专题21 圆锥曲线中的轨迹方程的求法
轨迹方程历年高考中的热门考点,常在解答题中第(1)问出现.本专题主要研究圆锥曲线中关于轨迹方程求法.首先正确理解曲线与方程的概念,会用解析几何的基本思想和坐标法研究几何问题,用方程的观点实现几何问题的代数化解决,并能根据所给条件选择适当的方法求曲线的轨迹方程,常用方法有:直译法、定义法、相关点法、参数(交轨)法、点差法等.
另一方面求轨迹方程是培养学生数形转化的思想、方法以及技巧的极好教材.该内容不仅贯穿于“圆锥曲线”的教学的全过程,而且在建构思想、函数方程思想、化归转化思想等方面均有体现和渗透.
一、热点题型归纳
题型1、直译法
题型2、相关点法
题型3、定义法
题型4、参数法(交轨法)
题型5、点差法
二、最新模考题组练
三、十年高考真题练
【题型1】 直译法
【解题技巧】直译法:若动点运动的条件是一些已知(或通过分析得出)几何量的等量关系,可转化成含x,y的等式,就得到轨迹方程.
知识储备:两点间距离公式,点到直线的距离公式,直线的斜率(向量)公式等.
【典例分析】
例1.(2022·重庆南开中学模拟预测)
例2.(2022·安徽蚌埠·一模)
由例1、2推广:圆锥曲线统一定义(第二定义):到定点的距离与到定直线的距离的比e是常数的点的轨迹叫做圆锥曲线.当0<e<1时为椭圆:当e=1时为抛物线;当e>1时为双曲线..
例3.(2022·辽宁鞍山·一模)
例4.(2022·江苏·高三期中)
由例3、4推广(圆锥曲线第三定义):平面内的动点到两定点A和B的斜率之积为e²-1的点的轨迹为椭圆或双曲线.其中点A、B关于原点对称,当0<e²<1时为椭圆,当e²>1时为双曲线.
注意:上述定义有个小瑕疵就是该动点轨迹不包含A、B两点.
【变式演练】
(2022·湖南·长沙模拟预测)
(2022·宁夏·高三期中(理))
(2022·山东潍坊·三模)
【题型2】 相关点法
【解题技巧】
相关点法:若轨迹点P(x ,y)与已知曲线上的动点Q(x0, y0)有关联,则可先列出关于x、y, x0、y0的方程组,利用x、y表示出x0、y0,把x0、y0 代入已知曲线方程便得动点P的轨迹方程.
该方法也可拓展到极坐标系下,按相似处理方式完成.
注:若线段存在倍分关系,一般情况采用直角坐标系下的相关点处理;若存在旋转变换,一般可在极坐标系下进行相关点处理.
知识储备:重心坐标公式;向量的运算公式;极坐标系的相关运算等.
【典例分析】
例1.(2022·福建福州模拟预测)
例2.(2022·黑龙江·哈尔滨模拟预测)
例3.(2022·成都市·高三专题练习)
相关点法也可拓展到极坐标体系下,如例4
例4.(2022·黑龙江·模拟预测)
【变式演练】
(2022·广东·高三专题练习)
(2022·青海·海东模拟预测)
(2022·湖北高考模拟)
【题型3】 定义法
【解题技巧】
定义法:运用解析几何中一些常用定义(圆锥曲线的定义),再从曲线定义出发直接写出轨迹方程.
知识储备:圆:(动点到定点的距离为定值);椭圆:(动点到两定点距离之和为定值);双曲线:(动点到两定点距离之差为定值);抛物线:(动点到定点与到定直线的距离相等).
【典例分析】
例1.(2022·江苏·高三专题练习)
(2022·贵州·高三开学考试(理))
(2022·安徽·合肥模拟预测(理))
(2022·上海·高三专题练习)
【变式演练】
(2022·湖北·襄阳四中模拟预测)
(2022·内蒙古·三模)
(2021·山东烟台·高三期中)
【题型4】参数法(交轨法)
【解题技巧】
参数法(交轨法):如果不易直接找出动点的坐标之间的关系,可考虑借助中间变量(参数),把x,y联系起来.其实某种意来说,交轨法也可看作参数法.
【典例分析】
例1.(2022·浙江绍兴·模拟预测)
例2.(2022·福建漳州模拟预测)
例3.(2022·河南洛阳·三模(理))
【变式演练】
(2022·河南·高三课时练习)
(2022·陕西·模拟预测(理))
(2022·成都七中高三模拟)
【题型5】点差法
【解题技巧】
点差法:圆锥曲线中与弦的中点有关的问题一般可用点差法,
基本方法是把弦的两端点A(x1,y1),B(x2,y2)的坐标代入圆锥曲线方程,然而相减,利用平方差公式可得x1+x2, y1+y2, x1-x2, y1-y2 等关系式,由于弦AB的中点P(x, y)的坐标满足2x= x1+x2, 2y= y1+y2且直线AB的斜率为,由此可求得弦AB的中点的轨迹方程.
【典例分析】
例1.(2022·全国·高三课时练习)
例2.(2022·贵州·高三期末)
【变式演练】
(2022·山东·高三专题练习)
(2022·浙江·高三专题练习)
