宋曉政
求軌跡方程問題的常見命題形式是根據(jù)已知條件,求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程、求曲線的方程.此類問題側(cè)重于考查圓錐曲線的方程、幾何性質(zhì)以及方程思想.本文結(jié)合例題,介紹求軌跡方程的三種思路.
一、運(yùn)用直接法
有些求軌跡方程的問題較為簡(jiǎn)單,直接給出了一些與動(dòng)點(diǎn)相關(guān)的條件,此時(shí)就可以運(yùn)用直接法求解.利用直接法求軌跡方程,需先設(shè)出動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)動(dòng)點(diǎn)滿足的幾何條件列出關(guān)于動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)的方程,然后化簡(jiǎn)該方程,最后驗(yàn)證所得的結(jié)果是否滿足題意.
解:設(shè)M(x,y),P(x1,y1),則Q(x1,0),
所以P的坐標(biāo)為(x,2y),
本題直接給出了關(guān)于動(dòng)點(diǎn)的幾何關(guān)系,所以只需根據(jù)已知條件設(shè)出相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo),然后將其代入關(guān)系式并化簡(jiǎn),就能夠得出動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程.運(yùn)用直接法求軌跡方程的步驟為:設(shè)點(diǎn)——列方程——化簡(jiǎn)——檢驗(yàn).通??梢圆挥脤懗鲎詈笠徊降倪^(guò)程.
二、利用參數(shù)法
有些題目較為復(fù)雜,我們難以根據(jù)題意快速建立動(dòng)點(diǎn)的關(guān)系式,此時(shí)就可以運(yùn)用參數(shù)法,先把曲線上動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)用參數(shù)表示出來(lái),然后通過(guò)恒等變換,將參數(shù)消去,就可以得到動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程.此方法適用于求解未給出與動(dòng)點(diǎn)相關(guān)的關(guān)系,且無(wú)法快速建立關(guān)系式的題目.
例2.過(guò)點(diǎn)A(0,1)的直線L與拋物線:x2=4y交于D,E兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),求三角形ODE的重心G的軌跡方程.
解:設(shè)直線L的方程為y=kx+1,設(shè)G(x,y)D(x1,y1),E(x2,y2)
得x2-4kx-4=0,
則x1+x2=4k,y1+y2=4k2+2,
三、采用定義法
當(dāng)動(dòng)點(diǎn)滿足某一圓錐曲線時(shí),可以根據(jù)圓、橢圓、雙曲線、拋物線的定義,求得曲線方程中的參數(shù)a、b、c、p、r,即可根據(jù)圓、橢圓、雙曲線、拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程求得動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程.
例3.已知圓M:(x+1)2+y2=1,圓N:(x-1)2+y2=9,動(dòng)圓P與圓M外切,且與圓N內(nèi)切,求動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程.
解:設(shè)動(dòng)圓P的半徑為r,由題意知圓M的圓心為M(-1,0),半徑為1,圓N的圓心為N(1,0),半徑為3.
因?yàn)閯?dòng)圓P與圓M外切,且與圓N內(nèi)切,
即動(dòng)點(diǎn)P到兩個(gè)定點(diǎn)M,N的距離之和為定值,
則P的軌跡方程是以M,N為焦點(diǎn),長(zhǎng)半軸為2的橢圓.
所以a=2,c=1,b2=a2-c2=3,
可見,求軌跡方程問題的難度一般不大,但解題過(guò)程中的運(yùn)算量較大.求軌跡方程,需仔細(xì)研究題目中的幾何條件,明確動(dòng)點(diǎn)的軌跡,建立與動(dòng)點(diǎn)有關(guān)的關(guān)系式.