内容正文:
中国人民大学附属中学
2.1.2由曲线求它的方程,
由方程研究曲线的性质
在研究直线与圆的方程时,我们已经看到解析几何主要推论下面两个基本问题:
1.由曲线求它的方程;
2.利用方程研究曲线的性质.
下面让我们通过实例,进一步体会如何建立曲线的方程,以及如何利用方程以及曲线的性质。
例1.设动点M与两条互相垂直的直线的距离的积等于1,求动点M的轨迹方程并利用方程研究轨迹(曲线)的性质。
解:(1)求动点M的轨迹方程:
① 建立直角坐标系. 取已知两条互相垂直的直线为坐标轴,建立平面直角坐标系xOy;
② 设动点M的坐标为(x,y);
③ 把几何条件转化为坐标表示:
过点M分别作x轴,y轴的垂线,垂足分别为E,F,有轨迹上的点M与两坐标轴的距离之积等于1,得
因为点M与x轴的距离|ME|=|y|,与y轴的距离|MF|=|x|,所以上述条件转化为方程的表示:
|x|·|y|=1. 这个方程等价于xy=1或xy=-1.
点M是轨迹上的点 |ME|·|MF|=1
这就是说,M(x,y)在曲线上,则它的坐标满足方程,以|x|·|y|=1的解为坐标的点M(x,y)都在曲线上。
因此方程|x|·|y|=1为所求动点轨迹的方程.
④ 证明(略);
(2)利用方程研究曲线的性质:
① 曲线的组成
由于方程|x|·|y|=1等价于下列两个方程xy=1或xy=-1,每一个方程都表示一条曲线,由此可知表示方程的曲线由上述两个方程的曲线组成;
② 曲线与坐标轴的交点
由方程|x|·|y|=1,可推知x≠0且y≠0,因此方程的曲线与两坐标轴没有交点,方程对应的曲线被两条坐标轴分开;
③ 曲线的对称性质
在方程|x|·|y|=1中,以-x代替x,这个方程并未变化,因此方程的图象关于y轴对称.
在方程|x|·|y|=1中,以-y代替y,这个方程也未变化,因此方程的图象关于x轴对称;
在方程|x|·|y|=1中,以-x代替x,同时以-y代替y,这个方程也未变化,因此方程的图象关于原点中心对称.
由以上分析可知,这个方程所表示的曲线,既是轴对称图形,也是中心对称图形。因此在我们研究方程的曲线时,只要研究它在第一象限那一部分曲线即可;
④ 曲线的变化情况
由曲线的对称性质,我们