内容正文:
交轨法求轨迹
【方法论述】
求两曲线的交点轨迹时,可由方程直接消去参数,或者先引入参数来建立动曲线间的联系,再消去参数得到轨迹方程,称之为交轨法.
【典例剖析】
例1(人教A版《选择必修1》P137例6)
如图,已知定点B(a, -h),BC⊥x轴于点C,M是线段OB上任意一点,MD⊥x轴于点D,ME⊥BC于点E,OE与MD相交于点P,求点P的轨迹方程.
解:设点,,其中,则点的坐标为.
由题意,直线的方程为. ①
因为点在上,将点的坐标带入①,得,②
所以点的横坐标满足②.
直线的方程为, ③
因为点在上,所以点的坐标满足③.
将②带入③,消去,得,
即点的轨迹方程.
例2(人教A版《选择必修1》P108例3)
如图,设两点的坐标分别为.直线相交于点,且它们的斜率之积是,求点的轨迹方程.
解:法一(直接法)
设点的坐标为,因为点的坐标为,所以直线的斜率
同理,直线的斜率
由已知,有
,
化简,得点的轨迹方程为
点的轨迹是除去两点的椭圆.
法二(交轨法)
设直线的斜率分别为,则,
直线的方程为①,
直线的方程为②,
得,即,变形得③
点的坐标满足方程①②,从而满足方程③,
点的轨迹方程为
点的轨迹是除去两点的椭圆.
【练习巩固】
1. (人教A版《选择必修1》P121探究)
2.(椭圆双曲线第二定义)
设两点的坐标分别为.直线相较于点,且它们的斜率之积是,求点的轨迹方程.
3.(2024年秋季鄂东南教改联盟高二期中联考题19题节选)
在平面坐标系中,已知直线,点为和的交点,求点的轨迹方程.
4.已知抛物线,过点作一条直线交抛物线与两点,试求弦中点的轨迹方程.
【参考答案解析】
1. 设直线的斜率分别为,则,
直线的方程为①,
直线的方程为②,
得,即,变形得③
点的坐标满足方程①②,从而满足方程③,
点的轨迹方程为
点的轨迹是除去两点的双曲线.
2. 设直线的斜率分别为,则,
直线的方程为①,
直线的方程为②,
得,即,变形得③
点的坐标满足方程①②,从而满足方程③,
点的轨迹方程为
点的轨迹是除去两点的圆(椭圆或双曲线).
当时,轨迹为圆;
当且s时轨迹为椭圆;
当时轨迹为双曲线.
3.直线
可化为,
两式相除消去整理得,
显然点不能为点,
故点的轨迹方程为.
4.设弦的中点为,设的坐标分别为,
当斜率存在时,设其斜率为,直线的方程为,显然
由消去得,则,
设点坐标为,则,即,
又点坐标为满足直线的方程,
由消去得即,
当斜率不存在时,易得点,亦满足上式,弦中点的轨迹方程为
.
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