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文檔簡介
專題22圓錐曲線軌跡全歸納
更盤點(diǎn)?置擊看老
M目錄
題型一:定義法:圓型............................................................................1
題型二:橢圓定義型..............................................................................3
題型三:雙曲線定義型............................................................................6
題型四:拋物線定義型...........................................................................9
題型五:直接設(shè)點(diǎn)型.............................................................................13
題型六:相關(guān)點(diǎn)代入法...........................................................................16
題型七:交軌法.................................................................................18
題型八:參數(shù)消參法............................................................................21
題型九:空間型:坐標(biāo)法.........................................................................24
題型十:空間型:截面型曲線軌跡.................................................................29
題型十一:空間型:雙球圓錐型...................................................................33
題型十二:立體幾何定角型.......................................................................37
題型十三:復(fù)數(shù)中的軌跡........................................................................41
更突圍?錯(cuò);住握分
題型一:定義法:圓型
指I點(diǎn)I迷I津
如果動(dòng)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)規(guī)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,可直接寫出所
求的動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,這種方法叫做定義法.
平面內(nèi)到一定點(diǎn)的距離等于定長的點(diǎn)的軌跡是圓,定點(diǎn)為圓心,定長為圓的半徑.
(1)若直線含參,參數(shù)在x系數(shù)出,則不包含豎直,如y=k(x-1)+1,不含想x=1
(2)若直線含參,參數(shù)在y的系數(shù)出,則不含水平,如x+m(y-1)+2=0,不含y=1
(3)若直線參數(shù)在常數(shù)位置,則為一系列平行線,如x+y+c=0與y=-x平行
1.(22-23高三?四川綿陽,階段練習(xí))已知加eR,若過定點(diǎn)A的動(dòng)直線4:+機(jī)-2=。和過定點(diǎn)8的動(dòng)
直線小丁-4=-加尤+2)交于點(diǎn)?(尸與A,B不重合),則錯(cuò)誤的是()
A.A點(diǎn)的坐標(biāo)為(2,1)B.點(diǎn)尸的軌跡方程Y+y2-5y=0
C.R42+PB2=25D.2B4+P3的最大值為5班
【答案】B
【分析】求出直線恒過的定點(diǎn)可判斷A,由已知可得兩條直線互相垂直,由此可驗(yàn)證B、C,由已知可得m,PB,
設(shè)=進(jìn)而求出2R4+P8的最大值,即可判斷D.
【詳解】由動(dòng)直線4:x-,〃y+〃L2=。,得%-2+機(jī)(1一))=0,所以定點(diǎn)4(2,1),故A正確;
由動(dòng)直線4:y-4=Tw(x+2),可得5(-2,4),
由:x-wy+/W-2=0和4:"zx+y-4+2機(jī)=0,滿足lx機(jī)+(-〃j)xl=0
所以ZjL/z,可得R4_LPB,
22
所以+|PB|=|AB|=(2+2)2+(1-4)2=25,故c正確;
設(shè)尸(x,y),則(x-2y+(y-l)2+(x+2)2+(y-4)2=25,
即點(diǎn)尸的軌跡方程為Y+y2-5y=0,而尸與A,8不重合,貝ljxw:±2,故B錯(cuò)誤;
因?yàn)樵O(shè)=。為銳角,則|B4|=5cos。,|PB|=5sin。,
所以2|R4|+|P同=5(2cose+sin6)=5gsin(e+。),
所以當(dāng)sin(O+0)=l時(shí),2|上4|+|正外取最大值5石,故D正確.
故選:B.
2.(2022高三?全國?專題練習(xí))設(shè)機(jī)?R,過定點(diǎn)A的動(dòng)直線x+沖+機(jī)=0和過定點(diǎn)8的動(dòng)直線5-y-m+2=0
交于點(diǎn)尸@y),則I正如+1尸例的取值范圍是()_
A.[V5,2A/5]B.[A/10,275]C.[而4的D.[2下,4布]
【答案】B
【分析】先由兩直線方程求出48的坐標(biāo),由于兩直線垂直,所以|叢|2+|四|2=|48|2=10,若設(shè)/45「=6,
則1PAi=Msin。,|PB|=710cos然后表示出I尸A|+1P81變形后,利用三角函數(shù)的性質(zhì)可求得其范圍.
【詳解】解:由題意可知,動(dòng)直線x+my+m=。經(jīng)過定點(diǎn)A(0,-l),
動(dòng)直線M-y-相+2=0,即加(x-l)-y+2=0,經(jīng)過點(diǎn)定點(diǎn)8(1,2),
...動(dòng)直線x+沖+機(jī)=。和動(dòng)直線-丫-相+2=0的斜率之積為一1,始終垂直,
尸又是兩條直線的交點(diǎn),E4J_PB,」如F+1尸8/=|AB/=10.設(shè)ZABP=0,貝!]|PA|=癡sin。,|P81=VHicos。,
由|PA|..O且|尸8|..0,可得6e[0,―]:\PA\+\PB\=^(sin9+cos6>)=275sin(6>+-),0e[0,—],
242
.?.8+feC,^],Sin(0+-)e[^,1],2氐in(。+f)e,26],故選:B.
444424
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:此題考查直線過定點(diǎn)問題,考查兩直線的位置關(guān)系,考查三角函數(shù)的應(yīng)用,解題的
關(guān)鍵是由已知得到\PA^+\PB|2=|AB|2=10,通過三角換元轉(zhuǎn)化為利用三角函數(shù)的性質(zhì)求IPA\+\PB\的取值
范圍,考查數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化思想,屬于較難題.
3.(24-25高三?福建廈門?階段練習(xí))已知。(0,0),。]。,當(dāng))直線4:依-y+2左+3=0,直線
l2:x+ky+3k+2=0,若尸為44的交點(diǎn),則31Poi+2|PQ|的最小值為()
A.3y/3B.6—3A/2C.9-3,\/2D.3+*\/6
【答案】A
【分析】利用直線過定點(diǎn)及兩直線位置關(guān)系先確定P的軌跡,取點(diǎn)構(gòu)造相似結(jié)合三角形三邊關(guān)系計(jì)算即可.
【詳角單】因?yàn)橹本€4:質(zhì)一y+2%+3=0,直線4:x+外+3上+2=。,易知/1J.4,
且44分別過定點(diǎn)4(一2,3),3(—2,-3),取其中點(diǎn)C(—2,0),易知APL5尸,
則尸點(diǎn)在以C為圓心,3為半徑的圓上,取點(diǎn)連接PE,QE,QP,
不難發(fā)現(xiàn)p注c=CWO=2],貝【「△月。。?△ECP,所以P胃O=12
則3|尸。|+2\PQ\=2(|PE|+|Pe|)>2\QE\=2^QO2+OE2=36,
當(dāng)且僅當(dāng)P、。、E三點(diǎn)共線,且P與線段和圓C的交點(diǎn)重合時(shí)取得等號.
故選:A.
4.(22-23高三?福建莆田?階段練習(xí))已知機(jī)eR,若過定點(diǎn)A的動(dòng)直線乙:x-邛y+根-2=。和過定點(diǎn)3的動(dòng)
直線4:y-4=-根(X+2)交于點(diǎn)尸(P與4,8不重合),則下列結(jié)論中正確的是()
A.A點(diǎn)的坐標(biāo)為(2,1)B.點(diǎn)尸的軌跡方程/+y2-5y=0
C.PA2+PB2=25D.2R4+PB的最大值為56
【答案】ACD
【分析】根據(jù)定點(diǎn)判斷方法、直線垂直關(guān)系、勾股定理、三角函數(shù)輔助角求最值即可得解.
【詳解】對于選項(xiàng)A:
I1:兀_沖+根—2=0可以轉(zhuǎn)化為機(jī)(l_y)+%_2=0,
故直線恒過定點(diǎn)A(2,1),故該選項(xiàng)正確;
對于選項(xiàng)C:4:y_4=T〃(x+2)恒過定點(diǎn)8(-2,4),由/,:x-my+m-2=0和l2:twc+y-4+2m=0,
足lx"z+(—m)xl=0,所以可得PA±PB,所以砰=(2+2)2+(1—4)2=25,故
C正確;
對于選項(xiàng)B:設(shè)P(x,y),則(x-2)2+(y-l)2+(x+2)2+(y-4)2=25,
即點(diǎn)P的軌跡方程為f+丁_5y=0,而P與A,B不重合,則挖去A,B兩點(diǎn)故B錯(cuò)誤;
對于選項(xiàng)D:
因?yàn)镻A±PB,設(shè)NPAB=e,e為銳角,則|M=5cosa網(wǎng)=5sin6,
所以2|到+|尸目=5(2cos6+sine)=58in(6+°),所以當(dāng)sin(。+同=1時(shí),2\PA\+\PB\取最大值5百,
故D正確.
故選:ACD.
5.(22-23高三?新疆烏魯木齊?階段練習(xí))設(shè)加eR,過定點(diǎn)A的動(dòng)直線x+畋+1=0和過定點(diǎn)B的動(dòng)直線
m-丫-2%+3=。交于點(diǎn)尸(x,y),則尸點(diǎn)的軌跡方程是
【分析】根據(jù)兩直線的方程可求得定點(diǎn)A、3的坐標(biāo),以及兩直線垂直,進(jìn)而可得尸點(diǎn)的軌跡是以AB為直
徑的圓,即得.
【詳解】由x+股+1=0可知=所以該直線過定點(diǎn)4(一1,0),
由〃zx-y-2機(jī)+3=0可得加(%-2)=,一3,所以該直線過定點(diǎn)3(2,3),因?yàn)?XM7—M7X1=O,
所以直線x+叼+1=0與力叱->-2m+3=0垂直,所以24_1_尸3,即尸點(diǎn)的軌跡是以A3為直徑的圓,
所以尸點(diǎn)的軌跡方程是口-二1-1j=㈠一?”,即
題型二:橢圓定義型
;指I點(diǎn)I迷I津:
平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)F1,F2的距離之和等于常數(shù)(大于|F1F2|)的點(diǎn)的軌跡叫做橢圓.這兩個(gè)定點(diǎn)叫做橢圓:
;的點(diǎn),兩焦點(diǎn)間的距離叫做橢圓的焦距
二石6五一缸而近語:麗5而百~~^POQ=60°~尊研碗7鬲運(yùn)轉(zhuǎn)%-2'?有"謝不誦:萬名'VABC鬲’
重心,B,C分別在射線。尸,。。上運(yùn)動(dòng),記/的軌跡為C1,G的軌跡為G,則()
A.G為部分圓,a為部分橢圓B.G為部分圓,G為線段
c.G為部分橢圓,C?為線段D.G為部分橢圓,c2也為部分橢圓
【答案】c
【分析】建系如圖,由兩點(diǎn)間距離公式結(jié)合中點(diǎn)坐標(biāo)公式可得點(diǎn)M的軌跡方程,由此得G為部分橢圓;過
點(diǎn)A作與y軸垂直的直線分別交0尸于點(diǎn)E,交OQ于點(diǎn)尸,得等邊"EF,由平面幾何可得G是等邊AOEF
的外心,由此可得點(diǎn)G的軌跡G為y軸在曲線內(nèi)的一段線段.
【詳解】以。為原點(diǎn),以NPOQ的角平分線為y軸建立平面直角坐標(biāo)系如圖所示.
依題意得直線OQ的方程為y=^3x,直線。尸的方程為y=-瓜.
設(shè)點(diǎn)8伍,一回),C(c,V3c),由因=2得僅一c)z+3僅+4=4(*),
x=b+c=2x
設(shè)點(diǎn)M(x,y),因?yàn)镸是8c的中點(diǎn),所以<
y=
4J\
將其代入(*)得;/+12無2=4,即可+了一1,故M的軌跡C]為橢圓在4POQ內(nèi)部的部分.
3
過點(diǎn)A作與y軸垂直的直線分別交O尸于點(diǎn)E,交0Q于點(diǎn)F,貝心OEF顯然也是等邊三角形.
下面證明等邊VABC的重心G即等邊AOEF的外心.
設(shè)/OCB=e,貝IjNOBC=120。一6=ZAC尸,又N3OC=NCE4=60°,且BC=AC,所以尸G4,
因此OC=AF.
在AOGC和△/G4中,ZOCG=0+30°=ZFAG,又G4=GC,所以AOGC=G4,則OG=fU,同理可
證OG=EG,即點(diǎn)G是等邊AOEF的外心,所以,點(diǎn)G在》軸上移動(dòng),故點(diǎn)G的軌跡g為y軸在曲線C1內(nèi)
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系是解決本題的關(guān)鍵.
,rr,irr
2.(2024?浙江紹興?模擬預(yù)測)單位向量力向量分滿足k+6卜1夕6+2,若存在兩個(gè)均滿足此條件的向量
irirzirrx
瓦,£,使得優(yōu)+%=X他+a),設(shè)£,瓦,£在起點(diǎn)為原點(diǎn)時(shí),終點(diǎn)分別為4穌當(dāng).則S△四當(dāng)?shù)淖畲笾?)
A.2上B.6C.4D.2
【答案】B
22
【分析】設(shè)商=(1,。),方=(x,y),整理得?+]=i,可知點(diǎn)用,當(dāng)在橢圓上,設(shè)層關(guān)于點(diǎn)。的對稱點(diǎn)為名,
分析可知A,Bt,B3三點(diǎn)共線,結(jié)合橢圓性質(zhì)分析求解.
【詳解】由題意不妨設(shè)萬=(1,0),b=(x,y),貝U?+B=(x+l,y),
因?yàn)殁?W=]萬,6+2,則+1)~+y2=—x+2,整理得+=1,
可知向量B的終點(diǎn)B的軌跡為橢圓,且4(1,0)為橢圓的右焦點(diǎn),
可知點(diǎn)耳㈤在橢圓上,設(shè)與關(guān)于點(diǎn)。的對稱點(diǎn)為名,因?yàn)橥?£=彳(£+可,則瓦=(彳-1)£+熱,
yjk
——廠'^
可得。4=(1—4)083+23,由(1一九)+2=1可知A為鳥三點(diǎn)共線,一~9多Z}勺
x
設(shè)耳G,X),因?yàn)椤榫€段當(dāng)員的中點(diǎn),則山鄉(xiāng)q=2%期=2x;|o4聞=回區(qū)右,
當(dāng)且僅當(dāng)月為短軸頂點(diǎn)時(shí),等號成立,所以S△叫&的最大值為6?故選:B.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵點(diǎn)有兩點(diǎn):
L設(shè)@=(1,0),石=(x,y),求得向量B的終點(diǎn)B的軌跡為橢圓;
2設(shè).B2關(guān)于點(diǎn)。的對稱點(diǎn)為鳥,可知A綜鳥三點(diǎn)共線.
3.(23-24高三上?上海?模擬)設(shè)圓。]和圓。2是兩個(gè)定圓,動(dòng)圓P與這兩個(gè)定圓都相切,則動(dòng)圓尸的圓心的
軌跡不可能是()
00(OC
【答案】A
【分析】按動(dòng)圓P與圓。I、圓。2內(nèi)切、外切情況分類,結(jié)合橢圓、雙曲線定義確定軌跡的可能情況即得.
【詳解】設(shè)動(dòng)圓尸的半徑為「,圓。1和圓。2的半徑分別是小4,
①當(dāng)4=馬,且兩圓外離時(shí),|。。2>4+4,
r+r=O,P\r—ry=O,P
若圓尸與圓。1、圓。2都外切或都內(nèi)切,則有或_JD,
r+^2—Cz2r丫2—'*
于是11=1O2P\,此時(shí)點(diǎn)P的軌跡是線段。。2的中垂線;
r-r,=0,P[r+r,=0,P
若圓尸與圓。|、圓。2一個(gè)外切一個(gè)內(nèi)切,則有八。或JD
r+r2=O2Pr-r,=O2P
于是11。佇-|。2Pll=:i+4,此時(shí)點(diǎn)P的軌跡是雙曲線,
因此此時(shí)點(diǎn)尸的軌跡是一條直線和一個(gè)雙曲線,B可能;
②當(dāng)4片4,且兩圓內(nèi)含時(shí)(不妨設(shè)。馬),1OXO2\<rx-r2<rx+r2,
若圓尸與圓。1、圓。2都內(nèi)切,貝第'L即有|qp|+|QH=L0此時(shí)尸點(diǎn)軌跡為橢圓;
T—丫2=。2門
r,-r=0,P\1111
若圓尸與圓。I內(nèi)切、與圓。2外切時(shí),貝I有_'即有|0/|+|。2尸|=
r.+r2,此時(shí)尸點(diǎn)軌跡為橢圓;
r+R—
因此尸點(diǎn)軌跡為兩個(gè)橢圓,C可能;
③當(dāng)兩圓々片弓且兩圓外離時(shí)(不妨設(shè)石>4),1。。2\>rx+r2>rx-r2,
r+r,-O,P\fr-r=0,P\
若圓P與圓。1、圓o?都外切或都內(nèi)切,則有或1_'L
廠+乃二02門|r一2二02門
有I?PI—iaHI=La,尸點(diǎn)軌跡為雙曲線;
r-n=O,P\fr+r=0P\
若圓尸與圓。1、圓。2一個(gè)外切一個(gè)內(nèi)切,則有或}
有|qr—14尸|=卷+々,尸點(diǎn)軌跡為雙曲線,
因此尸點(diǎn)軌跡為兩個(gè)雙曲線,D可能;
而兩個(gè)圓相交或相外切時(shí),P點(diǎn)軌跡是被直線。。2分成的不連續(xù)的兩段圖形,軌跡不可能是完整的橢圓
兩圓內(nèi)切時(shí),P點(diǎn)軌跡是直線。。2被其中較大的圓分成的在該圓外部的兩條射線(不含端點(diǎn)),A不可能.
故選:A
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:涉及軌跡形狀的判斷問題,利用基本軌跡定理、橢圓、雙曲線及拋物線定義是求解問
題的關(guān)鍵.
4.(23-24高三?陜西榆林?模擬)已知點(diǎn)N(2,0),動(dòng)點(diǎn)A在圓跖(尤+2丫+/=64上運(yùn)動(dòng),線段AN的垂直
平分線交AM于尸點(diǎn),則尸的軌跡方程為;若動(dòng)點(diǎn)0在圓(x+iy+y2=1上運(yùn)動(dòng),則|尸0的最大值為.
22
【答案】—r+^v=16
1612
【分析】由題意得出R4=PN,得到點(diǎn)P滿足|PM|+|PN|=8>4,根據(jù)橢圓的定義,求得點(diǎn)P表示MN為
焦點(diǎn)的橢圓,即可求解.
將求盧。|最大值的問題,轉(zhuǎn)化為求點(diǎn)尸到圓心C(-LO)距離最大值的問題,結(jié)合點(diǎn)P滿足橢圓方程,轉(zhuǎn)化為
二次函數(shù)求給定區(qū)間的最大值即可.
【詳解】由題意,圓(x+2)2+V=64的圓心為M(-2,0),點(diǎn)N(2,0),線段AN的垂直平分線交AM于點(diǎn)尸,
所以尸是⑷V的垂直平分線上的一點(diǎn),所以|即=|PN|,又由|AM|=8,所以點(diǎn)P滿足1PMi+|尸兇=8>4,
根據(jù)橢圓的定義,可得點(diǎn)尸表示為焦點(diǎn)的橢圓,其中2a=8,2c=4,
22
可得a=4,c=2,所以=7=12,所以橢圓的方程為—+匕=1.
1612
22?
,?,圓C的方程為(x+iy+y2=i,.?.圓心c(-l,o),半徑廠=1,設(shè)尸(x,y),則友+氣=1,j?二口一廣,
P到圓心C的距離1Pq=J(x+l)2+y2=^(X+1)2+12-|X2=£(x+4)2+9,
又無目T,4].?.當(dāng)x=4時(shí),|PC|取得最大值5,尸。的最大值為:1Pqim+廠=5+1=6,
22
故答案為:上+二=1,
1612
題型三:雙曲線定義型
指I點(diǎn)I迷I津
平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)F1,F2的距離的差的絕對值等于常數(shù)(小于|F1F2|)的點(diǎn)的軌跡叫做雙曲線.這兩個(gè)定
點(diǎn)做雙曲線的焦點(diǎn),兩焦點(diǎn)間的距離叫做雙曲線的焦距.
1.(22-23高三?江西?階段練習(xí))已知點(diǎn)電,2后),8(2夜,0),點(diǎn)尸為圓X2+/-5A/2X+V2j+12=0上一
點(diǎn),則|叫T冏的最小值為()
A.2B.4C.逑D.盛
55
【答案】D
【分析】A,8為兩個(gè)定點(diǎn),問題可轉(zhuǎn)化為以A,8為焦點(diǎn)的雙曲線與圓有交點(diǎn),由此求|網(wǎng)-|尸目的最小值.
【詳解】圓C:X2+/-5A/2X+圓心
(5^2㈤
c
2'2
I乙乙)
由%AB=%BC=-1,所以A,B,C二點(diǎn)共線,
問題可以轉(zhuǎn)化為:已知點(diǎn)4(-2,0),8(2,0),點(diǎn)尸為圓C:(x-3)2+y2=l上一點(diǎn),求121H冏的最小值,
設(shè)4Hp3|=2a(a>0),則點(diǎn)尸軌跡為以A,8為焦點(diǎn)的雙曲線的右支,
22
雙曲線方程為二-一二=1,由點(diǎn)尸在圓C:(X-3)2+/=1上,所以雙曲線與圓有交點(diǎn),
a4—a
尤2/
=1
由-a14-a2,消去y,得4——6a2工+々4+4/=0,
。-3)“2=1
42
224=20fl-64a>0,解得心拽,
A=(-6fl)-16(fl+4?,2
5
則|PA|-|尸8|=2a2竽,所以附-阿的最小值竽.
故選:D
【點(diǎn)睛】1.求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程的基本方法是待定系數(shù)法.具體過程是先定形,再定量,即先確定雙曲線標(biāo)
準(zhǔn)方程的形式,然后再根據(jù)a,b,c,e及漸近線之間的關(guān)系,求出a,6的值.
2.解答曲線與曲線相交的題目時(shí),時(shí)常把兩個(gè)曲線的方程聯(lián)立,消去x(或y)建立一元二次方程,然后借助
根與系數(shù)的關(guān)系,并結(jié)合題設(shè)條件建立有關(guān)參變量的等量關(guān)系,要強(qiáng)化聯(lián)立得出一元二次方程后的運(yùn)算能
力,重視根與系數(shù)之間的關(guān)系、弦長、斜率、三角形的面積等問題.
2.(21-22高三?江蘇南通?階段練習(xí))在矩形WA中,AA=8,AB=6,把邊AB分成w等份,在83的
延長線上,以B'B的“分之一為單位長度連續(xù)取點(diǎn).過邊上各分點(diǎn)和點(diǎn)A作直線,過*8延長線上的對應(yīng)
分點(diǎn)和點(diǎn)A作直線,這兩條直線的交點(diǎn)為P,如圖建立平面直角坐標(biāo)系,則點(diǎn)P滿足的方程可能是()
22
D.---^=l(x>8,y>0)
6436、'
【答案】C
【分析】設(shè)尸(1,%),結(jié)合題意找出/與%的關(guān)系式,即可求解.
【詳解】設(shè)%),貝斯“,為N。,根據(jù)題意,易得直線lA.P:y=(x+4),直線:y=七(x-4).
由心:y=U、(x+4),令無=4,得>=&、,因此邊A2上各分點(diǎn)坐標(biāo)為
尤o+4%+4(xo+4)
由L:y=(x-4),令y=6,得元=研“。-4)+4,因此臺為延長線上的對應(yīng)分點(diǎn)坐標(biāo)為|鮑二夕+4,6
%-4%I%
65-4)8%72
結(jié)合題意,可知y0%+4,化簡得無-九=1.
——=-^—169
86
22
因此點(diǎn)P滿足的方程為:—-^=l(x>4,y>0).
169v7
故選:C.
3.(2018高三上?全國?專題練習(xí))已知定點(diǎn)耳(-2,0),月(2,0),N是圓0://1上任意一點(diǎn),點(diǎn)^關(guān)
于點(diǎn)N的對稱點(diǎn)為M,線段片加的中垂線與直線7yl相交于點(diǎn)P,則點(diǎn)P的軌跡是
A.直線B.圓
C.橢圓D.雙曲線
【答案】D
【分析】由N是圓。:/+產(chǎn)=1上任意一點(diǎn),可得ON=1,結(jié)合已知,由垂直平分線的性質(zhì)可得PM=P£,
從而可得|沙-P耳|=|時(shí)-"用=崢=2ON=2為定值,由雙曲線的定義可得點(diǎn)尸的軌跡是以用,工為焦點(diǎn)
的雙曲線.
【詳解】/Jd因?yàn)镹為居M中點(diǎn),。為用工中點(diǎn),所以|&M|=2|ON|=2,
因?yàn)镻在線段邛0的中垂線上,所以|P£I=|PM|,因此歸KH尸周=£M=2|ON|=2,即點(diǎn)P的軌跡是雙曲
線,故選D.
【點(diǎn)睛】本題主要考查定義法求軌跡方程、雙曲線定義的應(yīng)用,屬于難題.求軌跡方程的常見方法有:①直接
法,設(shè)出動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)(x,y),根據(jù)題意列出關(guān)于羽y的等式即可;②定義法,根據(jù)題意動(dòng)點(diǎn)符合已知曲線的
定義,直接求出方程;③參數(shù)法,把x,y分別用第三個(gè)變量表示,消去參數(shù)即可;④逆代法,將
代入/■(%,%)=。.
4.(20-21高三?湖北武漢,模擬)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,動(dòng)點(diǎn)P與兩個(gè)定點(diǎn)片卜石,0)和鳥(石連線
的斜率之積等于;,記點(diǎn)尸的軌跡為曲線E,直線/:丫=左(》一2)與£交于人,8兩點(diǎn),貝IJ()
A.E的方程為‘-丁之B.E的離心率為6
C.E的漸近線與圓(x-2『+y2=l相切D.滿足|AB|=2g的直線/有2條
【答案】CD
yy1x21—
【解析】由已知結(jié)合斜率的兩點(diǎn)式有二方?甘方="即可得E的方程為9=門3士石,進(jìn)而可求E
的離心率,利用圓心到E的漸近線距離判斷圓與E的漸近線的位置關(guān)系,聯(lián)立直線/與曲線E,結(jié)合
|筋|=71二記|占-尤21求%值的個(gè)數(shù),由此即可判斷各選項(xiàng)的正誤.
yV12I—
【詳解】令玖尤,了),由題意得:太后,廣百=§,即得,r一/=1/*±百,
EIA錯(cuò)誤,又a=0,c=2,即e=^g,故B錯(cuò)誤,
3
由E的漸近線為y=±*x,而(x-2『+丁=1圓心為(2,0),半徑為1,
_2坦
回(2,0)至ljy=是巨離為d=/3=1,故E的漸近線與圓(x-2『+y2=l相切,故C正確,
3月
聯(lián)立曲線E與直線/的方程,整理得:(1-3獷)/+12/無一3(4/+1)=0,A=l+F>0,
2
El&+/=],尤述2=;),ffi!|AB|=yjl+k|-x21=2^,
代入整理:|叫=2*]:)=26即有左2=1或公=0(由y=0與y2=i,x*±6無交點(diǎn),舍去),故
k=+l,E1D正確.故選:CD
【點(diǎn)睛】易錯(cuò)點(diǎn)睛:
(1)兩點(diǎn)式表示斜率時(shí)要保證分母不為0,從而確定曲線E的軌跡要去掉xw±g.
(2)由|=J1+/|-々1=2有求得k值要考慮曲線E的軌跡不包含x手七耳的情況舍掉增根.
5.(24-25高三?全國?模擬)過曲線C上一點(diǎn)P作圓d+y2=i的兩條切線,切點(diǎn)分別為若kpA?PB=2,
則曲線C的方程為.
【答案】2x2-y2=l且xri)
【分析】設(shè)尸及切線方程,由直線與圓相切得出關(guān)于斜率左的方程,由判別式得出片+$>1,再由斜率關(guān)
系計(jì)算即可.
【詳解】設(shè)POo,%),則過點(diǎn)P的切線方程為丁一%=左(3-%),即依-y+%-心=。,
所以[甫=1,得(片-1)二一2%%左+上一1=0,
則如,如是此方程的兩根,A=4x:y;-4(x:-I)(y:-l)>0,即君+尤>1,
7
故kpA,kpB=2,得2片一%二1而要滿足題意需P在圓外,則%>§,
7
即曲線C的方程為2--/=1(f>:且Vwl).
故答案為:2尤2-〉2=1(/>]且燈21)
題型四:拋物線定義型
指I點(diǎn)I迷I津:
平面內(nèi)與一個(gè)定點(diǎn)F和一條定直線1(1不經(jīng)過點(diǎn)F)的距離相等的點(diǎn)的軌跡叫做拋物線.點(diǎn)F叫做拋物線:
的焦點(diǎn),直線I叫做拋物線的準(zhǔn)線.
1?'(2i-27高三示.薪江薪酶芍廠巨而簫F(b7i)7直磅7;J二二i'~p旃而言奇高-a萬在首第
垂線,垂足為。,且詼?/=喬,河,動(dòng)點(diǎn)尸的軌跡為C,已知圓M過定點(diǎn)。(0,2),圓心M在軌跡C
上運(yùn)動(dòng),且圓M與x軸交于A、2兩點(diǎn),設(shè)|。4|=乙,|。為=/2,則%+乎的最大值為()
12,1
A.2B.3C.272D.372
【答案】C
【分析】利用數(shù)量積運(yùn)算可得動(dòng)點(diǎn)P的軌跡C方程,設(shè)M4,£進(jìn)而得至岷M的方程為:
22
-4+(—)7+/2)2,可得A32,0),如-2,。),利用兩點(diǎn)之間的距離公式可得,
*+}=與詈=*16,再利用基本不等式即可得出.
,2v(2+64
【詳解】設(shè)尸(X,y),則Q(x,-1),
0QP-QF=FPFQ,0(0,y+l),(—x,2)=(x,y~l)'(x,—2),02(y+l)=x2—2(^—1),Elr2=4y.
團(tuán)動(dòng)點(diǎn)尸的軌跡C為:Jc2=4y.設(shè)(oGIR).則IW的方程為:(x-a)?+(y/+(?-2>.
2
22
化為X2-lax+y--^-y=4-a.令y=0,貝!JN—2qx+〃2=4,解得X=〃+2,或〃-2.
取A(〃+2,0),B(a~2,0).回|D4|=//=J(a+2)2+4,|Q8|=〃=J(a-2)2+4.當(dāng)〃工0時(shí),
116
4J_2〃+162(4+8)2_?]?16a221+-----
丁廠優(yōu)二而+64=">+64-V\+646420,當(dāng)且僅當(dāng)
a2H—Q
a
”=±2近時(shí)取等號.當(dāng)。=0時(shí),7t+j=2.綜上可得::’的最大值為20.故選:C.
’2’121
2.(2024高三?全國?專題練習(xí))已知尸是直線/:x-y-2=0上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)尸作拋物線C:y=d的兩條
切線R4,PB,切點(diǎn)分別為A,B,則AAPB的重心G的軌跡方程為()
142412
A.y=—x2——%+一B.y=-x2——%+一
333333
214421
C.y=—x2——x+—D.y=—x2——x+—
333333
【答案】B
【分析】設(shè)a01,%),B(x2.y2)-的重心為G(x,y),由定理1.1知P(E券,萬62),再由重心公式得
至1]與=無,力=4尤2-3y,代入直線/方程整理即可.
【詳解】設(shè)4(久】,月),BO2,%),△上鉆的重心為G(x,y).
由定理1.1知P(詈,萬62),則由三角形的重心坐標(biāo)公式,
可得x=%+1+Xp=辱,
_M+>2+力_X;+¥+%尤2_(玉+*2)—XiX2_421
y=-3-=-3-=3,一廠
2
于是,xp=x,yp=4xp-3y=4x-3yf
由點(diǎn)尸在直線/:元_y_2=0上得x_(4*_3y)_2=0,即y=+
其中定理1.1及證明:如圖,拋物線f=2py(p>0)上兩個(gè)不同的點(diǎn)A,B的坐標(biāo)分別為4(xi,y)8(孫均),
以A,8為切點(diǎn)的切線以,尸3相交于點(diǎn)尸,我們稱弦42為阿基米德△上鉆的底邊.
所以過點(diǎn)A的切線方程為y-4=土"-%),過點(diǎn)B的切線方程為y-4=邃5-%),聯(lián)立這兩個(gè)方程
,消去可得了=丑/,再將x=q追代入點(diǎn)A處的切線方程,
22
可得>=¥+土(上產(chǎn)-%]=畢.這表明,點(diǎn)尸的坐標(biāo)為(三三,竽].故選:B.
3.(20-21高三?廣西南寧?模擬)拋物線:y2=4x的過焦點(diǎn)的弦的中點(diǎn)的軌跡方程為()
A.y2=x-1B.y~=x-/C.y~=2(x-1)D.y~=2x—1
【答案】C
【解析】設(shè)出過焦點(diǎn)的直線方程,與拋物線方程聯(lián)立求出兩根之和,可得中點(diǎn)的坐標(biāo),消去參數(shù)可得中點(diǎn)
的軌跡方程.
【詳解】由拋物線的方程可得焦點(diǎn)尸(1,0),可得過焦點(diǎn)的直線的斜率不為0,
設(shè)直線方程為:X=my+1,
設(shè)直線與拋物線的交點(diǎn)A&,%),B(X2,%),設(shè)A3的中點(diǎn)P(x,y),
聯(lián)立直線與拋物線的方程可得:
22
y-4my-4=0,%+%=4根,^+x2=m(yt+y2)+2=4m+2,
Y—2fli+]
',消去機(jī)可得產(chǎn)的軌跡方程:y2=2x-2,故選:C.
{y=2m
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求軌跡方程的常見方法有:1、定義法;2、待定系數(shù)法;3、直接求軌跡法;4、反求
法;5、參數(shù)方程法等等.
4.(2024?浙江?模擬預(yù)測)已知曲線C上的點(diǎn)滿足:到定點(diǎn)(1,0)與定直線'軸的距離的差為定值機(jī),其中,
點(diǎn)A,8分別為曲線C上的兩點(diǎn),且點(diǎn)8恒在點(diǎn)A的右側(cè),則()
A.若機(jī)=g,則曲線C的圖象為一條拋物線
B.若機(jī)=1,則曲線C的方程為V=4x
C.當(dāng)7">1時(shí),對于任意的A(X,%),3(9,%),都有㈤>闖
D.當(dāng)心<-1時(shí),對于任意的A(%,%),8優(yōu),%),都有㈤>同
【答案]AC
【分析】設(shè)曲線C上的點(diǎn)P(x,y),由題意求出的方程,分x20、x<0化簡后逐項(xiàng)判斷可得答案.
【詳解】對于A,若機(jī)=;,設(shè)曲線C上的點(diǎn)P(x,y),由題意可得小》-吁+六一禺=g,
化簡得y2=2x+W—9當(dāng)XNO時(shí),y=3x--為拋物線,
1144
33
當(dāng)x<°時(shí)’因?yàn)閤<。,所以尤-丁。,而冷0,顯然不成立,
綜上,若則曲線C的圖象為一條拋物線,故A錯(cuò)^________
對于B,若m=1,設(shè)曲線C上的點(diǎn)P(x,y),由題意可得,a-1)2+丫2一國=1,
化簡得V=2X+2N,當(dāng)時(shí),產(chǎn)=以為拋物線,當(dāng)無<0時(shí),y=0為一條射線,故B錯(cuò)誤;
對于C,若m>1,設(shè)曲線C上的點(diǎn)P(x,y),由題意可得J(x-l『+y2-0=加,
化簡得丁=2x+2機(jī)國+4一1,因?yàn)閙>1,當(dāng)時(shí),y2=2(m+l)|x--y
一帆)(
為開口向右,頂點(diǎn)為[/虧1,oj的拋物線的一部分,,當(dāng)x<0時(shí),/=2(l-777)lx1-|—-rvi
為開口向左,頂點(diǎn)為(手,4的拋物線的一部分,,且(一,。]與[T,可關(guān)于舊對稱,其圖象大致如
下,
因?yàn)?(%,%),3(%,%)兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)相同,根據(jù)對稱性可得閭>國,故c正確;
對于D,若相<-1,設(shè)曲線C上的點(diǎn)P(K,y),由題意可得+;/-|x|=m,
為開口向右,頂點(diǎn)為(臂,。]的拋物線的一部分,且(一'°j與(亨,“關(guān)于x=;對稱,其圖象大致如下,
因?yàn)锳&,%),3(.,%)兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)相同,根據(jù)對稱性可得閭<同,故D錯(cuò)誤.
故選:AC.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:解題的關(guān)鍵點(diǎn)是設(shè)曲線C上的點(diǎn)P(x,y),求出尸點(diǎn)的軌跡方程,數(shù)形結(jié)合求出答案.
5.(24-25高三?全國?模擬)設(shè)廠(1,0),點(diǎn)M在x軸上,點(diǎn)尸在y軸上,且麗=2旃,PM1PF>當(dāng)點(diǎn)尸在
'軸上運(yùn)動(dòng)時(shí),點(diǎn)N的軌跡方程為.
【答案】y2=4x
【分析】設(shè)知(知0),尸(0,%),N(x,y),根據(jù)而_)_麗可得%+y:=0,根據(jù)麗=2而可得毛=-x,%=gy,
代入即可得結(jié)果.
【詳解】設(shè)M(%,0),「(。,%),陽羽,八則加=5,-%)//]。,-%),MN=(x-x0,y),MP=(-x0,y0),
無o=—x
UU1UULUx-x0=-2x0
因?yàn)閮?而,貝尸=%+尤=0,又因?yàn)辂?2詼,則、,即11
y=2%%=5〉
2
可得T+2=0,2
即y2=4x.故點(diǎn)N的軌跡方程是y2=4x.故答案為:y=4x.
4
題型五:直接設(shè)點(diǎn)型
指I點(diǎn)I迷I津
如果動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的條件就是一些幾何量的等量關(guān)系,這些條件簡單明確,不需要特殊的技巧,易于表述
成含的等式,就得到軌跡方程,這種方法稱之為直接法.
(1)到線段兩端點(diǎn)相等的點(diǎn)的軌跡是該線段的垂直平分線.
(2)到角的兩邊相等的點(diǎn)的軌跡是該角的平分線及外角平分線.
(3)平面內(nèi)到一定點(diǎn)的距離等于定長的點(diǎn)的軌跡是圓,定點(diǎn)為圓心,定長為圓的半徑.
求解過程:
(1)建系:建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系
(2)設(shè)點(diǎn):設(shè)軌跡上的任一點(diǎn)P(x,y)
(3)列式:列出有限制關(guān)系的幾何等式
(4)代換:將軌跡所滿足的條件用含的代數(shù)式表示,
(5)檢驗(yàn):對某些特殊值應(yīng)另外補(bǔ)充檢驗(yàn).
1.(24-25高三上?河北保定?階段練習(xí))已知曲線C:無2+/=火丫>0),從c上任意一點(diǎn)P向x軸作垂線段PP',
尸’為垂足,點(diǎn)Af滿
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