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求動點軌跡方程的方法

2022-01-06 20:52:09文/葉丹

軌跡方程就是與幾何軌跡對應的代數描述。軌跡方程就是與幾何軌跡對應的代數描述。符合一定條件的動點所形成的圖形,或者說,符合一定條件的點的全體所組成的集合,叫做滿足該條件的點的軌跡。重點要掌握常用求軌跡方法,難點是軌跡的定型及其純粹性和完備性的討論。

求動點軌跡方程的方法

動點軌跡方程解題步驟

⒈建系——建立適當的坐標系,設出動點M的坐標;

⒉設點——設軌跡上的任一點P(x,y),寫出點P的集合;

⒊列式——列出動點p所滿足的關系式;

⒋代換——依條件的特點,選用距離公式、斜率公式等將其轉化為關于X,Y的方程式,化簡方程為最簡形式;

⒌證明——證明所求方程即為符合條件的動點軌跡方程。

動點軌跡方程常用方法

求軌跡方程的方法有多種,常用的有直譯法、定義法、相關點法、參數法和交軌法等。

⒈直譯法:直接將條件翻譯成等式,整理化簡后即得動點的軌跡方程,這種求軌跡方程的方法通常叫做直譯法。如果動點P的運動規律是否合乎我們熟知的某些曲線的定義難以判斷,但點P滿足的等量關系易于建立,則可以先表示出點P所滿足的幾何上的等量關系,再用點P的坐標(x,y)表示該等量關系式,即可得到軌跡方程。

根據已知條件及一些基本公式如兩點間距離公式,點到直線的距離公式,直線的斜率公式等,直接列出動點滿足的等量關系式,從而求得軌跡方程。

⒉定義法:如果能夠確定動點的軌跡滿足某種已知曲線的定義,則可利用曲線的定義寫出方程,這種求軌跡方程的方法叫做定義法。待定系數法:如果動點P的運動規律合乎我們已知的某種曲線(如圓、橢圓、雙曲線、拋物線)的定義,則可先設出軌跡方程,再根據已知條件,待定方程中的常數,即可得到軌跡方程,也有人將此方法稱為定義法。

通過圖形的幾何性質判斷動點的軌跡是何種圖形,再求其軌跡方程,這種方法叫做定義法,運用定義法,求其軌跡,一要熟練掌握常用軌跡的定義,如線段的垂直平分線,圓、橢圓、雙曲線、拋物線等,二是熟練掌握平面幾何的一些性質定理。

⒊相關點法(代入法):用動點Q的坐標x,y表示相關點P的坐標x0、y0,然后代入點P的坐標(x0,y0)所滿足的曲線方程,整理化簡便得到動點Q軌跡方程,這種求軌跡方程的方法叫做相關點法。如果動點P的運動是由另外某一點P'的運動引發的,而該點的運動規律已知,(該點坐標滿足某已知曲線方程),則可以設出P(x,y),用(x,y)表示出相關點P'的坐標,然后把P'的坐標代入已知曲線方程,即可得到動點P的軌跡方程。

⒋參數法:當動點坐標x、y之間的直接關系難以找到時,往往先尋找x、y與某一變數t的關系,得再消去參變數t,得到方程,即為動點的軌跡方程,這種求軌跡方程的方法叫做參數法。如果采用直譯法求軌跡方程難以奏效,則可尋求引發動點P運動的某個幾何量t,以此量作為參變數,分別建立P點坐標x,y與該參數t的函數關系x=f(t),y=g(t),進而通過消參化為軌跡的普通方程F(x,y)=0。

求曲線的軌跡方程是解析幾何的兩個基本問題之一,求符合某種條件的動點的軌跡方程,其實質就是利用題設中的幾何條件,通過"坐標互化"將其轉化為尋求變量間的關系。在確定了軌跡方程之后,有時題目會就方程中的參數進行討論;參數取值的變化使方程表示不同的曲線;參數取值的不同使其與其他曲線的位置關系不同;參數取值的變化引起另外某些變量的取值范圍的變化等等。

⒌交軌法:在求動點軌跡時,有時會出現要求兩動曲線交點的軌跡問題,這燈問題通常通過解方程組得出交點(含參數)的坐標,再消去參數求得所求的軌跡方程(若能直接消去兩方程的參數,也可直接消去參數得到軌跡方程),該法經常與參數法并用。將兩動曲線方程中的參數消去,得到不含參數的方程,即為兩動曲線交點的軌跡方程,這種求軌跡方程的方法叫做交軌法。

若動點是兩曲線的交點,可以通過這兩曲線的方程直接求出交點的方程,也可以解方程組先求出交點的參數方程,再化為普通方程。

6.幾何法:若所求的軌跡滿足某些幾何性質(如線段的垂直平分線,角平分線的性質等),可以用幾何法,列出幾何式,再代入點的坐標較簡單。

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