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1、第八節(jié) 曲線與方程
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了解方程的曲線與曲線的方程的對應(yīng)關(guān)系.
1.曲線與方程
一般地,在直角坐標(biāo)系中,如果某曲線C上的點與一個二元方程f(x,y)=0的實數(shù)解建立了如下的關(guān)系:
(1)曲線上點的坐標(biāo)都是這個方程的解;
(2)以這個方程的解為坐標(biāo)的點都是曲線上的點.
那么,這個方程叫做曲線的方程,這條曲線叫做方程的曲線.
曲線可以看作是符合某條件的點的集合,也可看作是適合某種條件的點的軌跡,因此,此類問題也叫軌跡問題.
2.求曲線方程的基本步驟
1.若曲線與方程的對應(yīng)關(guān)系中只滿足(2)會怎樣?
提示
2、:若只滿足“以這個方程的解為坐標(biāo)的點都是曲線上的點”,則以這個方程的解為坐標(biāo)的點的集合形成的曲線可能是已知曲線的一部分,也可能是整條曲線.
2.動點的軌跡方程和動點的軌跡有什么區(qū)別?
提示:“求動點的軌跡方程”和“求動點的軌跡”是不同的,前者只需求出軌跡的方程,標(biāo)出變量x,y的范圍;后者除求出方程外,還應(yīng)指出方程表示的曲線的圖形,并說明圖形的形狀、位置、大小等有關(guān)數(shù)據(jù).
1.已知命題“曲線C上的點的坐標(biāo)是方程f(x,y)=0的解”是正確的,則下列命題中正確的是( )
A.滿足方程f(x,y)=0的點都在曲線C上
B.方程f(x,y)=0是曲線C的方程
C.方程f(x,
3、y)=0所表示的曲線不一定是曲線C
D.以上說法都正確
解析:選C 因為曲線C可能只是方程f(x,y)=0所表示的曲線上的某一小段,因此只有C正確.
2.已知曲線C的方程為x2-xy+y-5=0,則下列各點中,在曲線C上的點是( )
A.(-1,2) B.(1,-2)
C.(2,-3) D.(3,6)
解析:選A 將四個點的坐標(biāo)一一代入曲線C的方程,只有A選項成立,因此(-1,2)在曲線C上.
3.函數(shù)y=的圖象是( )
A.拋物線 B.圓的一部分
C.拋物線的一部分 D.以上都
4、不是
解析:選C 函數(shù)y=的定義域是x≥0,值域是y≥0,則y=,即y2=4x(x≥0),所以函數(shù)y=的圖象是頂點在原點,開口向右的拋物線位于x軸上方的部分.
4.已知M(-2,0),N(2,0),|PM|-|PN|=4,則動點P的軌跡是( )
A.雙曲線 B.雙曲線左支
C.一條射線 D.雙曲線右支
解析:選C 根據(jù)雙曲線的定義知動點P的軌跡類似雙曲線,但不滿足2c>2a>0的條件,故動點P的軌跡是一條射線.
5.設(shè)定點F1(0,-3),F(xiàn)2(0,3),動點P滿足條件|PF1|+|PF2|=a+(a>0),則點P的軌跡是( )
5、
A.橢圓 B.線段 C.不存在 D.橢圓或線段
解析:選D 當(dāng)a=3時,點P的軌跡是線段,當(dāng)a≠3時,點P的軌跡是橢圓.
方法博覽(七)
利用參數(shù)法求軌跡方程
在求點的軌跡方程時,有時求動點應(yīng)滿足的幾何條件不易求得,也無明顯的相關(guān)點,但卻較易發(fā)現(xiàn)(或經(jīng)過分析可發(fā)現(xiàn))這個動點的運動常常受到另一個或兩個變量(如斜率、比值、截距或坐標(biāo)等)的制約,即動點坐標(biāo)(x,y)中的x,y分別隨另外變量的變化而變化,我們稱這些變量為參數(shù),建立軌跡的參數(shù)方程,這種方法叫參數(shù)法.
[典例] (2013福建高考)如圖,在正方形OABC中,O為坐標(biāo)原點,點A的坐標(biāo)為(
6、10,0),點C的坐標(biāo)為(0,10).分別將線段OA和AB十等分,分點分別記為A1,A2,…,A9和B1,B2,…,B9,連接OBi,過Ai作x軸的垂線與OBi交于點Pi(i∈N*,1≤i≤9).
(1)求證:點Pi(i∈N*,1≤i≤9)都在同一條拋物線上,并求該拋物線E的方程;
(2)過點C作直線l與拋物線E交于不同的兩點M,N,若△OCM與△OCN的面積比為4∶1,求直線l的方程.
[解題指導(dǎo)] (1)設(shè)Ai的坐標(biāo)為(i,0),則Bi的坐標(biāo)為(10,i),可用i表示點P的坐標(biāo),得出P的參數(shù)方程.(2)設(shè)直線l的斜率為k,將直線l的方程與拋物線的方程聯(lián)立,尋找M,N兩點坐標(biāo)之間的
7、關(guān)系,再由面積之比即可求出k的值.
[解] (1)法一:依題意,過Ai(i∈N*,1≤i≤9)且與x軸垂直的直線的方程為x=i,Bi的坐標(biāo)為(10,i),所以直線OBi的方程為y=x.
設(shè)Pi的坐標(biāo)為(x,y),由得y=x2,即x2=10y.
所以點Pi(i∈N*,1≤i≤9)都在同一條拋物線上,且拋物線E的方程為x2=10y.
法二:點Pi(i∈N*,1≤i≤9)都在拋物線E:x2=10y上.
證明如下:過Ai(i∈N*,1≤i≤9)且與x軸垂直的直線的方程為x=i, Bi的坐標(biāo)為(10,i),
所以直線OBi的方程為y=x.由解得Pi的坐標(biāo)為.
因為點Pi的坐標(biāo)都滿足方程x2
8、=10y,
所以點Pi(i∈N*,1≤i≤9)都在同一條拋物線上,且拋物線E的方程為x2=10y.
(2)依題意知,直線l的斜率存在,設(shè)直線l的方程為y=kx+10.
由得x2-10kx-100=0,
此時Δ=100k2+400>0,直線l與拋物線E恒有兩個不同的交點M,N.
設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),
則因為S△OCM=4S△OCN,所以|x1|=4|x2|.
又x1x2<0,所以x1=-4x2,分別代入①和②,得解得k=.
所以直線l的方程為y=x+10,即3x-2y+20=0或3x+2y-20=0.
[點評] 參數(shù)法求軌跡方程的步驟:
(1)選取參數(shù)k,用k表示動點M的坐標(biāo);
(2)得出動點M的參數(shù)方程為
(3)消去參數(shù)k,得M的軌跡方程;
(4)由k的范圍確定x、y的范圍.