1、求曲线轨迹方程的五种方法 一、 直接法 如果题目中的条件有明显的等量关系,或者可以利用平面几何 知识推出等量关系,求方程时可用直接法。 例 1 长为 2a 的线段 AB 的两个端点分别在 x 轴、y 轴上滑动, 求 AB 中点 P 的轨迹方程。 解:设点 P 的坐标为( x,y) , 则 A(2x,0) ,B(0,2y) ,由|AB|=2a 得 =2a22)()(yx 化简得 x2+y2=a,即为所求轨迹方程 点评:本题中存在几何等式|AB|=2a,故可用直接法解之。 二、 定义法 如果能够确立动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可用曲 线定义写出方程,这种方法称为定义法。 例 2 动点 P
2、到直线 x+4=0 的距离减去它到 M(2,0)的距离 之差等于 2,则点 P 的轨迹是( ) A、 直线 B、椭圆 C、双曲线 D、抛物线 解法一:由题意,动点 P 到点 M(2,0)的距离等于这点到直 线 x=-2 的距离,因此动点 P 的轨迹是抛物线,故选 D。 解法二:设 P 点坐标为( x,y) ,则 |x+4|- =22)(yx 当 x-4 时,x+4- =2 化简得2)( 当时,y 2=8x 当 x-4 时,-x-4- =2 无解2)(yx 所以 P 点轨迹是抛物线 y2=8x 点评:解法一与解法二分别用定义法和直接法求轨迹方程,明 显,解法一优于后一种解法,对于有些求轨迹方程的
3、题目,若能采 用定义法,则优先采用定义法,它能大量地简化计算。 三、 代入法 如果轨迹点 P(x,y)依赖于另一动点 Q(a,b) ,而 Q(a , b)又在某已知曲线上,则可先列出关于 x、y、a、b 的方程 组,利用 x、y 表示出 a、b,把 a、b 代入已知曲线方程便得动点 P 的轨迹方程,此法称为代入法。 例 3 P 在以 F1、F 2 为焦点的双曲线 上运动,则1962yx F1F2P 的重心 G 的轨迹方程是 。 解:设 P( x0,y 0) ,G(x,y) ,则有 即 ,代入 )0(314yyxy30 得916 2x1962x 即 2y 由于 G 不在 F1F2 上,所以 y0
4、 四、 参数法 如果轨迹动点 P(x, y)的坐标之间的关系不易找到,也没有 相关的点可用时,可先考虑将 x、y 用一个或几个参数来表示,消去 参数得轨迹方程,此法称为参数法。 例 4 已知点 M 在圆 13x2+13y2-15x-36y=0 上,点 N 在射线 OM 上,且满足|OM|ON|=12,求动点 N 的轨迹方程。 分析:点 N 在射线 OM 上,而同一条以坐标原点为端点的射线上两 点坐标的关系为(x,y)与(kx,ky) (k0) ,故采用参数法求轨 迹方程。 解:设 N(x,y) ,则 M(kx,ky) ,k0 由|OM|ON|=12 得 =12)(22yxk2yx k(x 2+
5、y2)=12 ,又点 M 在已知圆上, 13k 2x2+13k2y2-15kx-36ky=0 由上述两式消去 x2+y2 得 5x+12y-52=0 点评:用参数法求轨迹,设参尽量要少,消参较易。 五、 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 点方程,此法称为交轨法。 例 5 已知 A1A 是椭圆 (a b 0)的长轴,CD 是垂12yx 直于 A1A 的椭圆的弦,求直线 A1C 与 AD 的交点 P 的轨迹方程。 解:设 P( x,y) ,C(x 0,y 0) ,D(x 0,-y 0) , (y 00) A 1(-a,0) ,A(a,0) ,由 A1、C、P 共线及 A、D 、P 共线 得 axy0 两式相乘并由 ,消去 x0,y 0,得,所求轨迹方程为120b (y0)12bax 点评:交轨法的难点是消参,如何巧妙地消参是我们研究的问题。