由点斜式得直线AP,A?P?的方程分别为y?(x?a),y??(x?a).
ata两式相乘,消去t,得4x?ay?4a(y?0).这就是所求点M的轨迹方程.
2222
评析:参数法求轨迹方程,关键有两点:一是选参,容易表示出动点;二是消参,消参的途径灵活多变.
配套训练
一、选择题
1. 已知椭圆的焦点是F1、F2,P是椭圆上的一个动点,如果延长F1P到Q,使得|PQ|=|PF2|,那么动点Q的轨迹是( )
A.圆
B.椭圆 C.双曲线的一支
D.抛物线
x2y22. 设A1、A2是椭圆=1的长轴两个端点,P1、P2是垂直于A1A2的弦的端点,则直线A1P1与A2P2?94交点的轨迹方程为( )
x2y2A.??1
94二、填空题
y2x2x2y2B.??1 C.??1 9494y2x2 D.??1
943. △ABC中,A为动点,B、C为定点,B(-迹方程为_________.
aa1,0),C(,0),且满足条件sinC-sinB=sinA,则动点A的轨
2224. 高为5 m和3 m的两根旗杆竖在水平地面上,且相距10 m,如果把两旗杆底部的坐标分别确定为A(-5,0)、B(5,0),则地面观测两旗杆顶端仰角相等的点的轨迹方程是_________.
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三、解答题
5. 已知A、B、C是直线l上的三点,且|AB|=|BC|=6,⊙O′切直线l于点A,又过B、C作⊙O′异于l的两切线,设这两切线交于点P,求点P的轨迹方程.
x2y26. 双曲线2?2=1的实轴为A1A2,点P是双曲线上的一个动点,引A1Q⊥A1P,A2Q⊥A2P,A1Q与A2Q
ab的交点为Q,求Q点的轨迹方程.
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x2y27. 已知双曲线2?2=1(m>0,n>0)的顶点为A1、A2,与y轴平行的直线l交双曲线于点P、Q.
mn(1)求直线A1P与A2Q交点M的轨迹方程;
(2)当m≠n时,求所得圆锥曲线的焦点坐标、准线方程和离心率.
x2y28.已知椭圆2?2=1(a>b>0),点P为其上一点,F1、F2为椭圆的焦点,∠F1PF2的外角平分线为l,点
abF2关于l的对称点为Q,F2Q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.
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参考答案
配套训练
一、1.解析:∵|PF1|+|PF2|=2a,|PQ|=|PF2|,
∴|PF1|+|PF2|=|PF1|+|PQ|=2a,
即|F1Q|=2a,∴动点Q到定点F1的距离等于定长2a,故动点Q的轨迹是圆.
答案:A
2.解析:设交点P(x,y),A1(-3,0),A2(3,0),P1(x0,y0),P2(x0,-y0)
∵A1、P1、P共线,∴
y?y0y?y0yy∵A2、P2、P共线,∴ ??x?x0x?3x?x0x?322x0y093yx2y2解得x0=,y0?,代入得??1,即??1
xx9494答案:C
二、3.解析:由sinC-sinB=
11sinA,得c-b=a, 2216x216y2aa?1(x?). ∴应为双曲线一支,且实轴长为,故方程为2?42a3a216x216y2a?1(x?) 答案:2?4a3a24.解析:设P(x,y),依题意有
5(x?5)2?y2?3(x?5)2?y2,化简得P点轨迹方程为4x2+4y2-85x+100=0.
答案:4x2+4y2-85x+100=0
三、5.解:设过B、C异于l的两切线分别切⊙O′于D、E两点,两切线交于点P.由切线的性质知:|BA|=|BD|,|PD|=|PE|,|CA|=|CE|,故|PB|+|PC|=|BD|+|PD|+|PC|=|BA|+|PE|+|PC|
=|BA|+|CE|=|AB|+|CA|=6+12=18>6=|BC|,故由椭圆定义知,点P的轨迹是以B、C为两焦点的椭圆,以l
x2y2所在的直线为x轴,以BC的中点为原点,建立坐标系,可求得动点P的轨迹方程为=1(y≠0) ?81726.解:设P(x0,y0)(x≠±a),Q(x,y).∵A1(-a,0),A2(a,0).
y0?y??x0??x(x0??a)?x?ax?a??1??0 得?由条件? x2?a2yy0??y0????1y???x?ax0?a22x?a而点P(x0,y0)在双曲线上,∴b2x02-a2y02=a2b2,即b2(-x2)-a2()2=a2b2
y化简得Q点的轨迹方程为:a2x2-b2y2=a4(x≠±a).
7.解:(1)设P点的坐标为(x1,y1),则Q点坐标为(x1,-y1),又有A1(-m,0),A2(m,0),
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