代紅英
摘要:求 軌跡方程是每年高考的必考內(nèi)容,分值高,難度大,能否正確掌握對(duì)高考的成績(jī)至關(guān)重要。結(jié)合例題介紹五種常用的方法,以期幫助讀者掌握求軌跡方程的方法和技巧。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué) 軌跡方程 參數(shù)法
求平面上動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程不僅是教學(xué)大綱要求掌握的主要內(nèi)容之一,也是高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容之一。軌跡即點(diǎn)的集合,而方程為實(shí)數(shù)對(duì)的集合。求某種條件的動(dòng)點(diǎn)軌跡的方程,其實(shí)質(zhì)就是利用已知的點(diǎn)的坐標(biāo)間的特性去尋求變量之間關(guān)系。因此,求軌跡方程的基本指導(dǎo)思想,就是充分利用題設(shè)中的幾何條件,通過“解析化”將其轉(zhuǎn)化為代數(shù)式。由于動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律給出的條件千差萬別,因此求動(dòng)點(diǎn)軌跡方程的方法也多種多樣,這里介紹幾種常用的方法。
一、直接法
如果動(dòng)點(diǎn)滿足的幾何條件本身就是一些幾何量的等量關(guān)系,或這些幾何條件簡(jiǎn)單明了且易于表達(dá),我們只需把這種關(guān)系“翻譯”成含X,Y的等式就得到曲線的軌跡方程。這種方法稱為直接法。
當(dāng)o
當(dāng)p=1時(shí),所求軌跡是拋物線在y軸右側(cè)部分;
當(dāng)p1時(shí),所求軌跡是橢圓在y軸右側(cè)部分;
注:求軌跡的步驟:1)建立適當(dāng)坐標(biāo)系,設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo);2)根據(jù)條件列出關(guān)系;3)轉(zhuǎn)化為方程F(x,y)=0;4)整理化簡(jiǎn)得軌跡方程;5)必要時(shí)進(jìn)行討論。
二、定義法
若動(dòng)點(diǎn)的軌跡的條件滿足某一基本軌跡的定義(如圓、橢圓、雙曲線、拋物線),則可以根據(jù)定義直接求軌跡 方程。
三、參數(shù)法
有時(shí)求動(dòng)點(diǎn)應(yīng)滿足的幾何條件不易的出,也無明顯的相關(guān)點(diǎn),但卻較易發(fā)現(xiàn)這個(gè)動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)常常受到另一個(gè)變量(角度、斜率、比值、截距或時(shí)間)的制約,即動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)(x,y)中的x,y分別隨另一變量的變化而變化,我們可以這個(gè)變量為參數(shù),建立根據(jù)的參數(shù)方程。這種方法叫參數(shù)法。如果需要普通方程,只要消去參數(shù)即可。在求軌跡方程中,參數(shù)法的應(yīng)用較為廣泛,若參數(shù)選擇得當(dāng),常可使問題獲得較為簡(jiǎn)捷的解法。
注:參數(shù)法求動(dòng)點(diǎn)軌跡方程的步驟:(1)建立坐標(biāo)系,設(shè)動(dòng)點(diǎn)P(x,y);(2)根據(jù)軌跡的條件,選取適當(dāng)?shù)膮?shù);(3)確定動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)中的x,y與參數(shù)的關(guān)系式,即建立參數(shù)方程;(4)消去參數(shù)得到普通方程;(5)討論;其中確定參數(shù)是關(guān)鍵。選擇恰當(dāng)?shù)貐?shù)應(yīng)該是便于建立動(dòng)點(diǎn)的參數(shù)方程,且容易消去參數(shù)。另外,但動(dòng)點(diǎn)隨著動(dòng)直線繞某點(diǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí),選擇斜率k為參數(shù)比較方便。
四、交軌法
求軌跡時(shí),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)要求兩動(dòng)曲線交點(diǎn)的軌跡問題??赏ㄟ^解方程組得出交點(diǎn)含參數(shù)的坐標(biāo),再消去參數(shù)得出所求軌跡的方程,此種方法叫交軌法。
例4:已知過拋物線=4x的焦點(diǎn)F的直線交拋物線于AB兩點(diǎn) 過原點(diǎn)O作OM⊥AB 垂足為M ,求點(diǎn)M軌跡方程。
解:
a.當(dāng)直線斜率不存在時(shí),直線方程為x=1.此時(shí)M點(diǎn)坐標(biāo)為(1,0)
b.當(dāng)直線斜率存在時(shí),設(shè)直線AB的方程y=k(x-1),則直線OM的方程可寫成y=-x/k;兩式相乘消去k,得=-x(x-1),即點(diǎn)M的軌跡方程為將M(1,0)代入知點(diǎn)M(1,0)在該軌跡上。
∴ M的軌跡方程為:
注:用交軌法求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程時(shí),不一定非要求出交點(diǎn)的坐標(biāo),只要能消去參數(shù),得出p點(diǎn)坐標(biāo)之間的關(guān)系即可。
求軌跡方程應(yīng)注意的幾個(gè)問題:
1.應(yīng)多層次、全方位地分析動(dòng)點(diǎn)所滿足的全部條件,特別應(yīng)注意動(dòng)點(diǎn)受到的隱含的約束條件,防止擴(kuò)大或縮小點(diǎn)集的范圍。
2.方程化簡(jiǎn)過程中,一定要注意同解變形,對(duì)非同解變形,要注意判別x,y的存在范圍并予以說明,以確保軌跡不重不漏;
3.對(duì)實(shí)際問題,要注意實(shí)際問題對(duì)動(dòng)點(diǎn)軌跡的限制;
4.要注意區(qū)別”軌跡“和”軌跡方程“是兩個(gè)不同的概念。若求動(dòng)點(diǎn)的軌跡,不僅要寫出動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,還要說明軌跡的名稱形狀特征及位置特點(diǎn)等。
另外,還有相關(guān)點(diǎn)代入法,本文不再詳述。
參考文獻(xiàn):
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