内容正文:
(理科)第9节 曲线与方程
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核心素养
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1.了解方程的曲线与曲线的方程的对应关系.
2.了解解析几何的基本思想和利用坐标法研究曲线的简单性质.
3.能够根据所给条件选择适当的方法求曲线的轨迹方程
1.直接法求轨迹方程,达成直观想象和数学建模的素养.
2.定义法求轨迹方程,增强直观想象和逻辑推理的素养.
3.相关点法(代入法)求轨迹方程,提升直观想象、直观想象和数学运算的素养
在2022年的高考中预计有三种考查形式:一是曲线方程的判断;二是轨迹方程的计算;三是在解答题中首先求轨迹方程,再进行计算.一般是选择题、填空题,也可以是解答题第一问.难度不太大,中档题型
[要点梳理]
1.曲线与方程的概念
一般地,在直角坐标系中,如果某曲线C上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立了如下关系:
(1)曲线上点的坐标都是这个方程的解;
(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点,那么这个方程叫做曲线的方程;这条曲线叫做方程的曲线.
2.求轨迹方程的常用方法
(1)直接法:直接利用条件建立x,y之间的关系F(x,y)=0;
(2)待定系数法:已知所求曲线的类型,求曲线方程——先根据条件设出所求曲线的方程,再由条件确定其待定系数;
(3)定义法:先根据条件得出动点的轨迹是某种已知曲线,再由曲线的定义直接写出动点的轨迹方程;
(4)代入法(相关点法):动点P(x,y)依赖于另一动点Q(x0,y0)的变化而变化,并且Q(x0,y0)又在某已知曲线上,则可先用x,y的代数式表示x0,y0,再将x0,y0代入已知曲线得要求的轨迹方程;
(5)参数法:当动点P(x,y)坐标之间的关系不易直接找到,也没有相关动点可用时,可考虑将x,y均用一中间变量(参数)表示,得参数方程,再消去参数得普通方程.
3.两曲线的交点
设曲线C1的方程为F1(x,y)=0,曲线C2的方程为F2(x,y)=0,则C1,C2的交点坐标即为方程组的实数解.
若此方程组 无解 ,则两曲线无交点.
1.两个条件
(1)如果曲线C的方程是f(x,y)=0,那么点P0(x0,y0)在曲线上的充要条件是f(x0,y0)=0.
(2)“曲线C是方程f(x,y)=0的曲线”是“曲线C上的点的坐标都是方程f(x,y)=0的解”的充分不必要条件.
2.求轨迹问题常用的数学思想
(1)函数与方程思想:求平面曲线的轨迹方程就是将几何条件(性质)表示为动点坐标x,y的方程及函数关系.
(2)数形结合思想:由曲线的几何性质求曲线方程是“数”与“形”的有机结合.
(3)等价转化思想:通过坐标系使“数”与“形”相互结合,在解决问题时又需要相互转化.
[自主诊断]
◆[思考辨析]
判断下面结论是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)方程y=与x=y2表示同一曲线.( )
(2)方程x2+xy=x的曲线是一个点和一条直线.( )
(3)f(x0,y0)=0是点P(x0,y0)在曲线f(x,y)=0上的充要条件.( )
(4)条件甲:“曲线C上的点的坐标都是方程f(x,y)=0的解”,条件乙:“曲线C是方程f(x,y)=0的曲线”,则条件甲是条件乙的充要条件.( )
(5)方程=1表示斜率为1,在y轴上的截距为2的直线.( )
(6)到两条互相垂直的直线距离相等的点的轨迹方程是x2=y2.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
◆[教材改编]
1.[选修2-1教材改编]已知点F,直线l:x=-,点B是l上的动点,若过点B垂直于y轴的直线与线段BF的垂直平分线交于点M,则点M的轨迹是( )
A.双曲线 B.椭圆
C.圆 D.抛物线
解析:D [由已知|MF|=|MB|,根据抛物线的定义知,点M的轨迹是以点F为焦点,直线l为准线的抛物线.]
2.[选修2-1P37B组T1改编]若过点P(1,1)且互相垂直的两条直线l1,l2分别与x轴,y轴交于A,B两点,则AB中点M的轨迹方程为 __________ .
解析:设M的坐标为(x,y),则A,B两点的坐标分别是(2x,0),(0,2y),连接PM,∵l1⊥l2.
∴|PM|=|OM|,
而|PM|=,|OM|=.
∴=,
化简,得x+y-1=0,即为所求的轨迹方程.
答案:x+y-1=0
◆[小题纠偏]
1.方程(x2+y2-4)=0的曲线形状是( )
解析:C [由题意可得x+y+1=0或,它表示直线x+y+1=0和圆x2+y2-4=0在直线x+y+1=0右上方的部分.故选C.]
2.(2023·长春市模拟)如图所示,A是圆O内一定点,B是圆周上一个动点,AB的中垂线CD与OB交于点E,则点E的轨迹是( )
A.圆 B.椭圆 C.双