高雄英
求曲線的軌跡方程是解析幾何的兩個(gè)基本問題之一,其實(shí)質(zhì)就是利用題設(shè)中的幾何條件,用“坐標(biāo)化”將其轉(zhuǎn)化為尋求變量間的關(guān)系.這類問題除了考查對(duì)圓錐曲線的定義\性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí)的掌握外,還充分考查了各種數(shù)學(xué)思想方法及一定的推理和運(yùn)算能力,因此這類問題成為高考命題的熱點(diǎn).
一、直接法
將動(dòng)點(diǎn)滿足的幾何條件或等量關(guān)系,直接坐標(biāo)化,列出等式化簡(jiǎn)即得動(dòng)點(diǎn)軌跡方程.
例1:已知A、B為兩定點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)M到A與到B的距離比為常數(shù)λ,求點(diǎn)M的軌跡方程,并注明軌跡是什么曲線.
解:建立坐標(biāo)系如圖所示,設(shè)|AB|=2a,則A(-a,0),B(a,0).
設(shè)M(x,y)是軌跡上任意一點(diǎn).
二、定義法
若動(dòng)點(diǎn)軌跡的條件符合某一基本曲線的定義(如橢圓、雙曲線、拋物線、圓等),則可用定義直接探求.
例2:某檢驗(yàn)員通常用一個(gè)直徑為2cm和一個(gè)直徑為1cm的標(biāo)準(zhǔn)圓柱,檢測(cè)一個(gè)直徑為3cm的圓柱,為保證質(zhì)量,有人建議再插入兩個(gè)合適的同號(hào)標(biāo)準(zhǔn)圓柱,問這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓柱的直徑為多少?
分析本題考查“定義法”求曲線的軌跡方程及將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題的能力.
解:設(shè)直徑為3,2,1的三圓圓心分別為O、A、B,問題轉(zhuǎn)化為求兩等圓P、Q,使它們與⊙O相內(nèi)切,與⊙A、⊙B相外切.
建立如圖所示的坐標(biāo)系,并設(shè)⊙P的半徑為r,則
|PA|+|PO|=(1+r)+(15-r)=2.5
∴點(diǎn)P在以A、O為焦點(diǎn),長(zhǎng)軸長(zhǎng)為2.5的橢圓上,
當(dāng)然,求軌跡方程時(shí),一定要注意軌跡的純粹性和完備性,注意去“雜”、“補(bǔ)漏”;同時(shí)還要注意區(qū)別“軌跡”與“軌跡方程”是兩個(gè)不同的概念.