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1、
2014年高考一輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)難點(diǎn)精講精析:
8.3曲線與方程
(一)用直接法求軌跡方程
※相關(guān)鏈接※
1.如果動點(diǎn)運(yùn)動的條件就是一些幾何量的等量關(guān)系,這些條件簡單明確,易于表述成含、的等式,得到軌跡方程,這種方法稱之為直接法。用直接法求動點(diǎn)軌跡的方程一般有建系設(shè)點(diǎn)、列式、代換、化簡、證明五個(gè)步驟,但最后的證明可以省略。
⒉運(yùn)用直接法應(yīng)注意的問題
(1)在用直接法求軌跡方程時(shí),在化簡的過程中,有時(shí)破壞了方程的同解性,此時(shí)就要補(bǔ)上遺漏的點(diǎn)或刪除多余的點(diǎn),這是不能忽視的.
(2)若方程的化簡過程是恒等變形,則最后的驗(yàn)證可以省略.
※例題解析※
〖例〗如圖所示,設(shè)動直線垂
2、直于x軸,且與橢圓交于A、B兩點(diǎn),P是上滿足的點(diǎn),求點(diǎn)P的軌跡方程。
思路解析:設(shè)P點(diǎn)坐標(biāo)為(x,y)求出A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)代入求P點(diǎn)軌跡標(biāo)明x的范圍。
解答:設(shè)P點(diǎn)的坐標(biāo)為(x,y),則由方程,得,∴,∴A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,又,
∴,即又直線與橢圓交于兩點(diǎn),∴-2
3、用定義。同時(shí)用定義法求軌跡方程也是近幾年來高考的熱點(diǎn)之一。
注:利用定義法求軌跡方程時(shí),還要看所求軌跡是否是完整的圓、橢圓、雙曲線、拋物線,如果不是完整的曲線,則應(yīng)對其中的變量x或y進(jìn)行限制
※例題解析※
〖例1〗(1)已知圓C:x2+y2+6x-91=0及圓內(nèi)一點(diǎn)P(3,0),則過點(diǎn)P且與圓C內(nèi)切的動圓圓心M的軌跡方程為________.
(2)已知動圓P與圓C1:(x+5)2+y2=9和圓C2:(x-5)2+y2=1都外切,求動圓圓心P的軌跡方程.
【方法詮釋】(1)由兩圓內(nèi)切可得出兩圓圓心距與兩圓半徑差之間的關(guān)系|CM|=10-r(r為動圓M的半徑),再注意|PM|=r,
從
4、而有|CM|+|PM|=10,由橢圓的定義得出所求軌跡為橢圓;
(2)由動圓P與圓C1、圓C2均外切得出|C1P|=r+3,|C2P|=r+1,由此得到|C1P|-|C2P|=2,由雙曲線的定義即可得出所求軌跡及軌跡方程.
解析:(1)因?yàn)閳AC:x2+y2+6x-91=0的方程可化為:(x+3)2+y2=100,所以圓心坐標(biāo)為C(-3,0),半徑為10;設(shè)動圓圓心M的坐標(biāo)為M(x,y),半徑為r,因?yàn)閳AC與動圓M內(nèi)切,所以|CM|=10-r,又因?yàn)閯訄A過點(diǎn)P,所以|PM|=r,因此|CM|+|PM|=10>6=|CP|,所以動圓圓心M的軌跡為橢圓,其中長軸長為10,焦距等于6,所以橢圓方程
5、為:+=1,即所求軌跡方程.
答案: +=1
(2)設(shè)動圓圓心P的坐標(biāo)為P(x,y),半徑為r,
因?yàn)閯訄AP與圓C1外切,所以|C1P|=r+3,
又動圓P與圓C2外切,所以|C2P|=r+1,
因此|C1P|-|C2P|=2,由雙曲線的定義可知其軌跡為雙曲線的一支(右支).
由圓C1:(x+5)2+y2=9和圓C2:(x-5)2+y2=1可知:
C1(-5,0)、C2(5,0),所以雙曲線的實(shí)軸長為2,焦距為10,
所以所求軌跡方程為x2-=1(x≥1).
〖例2〗如圖所示,
一動圓與圓外切,同時(shí)與圓內(nèi)切,求動圓圓心M的軌跡方程,并說明它是什么樣的軸線。
思
6、路解析:利用兩圓的位置關(guān)系一相切這一性質(zhì)得到動圓圓心與已知兩圓圓心間的關(guān)系,再從關(guān)系分析滿足何種關(guān)系的定義。
解答:方法一
設(shè)動圓圓心為M(x,y),半徑為R,設(shè)已知圓的加以分別為、,
將圓的方程分別配方得:,
當(dāng)動圓與圓相外切時(shí),有|M|=R+2…………①
當(dāng)動圓與圓相內(nèi)切時(shí),有|M|=R+2……………②
將①②兩式相加,得|M|+|M|=12>||,
∴動圓圓心M(x,y)到點(diǎn)(-3,0)和(3,0)的距離和是常數(shù)12,
所以點(diǎn)M的軌跡是焦點(diǎn)為點(diǎn)(-3,0)、(3,0),長軸長等于12的橢圓。
∴2c=6,2a=12,∴c=3,a=6
∴
∴圓心軌跡方程為,軌跡為橢圓
7、。
方法二:由方法一可得方程(x+3)2+y2+(x-3)2+y2=12移項(xiàng)再兩邊分別平方得:
兩邊再平方得:,整理得
所以圓心軌跡方程為,軌跡為橢圓。
注:(1)平面向量知識融入解析幾何是高考命題的一大特點(diǎn),實(shí)際上平面向量的知識在這里只是表面上的現(xiàn)象,解析幾何的實(shí)質(zhì)是坐標(biāo)法,就是用方程的思想研究曲線,用曲線的性質(zhì)研究方程,軌跡問題正是體現(xiàn)這一思想的重要表現(xiàn)形式,我們只要能把向量所表示的關(guān)系轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)的關(guān)系,這類問題就不難解決了。而與解析幾何有關(guān)的范圍問題也是高考??嫉闹攸c(diǎn)。求解參數(shù)問題主要是根據(jù)條件建立含參數(shù)的函數(shù)關(guān)系式,然后確定參數(shù)的值。
(2)回歸定義是解圓錐曲線問題
8、十分有效的方法,值得重視。
(3)對于“是否存在型”探索性問題的求解,先假設(shè)結(jié)論存在,若推證無矛盾,則結(jié)論存在;若推證出矛盾,則結(jié)論不存在。
(三)用相關(guān)點(diǎn)法(代入法)求軌跡方程
※相關(guān)鏈接※
1.動點(diǎn)所滿足的條件不易表述或求出,但形成軌跡的動點(diǎn)P(x,y)卻隨另一動點(diǎn)的運(yùn)動而有規(guī)律的運(yùn)動,且動點(diǎn)Q的軌跡方程為給定或容易求得,則可先將表示x、y的式子,再代入Q的軌跡方程,然后整理得P的軌跡方程,代入法也稱相關(guān)點(diǎn)法。
2.用代入法求軌跡方程的關(guān)鍵是尋求關(guān)系式:,然后代入已知曲線。而求對稱曲線(軸對稱、中心對稱)方程實(shí)質(zhì)上也是用代入法(相關(guān)點(diǎn)法)解題。
注:用代入法求軌跡方程是將x′、
9、y′表示成x、y的式子,同時(shí)注意x′、y′的限制條件.
※例題解析※
〖例〗已知A(-1,0),B(1,4),在平面上動點(diǎn)Q滿足,點(diǎn)P是點(diǎn)Q關(guān)于直線y=2(x-4)的對稱點(diǎn),求動點(diǎn)P的軌跡方程。
思路解析:由已知易得動點(diǎn)Q的軌跡方程,然后找出P點(diǎn)與Q點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系,代入即可。
解答:
設(shè)Q(x,y),則
故由,即
所以點(diǎn)Q的軌跡是以C(0,2)為圓心,以3為半徑的圓。
∵點(diǎn)P是點(diǎn)Q關(guān)于直線y=2(x-4)的對稱點(diǎn)。
∴動點(diǎn)P的軌跡是一個(gè)以為圓心,半徑為3的圓,其中是點(diǎn)C(0,2)關(guān)于直線y=2(x-4) 的對稱點(diǎn),即直線y=2(x-4)過的中點(diǎn),且與垂直,于是
10、有
,
解得:
故動點(diǎn)P的軌跡方程為。
(四)用參數(shù)法求軌跡方程
〖例〗設(shè)橢圓方程為,過點(diǎn)的直線交橢圓于點(diǎn)A、B,O是坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)P滿足點(diǎn)N的坐標(biāo)為,當(dāng)繞點(diǎn)M旋轉(zhuǎn)時(shí),求:
(1)動點(diǎn)P的軌跡方程;
(2)的最小值與最大值。
解析:(1)直線過點(diǎn),當(dāng)斜率存在時(shí),設(shè)其斜率為,則的方程為記由題設(shè)可得點(diǎn)A、B的坐標(biāo)是方程組的解,消去得于是
,
設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為,則
消去參數(shù)得 ①
當(dāng)不存在時(shí),A、B中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0),也滿足方程①,
所以點(diǎn)P的軌跡方程為。
(2)由點(diǎn)P的軌跡方程知即
又故
當(dāng)時(shí),取得最小值為;
當(dāng)時(shí),取得最大值為。
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