魯媛媛
【摘? 要】? 軌跡方程問題較為常見,具體求解時需要深入分析動點條件,確定解法,進而構建思路,簡化求解.常見的方法有定義法、相關點法、參數(shù)法,本文深入解析方法,探索構建策略,并結合實例加以探究.
【關鍵詞】? 高中數(shù)學;軌跡方程;解題技巧
軌跡方程問題解法眾多,具體求解時可根據(jù)問題情形來選擇.常見的有定義法、相關點法、參數(shù)法,下面深入解析方法,并結合實例加以探究.
解法1? 定義法
定義法,即使用曲線的定義求解軌跡方程的方法.具體求解時可分兩步:第一步,根據(jù)已知條件判斷動點軌跡條件符合的基本軌跡,如圓、橢圓、雙曲線、拋物線等;第二步,直接根據(jù)已知曲線的定義來求解動點的軌跡,并討論特殊點或特殊位置,確定最終答案.
例1? 已知動圓與圓:外切,與圓內切,求動圓圓心的軌跡方程.
解析? 上述求解動圓圓心的軌跡方程,可采用定義法.
設動圓M的半徑為r,則根據(jù)已知可得
,,
所以.
又知,,
則可得.
根據(jù)雙曲線的定義可知,點M的軌跡是以,為焦點的雙曲線的右支.
因為,,
所以,
則點M的軌跡方程為.
點評? 定義法求解軌跡方程,關鍵是把握曲線的特性,故總結常見曲線的幾何與參數(shù)特性是解題的關鍵.上述求解動圓圓心M的軌跡方程,易錯點為將點的軌跡誤認為是整條雙曲線.
解法2? 相關點法
相關點法又名代入法,即將所求動點坐標代入關聯(lián)已知點軌跡方程的方法,適用于所求動點依賴于已知曲線上的另一個動點運動問題中.具體求解時分三步進行:第一步,分析判斷動點隨著已知曲線上的一個動點的運動而運動;第二步,推求兩者的關系式,即,;第三步,將關系式代入到已知曲線動點方程中,整理分析.
例2? 定點為圓外一定點,為圓上任一點,的平分線交于點的軌跡方程.
解析? 求點Q的軌跡方程,點A為定點,點P為圓上的一點,則點Q與點A之間存在關聯(lián)性,可采用相關點法來求解.
設點,,
由于OQ平分,
則,
所以,
則,
可解得,
將其代入到圓方程中,
可得,
整理可得 .
由于存在兩種情況可能會影響軌跡,具體如下.
情況1? 當點P與B重合時,點Q與O也重合,此時點Q的坐標為(0,0),該點已包含在上述軌跡中;
情況2? 當點P與C重合時,將變?yōu)?°角,
此時點Q的軌跡方程為(),且點(,0)也滿足方程.
綜上可知,點Q的軌跡方程為
和.
點評? 使用相關點法求軌跡方程,解題的關鍵是:探尋所求的動點與已知曲線上動點之間的關系.上述求解動點Q的軌跡方程時,借助線段的定比分點坐標公式來建立所求點與關聯(lián)點間的關系,再代入關聯(lián)點的方程,整理變形終獲所得.
解法3? 參數(shù)法
參數(shù)法,即求解時采用設參—消參來求解的方法,設定動點的參數(shù)坐標,利用條件消去參數(shù)求解.具體求解時可分兩步:第一步,引入?yún)?shù),用此參數(shù)分別表示動點的橫、縱坐標;第二步,消去參數(shù),得到關于x與y的方程,即為所求的軌跡方程.
例3? 橢圓的準線垂直于軸,離心率為,并且經過點,.試求橢圓中心的軌跡方程.
解析? 設橢圓中心的坐標為,長半軸長為,短半軸長為,半焦距為,
則.
由,
得,,
所以橢圓的方程為.
因為點在橢圓上,將它們的坐標代入橢圓方程,
可得,
即,
消去,得,
所以橢圓中心的軌跡方程為.
點評? 參數(shù)法是求軌跡方程的重要方法,解題的關鍵是合理選擇參數(shù),常用的參數(shù)有線參數(shù)、角參數(shù)、k參數(shù)、t參數(shù)和點參數(shù)等.上述問題中采用參數(shù)法求解橢圓中心的軌跡方程,其中c2為參數(shù).
結語
總之,上述深入解析了定義法、相關點法和參數(shù)法的構建策略,并結合實例探究解題過程.三種方法適用于不同問題情形,探究學習時要關注三點:一是解讀方法,總結適用題型;二是構建分析,探尋解題步驟;三是實例強化,針對性訓練,積累解題經驗.