求軌跡方程的常見方法

2021-07-20 15:05:37 字數 1376 閱讀 6504

由運動軌跡求方程是解析幾何的一類重要問題,下面談談求軌跡方程的幾種常用方法。

一、直接法

建立適當的座標系後,設動點為,根據幾何條件尋求之間的關係式。

例1 已知動點m到橢圓的右焦點的距離與到直線x=6的距離相等,求點m的軌跡方程。

變式:已知點m與橢圓的左焦點和右焦點的距離之比為,求點m的軌跡方程。

變式2:在三角形abc中,b(-6,0), c(-6,0),直線ab,ac斜率乘積為,求頂點a的軌跡。

說明:求軌跡需要說明是什麼曲線並指出曲線的位置與大小,求軌跡方程怎不必說明。

二、定義法

由題設所給動點滿足的幾何條件,經過化簡變形,可以看出動點滿足圓、橢圓、雙曲線、拋物線等曲線的定義,則可直接利用這些已知曲線的方程寫出動點的軌跡方程。

例2 已知圓的圓心為m1,圓的圓心為m2,一動圓與這兩個圓外切,求動圓圓心p的軌跡方程。

解:設動圓的半徑為r,由兩圓外切的條件可得:,。

。∴動圓圓心p的軌跡是以m1、m2為焦點的雙曲線的右支,c=4,a=2,b2=12。

故所求軌跡方程為。

三、待定係數法

由題意可知曲線型別,將方程設成該曲線方程的一般形式,利用題設所給條件求得所需的待定係數,進而求得軌跡方程。

例3 已知雙曲線中心在原點且乙個焦點為f(,0),直線y=x-1與其相交於m、n兩點,mn中點的橫座標為,求此雙曲線方程。

解:設雙曲線方程為。將y=x-1代入方程整理得。

由韋達定理得。又有,聯立方程組,解得。

∴此雙曲線的方程為。

四、引數法

選取適當的引數,分別用引數表示動點座標,得到動點軌跡的引數方程,再消去引數,從而得到動點軌跡的普通方程。

例4 過原點作直線l和拋物線交於a、b兩點,求線段ab的中點m的軌跡方程。

解:由題意分析知直線l的斜率一定存在,設直線l的方程y=kx。把它代入拋物線方程,得。因為直線和拋物線相交,所以△>0,解得。

設a(),b(),m(x,y),由韋達定理得。

由消去k得。

又,所以。

∴點m的軌跡方程為。

五、相關點法(也稱轉移代入法)

所求動點m的運動依賴於一已知曲線上的乙個動點的運動,將的座標用m

的座標表示,代入已知曲線,所得方程即為所求.

六、交軌法

若動點是兩曲線的交點,可以通過這兩曲線的方程直接求出交點的方程,也可以解方程組先求出交點的引數方程,再化為普通方程。

七、差分法(也稱點差法)

圓錐曲線中與弦的中點有關的問題可用點差法,其基本方法是把弦的兩端點a,b的座標代入圓錐曲線方程,然而相減,利用平方差公式可得, , ,等關係式,由於弦ab的中點p(x, y)的座標滿足, 2y=且直線ab的斜率為,由此可求得弦ab的中點的軌跡方程。

注:該學案根據不同班型靈活選用。

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