高三数学第一轮复习:轨迹方程【本讲主要内容】轨迹方程求轨迹方程的基本方法【知识掌握】【知识点精析】1.求曲线轨迹方程的基本步骤:⑴建立适当的平面直角坐标系,设轨迹上任一点的坐标为;⑵寻找动点与已知点满足的关系式;⑶将动点与已知点坐标代入;⑷化简整理方程;⑸证明所得方程为所求曲线的轨迹方程。通常求轨迹方程时,可以将步骤⑵和⑸省略。2.几种常用的求轨迹的方法:⑴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,易于表述成含的等式,就得到轨迹方程,这种方法称之为直接法。用直接法求动点轨迹的方程一般有建系设点、列式、代换、化简、证明五个步骤,但最后的证明可以省略。⑵定义法:运用解析几何中一些常用定义(例如圆锥曲线的定义),可从曲线定义出发直接写出轨迹方程,或从曲线定义出发建立关系式,从而求出轨迹方程。⑶代入法:动点所满足的条件不易表述或求出,但形成轨迹的动点却随另一动点的运动而有规律的运动,且动点的轨迹为给定或容易求得,则可先将表示为的式子,再代入的轨迹方程,然后整理得的轨迹方程,代入法也称相关点法。⑷参数法:求轨迹方程有时很难直接找出动点的横坐标、纵坐标之间的关系,则可借助中间变量(参数),使之间建立起联系,然后再从所求式子中消去参数,得出动点的轨迹方程。说明:利用参数法求动点轨迹也是解决问题的常用方法,应注意如下几点:①参数的选择要合理,应与动点坐标有直接关系,且易以参数表达。可供选择作参数的元素很多,有点参数、角参数、线段参数、斜率参数等。②消参数的方法有讲究,基本方法有代入法、构造公式法等,解题时宜注意多加积累。③对于所选的参数,要注意其取值范围,并注意参数范围对的取值范围的制约。⑸几何法:利用平面几何或解析几何的知识分析图形性质,发现动点运动规律和动点满足的条件,然后得出动点的轨迹方程。⑹交轨法:求两动曲线交点轨迹时,可由方程直接消去参数,例如求两动直线的交点时常用此法,也可以引入参数来建立这些动曲线的联系,然后消去参数得到轨迹方程。说明:求曲线的轨迹方程是解析几何的两个基本问题之一,求符合某种条件的动点轨迹方程,其实质就是利用题设中的几何条件,通过“坐标互化”将其转化为寻求变量间的关系在求与圆锥曲线有关的轨迹问题时,要特别重视圆锥曲线的定义在求轨迹时的作用,只要动点满足已知曲线定义时,就可直接得出方程。另外,要注意一些轨迹问题,都包含一定的隐含用心爱心专心条件,也就是曲线上点的坐标的取值范围。由曲线和方程概念可知,在求曲线方程时一定要注意,它的完备性和纯粹性,即轨迹若是曲线的一部分,应对方程注明的取值范围,或同时注明的取值范围。若轨迹有不同的情况,应分别讨论,以保证它的完整性。轨迹问题还应区别是“求轨迹”,还是“求轨迹方程”。一般说来,若是“求轨迹方程”,求到方程就可以了;若是“求轨迹”,求到方程还不够,还应指出方程所表示的曲线的类型。【解题方法指导】例1.设直线与双曲线交于,以为直径的圆过原点,求点的轨迹方程。解析:。设,则有,依题有,即又 ,∴有,化简得,故点的轨迹方程为评述:如果题目中的条件有明显的等量关系,或者可利用平面几何知识推出等量关系,求方程可以用直接法,如本题中,推出,从而利用根与系数的关系建立方程。例2.如图所示,平面的两个顶点分别为椭圆的焦点,且三内角满足,试求顶点的轨迹方程。用心爱心专心解析:在中,,∴,∴,∴又由正弦定理,得,故点的轨迹是以为焦点。长轴长为2的双曲线的右支,其方程为。评述:当题设条件符合椭圆、双曲线、抛物线的定义时,可直接写出方程。例3.如图,已知是圆内的一点,是圆上两动点,且满足,求矩形的顶点的轨迹方程。解析:设的中点为,则中,,又,有,即。因此点在一个圆上,而当在此圆上运动时,点即在所求的轨迹上运动。设,由为中点,所以有,代入方程,得,用心爱心专心整理,得,即点的轨迹方程为评述:在某些较复杂的探求轨迹的过程中,可先确定一个较易于求得的点的轨迹方程,再以此点作为主动点,所求的轨迹上的点为相关点,求得轨迹方程。【考点...