轨迹和求曲线方程轨迹的一般方法

文/陈宇航

轨迹和求曲线方程轨迹的一般方法

一、轨迹和求曲线方程轨迹的一般方法

1、椭圆的轨迹

(1)我们把平面内与两个定点$F_1,F_2$的距离的和等于常数(大于$|F_1F_2|$)的点的轨迹叫做椭圆。

注:只有当$2a>|F_1F_2|$时,动点$P$的轨迹才是椭圆,当$2a<|F_1F_2|$时,动点$P$的轨迹不存在;当$2a$=$|F_1F_2|$时,动点$P$的轨迹是线段$|F_1F_2|$。

(2)平面内到定点的距离和到定直线的距离之比为常数$e$(即离心率,0<$e$<1)的点的轨迹是椭圆。

2、双曲线的轨迹

(1)我们把平面内与两个定点$F_1,F_2$的距离的差的绝对值等于非零常数(小于$|F_1F_2|$)的点的轨迹叫做双曲线。

(2)平面内与一个定点$F$和一条定直线$l$的距离的比是常数$e$,当$e$>1时,动点的轨迹是双曲线。

3、抛物线的轨迹

平面内与一个定点$F$和一条定直线$l$($l$不经过点$F$)距离相等的点的轨迹叫做抛物线。

4、求曲线方程轨迹的一般方法

(1)直译法:直接将动点满足的几何关系“翻译”成动点坐标$(x,y)$的关系式,得到方程$f(x,y)=0$,即为所求动点的轨迹方程。用直译法求解时列式容易,但在对等式进行等价变形与化简的过程中,应特别留意是否需要分情况讨论。

(2)待定系数法:若轨迹方程中存在待定系数,则可将已知的条件代入,从而得出系数满足的方程(组),通过求解方程(组)得到待定系数的值,即可得出轨迹方程。

(3)定义法:若动点运动的限制条件与某一类圆锥曲线的定义吻合,可直接根据定义建立动点的轨迹方程。利用定义法可先确定曲线的类型与方程的具体结构式,再利用待定系数法求解。

(4)相关点法:若根据动点运动的限制条件不容易直接列出等式,但动点随着另一相关点的运动而运动,这时可用动点坐标表示出相关点的坐标,再根据相关点所满足的方程求得动点的轨迹方程。

(5)参数法:若动点$(x,y)$坐标之间的关系不容易直接找到,可先考虑将$x,y$用参数表示,再设法消去参数,即可得到轨迹方程。用参数法求解时,需注意参数的取值范围对方程中$x$和$y$的范围的影响。

(6)交轨法:选择适当的参数表示两动曲线的方程,再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。

二、轨迹的相关例题

已知$A$(-1,0),$B$是圆$F$:$x^2$-2$x$+$y^2$-11=0($F$为圆心)上一动点,线段$AB$的垂直平分线交$BF$于$P$,则动点$P$的轨迹方程为

A.$\frac{x^2}{12}+\frac{y^2}{11}=1$

B.$\frac{x^2}{36}-\frac{y^2}{35}=1$

C.$\frac{x^2}{3}-\frac{y^2}{2}=1$

D.$\frac{x^2}{3}+\frac{y^2}{2}=1$

答案:D解析:由已知得圆$F$的标准方程为($x-1)^2$+$y^2$=12,则圆心$F$的坐标为(1,0),半径为2$\sqrt{3}$,由点$P$在线段$AB$的垂直平分线上可知$|PA|=|PB|$,故$|PA|$+$|PF|$=$|PB|$+$|PF|$=$|BF|$=2$\sqrt{3}$>2=$|AF|$,所以动点$P$的轨迹是以$A$,$F$为焦点,2$\sqrt{3}$为长轴长的椭圆,则2$a$=2$\sqrt{3}$,2$c$=2,所以$b=\sqrt{2}$。所以动点$P$的轨迹方程为$\frac{x^2}{3}+\frac{y^2}{2}=1$,故选D。

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