内容正文:
5.1 直接法
直接法是将动点满足的几何条件或者等量关系,直接坐标化,列出等式化简即得动点轨迹方程。当所求动点的要满足的条件简单明确时,直接按“建系设点、列出条件、代入坐标、整理化简、限制说明”五个基本步骤求轨迹方程, 称之直接法.
利用直接法求轨迹方程的方法及注意点:
⑴利用直接法求解轨迹方程的关键是根据条件准确列出方程,然后进行化简;
⑵运用直接法应注意的问题:
①在用直接法求轨迹方程时,在化简的过程中,有时破坏了方程的同解性,此时就要补上遗漏的点或删除多余的点,这是不能忽视的;
②若方程的化简过程是恒等变形,则最后的验证可以省略。
【例1】已知点,直线,为平面上的动点,过点作直线的垂线,垂足为,且,则动点的轨迹方程为( )
【答案】
【解析】设点,则,,,即,整理得,动点的轨迹方程为。
【例2】已知动点与两定点连线的斜率之积等于常数,则动点的轨迹的方程为__________.
【答案】
【解析】由题设知,直线与的斜率存在且均不为零,,整理得,即动点的轨迹的方程为。
【例3】设一动点到直线的距离到它到点的距离之比为,则动点的轨迹方程是( )
【答案】
【解析】设,, ,两边平方得,整理得,即,。
【例4】已知两定点的坐标分别为,动点满足条件,则动点的轨迹方程为___________
【分析】通过作图可得等价的条件为直线的斜率的关系,设,则,则可通过的斜率关系得到动点的方程。
【答案】或
【解析】若在轴上方,则,,,,代入可得 ,化简可得,即。
①若在轴下方,则,,同理可得,;当时,即为等腰直角三角形,或满足上述方程;当在一四象限时,轨迹方程为;
②当在线段上时,同样满足,线段的方程也为的轨迹方程。
综上所述,的轨迹方程为或。
【例5】已知直角坐标平面上点和圆,动点到圆的切线长与的比等于常数,求动点的轨迹方程,说明它表示什么曲线.
【解析】设,直线切圆于,则有,即,
,整理得。
①若,方程化为,它表示过点和轴垂直的一条直线;
②若,方程化为, 它表示以为圆心,为半径的圆.
【例6】设为坐标原点,动点在椭圆上,过作轴的垂线,垂足为,点满足。
⑴求点的轨迹方程;
⑵设点在直线上,且,证明:过点且垂直于的直线过的左焦点。
【解析】⑴设,,,,,,在曲线上,,点的轨迹方程为。
⑵由题意知,。设,,则,,,,。由得,又由⑴知,故,,即。又过点存在唯一直线垂直于,过点且垂直于的直线过的左焦点。
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