内容正文:
第七节 曲线与方程
课程标准
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.
[由教材回扣基础]
1.曲线与方程的定义
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的对应关系:
(1)曲线C上点的坐标都是_________的解.
(2)以这个方程的解为坐标的点都是_______的点,那么,这个方程叫做_____的方程,这条曲线叫做_____的曲线.
这个方程
曲线上
曲线
方程
任意
x,y
所得方程
答案:B
答案:圆
答案:A
方法二 定义法求轨迹方程
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(四十九)”
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2.求动点的轨迹方程的基本步骤
(1)建系:建立适当的平面直角坐标系.
(2)设点:轨迹上的_____一点一般设为P(x,y).
(3)列式:列出或找出动点P满足的等式.
(4)代换:将得到的等式转化为关于_____的方程.
(5)验证:验证_________即为所求的轨迹方程.
[练小题巩固基础]
一、练牢教材小题
1.(人教A版选修2-1 P49 T7改编)已知圆(x+2)2+y2=36的圆心为M,设A 为圆上任一点,N(2,0),线段AN的垂直平分线交MA于点P,则动点P的轨迹是 ( )
A.圆 B.椭圆
C.双曲线 D.抛物线
解析:∵|PA|=|PN|,∴|PM|+|PN|=|PM|+|PA|=|MA|=6>|MN|.故动点P的轨迹是椭圆.故选B.
答案:(x-2)2+y2=4(0≤x<1)
2.(人教A版选修2-1 P37 T4改编)已知⊙O方程为x2+y2=4,过M(4,0)的直线与⊙O交于A,B两点,则弦AB中点P的轨迹方程为________________.
解析:根据垂径定理知:OP⊥PM,所以P点轨迹是以OM为直径的圆且在⊙O内的部分.以OM为直径的圆的方程为(x-2)2+y2=4,它与⊙O的交点为(1,±).结合图形可知所求轨迹方程为(x-2)2+y2=4(0≤x<1).
二、练清易错易混
1.(混淆“轨迹”与“轨迹方程”)平面内与两定点A(2,2),B(0,0)距离的比值为2的点的轨迹是________.
解析:设动点坐标为(x,y),则=2,整理得3x2+3y2+4x+4y-8=0,所以满足条件的点的轨迹是圆.
答案:y2=8x(x≠0)
2.(忽视轨迹方程的“完备性”与“纯粹性”)平面上有三个不同点A(-2,y),B,C(x,y),若⊥,则动点C的轨迹方程为________.
解析:=,=,由⊥,得·=0,即2x+·=0,所以动点C的轨迹方程为y2=8x(x≠0).
方法一 直接法求轨迹方程
[典例] 已知△ABC的三个顶点分别为A(-1,0),B(2,3),C(1,2),定点P(1,1).
(1)求△ABC外接圆的标准方程;
(2)若过定点P的直线与△ABC的外接圆交于E,F两点,求弦EF中点的轨迹方程.
[解] (1)由题意得AC的中点坐标为(0,),AB的中点坐标为,kAC=,kAB=1,故AC中垂线的斜率为-,AB中垂线的斜率为-1,则AC
的中垂线的方程为y-=-x,AB的中垂线的方程为y-=-.
由得
所以△ABC的外接圆圆心为(2,0),半径r=2+1=3,故△ABC外接圆的标准方程为(x-2)2+y2=9.
(2)设弦EF的中点为M(x,y),△ABC外接圆的圆心为N,则N(2,0),
由MN⊥MP,得·=0,
所以(x-2,y)·(x-1,y-1)=0,
整理得x2+y2-3x-y+2=0,
故弦EF中点的轨迹方程为2+2=.
[方法技巧]
(1)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.
(2)运用直接法应注意的问题:
①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.
[针对训练]
1.(2020·全国Ⅲ卷)在平面内,A,B是两个定点,C是动点.若·=1,则点C的轨迹为 ( )
A.圆 B.椭圆
C.抛物线 D.直线
解析:以AB所在直线为x轴,线段AB的垂直平分线为y轴建立平面直角坐标系,设A(-a,0),B(a,0),C(x,y),∵·=1,∴(x+a)(x-a)+y·y=1,∴x2+y2=a2+1,∴点C的轨迹为圆,故选A.
2.在平面直角坐标系xOy中,点B与点A(-1,1)关于原点O对称,P是动点,且直线AP与BP的斜率之积等于-.求动点P的轨迹方程.
解:因为点B与点A(-1,1)关于原点O对称,所以点B的坐标为(1,-1).设点P的坐