2.1.2曲线与方程学案-2021-2022学年高二上学期数学人教A版选修2-1
曲线与方程
学习目标:
1.了解曲线与方程的对应关系;
2.掌握求曲线方程的基本方法(直接法),了解求曲线方程的其他方法(待定系数法、定义法、转化法、参数法等)
基础知识:
一般地,在直角坐标系中,如果某曲线(看作点的集合或适合某种条件的点的轨迹)上的点与一个二元方程
的实数解建立了如下的关系:
(1)曲线上所有点的坐标都是方程
的解;
(2)以方程的解为坐标的点都在曲线
上.
那么,方程叫做曲线
的方程;曲线
叫做方程
的曲线.
技巧攻略:
求曲线方程的一般步骤:
①建立适当的直角坐标系,并设动点P(x,y).
②写出动点P满足的几何条件.
③把几何条件坐标化,得方程F(x, y)=0.
④化方程F(x, y)=0为最简形式,特殊情况,予以补充说明,删去增加的或者补上丢失的解。
⑤证明方程F(x, y)=0是曲线的方程。
求曲线方程的一般方法:
(1)直接法:从条件中直接寻找到的关系,列出方程后化简即可
(2)定义法;定义法:从条件中能够判断出点的轨迹为学过的图形,则可先判定轨迹形状,再通过确定相关曲线的要素,求出曲线方程。常见的曲线特征及要素有:
① 圆:平面上到定点的距离等于定长的点的轨迹
直角→圆:若,则
点在以
为直径的圆上,确定方程的要素:圆心坐标
,半径
② 椭圆:平面上到两个定点的距离之和为常数(常数大于定点距离)的点的轨迹
确定方程的要素:距离和,定点距离
③ 双曲线:平面上到两个定点的距离之差的绝对值为常数(小于定点距离)的点的轨迹
注:若只是到两定点的距离差为常数(小于定点距离),则为双曲线的一支
确定方程的要素:距离差的绝对值,定点距离
④ 抛物线:平面上到一定点的距离与到一定直线的距离(定点在定直线外)相等的点的轨迹
确定方程的要素:焦准距:。若曲线位置位于标准位置(即标准方程的曲线),则通过准线方程或焦点坐标也可确定方程
(3)相关点法(动点转移法):所求点与某已知曲线
上一点
存在某种关系,则可根据条件用
表示出
,然后代入到
所在曲线方程中,即可得到关于
的方程
(4)参数法:从条件中无法直接找到的联系,但可通过一辅助变量
,分别找到
与
的联系,从而得到
和
的方程:
,即曲线的参数方程,消去参数
后即可得到轨迹方程。
经典例题透析:
类型一:曲线与方程的概念
例1. 已知坐标满足方程的点都在曲线
上,那么( ).
(A)曲线上点的坐标都满足方程
(B)坐标不满足方程的点都不在曲线C上
(C)不在曲线上的点,其坐标必不满足方程
(D)不在曲线上的点,其坐标有些满足方程
,有些不满足方程
.
【变式1】下列命题正确的是( )
A.到轴距离为5的点的轨迹方程是
B.方程表示的曲线是直角坐标平面上第一、三 象限的角平分线
C.方程表示的曲线是一条直线和一条双曲线
D.曲线过原点的充要条件是
例2. 已知方程的曲线经过点O(0,0)和点A(0,-12),求a、b的值.
【变式1】曲线上有点
,则
= .
类型二:求曲线的方程
(1)直接法
例3.已知点A与B为平面内两定点,若平面内动点P到点A与B的距离之比,求动点P的轨迹.
【变式1】设A、B两点的坐标分别是(1,0)、(-1,0),若,求动点M的轨迹方程.
【变式2】若点M到两条互相垂直的直线的距离相等,求点M的轨迹方程.
(2)定义法
例4:是圆的圆心为
,
是圆内一定点,
为圆周上任一点,线段
的垂直平分线与
的连线交于点
,则
的轨迹方程为( )
A. B.
C.
D.
【变式1】已知直线与抛物线
交于
两点,且
,其中
为坐标原点,若
于
,则点
的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
(3)相关点法(动点转移法)
例5动点M在曲线x2+y2=1上移动,M和定点B(3,0)连线的中点为P,求P点的轨迹方程.