动点轨迹方程的求法

轨迹方程的求法

一、待定系数法 曲线形状明确且便于使用标准形式的圆锥曲线轨迹问题,一般用待定系数法求方程。

例1.已知椭圆5x 2+14y 2=70和直线l :x -y +9=0,在直线l 上任取一点P ,例5.抛物线x 2=4 y 的焦点为F ,过点M (0,-1)作直线l 交抛物线于不同两点A 、B ,以AF 、BF 为邻边作平行四边形F ARB ,求顶点R 的轨迹方程。 过P 且以已知椭圆的焦点为焦点作椭圆,求作出的所有椭圆中长轴最短的椭圆的方程。

例2.已知双曲线C 的两个焦点为F 1, F 2,

线L 过点F 2,与线段F 1F 2夹角为α, 且 tan α

,与线段F 1F 2垂直平分的交

点为P ,线段PF PQ =2 QF

2与双曲线的交点为Q ,且2,求双曲线方程。

二、直接法 按求动点轨迹方程的一般步骤求,其过程是建系设点,列出几何等式,坐标代换,化简整理,主要用于动点具有的几何条件比较明显时.

例3.已知直角坐标平面上点Q (2,0)和圆C :x 2

+y 2

=1,动点M 到圆C 的切线长与MQ 的比等于常数λ(λ>0),求动点M 的轨迹方程,说明它表示什么曲线.

三、代入法 若动点M (x ,y )依赖已知曲线上的动点N 而运动,则可将转化后的动点N 的坐标入已知曲线的方程或满足的几何条件,从而求得动点M 的轨迹方程,此法称为代入法,一般用于两个或两个以上动点的情况.

例4.已知抛物线y 2

=x +1,定点A (3,1),B 为抛物线上任意一点,点P 在线段AB 上,且有BP :P A =1:2,当点B 在抛物线上变动时,求点P 的轨迹方程,并指出这个轨迹为哪种曲线.

四、定义法 若动点运动的规律满足某种曲线的定义,则可根据曲线的定义直接写出动点的轨迹方程.此法一般用于求圆锥曲线的方程,在高考中常填空、选择题的形式出现.

例6.若动圆与圆(x +2) 2+y 2=4外切且与直线x =2相切,则动圆圆心的轨迹方程是( )

(A )y 2-12x +12=0 (B )y 2+12x -12=0 (C )y 2+8x =0 (D )y 2-8x =0

例7.一动圆与两圆x 2+y 2=1和x 2+y 2-8x +12=0都外切,则动圆圆心轨迹为( )

(A )抛物线 (B )圆 (C )双曲线的一支 (D )椭圆

例8.如图所示,直线l 1和l 2相交于M ,l 1⊥l 2, 点N ∈l 1,以A 、B 为端点的曲线C 上的任一点到l 2的距离与到点N 的距离相等,若△AMN

为锐角三角形,

AM =AN =3, 且AB =6,建立适当的坐标系,求曲线段C 的方程。

l 2

B

l 1

例9.已知圆C :(x +1)2

+y 2

=25内一点A (1,0)Q 点为圆C 上任意一点,

线段CQ 连线交于点M ,求点M 的轨迹方程。

五、参数法 若动点P (x ,y )的坐标x 与y 之间的关系不易直接找到,而动点变化受到另一变量的制约,则可求出x 、y 关于另一变量的参数方程,再化为普通方程.

例10.设椭圆中心为原点O ,一个焦点为F (0,1),长轴和短轴的长度之比为t .

六、交轨法 如果动点是某两条动曲线的交点,则可联立两动曲线方程,消去方程中的有关参数,即为所求动点的轨迹方程。“交轨法”实际上也属于参数法,但它不拘于求出动点的坐标后再消参。

例13.已知两点P (-2, 2), Q (0, 2) 以及一条直线l :y =x ,设长为2的线段AB 在(1)求椭圆的方程;

(2)设经过原点且斜率为t 的直线与椭圆在y 轴右边部分的交点为Q ,点P 在该直线上,且

OP 2OQ

=t t -1,当t 变化时,求点P 的轨迹方程,并说明轨迹

是什么图形.

例11.给出定点A (a ,0)(a >0) 和直线l :x =-1,B 是直线l 上的动点, ∠BOA 的平分线交AB 于点C ,求点C 的轨迹方程,并讨论方程表示的曲线类型与a 的关系

例12.已知点P 在直线x =2上移动,直线l 通过原点且和OP 垂直,通过点A (1,0)及点P 的直线m 和直线l 相交于Q ,求点Q 的轨迹方程。

直线λ上移动,求直线P A 和QB 交点M 的轨迹方程.

例14.设点A 和B 为抛物线y 2=4px (p >0) 上原点以外的两个动点,已知OA ⊥OB 、OM ⊥AB ,求点M 的轨迹,并说明它表示什么曲线。

例15.已知点O 、点B 为二定点,OB =1, 点P 是线段OB 上一点,分别以OP 、OB 为斜边在线段OB 的同一侧作等腰三角形OCP 和ODB 。设PD 、BC 相交于点Q ,当P 在线段OB 上移动时求点Q 的轨迹方程。

轨迹方程的求法

一、待定系数法 曲线形状明确且便于使用标准形式的圆锥曲线轨迹问题,一般用待定系数法求方程。

例1.已知椭圆5x 2+14y 2=70和直线l :x -y +9=0,在直线l 上任取一点P ,例5.抛物线x 2=4 y 的焦点为F ,过点M (0,-1)作直线l 交抛物线于不同两点A 、B ,以AF 、BF 为邻边作平行四边形F ARB ,求顶点R 的轨迹方程。 过P 且以已知椭圆的焦点为焦点作椭圆,求作出的所有椭圆中长轴最短的椭圆的方程。

例2.已知双曲线C 的两个焦点为F 1, F 2,

线L 过点F 2,与线段F 1F 2夹角为α, 且 tan α

,与线段F 1F 2垂直平分的交

点为P ,线段PF PQ =2 QF

2与双曲线的交点为Q ,且2,求双曲线方程。

二、直接法 按求动点轨迹方程的一般步骤求,其过程是建系设点,列出几何等式,坐标代换,化简整理,主要用于动点具有的几何条件比较明显时.

例3.已知直角坐标平面上点Q (2,0)和圆C :x 2

+y 2

=1,动点M 到圆C 的切线长与MQ 的比等于常数λ(λ>0),求动点M 的轨迹方程,说明它表示什么曲线.

三、代入法 若动点M (x ,y )依赖已知曲线上的动点N 而运动,则可将转化后的动点N 的坐标入已知曲线的方程或满足的几何条件,从而求得动点M 的轨迹方程,此法称为代入法,一般用于两个或两个以上动点的情况.

例4.已知抛物线y 2

=x +1,定点A (3,1),B 为抛物线上任意一点,点P 在线段AB 上,且有BP :P A =1:2,当点B 在抛物线上变动时,求点P 的轨迹方程,并指出这个轨迹为哪种曲线.

四、定义法 若动点运动的规律满足某种曲线的定义,则可根据曲线的定义直接写出动点的轨迹方程.此法一般用于求圆锥曲线的方程,在高考中常填空、选择题的形式出现.

例6.若动圆与圆(x +2) 2+y 2=4外切且与直线x =2相切,则动圆圆心的轨迹方程是( )

(A )y 2-12x +12=0 (B )y 2+12x -12=0 (C )y 2+8x =0 (D )y 2-8x =0

例7.一动圆与两圆x 2+y 2=1和x 2+y 2-8x +12=0都外切,则动圆圆心轨迹为( )

(A )抛物线 (B )圆 (C )双曲线的一支 (D )椭圆

例8.如图所示,直线l 1和l 2相交于M ,l 1⊥l 2, 点N ∈l 1,以A 、B 为端点的曲线C 上的任一点到l 2的距离与到点N 的距离相等,若△AMN

为锐角三角形,

AM =AN =3, 且AB =6,建立适当的坐标系,求曲线段C 的方程。

l 2

B

l 1

例9.已知圆C :(x +1)2

+y 2

=25内一点A (1,0)Q 点为圆C 上任意一点,

线段CQ 连线交于点M ,求点M 的轨迹方程。

五、参数法 若动点P (x ,y )的坐标x 与y 之间的关系不易直接找到,而动点变化受到另一变量的制约,则可求出x 、y 关于另一变量的参数方程,再化为普通方程.

例10.设椭圆中心为原点O ,一个焦点为F (0,1),长轴和短轴的长度之比为t .

六、交轨法 如果动点是某两条动曲线的交点,则可联立两动曲线方程,消去方程中的有关参数,即为所求动点的轨迹方程。“交轨法”实际上也属于参数法,但它不拘于求出动点的坐标后再消参。

例13.已知两点P (-2, 2), Q (0, 2) 以及一条直线l :y =x ,设长为2的线段AB 在(1)求椭圆的方程;

(2)设经过原点且斜率为t 的直线与椭圆在y 轴右边部分的交点为Q ,点P 在该直线上,且

OP 2OQ

=t t -1,当t 变化时,求点P 的轨迹方程,并说明轨迹

是什么图形.

例11.给出定点A (a ,0)(a >0) 和直线l :x =-1,B 是直线l 上的动点, ∠BOA 的平分线交AB 于点C ,求点C 的轨迹方程,并讨论方程表示的曲线类型与a 的关系

例12.已知点P 在直线x =2上移动,直线l 通过原点且和OP 垂直,通过点A (1,0)及点P 的直线m 和直线l 相交于Q ,求点Q 的轨迹方程。

直线λ上移动,求直线P A 和QB 交点M 的轨迹方程.

例14.设点A 和B 为抛物线y 2=4px (p >0) 上原点以外的两个动点,已知OA ⊥OB 、OM ⊥AB ,求点M 的轨迹,并说明它表示什么曲线。

例15.已知点O 、点B 为二定点,OB =1, 点P 是线段OB 上一点,分别以OP 、OB 为斜边在线段OB 的同一侧作等腰三角形OCP 和ODB 。设PD 、BC 相交于点Q ,当P 在线段OB 上移动时求点Q 的轨迹方程。


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