一.专题内容:
求动点的轨迹方程实质上是建立动点的坐标之间的关系式,首先要分析形成轨迹的点和已知条件的内在联系,选择最便于反映这种联系的坐标形式,寻求适当关系建立等式,常用方法有:
(1)等量关系法:根据题意,列出限制动点的条件等式,这种求轨迹的方法叫做等量关系法,利用这种方法时,要求对平面几何中常用的定理和解析几何中的有关基本公式很熟悉.
(2)定义法:如果动点满足的条件符合某种已知曲线(如圆锥曲线)的定义,可根据其定义用待定系数法求出轨迹方程.
(3)转移代入法:如果所求轨迹上的点是随另一个在已知曲线:上的动点的变化而变化,且能用表示,即,,则将代入已知曲线,化简后即为所求的轨迹方程.
(4)参数法:选取适当的参数(如直线斜率等),分别求出动点坐标与参数的关系式,得出所求轨迹的参数方程,消去参数即可.
(5)交轨法:即求两动直线交点的轨迹,可选取同一个参数,建立两动直线的方程,然后消去参数,即可(有时还可以由三点共线,斜率相等寻找关系).
注意:轨迹的完备性和纯粹性!一定要检验特殊点和线!
二.相关试题训练。
一)选择、填空题。
1.( 已知、是定点,,动点满足,则动点的轨迹是 (a)椭圆 (b)直线c)圆d)线段。
2.( 设,,的周长为36,则的顶点的轨迹方程是。
ab)()cd)()
3.与圆外切,又与轴相切的圆的圆心轨迹方程是。
4.p在以、为焦点的双曲线上运动,则的重心g的轨迹方程是。
5.已知圆c:内一点,圆c上一动点q, aq的垂直平。
分线交cq于p点,则p点的轨迹方程为。
6.△abc的顶点为、,△abc的内切圆圆心在直线上,则顶。
点c的轨迹方程是。
变式:若点为双曲线的右支上一点,、分别是左、右焦点,则△的内切圆圆心的轨迹方程是。
推广:若点为椭圆上任一点,、分别是左、右焦点,圆与线段的延长线、线段及轴分别相切,则圆心的轨迹是。
7.已知动点到定点的距离比到直线的距离少1,则点的轨迹方程是。
8.抛物线的一组斜率为的平行弦的中点的轨迹方程是。
9.过抛物线的焦点作直线与抛物线交于p、q两点,当此直线绕焦点旋转时,弦中点的轨迹方程为。
解法分析:解法1 当直线的斜率存在时,设pq所在直线方程为与抛物线方程联立,消去得 .
设,,中点为,则有。
消得. 当直线的斜率不存在时,易得弦的中点为,也满足所求方程.
故所求轨迹方程为.
解法2 设,由得,设中点为,当时,有,又,所以,,即.
当时,易得弦的中点为,也满足所求方程.
故所求轨迹方程为.
10.过定点作直线交抛物线于a、b两点, 过a、b分别作抛物线c的切线交于点m, 则点m的轨迹方程为。
二)解答题。
1.一动圆过点,且与圆相内切,求该动圆圆心的轨迹方程.
定义法)2.过椭圆的左顶点作任意弦并延长到,使,为椭圆另一顶点,连结交于点,求动点的轨迹方程.
直接法、定义法;突出转化思想)
3.已知、是椭圆的长轴端点,、是椭圆上关于长轴对称的两点,求直线和的交点的轨迹.(交轨法)
4.已知点g是△abc的重心,,在轴上有一点m,满足。
1)求点c的轨迹方程;(2)若斜率为的直线与点c的轨迹交于不同两点p、q,且满足,试求的取值范围.
解:(1)设,则由重心坐标公式可得.,点在轴上,∴ 即.
故点的轨迹方程为().直接法)
2)设直线的方程为(),的中点为.
由消,得.,即. ①
又,∴,即,,又由①式可得,∴且.
且,解得且.
故的取值范围是且.
5.已知平面上两定点、,为一动点,满足.
ⅰ)求动点的轨迹的方程;(直接法)
ⅱ)若a、b是轨迹上的两动点,且.过a、b两点分别作轨迹的切线,设其交点为,证明为定值.
解:(ⅰ设.由已知,3分,.
整理,得.即动点的轨迹为抛物线,其方程为.
6.已知o为坐标原点,点、,动点、、满足(),求点m的轨迹w的方程.
解:∵,mn垂直平分af.
又,∴ 点m在ae上, 点m的轨迹w是以e、f为焦点的椭圆,且半长轴,半焦距,.
点m的轨迹w的方程为().
7.设,为直角坐标系内轴正方向上的单位向量,若向量,, 且.
1)求点的轨迹的方程;(定义法)
2)过点作直线与曲线交于、两点,设,是否存在这样的直线,使得四边形是矩形?若存在,求出直线的方程,若不存在,试说明理由.
解:(1);
2)因为过轴上的点.若直线是轴,则两点是椭圆的顶点.,所以与重合,与四边形是矩形矛盾.
故直线的斜率存在,设方程为,.
由消得此时>恒成立,且,,,所以四边形是平行四边形.
若存在直线,使得四边形是矩形,则,即.
即.,得.故存在直线:,使得四边形是矩形.
8.如图,平面内的定点f到定直线l的距离为2,定点e满足: =2,且于g,点q是直线上一动点,点m满足:,点p满足:,.
)建立适当的直角坐标系,求动点p的轨迹方程;
)若经过点e的直线与点p的轨迹交于相异两点a、b,令,当时,求直线的斜率的取值范围.
解:(1)以的中点为原点,以所在直线为轴,建立平面直角坐标系,设点,则,,.即所求点的轨迹方程为.
(2)设点。
设af的斜率为,bf的斜率为,直线的方程为
由………6分
………7分
………8分。
………10分。
由于 ……11分。
解得………13分。
∴直线斜率k的取值范围是。
9.如图所示,已知定点,动点在轴上运动,过点作交轴于点,并延长到点,且,.
1)求动点的轨迹方程;
2)直线与动点的轨迹交于、两点,若,且,求直线的斜率的取值范围.
解:(1)设,由得,又,∴,即动点的轨迹方程为.
10.已知点,点在轴上,点在轴上,为动点,满足,.
1)求点轨迹的方程;
2)将(1)中轨迹按向量平移后得曲线,设是上任一点,过作圆的两条切线,分别交轴与、两点,求的取值范围.
解:(1)设、、,则、、
由题意得∴ ∴故动点的轨迹方程为.
11.如图和两点分别在射线、上移动,且,为坐标原点,动点满足.
1)求的值; (2)求点的轨迹的方程,并说明它表示怎样的曲线?
3)若直线l过点交(2)中曲线于、两点,且,求的方程.
解:(1)由已知得,.
(2)设p点坐标为(),由得。
消去,可得,又因,∴ p点的轨迹方程为.
它表示以坐标原点为中心,焦点在轴上,且实轴长为2,焦距为4的双曲线的右支.
3)设直线l的方程为,将其代入c的方程得。
即 ,易知(否则,直线l的斜率为,它与渐近线平行,不符合题意)
又,设,则。
l与c的两个交点在轴的右侧,即,又由同理可得 ,由得, ∴
由得,由得,消去得考虑几何求法!!
解之得: ,满足.
故所求直线l存在,其方程为:或.
12.设a,b分别是直线和上的两个动点,并且,动点p满足.记动点p的轨迹为c.
) 求轨迹c的方程;
)若点d的坐标为(0,16),m、n是曲线c上的两个动点,且,求实数的取值范围.
解:()设,因为a、b分别为直线和上的点,故可设,.
又, ∴∴. 即曲线c的方程为.
) 设n(s,t),m(x,y),则由,可得(x,y-16)= s,t-16).
故,.∵ m、n在曲线c上, ∴
消去s得 .
由题意知,且,解得 .
又 , 解得 ()
故实数的取值范围是().
13.设双曲线的两个焦点分别为、,离心率为2.
1)求此双曲线的渐近线、的方程;()
2)若a、b分别为、上的动点,且,求线段ab的中点m的轨迹方程,并说明是什么曲线.()
提示:,又,则,.
又,代入距离公式即可.
3)过点是否存在直线,使与双曲线交于、两点,且,若存在,求出直线的方程;若不存在,说明理由.(不存在)
14.已知点,直线,设动点p到直线的距离为,已知,且. (1)求动点p的轨迹方程;
2)若,求向量与的夹角;
3)如图所示,若点g满足,点m满足,且线段mg的垂直平分线经过点p,求△pgf的面积.
15.如图,直线与椭圆()交于a、b两点,以oa、ob为邻边作平行四边形oapb(o为坐标原点).
1)若,且四边形oapb为矩形,求的值;()
2)若,当变化时(),求点p的轨迹方程.((
16.双曲线c:(,的离心率为2,其中,,且.(1)求双曲线c的方程;
2)若双曲线c上存在关于直线:对称的点,求实数的取值范围.
解:(i)依题意有:
解得: 所求双曲线的方程为6分。
ⅱ)当k=0时,显然不存在7分。
当k≠0时,设双曲线上两点m、n关于直线l对称.由l⊥mn,直线mn的方程为.则m、n两点的坐标满足方程组。
由消去y得。
9分。显然,.
即。设线段mn中点d()
则。d()在直线l上,.即 ②
把②带入①中得 ,解得或.
或.即或,且k≠0.
k的取值范围是.……14分。
17.已知向量=(2,0), 0,1),动点m到定直线y =1的距离等于d,并且满足·=k(·-d2),其中o为坐标原点,k为参数。
ⅰ)求动点m的轨迹方程,并判断曲线类型;
高考动点轨迹问题专题讲解
一 专题内容 求动点的轨迹方程实质上是建立动点的坐标之间的关系式,首先要分析形成轨迹的点和已知条件的内在联系,选择最便于反映这种联系的坐标形式,寻求适当关系建立等式,常用方法有 1 等量关系法 根据题意,列出限制动点的条件等式,这种求轨迹的方法叫做等量关系法,利用这种方法时,要求对平面几何中常用的定...
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