㈠ 高中数学:求动点轨迹的方程都有什么样的类型,有什么常用的方法
1直接法:根据轨道上的动点所适合的条件直接列出等式
2定义法:若可以分析出轨迹是什么曲线可列出曲线方程代入求解。
3代入法:如果p点所在曲线已知,而p与q点坐标之间可以
建立某种联系则可借p的方程解出q。
4参数法:若动点坐标关系难以找出,可以引入参数令
x=f(t),y=f(t)之后再消去参数即可。
总的步骤为:1建立坐标系设出动点 2寻找动点与已知的联系 3 代入动点与已知点坐标,化简出轨迹方程
㈡ 求点的轨迹方程的方法
求点的轨迹方程的方法,一般来说是要先建立一个方程式或者是几个方程式,然后解出轨迹的一个方程。
㈢ 轨迹方程的几种常用求法
求动点的轨迹方程要根据题设条件灵活地选择方法.常用的方法有两大类,一类是直接求法,包括利用圆锥曲线的定义等;另一类是间接求法,主要包括相关点法和参数法.
一、 直接法
一般情况下,动点在运动时,总是满足一定的条件的(即动中有静,变中有不变),可设动点的坐标为(x,y),然后选择适当的公式(如两点间的距离公式,点到直线的距离公式,两点连线的斜率公式,两直线(向量)的夹角公式,定比分点坐标公式,三角形面积公式等),或一些包含等量关系的定理、定义等,将题设条件转化成x,y之间的关系式(等式),从而得到动点的轨迹方程.这种求轨迹方程的方法称为直接法.
例1 已知定点a(-1,0),b(2,0),动点m满足2∠mab=∠mba,求点m的轨迹方程.
解析 直接设点m为(x,y),先将2∠mab=∠mba转化成直线ma,mb的斜率的关系式,便可得点m的轨迹方程.
图1
如图1,设∠mab=α,则∠mba=2α,显然0≤α<90°.
(1) 当2α≠90°时,
若m点在x轴上方,
则有tanα=kma=yx+1,tan(π-2α)=kmb=yx-2.
若点m在x轴下方,则有tan(π-α)=kma=yx+1,tan2α=kmb=yx-2.
于是总有-yx-2=2y1+x1-y2(1+x)2,注意到|ma|>|mb|,可得x2-y23=1(x≥1).
若点m在x轴上,则点m为线段ab上的点,所以有y=0(-1<x<2).
(2) 当2α=90°时,△mab为等腰直角三角形,点m为(2,±3).
综上,点m的轨迹方程为x2-y23=1(x≥1)或y=0(-1<x<2=.
二、 定义法
若动点在运动时满足的条件符合某种已知曲线的定义,则可以设出其轨迹的标准方程,然后利用待定系数法求出其轨迹方程.这种求轨迹方程的方法称为定义法,利用定义法求轨迹方程要熟知常见曲线的定义、特征.
例2 设动点p到点a(-1,0)和b(1,0)的距离分别为d1,d2(d1d2≠0),∠apb=2θ.若存在常数λ(0<λ<1),使得d1d2sin2θ=λ恒成立.
证明:动点p的轨迹c为双曲线,并求出c的方程.
图2
解析 如图2,在△pab中,|ab|=2.
由余弦定理,可得22=d21+d22-2d1d2cos2θ,即4=(d1-d2)2+4d1d2sin2θ,
又d1d2sin2θ=λ(常数),0<λ<1,
则有|d1-d2|
=4-4d1d2sin2θ=21-λ(常数)<2=|ab|,
所以点p的轨迹c是以a,b为焦点,实轴长2a=21-λ的双曲线,
从而a=1-λ,c=1,故b2=c2-a2=λ,
则c的方程为x21-λ-y2λ=1.
三、 代入法
若所求轨迹上的动点p(x,y)与另一个已知轨迹(曲线)c:f(x,y)=0上的动点q(x1,y1)存在着某种联系,则可以把点q的坐标用点p的坐标表示出来,然后代入曲线c的方程f(x,y)=0中并化简,即得动点p轨迹方程.这种求轨迹方程的方法叫做代入法(又称相关点法).
例3 已知定点a(4,0)和曲线c:x2+y2=4上的动点b,点p分ab之比为2∶1,求动点p的轨迹方程.
解析 要求动点p(x,y)的轨迹方程,即要建立关于p的坐标x,y的等量关系,而直接建立x,y的等量关系十分困难,但可以先寻找动点b(x0,y0)的坐标x0,y0之间的关系,再利用已知的p与b之间的关系(即x,y与x0,y0之间关系)得到关于x,y的方程.
设动点p为(x,y),b为(x0,y0).
因为ap=2pb,所以x=4+2x01+2,y=2y01+2,所以x0=3x-42,y0=3y2.
又因为点b在曲线c上,所以3x-422+94y2=4,即x-432+y2=169.
所以点p的轨迹方程为x-432+y2=169.
点评 代入法的主要步骤:
(1) 设所求轨迹上的任意一点为p(x,y),相对应的已知曲线上的点为q(x1,y1);
(2) 建立关系式x1=g(x,y),y1=h(x,y);
(3) 将这两上式子代入已知曲线方程中并化简,即得所求轨迹的方程.
四、 参数法
根据题设条件,用一个参数分别表示出动点(x,y)的坐标x和y,或列出两个含同一个参数的动点(x,y)的坐标x和y之间的关系式,这样就间接地把x和y联系起来了,然后联立这两个等式并消去参数,即可得到动点的轨迹方程.这种求轨迹的方法称为参数法.
例4 已知动点m 在曲线c:13x2+13y2-15x-36y=0上,点n在射线om上,且|om|·|on|=12,求动点n的轨迹方程.
解析 点n在射线om上,而在同一条以坐标原点为端点的射线上的任意两点(x1,y1),(x2,y2)的坐标的关系为x1x2=y1y2=k,k为常数且k>0,故可采用参数法求点n的轨迹方程.
设n为(x,y),则m为(kx,ky),k>0.
因为|om|·|on|=12,所以k2(x2+y2)·x2+y2=12,
所以k(x2+y2)=12.
又点m在曲线c上,所以13k2x2+13k2y2-15kx-36ky=0.
由以上两式消去k,得5x+12y-52=0,
所以点n的轨迹方程为5x+12y-52=0.
点评 用参数法求轨迹方程的步骤为:先引进参数,用此参数分别表示动点的横、纵坐标x,y;再消去参数,得到关于x,y的方程,即为所求的轨迹方程.注意参数的取值范围对动点的坐标x和y的取值范围的影响.
另外,求动点的轨迹方程时,还应注意下面几点:
(1) 坐标系要建立得适当.这样可以使运算过程简单,所得到的方程也比较简单.
(2) 根据动点所要满足的条件列出方程是最重要的一环.要做好这一步,应先认真分析题设条件,综合利用平面几何知识,列出几何关系(等式),再利用解析几何中的一些基本概念、公式、定理等将几何关系(等式)坐标化.
(3) 化简所求得的轨迹方程时,如果所做的变形不是该方程的同解变形,那么必须注意在该变形过程中是增加了方程的解,还是减少了方程的解,并在所得的方程中删去或补上相应的点,这时一般不要求写出证明过程.
㈣ 轨迹方程怎么求
1、直译法:直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法通常叫做直译法。
2、定义法:如果能够确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程,这种求轨迹方程的方法叫做定义法。
3、相关点法:用动点Q的坐标x,y表示相关点P的坐标x0、y0,然后代入点P的坐标(x0,y0)所满足的曲线方程,整理化简便得到动点Q轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做相关点法。
4、参数法:当动点坐标x、y之间的直接关系难以找到时,往往先寻找x、y与某一变数t的关系,得再消去参变数t,得到方程,即为动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做参数法。
5、交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做交轨法。
(4)求轨迹方程的常用方法扩展阅读:
求的轨迹方程的基本步骤:
1、建立适当的坐标系,设出动点M的坐标;
2、写出点M的集合;
3、列出方程=0;
4、化简方程为最简形式;
5、检验;
㈤ 求动点轨迹方程的主要方法是什么
动点轨迹方程的求法</b> 一、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1(1994年全国)已知直角坐标平面上点Q(2,0)和圆C:,动点M到圆C的切线长与的比等于常数(如图),求动点M的轨迹方程,说明它表示什么曲线. 解:设M(x,y),直线MN切圆C于N, 则有 , 即 , . 整理得,这就是动点M的轨迹方程. 若,方程化为,它表示过点和x轴垂直的一条直线; 若λ≠1,方程化为,它表示以为圆心,为半径的圆.
二、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2 (1986年全国)已知抛物线,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:PA=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. 解:设,由题设,P分线段AB的比, ∴ 解得. 又点B在抛物线上,其坐标适合抛物线方程, ∴ 整理得点P的轨迹方程为
其轨迹为抛物线.
三、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3 (1986年广东)若动圆与圆外切且与直线x=2相切,则动圆圆心的轨迹方程是 (A) (B) (C) (D) 解:如图,设动圆圆心为M,由题意,动点M到定圆圆心(-2,0)的距离等于它到定直线x=4的距离,故所求轨迹是以(-2,0)为焦点,直线x=4为准线的抛物线,并且p=6,顶点是(1,0),开口向左,所以方程是.选(B). 例4 (1993年全国)一动圆与两圆和都外切,则动圆圆心轨迹为 (A)抛物线 (B)圆 (C)双曲线的一支 (D)椭圆 解:如图,设动圆圆心为M,半径为r,则有
动点M到两定点的距离之差为1,由双曲线定义知,其轨迹是以O、C为焦点的双曲线的左支,选(C).
四、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5 (1994年上海)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.(A)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,当t变化时,求点P的轨迹方程,并说明轨迹是什么图形. 解:(1)设所求椭圆方程为
由题意得解得 所以椭圆方程为 . (2)设点解方程组
得 由和得
其中t>1. 消去t,得点P轨迹方程为
和. 其轨迹为抛物线在直线右侧的部分和抛物线在直线在侧的部分.五、交轨法 一般用于求二动曲线交点的轨迹方程.其过程是选出一个适当的参数,求出二动曲线的方程或动点坐标适合的含参数的等式,再消去参数,即得所求动点轨迹的方程. 例6 (1985年全国)已知两点以及一条直线:y=x,设长为的线段AB在直线上移动,求直线PA和QB交点M的轨迹方程. 解:PA和QB的交点M(x,y)随A、B的移动而变化,故可设,则 PA: QB: 消去t,得 当t=-2,或t=-1时,PA与QB的交点坐标也满足上式,所以点M的轨迹方程是
以上是求动点轨迹方程的主要方法,也是常用方法,如果动点的运动和角度有明显的关系,还可考虑用复数法或极坐标法求轨迹方程.但无论用何方法,都要注意所求轨迹方程中变量的取值范围.
㈥ 求圆的轨迹方程的方法
直接法
由题设所给的动点满足的几何条件列出等式,再把坐标代入并化简,得到所求轨迹方程,这种方法叫做直接法。
例1
已知动点p到定点f(1,0)和直线x=3的距离之和等于4,求点p的轨迹方程。
解:设点p的坐标为(x,y),则由题意可得
。
(1)当x≤3时,方程变为
,化简得
。
(2)当x>3时,方程变为
,化简得
。
故所求的点p的轨迹方程是
或
。
二、定义法
由题设所给的动点满足的几何条件,经过化简变形,可以看出动点满足二次曲线的定义,进而求轨迹方程,这种方法叫做定义法。
例2
已知圆
的圆心为m1,圆
的圆心为m2,一动圆与这两个圆外切,求动圆圆心p的轨迹方程。
解:设动圆的半径为r,由两圆外切的条件可得:
,
。
。
∴动圆圆心p的轨迹是以m1、m2为焦点的双曲线的右支,c=4,a=2,b2=12。
故所求轨迹方程为
。
三、待定系数法
由题意可知曲线类型,将方程设成该曲线方程的一般形式,利用题设所给条件求得所需的待定系数,进而求得轨迹方程,这种方法叫做待定系数法。
例3
已知双曲线中心在原点且一个焦点为f(
,0),直线y=x-1与其相交于m、n两点,mn中点的横坐标为
,求此双曲线方程。
解:设双曲线方程为
。将y=x-1代入方程整理得
。
由韦达定理得
。又有
,联立方程组,解得
。
∴此双曲线的方程为
。
四、参数法
选取适当的参数,分别用参数表示动点坐标,得到动点轨迹的参数方程,再消去参数,从而得到动点轨迹的普通方程,这种方法叫做参数法。
例4
过原点作直线l和抛物线
交于a、b两点,求线段ab的中点m的轨迹方程。
解:由题意分析知直线l的斜率一定存在,设直线l的方程y=kx。把它代入抛物线方程
,得
。因为直线和抛物线相交,所以△>0,解得
。
设a(
),b(
),m(x,y),由韦达定理得
。
由
消去k得
。
又
,所以
。
∴点m的轨迹方程为
我只有这四种,应付高中数学足够了
㈦ 轨迹方程的求法
几种常见求轨迹方程的方法1.直接法由题设所给(或通过分析图形的几何性质而得出)的动点所满足的几何条件列出等式,再用坐标代替这等式,化简得曲线的方程,这种方法叫直接法.例1(1)求和定圆x2+y2=k2的圆周的距离等于k的动点P的轨迹方程;(2)过点A(a,o)作圆O∶x2+y2=R2(a>R>o)的割线,求割线被圆O截得弦的中点的轨迹.对(1)分析:动点P的轨迹是不知道的,不能考查其几何特征,但是给出了动点P的运动规律:|OP|=2R或|OP|=0.解:设动点P(x,y),则有|OP|=2R或|OP|=0.即x2+y2=4R2或x2+y2=0.故所求动点P的轨迹方程为x2+y2=4R2或x2+y2=0.对(2)分析:题设中没有具体给出动点所满足的几何条件,但可以通过分析图形的几何性质而得出,即圆心与弦的中点连线垂直于弦,它们的斜率互为负倒数.由学生演板完成,解答为:设弦的中点为M(x,y),连结OM,则OM⊥AM.∵kOM·kAM=-1,其轨迹是以OA为直径的圆在圆O内的一段弧(不含端点).2.定义法利用所学过的圆的定义、椭圆的定义、双曲线的定义、抛物线的定义直接写出所求的动点的轨迹方程,这种方法叫做定义法.这种方法要求题设中有定点与定直线及两定点距离之和或差为定值的条件,或利用平面几何知识分析得出这些条件.直平分线l交半径OQ于点P(见图2-45),当Q点在圆周上运动时,求点P的轨迹方程.分析:∵点P在AQ的垂直平分线上,∴|PQ|=|PA|.又P在半径OQ上.∴|PO|+|PQ|=R,即|PO|+|PA|=R.故P点到两定点距离之和是定值,可用椭圆定义写出P点的轨迹方程.解:连接PA ∵l⊥PQ,∴|PA|=|PQ|.又P在半径OQ上.∴|PO|+|PQ|=2.由椭圆定义可知:P点轨迹是以O、A为焦点的椭圆.3.相关点法若动点P(x,y)随已知曲线上的点Q(x0,y0)的变动而变动,且x0、y0可用x、y表示,则将Q点坐标表达式代入已知曲线方程,即得点P的轨迹方程.这种方法称为相关点法(或代换法).例3 已知抛物线y2=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∶PA=1∶2,当B点在抛物线上变动时,求点P的轨迹方程.分析:P点运动的原因是B点在抛物线上运动,因此B可作为相关点,应先找出点P与点B的联系.解:设点P(x,y),且设点B(x0,y0)∵BP∶PA=1∶2,且P为线段AB的内分点.4.待定系数法求圆、椭圆、双曲线以及抛物线的方程常用待定系数法求.例4 已知抛物线y2=4x和以坐标轴为对称轴、实轴在y轴上的双曲曲线方程.分析:因为双曲线以坐标轴为对称轴,实轴在y轴上,所以可设双曲线方ax2-4b2x+a2b2=0∵抛物线和双曲线仅有两个公共点,根据它们的对称性,这两个点的横坐标应相等,因此方程ax2-4b2x+a2b2=0应有等根.∴△=1664-4Q4b2=0,即a2=2b.(以下由学生完成)由弦长公式得:即a2b2=4b2-a2.
㈧ 圆的方程:求轨迹方程的的基本方法:直接法、定义法、相关点法、参数法。分别是什么意思
1. 定义法:如果动点P的运动规律合乎我们已知的某种曲线(如圆、椭圆、双曲线、抛物线)的定义,则可先设出轨迹方程,再根据已知条件,待定方程中的常数,即可得到轨迹方程。
2. 直译法:如果动点P的运动规律是否合乎我们熟知的某些曲线的定义难以判断,但点P满足的等量关系易于建立,则可以先表示出点P所满足的几何上的等量关系,再用点P的坐标(x,y)表示该等量关系式,即可得到轨迹方程。
3. 参数法:如果采用直译法求轨迹方程难以奏效,则可寻求引发动点P运动的某个几何量t,以此量作为参变数,分别建立P点坐标x,y与该参数t的函数关系x=f(t),y=g(t),进而通过消参化为轨迹的普通方程F(x,y)=0。
4. 相关点法:如果动点P的运动是由另外某一点P'的运动引发的,而该点的运动规律已知,(该点坐标满足某已知曲线方程),则可以设出P(x,y),用(x,y)表示出相关点P'的坐标,然后把P'的坐标代入已知曲线方程,即可得到动点P的轨迹方程。
㈨ 求曲线方程的几种常见方法
求曲线的轨迹方程是解析几何的两个基本问题之一,求符合某种条件的动点的轨迹方程,实质就是利用题设中的已知条件,用“坐标化”将其转化为寻求变量间的关系。
这类问题除了考查学生对圆锥曲线的定义、性质等基础知识的掌握,还充分考查了各种数学思想方法及一定的推理能力和运算能力,因此这类问题成为高考命题的热点,也是一大难点。
下面我们就用一道例题,来感受分析不同方法的异同。
【经典例题】
由圆x²+y²=9外一点P(5,12)引圆的割线交圆于A、B两点,求弦AB的中点M的轨迹方程。
【方法一:直接法】
根据题设条件列出几何等式,从而求出曲线方程。
这里考虑在圆中有关弦中点的一些性质,圆心和弦中点垂直于弦,可得下面解法。
【方法二:定义法】
判断并确定轨迹的曲线类型,运用待定系数法求出曲线方程。
这里我们可以得出垂直关系,在解析几何中,“垂直意味着圆”,这是需要各位有效积累的。
【方法三:交轨法】
将问题转化为求两直线的交点轨迹问题。
在本题中,因为动点M可看作直线OM与PM的交点,而由于它们的垂直关系,从而获得解法。
【方法四:点差法】
设而不求,代点运算,这是点差法的精髓。通过中点公式联系起来,点差法通常是涉及弦中点问题的重要解题法宝。
根据共点的斜率相等,可求得轨迹方程。
喜
㈩ 求曲线的轨迹方程常用方法
轨迹方程就是与几何轨迹对应的代数描述。符合一定条件的动点所形成的图形,或者说,符合一定条件的点的全体所组成的集合,叫做满足该条件的点的轨迹。下面是高三网小编整理的数学轨迹方程求解常用方法,供参考。
数学轨迹方程求解常用方法总结
轨迹,包含两个方面的问题:凡在轨迹上的点都符合给定的条件,这叫做轨迹的纯粹性(也叫做必要性);凡不在轨迹上的点都不符合
一、求动点的轨迹方程的基本步骤
⒈建立适当的坐标系,设出动点M的坐标;
⒉写出点M的集合;
⒊列出方程=0;
⒋化简方程为最简形式;
⒌检验。
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二、求动点的轨迹方程的常用方法:
求轨迹方程的方法有多种,常用的有直译法、定义法、相关点法、参数法和交轨法等。
⒈直译法:直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法通常叫做直译法。
⒉定义法:如果能够确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程,这种求轨迹方程的方法叫做定义法。
⒊相关点法:用动点Q的坐标x,y表示相关点P的坐标x0、y0,然后代入点P的坐标(x0,y0)所满足的曲线方程,整理化简便得到动点Q轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做相关点法。
⒋参数法:当动点坐标x、y之间的直接关系难以找到时,往往先寻找x、y与某一变数t的关系,得再消去参变数t,得到方程,即为动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做参数法。
⒌交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做交轨法。
直译法:求动点轨迹方程的一般步骤
①建系——建立适当的坐标系;
②设点——设轨迹上的任一点P(x,y);
③列式——列出动点p所满足的关系式;
④代换——依条件的特点,选用距离公式、斜率公式等将其转化为关于X,Y的方程式,并化简;
⑤证明——证明所求方程即为符合条件的动点轨迹方程。