内容正文:
专题14 平面中的轨迹方程问题
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题型01 直接法 1
题型02 定义法 2
题型03 相关点法 4
题型04 交轨法 5
题型01 直接法
【解题规律·提分快招】
1、曲线方程的定义
一般地,如果曲线与方程之间有以下两个关系:
①曲线上的点的坐标都是方程的解;
②以方程的解为坐标的点都是曲线上的点.
此时,把方程叫做曲线的方程,曲线叫做方程的曲线.
2、求曲线方程的一般步骤
(1)建立适当的直角坐标系(如果已给出,本步骤省略);
(2)设曲线上任意一点的坐标为;
(3)根据曲线上点所适合的条件写出等式;
(4)用坐标表示这个等式,并化简;
(5)确定化简后的式子中点的范围.
上述五个步骤可简记为:建(建系)设(设点)现(限制条件)代(代点)化(化简).
3、直接法
如果动点运动的条件就是一些几何量的等量关系,这些条件简单明确,不需要特殊的技巧,易于表述成含的等式,就可得到轨迹方程,且要注意等量关系中的限制条件(三角形、斜率等)
【典例训练】
一、单选题
1.(2024·山东泰安·一模)在平面内,是两个定点,是动点,若,则点的轨迹为( )
A.椭圆 B.抛物线 C.直线 D.圆
2.(24-25高三上·全国·课后作业)已知两定点,动点满足,则点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高三上·全国·课后作业)已知是坐标原点,点满足,且,则点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
二、填空题
4.(24-25高三上·吉林通化·期中)在中,,,,则点的轨迹方程为 .
5.(24-25高三上·上海·随堂练习)在平面直角坐标系xOy中,动点P关于x轴对称的点为Q,且,则点P的轨迹方程为 .
题型02 定义法
【解题规律·提分快招】
1、椭圆定义
如果动点的运动规律合乎我们已知的某种曲线(如圆、椭圆、双曲线、抛物线)的定义,则可先设出轨迹方程,再根据已知条件,待定方程中的常数,即可得到轨迹方程。
①第一定义:平面内与两个定点F1,F2的距离之和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.
②第二定义:平面内一动点到定点与定直线的距离之比等于常数 (0<<1) ,则该动点的轨迹为椭圆,该常数为椭圆离心率,定点为焦点,定直线为该焦点对应的准线。
③椭圆第三定义:A,B为关于原点对称的两个定点,一动点到A,B两点的斜率之积为常数,当0<<1时,该动点的轨迹为椭圆。
2、双曲线定义
①第一定义:平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距
②第二定义:平面内一动点到定点与定直线的距离之比等于常数 (>1) ,则该动点的轨迹为双曲线,该常数为双曲线离心率,定点为焦点,定直线为该焦点对应的准线。
③第三定义:A,B为关于原点对称的两个定点,一动点到A,B两点的斜率之积为常数,当>1时,该动点的轨迹为双曲线。
3、抛物线定义
平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.
注意:
(1)定直线l不经过定点F.
(2)定义中包含三个定值,分别为一个定点,一条定直线及一个确定的比值.
【典例训练】
一、单选题
1.(24-25高三上·重庆沙坪坝·期末)点的坐标分别是,直线相交于点,且它们的斜率之积是,则点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高三上·四川绵阳·期中)已知 ,,直线相交于点,且直线与直线的斜率之积为1,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高三上·福建福州·阶段练习)已知动点到点的距离比它到直线的距离大1,则动点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高三上·河南南阳·阶段练习)动点与定点的距离和到定直线的距离的比是常数,则动点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
5.(24-25高三上·湖南邵阳·阶段练习)一动圆过定点,且与已知圆:外切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
6.(24-25高三上·黑龙江·期中)已知圆和圆,若动圆P与这两圆一个内切一个外切,该动圆圆心P的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
题型03 相关点法
【解题规律·提分快招】
如果动点的运动是由另外某一点的运动引发的,而该点的运动规律已知(该点坐标满足某已知曲线方程),则可以设出,用表示出相关点的坐标,然后把的坐标代入已知曲线方程,即可得到动点的轨迹方程。
“相关点法”求轨迹方程的基本步骤
(1)设点:设被动点坐标为(x,y),主动点坐标为(x1,y1);
(2)求关系式:求出两个动点坐标之间的关系式
(3)代换:将上述关系式代入已知曲线方程,便可得到所求动点的轨迹方程.
【典例训练】
一、单选题
1.(24-25高三上·广东·开学考试)在平面直角坐标系中,将圆上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标缩短为原来的,则得到的新曲线的曲线方程为( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高三上·福建莆田·期末)在圆上任取一点P,过点P作x轴的垂线段,D为垂足,M是线段上的点,且,当点P在圆上运动时,则点M的轨迹方程是( )
A.+=1(y) B.+=1(y)
C.+=1(y) D.+=1(y)
3.(24-25高三上·海南·阶段练习)已知椭圆的短轴的两个端点分别为、,为椭圆上一动点,则的重心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
二、填空题
4.(24-25高三上·江苏南通·阶段练习)如图,轴,垂足为,点在的延长线上,且,当点在圆上运动时,点的轨迹方程为 .
5.(23-24高三上·山东烟台·阶段练习)已知定点B(3,0),点A在圆x2+y2=1上运动,∠AOB的平分线交线段AB于点M,则点M的轨迹方程是 .
题型04 交轨法
【解题规律·提分快招】
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这些动曲线的联系,然后消去参数来得到轨迹方程,称之交轨法.若动点是两曲线的交点,可以通过这两曲线的方程直接求出交点的轨迹方程,也可以解方程组先求出交点坐标的参数方程,再化为普通方程.
【典例训练】
一、单选题
1.(24-25高三上·江苏南通·阶段练习)在平面直角坐标系中,,动点和分别位于正半轴和负半轴上,若,则和的交点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
2.(2024高三上·全国·专题练习)设是椭圆与x轴的两个交点,是椭圆上垂直于的弦的端点,则直线与交点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
二、填空题
3.(2024高三·全国·专题练习)已知是椭圆中垂直于长轴的动弦,是椭圆长轴的两个端点,则直线和的交点的轨迹方程为 .
一、单选题
1.(24-25高三上·福建福州·期末)已知两点的坐标分别是,直线相交于点,且它们的斜率之和是2,则点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
2.(2024高三·全国·专题练习)若动点满足方程,则动点P的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高三上·广西南宁·开学考试)已知,,在x轴上方的动点M满足直线AM的斜率与直线BM的斜率之积为2,则动点M的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高三上·山东菏泽·期中)已知曲线,从曲线上任意一点P向y轴作垂线,垂足为,且,则点N的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高三上·黑龙江鸡西·期中)当点在圆上运动时,它与定点相连,则线段PQ的中点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
6.(2024·广西·模拟预测)已知,分别为轴、轴上的动点,若以线段为直径的圆过点,则线段的中点的轨迹方程为( ).
A. B.
C. D.
7.(23-24高三上·江苏南通·阶段练习)已知等腰底边两端点的坐标分别为,,则顶点A的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
8.(24-25高三上·贵州铜仁·阶段练习)在平面直角坐标系中,已知点,,是一个动点,则下列说法正确的是( )
A.若,则点的轨迹为椭圆
B.若,则点的轨迹为圆
C.若,则点的轨迹为双曲线
D.若,则点的轨迹为一条线段
9.(24-25高三上·河北·期中)已知圆,点,点在圆上运动,线段的中垂线与交于点,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
10.(2024·辽宁·模拟预测)已知是椭圆的长轴上的两个顶点,点是椭圆上异于长轴顶点的任意一点,点与点关于轴对称,则直线与直线的交点所形成的轨迹为( )
A.双曲线 B.抛物线
C.椭圆 D.两条互相垂直的直线
二、填空题
11.(24-25高三上·山西晋城·期中)已知平面内点,,平面内满足的动点的轨迹方程为 .(化简成最简形式)
12.(24-25高三上·江苏南通·阶段练习)已知点是椭圆的一个焦点,且椭圆经过,两点,则椭圆的另一个焦点的轨迹方程为 .
13.(24-25高三上·河北承德·期中)过曲线C上一点P作圆的两条切线,切点分别为A,B,若,则曲线C的方程为 .
14.(24-25高三上·黑龙江黑河·阶段练习)已知分别是直线和上的两个动点,线段的长为,是的中点,则动点的轨迹方程是 .
15.(24-25高三上·山西·期末)在平面直角坐标系中,已知点,在椭圆:上,且直线,的斜率之积为,则中点的轨迹方程为 .
16.(23-24高三上·四川成都·期中)关于直线,有下列说法:
①对任意,直线不过定点;
②平面内任给一点,总存在,使得直线经过该点;
③当时,点到直线的距离最小值为;
④对任意,且有,则直线与的交点轨迹为一直线.
其中正确的是 .
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专题14 平面中的轨迹方程问题
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题型01 直接法 1
题型02 定义法 3
题型03 相关点法 7
题型04 交轨法 11
题型01 直接法
【解题规律·提分快招】
1、曲线方程的定义
一般地,如果曲线与方程之间有以下两个关系:
①曲线上的点的坐标都是方程的解;
②以方程的解为坐标的点都是曲线上的点.
此时,把方程叫做曲线的方程,曲线叫做方程的曲线.
2、求曲线方程的一般步骤
(1)建立适当的直角坐标系(如果已给出,本步骤省略);
(2)设曲线上任意一点的坐标为;
(3)根据曲线上点所适合的条件写出等式;
(4)用坐标表示这个等式,并化简;
(5)确定化简后的式子中点的范围.
上述五个步骤可简记为:建(建系)设(设点)现(限制条件)代(代点)化(化简).
3、直接法
如果动点运动的条件就是一些几何量的等量关系,这些条件简单明确,不需要特殊的技巧,易于表述成含的等式,就可得到轨迹方程,且要注意等量关系中的限制条件(三角形、斜率等)
【典例训练】
一、单选题
1.(2024·山东泰安·一模)在平面内,是两个定点,是动点,若,则点的轨迹为( )
A.椭圆 B.抛物线 C.直线 D.圆
【答案】D
【分析】根据题意求出动点的轨迹方程即可判断.
【详解】设点,点,
则,.
由可得:,即.
所以点的轨迹为圆.
故选:D
2.(24-25高三上·全国·课后作业)已知两定点,动点满足,则点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用两点的斜率公式表示夹角正切,化简计算即可.
【详解】动点满足,则,其中,
化简可得.
故选:B.
3.(24-25高三上·全国·课后作业)已知是坐标原点,点满足,且,则点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设点P坐标,利用平面向量的坐标表示消元化简即可.
【详解】设,,由题意可知,
,
所以,消去参数,得点的轨迹方程为.
故选:D.
二、填空题
4.(24-25高三上·吉林通化·期中)在中,,,,则点的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】设点,分别表示与,化简即可.
【详解】设点,
则,,
则,
化简可得,
故答案为:.
5.(24-25高三上·上海·随堂练习)在平面直角坐标系xOy中,动点P关于x轴对称的点为Q,且,则点P的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】先设点的坐标,再根据已知等式化简得出轨迹方程.
【详解】设,则,
又因为可得.
则点的轨迹方程为.
故答案为:.
题型02 定义法
【解题规律·提分快招】
1、椭圆定义
如果动点的运动规律合乎我们已知的某种曲线(如圆、椭圆、双曲线、抛物线)的定义,则可先设出轨迹方程,再根据已知条件,待定方程中的常数,即可得到轨迹方程。
①第一定义:平面内与两个定点F1,F2的距离之和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.
②第二定义:平面内一动点到定点与定直线的距离之比等于常数 (0<<1) ,则该动点的轨迹为椭圆,该常数为椭圆离心率,定点为焦点,定直线为该焦点对应的准线。
③椭圆第三定义:A,B为关于原点对称的两个定点,一动点到A,B两点的斜率之积为常数,当0<<1时,该动点的轨迹为椭圆。
2、双曲线定义
①第一定义:平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距
②第二定义:平面内一动点到定点与定直线的距离之比等于常数 (>1) ,则该动点的轨迹为双曲线,该常数为双曲线离心率,定点为焦点,定直线为该焦点对应的准线。
③第三定义:A,B为关于原点对称的两个定点,一动点到A,B两点的斜率之积为常数,当>1时,该动点的轨迹为双曲线。
3、抛物线定义
平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.
注意:
(1)定直线l不经过定点F.
(2)定义中包含三个定值,分别为一个定点,一条定直线及一个确定的比值.
【典例训练】
一、单选题
1.(24-25高三上·重庆沙坪坝·期末)点的坐标分别是,直线相交于点,且它们的斜率之积是,则点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据已知条件和斜率公式列出等式化简可得.
【详解】
设,因为,所以,
由已知,,化简得,
故选:B.
2.(24-25高三上·四川绵阳·期中)已知 ,,直线相交于点,且直线与直线的斜率之积为1,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设点,根据题意建立方程,化简即得点的轨迹方程,同时要注意条件的满足即得.
【详解】设点,则,
化简即得:.
即点的轨迹方程为:.
故选:B.
3.(24-25高三上·福建福州·阶段练习)已知动点到点的距离比它到直线的距离大1,则动点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用抛物线的定义求解即可.
【详解】由题意可知,动点P到点的距离等于它到直线的距离,
由抛物线的定义可知,点P在以为焦点,为准线的抛物线上,其轨迹方程为,
故选:D
4.(24-25高三上·河南南阳·阶段练习)动点与定点的距离和到定直线的距离的比是常数,则动点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据已知条件列方程,化简整理即可求解.
【详解】设是点到直线的距离,
根据题意,动点的轨迹就是集合.
由此得,将上式两边平方并化简,得,
即.
所以动点的轨迹方程为.
故选:B.
5.(24-25高三上·湖南邵阳·阶段练习)一动圆过定点,且与已知圆:外切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】结合图象利用双曲线的定义判断动圆圆心的轨迹,然后再求方程即可.
【详解】圆与圆外切,如图,
,即,
,
由双曲线的定义,点的轨迹是以为焦点,为实轴长的双曲线的左支,其中,,
.
故所求轨方程为:.
故选:C.
6.(24-25高三上·黑龙江·期中)已知圆和圆,若动圆P与这两圆一个内切一个外切,该动圆圆心P的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】首先通过半径判断出两圆关系为内含,然后根据结合椭圆的几何定义,判断出轨迹为椭圆得解.
【详解】圆和圆的圆心、半径分别为,,,,
由可知圆内含于圆,
设动圆半径为R,由题意可得,,两式相加可得,
故P点的轨迹是以,为焦点的椭圆,,,
所以,,
所以椭圆方程为,
故选:D.
题型03 相关点法
【解题规律·提分快招】
如果动点的运动是由另外某一点的运动引发的,而该点的运动规律已知(该点坐标满足某已知曲线方程),则可以设出,用表示出相关点的坐标,然后把的坐标代入已知曲线方程,即可得到动点的轨迹方程。
“相关点法”求轨迹方程的基本步骤
(1)设点:设被动点坐标为(x,y),主动点坐标为(x1,y1);
(2)求关系式:求出两个动点坐标之间的关系式
(3)代换:将上述关系式代入已知曲线方程,便可得到所求动点的轨迹方程.
【典例训练】
一、单选题
1.(24-25高三上·广东·开学考试)在平面直角坐标系中,将圆上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标缩短为原来的,则得到的新曲线的曲线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】设为上任意一点,通过变换后得,根据点在圆上代入化简即可.
【详解】设为上任意一点,
将点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标压缩到原来的得到点,
则,所以,
因为,所以,所以新的曲线方程为.
故选:D.
2.(24-25高三上·福建莆田·期末)在圆上任取一点P,过点P作x轴的垂线段,D为垂足,M是线段上的点,且,当点P在圆上运动时,则点M的轨迹方程是( )
A.+=1(y) B.+=1(y)
C.+=1(y) D.+=1(y)
【答案】A
【分析】设点,,则,因点在圆上 ,利用相关点法即可求得点M的轨迹方程.
【详解】
如图,设点,,则,
因点在圆上 ,则 (*),
又因轴,且M是线段上的点,,则,
则得,即,
将其代入(*),即得是点M的轨迹方程.
故选:A.
3.(24-25高三上·海南·阶段练习)已知椭圆的短轴的两个端点分别为、,为椭圆上一动点,则的重心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设,利用三角形重心坐标公式可得,代入椭圆方程中化简即可.
【详解】由题意知、是椭圆的短轴的两个端点,
所以,
设,
由为的重心,
所以,
又为椭圆上一动点,
所以即,
所以有:,
又为的重心,
所以,即的轨迹方程为.
故选:B.
二、填空题
4.(24-25高三上·江苏南通·阶段练习)如图,轴,垂足为,点在的延长线上,且,当点在圆上运动时,点的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】设点的坐标为,点,可得,根据点在圆上即可求出.
【详解】解:设点的坐标为,点,由题意可知,
则由题可得,即,
点在圆上运动,
,
即点的轨迹方程为.
故答案为:
5.(23-24高三上·山东烟台·阶段练习)已知定点B(3,0),点A在圆x2+y2=1上运动,∠AOB的平分线交线段AB于点M,则点M的轨迹方程是 .
【答案】.
【分析】由角平分线的性质定理和向量的坐标运算、圆的方程,可得所求方程.
【详解】设,则,
设,
由为的角平分线,
可得,
即有,
可得,,
即,,
可得,,
则,
即为.
故答案为:.
题型04 交轨法
【解题规律·提分快招】
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这些动曲线的联系,然后消去参数来得到轨迹方程,称之交轨法.若动点是两曲线的交点,可以通过这两曲线的方程直接求出交点的轨迹方程,也可以解方程组先求出交点坐标的参数方程,再化为普通方程.
【典例训练】
一、单选题
1.(24-25高三上·江苏南通·阶段练习)在平面直角坐标系中,,动点和分别位于正半轴和负半轴上,若,则和的交点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】通过设出交点的坐标,利用、、、的坐标关系以及已知条件来建立等式,从而求出的轨迹方程.
【详解】设,,.
因为,所以.
已知,,根据直线的截距式方程(为轴上的截距,为轴上的截距),可得直线的方程:.
已知,,则直线的方程为.
因为是和的交点,所以的坐标满足和的方程.
对于直线的方程,可得.
对于直线的方程,可得.
又因为,所以,即.
故选:D.
2.(2024高三上·全国·专题练习)设是椭圆与x轴的两个交点,是椭圆上垂直于的弦的端点,则直线与交点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】首先设出和根据三点共线得到两组等式,左右两边相乘后利用点在椭圆上,代入消元即得点的轨迹方程.
【详解】
如图,设直线与的交点为,则
∵共线,故①,又∵共线,故②.
由①,② 两式相乘得(*),
因在椭圆上,则,可得:将其代入(*)式,即得:,
化简得:,即P的轨迹方程为.
故选:C.
二、填空题
3.(2024高三·全国·专题练习)已知是椭圆中垂直于长轴的动弦,是椭圆长轴的两个端点,则直线和的交点的轨迹方程为 .
【答案】().
【分析】设,直线和的交点为,根据三点共线及三点共线,可得两个式子,两式相乘,再结合在椭圆上即可得出答案.
【详解】设,
因为椭圆的长轴端点为,
设直线和的交点为,
因为三点共线,所以,,
因为三点共线,所以,
两式相乘得,(),
因为,所以,即,
所以,整理得(),
所以直线和的交点的轨迹方程().
故答案为:().
一、单选题
1.(24-25高三上·福建福州·期末)已知两点的坐标分别是,直线相交于点,且它们的斜率之和是2,则点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】设点坐标,根据斜率公式列方程,化简得轨迹方程,最后根据范围去掉部分点.
【详解】设,则,
,又因为,
.
故选:D.
2.(2024高三·全国·专题练习)若动点满足方程,则动点P的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据双曲线定义得到点P的轨迹方程是以与为焦点的双曲线,得到答案.
【详解】由题意得点到点与点的距离之差的绝对值为3,且,
故动点P的轨迹方程是以与为焦点的双曲线,
故,
所以,
所以双曲线的方程为.
故选:A.
3.(24-25高三上·广西南宁·开学考试)已知,,在x轴上方的动点M满足直线AM的斜率与直线BM的斜率之积为2,则动点M的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据两点求斜率,即可列等量关系化简求解即可.
【详解】设动点,
由于,,根据直线与的斜率之积为.
整理得,化简得:.
故选:B
4.(24-25高三上·山东菏泽·期中)已知曲线,从曲线上任意一点P向y轴作垂线,垂足为,且,则点N的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由向量找到三点的关系,设所求点的坐标,由三点关系得到的坐标,然后代入曲线,得到点N的轨迹方程.
【详解】∵,∴三点共线,且
又∵轴,
∴设,则,,
∵点在上,
∴,即.
故选:B.
5.(24-25高三上·黑龙江鸡西·期中)当点在圆上运动时,它与定点相连,则线段PQ的中点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设出M点坐标,根据M是线段PQ中点可表示出P点坐标,再根据P在圆上可建立关于M横纵坐标的关系式,即可得出M轨迹方程.
【详解】如图所示,
设,因为M是线段PQ中点,
所以由中点坐标公式可得,,所以,
又因为P在圆上,所以,
于是可得M的轨迹方程为:,
故选:B.
6.(2024·广西·模拟预测)已知,分别为轴、轴上的动点,若以线段为直径的圆过点,则线段的中点的轨迹方程为( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设出点坐标,根据中点坐标公式得到、两点的坐标,结合已知条件利用垂直关系,分直线斜率不存在,和直线斜率存在两种情况求解即可.
【详解】设点的坐标为,则点的坐标为,点的坐标为,
由圆的性质可知,
当时,直线斜率不存在,
此时直线斜率为,所以,,,
当时,有,即,
整理得:,
经检验在直线上,
所以的轨迹方程为:.
故选:B.
7.(23-24高三上·江苏南通·阶段练习)已知等腰底边两端点的坐标分别为,,则顶点A的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据,可得顶点A的轨迹是的垂直平分线(除去垂直平分线与线段的交点),利用斜率关系与点斜式方程可得.
【详解】,且三点不共线,
顶点A的轨迹是线段的垂直平分线(除去垂直平分线与线段的交点,即除去的中点),
,,
,所以与直线BC垂直的直线的斜率为,
又BC的中点,
则线段的垂直平分线的方程为,即.
顶点A的轨迹方程是,
故选:D.
8.(24-25高三上·贵州铜仁·阶段练习)在平面直角坐标系中,已知点,,是一个动点,则下列说法正确的是( )
A.若,则点的轨迹为椭圆
B.若,则点的轨迹为圆
C.若,则点的轨迹为双曲线
D.若,则点的轨迹为一条线段
【答案】B
【分析】令,结合椭圆、双曲线定义判断A、C;利用向量加减、模长的坐标运算列方程求轨迹判断B;应用两点距离公式列方程求轨迹判断D.
【详解】令,则:
A:由,结合椭圆定义,显然轨迹不是椭圆,错;
B:由,则,
所以,即点的轨迹为圆,对;
C:由,根据双曲线定义,轨迹为双曲线的右支,错;
D:由题设,整理得,即点的轨迹为一条直线,错.
故选:B
9.(24-25高三上·河北·期中)已知圆,点,点在圆上运动,线段的中垂线与交于点,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据条件得到,从而点的轨迹是以为焦点,且长轴长为,焦距为的椭圆,即可求解.
【详解】如图,易知,所以,
由椭圆的定义知,点的轨迹是以为焦点,且长轴长为,焦距为的椭圆,
而焦点在上,长轴长为,焦距为的椭圆的标准方程为,
又点的轨迹的中心为,所以的轨迹方程为,
故选:C.
10.(2024·辽宁·模拟预测)已知是椭圆的长轴上的两个顶点,点是椭圆上异于长轴顶点的任意一点,点与点关于轴对称,则直线与直线的交点所形成的轨迹为( )
A.双曲线 B.抛物线
C.椭圆 D.两条互相垂直的直线
【答案】A
【分析】由题意设出点,坐标,然后求出直线与直线的方程,根据直线方程的特点,两方程相乘,从而得到点的轨迹方程,进而得解.
【详解】
由于是椭圆的长轴上的两个顶点,所以,
设,则,
所以直线的方程为①,直线的方程为②,
①②得,
又因为在椭圆上,所以,即,
所以,即,
即直线与直线的交点在双曲线上.
故选:A.
二、填空题
11.(24-25高三上·山西晋城·期中)已知平面内点,,平面内满足的动点的轨迹方程为 .(化简成最简形式)
【答案】
【分析】设坐标为,由题意得,化简得到答案.
【详解】设坐标为,由题意得,
变形为,两边平方得
,
化简得,
两边平方得,
化简得.
故答案为:
12.(24-25高三上·江苏南通·阶段练习)已知点是椭圆的一个焦点,且椭圆经过,两点,则椭圆的另一个焦点的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】根据双曲线的定义可求的轨迹方程.
【详解】由椭圆的定义可知,
所以,
因此点的轨迹是以、为焦点,实轴长为2的双曲线的左支,
故它的轨迹方程为.
故答案为:.
13.(24-25高三上·河北承德·期中)过曲线C上一点P作圆的两条切线,切点分别为A,B,若,则曲线C的方程为 .
【答案】(且)
【分析】设及切线方程,由直线与圆相切得出关于斜率k的方程,由判别式得出,再由斜率关系计算即可.
【详解】设,则过点的切线方程为,即,
所以,得,
则,是此方程的两根,,,
即,
所以,得,又,所以,
即曲线的方程为(且).
故答案为:(且).
14.(24-25高三上·黑龙江黑河·阶段练习)已知分别是直线和上的两个动点,线段的长为,是的中点,则动点的轨迹方程是 .
【答案】
【分析】根据中点关系以及两点距离公式,即可化简求解.
【详解】设,,则,则在,
故,或,
根据,
故,进而可得,
即,
故答案为:
15.(24-25高三上·山西·期末)在平面直角坐标系中,已知点,在椭圆:上,且直线,的斜率之积为,则中点的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】将点,代入椭圆方程,两式相加,代入斜率的坐标公式可得,再代入中点的坐标公式化简即可求解.
【详解】因为点,在椭圆:上,所以,
两式相加可得,即,
又因为直线,的斜率之积为,所以,可得,
所以,
设中点为,则,,
所以,即,
即中点的轨迹方程为,
故答案为:
16.(23-24高三上·四川成都·期中)关于直线,有下列说法:
①对任意,直线不过定点;
②平面内任给一点,总存在,使得直线经过该点;
③当时,点到直线的距离最小值为;
④对任意,且有,则直线与的交点轨迹为一直线.
其中正确的是 .
【答案】①③
【分析】①变形为,可得到直线不过定点;
②可举出反例;
③利用点到直线距离公式和基本不等式进行求解;
④联立两直线方程,求出交点坐标,结合,得到交点轨迹方程.
【详解】①对任意,随着的变化,也随之变化,故直线不过定点,①正确;
平面内取点,则,即,无解,故②错误;
点到直线的距离,令,
则,
因此,
当且仅当,即时,等号成立,③正确;
联立直线与,得到,
故交点坐标为,
又因为,
所以交点坐标满足方程,
但当时,,不合题意,所以交点取不到,
所以交点轨迹为一直线的一部分,④错误.
故答案为:①③.
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