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专题_解析几何中的动点轨迹问题

专题_解析几何中的动点轨迹问题
专题_解析几何中的动点轨迹问题

专题:解析几何中的动点轨迹问题

学大分教研中心 周坤

轨迹方程的探解析几何中的基本问题之一,也是近几年各省高考中的常见题型之一。解答这类问题,需要善于揭示问题的部规律及知识之间的相互联系。本专题分成四个部分,首先从题目类型出发,总结常见的几类动点轨迹问题,并给出典型例题;其次从方法入手,总结若干技法(包含高考和竞赛要求,够你用的了...);然后,精选若干练习题,并给出详细解析与答案,务必完全弄懂;最后,回顾高考,列出近几年高考中的动点轨迹原题。OK ,不废话了,开始进入正题吧...

Part 1 几类动点轨迹问题

一、动线段定比分点的轨迹

例1 已知线段AB 的长为5,并且它的两个端点A 、B 分别在x 轴和y 轴上滑动,点P 在段AB 上,(0)AP PB λλ=>,求点P 的轨迹。 ()()()00P x y A a B b 解:设,,,,,,

()(

)0

11101a a x

x y b b y λλλλλλλ+???=+=???

+??++?=??=?

?+?

2225a b +=代入

()

()

2

2

2

2

2

1125y x λλλ

+++

=

()

()

2

2

2

2

2

125

2511x y λλλ+

=++

2225

14

P x y λ=+=

当时,点的轨迹是圆;① 1P y λ>当时,点的轨迹是焦点在轴上的椭圆;②

01P x λ<<当时,点的轨迹是焦点在轴上的椭圆③;

例2 已知定点A(3,1),动点B 在圆O 224x y +=上,点P 在线段AB 上,且BP:PA=1:2,求点P 的轨迹的方程.

()()113P x y B x y AB BP =-解:设,,,,有

()()()()11

33131313x x y y ?+-=

?+-?

?

+-?=?+-?

11332

312

x x y y -?=???

-?=??化简即: 22114x y +=代入

22

3331422x y --????

+= ? ?????

得 所以点P 的轨迹为()2

2

116139x y ?

?-+-= ??

?

二、两条动直线的交点问题

例3 已知两点P (-1,3),Q (1,3)以及一条直线:l y x =

AB 在l 上移动(点A 在B 的左下方),求直线PA 、QB 交点M 的轨迹的方程 ()()()11M x y A t t B t t ++解:设,,,,,, ()()1313PM x y PA t t =+-=+-,,,,

()()131113QM x y QB t t =--=+-+-,,,,

////PM PA QM QB ∴,,

()()()()()()()1313123x t t y x t t y ?+-=+-?∴?

--=-??

34222x y t x y x t x y +?=?-+??-?=?-+?

322

42

x y x x y x y +-=-+-+

()()()()32422x y x y x y x +-+=-+-

228y x -=

例4 已知12A A 、是双曲线22

221(0,0)x y a b a b

-=>>的两个顶点,线段MN 为垂直于实轴

的弦,求直线1MA 与2NA 的交点P 的轨迹

()()()()()11111200P x y M x y N x y A a A a --解:设,,,,,,,,,,

1122A P A M

A P

A N k k k k =???

=?? 11

11y y

x a x a y y x a x a

?=?++??

-?=

?-+? 1111y y y y

x a x a x a x a

-?=?+-+- 22

1222

2

1y y x a x a =--- 22

1122

1x y a b -=

2222111222

1y x x a b a a -∴=-= 22

1222

1y b x a a =

- 22

222y b x a a ∴=-- 222222a y b x a b =-+

()22

22010x y a b x x a b >>+=≠当时,是焦点在轴上的椭圆,;

2220a b x y a =>+=当时,是圆;

()22

22010x y b a y x a b

>>+=≠当时,是焦点在轴上的椭圆,;

三、动圆圆心轨迹问题

例5 已知动圆M 与定圆2216x y +=相切,并且与x 轴也相切,求动圆圆心M 的轨迹

()()0M x y y ≠解:设,,

4M y =-当圆,

4M y =+当圆

4y =±

222168x y y y +=±+

2816y x ±=-

M 的轨迹是两条抛物线(挖去它们的交点) ()()2211

202088

y x y y x y =

-≠=-+≠或

例6 已知圆221:(3)4C x y ++=,222:(3)100C x y -+=,圆M 与圆1C 和圆2C 都相切,求动圆圆心M 的轨迹

()()11113,0,3,0,6,C C C C -=解:

,M r 设动圆的半径为

12(1),,M C C 若圆与外切与内切则122,10MC r

MC r

?=+??=-??

121112,MC MC C C +=>

12M C C 的轨迹是以、为焦点的椭圆,

2126263a a c c ====,,,,

22227b a c =-=,

22

13627x y +=椭圆的方程为

12,M C C (2)若圆与、都内切则

122

10MC r MC r ?=-??

=-??

12118MC MC C C +=>

12M C C 的轨迹是以、为焦点的椭圆

2222842637a a c c b a c =====-=,,,,, 221167

x y +=椭圆的方程为

四、动圆锥曲线中相关点的轨迹

例7 已知双曲线过(3,0)A -和(3,0)B ,它的一个焦点是1(0,4)F -,求它的另一个焦点2F 的轨迹

()2F x y 解:设,,

2121AF AF BF BF -=-由双曲线定义,

1155AF BF =

==

=,,

2255AF BF -=-若,

222255AF BF AF BF ∴-=-=,,

204F x y =≠±的轨迹是直线()

2255AF BF -=-+若,22106AF BF AB +=>=,

2F A B 的轨迹是以、为焦点的椭圆,

210,5,26,3,4,a a c c b ===== 22

142516

x y y +=≠±椭圆方程为()

22

204142516

x y F x y y =≠±+=≠±的轨迹是直线()或椭圆()

例8 已知圆的方程为224x y +=,动抛物线过点(1,0)A -和(1,0)B ,且以圆的切线为准线,求抛物线的焦点F 的轨迹方程 ()F x y l M 解:设焦点,,准线与圆相切于,

1111AA l A BB l B ⊥⊥作于,于,

1124AF BF AA BB OM +=+==,

F A B 的轨迹是以、为焦点的椭圆,

242221a c AB a c b ======,,,, ()22

1043

x y F y +=≠轨迹的方程是

Part 2 求动点轨迹的十类方法

微专题26解析几何中的最值与范围问题(教学案)

微专题26 解析几何中的最值与范围问题 1. 利用数形结合或三角换元等方法解决直线与圆中的部分范围问题. 2. 构造函数模型研究长度及面积相关的范围与最值问题. 3. 根据条件或几何特征构造不等关系解决与离心率相关的范围问题. 4. 熟悉线段的定比分点、弦长、面积等问题的处理手段,深刻体会数形结合、等价转化的数学思想方法的运用. 考题导航 利用数形结合或三角换元等方法解决直线与圆 2. 已知实数x 、y 满足方程x 2+y 2-4x +1=0.则y x 的最大值为________;y -x 的最小 值为________;x 2+y 2的最小值为________. 1. 在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为x 2+y 2-8x +15=0,若直线y =kx -2上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C 有公共点,则k 的最大值是________. 1. 已知A 、B 分别是椭圆x 36+y 20=1长轴的左、右端点,F 是椭圆的右焦点,点P 在 椭圆上,且位于x 轴的上方,PA ⊥PF.设M 是椭圆长轴AB 上的一点,点M 到直线AP 的距离等于MB ,则椭圆上的点到点M 的距离d 的最小值为________. 1. 已知双曲线为C :x 24-y 2 =1,P 为双曲线C 上的任意一点.设点A 的坐标为(3,0), 则PA 的最小值为________.

1. 如图,椭圆的中心在坐标原点,焦点在x 轴上,A 1,A 2,B 1,B 2为椭圆的顶点,F 2为右焦点,延长B 1F 2与A 2B 2交于点P ,若∠B 1PA 2为钝角,则该椭圆离心率的取值范围是________. 1. 椭圆M :x 2 a 2+y 2 b 2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,P 为椭圆M 上的任意一点, 且|PF 1→|·|PF 2→|的最大值的取值范围是[2c 2 ,3c 2],其中c =a 2-b 2,则椭圆M 的离心率e 的取值范围是_______. 1. 如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :x a 2+y b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别 为F 1、F 2,P 为椭圆C 上的一点(在x 轴上方),连结PF 1并延长交椭圆C 于另一点Q ,设PF 1→ =λF 1Q → .若PF 2垂直于x 轴,且椭圆C 的离心率e ∈??? ?12,22,求实数λ的取值范围.

高中数学动点轨迹问题专题讲解

动点轨迹问题专题讲解 一.专题内容: 求动点(, )P x y 的轨迹方程实质上是建立动点的坐标, x y 之间的关系式,首先要分析形成轨迹的点和已知条件的内在联系,选择最便于反映这种联系的坐标形式,寻求适当关系建立等式,常用方法有: (1)等量关系法.....:根据题意,列出限制动点的条件等式,这种求轨迹的方法叫做等量关系法,利用这种方法时,要求对平面几何中常用的定理和解析几何中的有关基本公式很熟悉. (2)定义法...:如果动点满足的条件符合某种已知曲线(如圆锥曲线)的定义,可根据其定义用待定系数法求出轨迹方程. (3)转移代入法.....:如果所求轨迹上的点(, )P x y 是随另一个在已知曲线C :(, )0F x y =上的动点00(, )M x y 的变化而变化,且00, x y 能用, x y 表示,即0(, )x f x y =,0(, )y g x y =,则将00, x y 代入已知曲线(, )0F x y =,化简后即为所求的轨迹方程. (4)参数法...:选取适当的参数(如直线斜率k 等),分别求出动点坐标, x y 与参数的关系式,得出所求轨迹的参数方程,消去参数即可. (5)交轨法...:即求两动直线交点的轨迹,可选取同一个参数,建立两动直线的方程,然后消去参数,即可(有时还可以由三点共线,斜率相等寻找关系).

注意:轨迹的完备性和纯粹性!一定要检验特殊点和线! 二.相关试题训练 (一)选择、填空题 1.( )已知1F 、2F 是定点,12||8F F =,动点M 满足12||||8MF MF +=,则动点M 的轨迹是 (A )椭圆 (B )直线 (C )圆 (D )线段 2.( )设(0,5)M ,(0,5)N -,MNP ?的周长为36,则MNP ?的顶点P 的轨迹方程是 (A )22125169x y + =(0x ≠) (B )22 1144169 x y +=(0x ≠) (C ) 22116925x y +=(0y ≠) (D )22 1169144 x y +=(0y ≠) 3.与圆2240x y x +-=外切,又与y 轴相切的圆的圆心轨迹方程是 ; 4.P 在以1F 、2F 为焦点的双曲线22 1169 x y -=上运动,则12F F P ?的重心G 的轨迹方程是 ; 5.已知圆C : 22(16x y +=内一点)A ,圆C 上一动点Q , AQ 的垂直平

解析几何中的定点和定值问题精编版

解析几何中的定点定值问题 考纲解读:定点定值问题是解析几何解答题的考查重点。此类问题定中有动,动中有定,并且常与轨迹问题,曲线系问题等相结合,深入考查直线的圆,圆锥曲线,直线和圆锥曲线位置关系等相关知识。考查数形结合,分类讨论,化归与转化,函数和方程等数学思想方法。 一、 定点问题 解题的关健在于寻找题中用来联系已知量,未知量的垂直关系、中点关系、方程、不等式,然后将已知量,未知量代入上述关系,通过整理,变形转化为过定点的直线系、曲线系来解决。 例1、已知A 、B 是抛物线y 2 =2p x (p >0)上异于原点O 的两个不同点,直线OA 和OB 的倾斜角分别为α和β,当α、β变化且α+β= 4 π 时,证明直线AB 恒过定点,并求出该定点的坐标。 解析: 设A ( 121 ,2y p y ),B (222 ,2y p y ),则 2 1 2tan , 2tan y p y p ==βα,代入1)tan(=+βα 得2 21214)(2p y y y y p -=+ (1) 又设直线AB 的方程为b kx y +=,则 022222 =+-????=+=pb py ky px y b kx y ∴k p y y k pb y y 2,22121= += ,代入(1)式得pk p b 22+= ∴直线AB 的方程为)2(2p x k p y +=- ∴直线AB 过定点(-)2,2p p 说明:本题在特殊条件下很难探索出定点,因此要从已知出发,把所求的定点问题转化为求直线AB ,再从AB 直线系中看出定点。 例2.已知椭圆C :22 221(0)x y a b a b +=>> ,以原点为圆心,椭圆的短半轴长为半径的 圆与直线0x y -相切. ⑴求椭圆C 的方程; ⑵设(4,0)P ,M 、N 是椭圆C 上关于x 轴对称的任意两个不同的点,连结PN 交椭圆C 于另一点E ,求直线PN 的斜率的取值范围; ⑶在⑵的条件下,证明直线ME 与x 轴相交于定点.

解析几何专题一轨迹问题.

、直接法 解析几何专题一 轨迹问题 建系一一设点一一列式一一代换一一化简一一检验 例1长为2a 的线段AB 的两个端点分别在x 轴、 列式 y 轴上移动,求AB 中点P 的轨迹方程。 例2已知两个定点 A(-1,0)、B(2,0),求使 MBA 2 MAB 的点的轨迹方程。 例3 一动圆被直线x+2y=0和x-2y=0截得的弦长分别为8和4,求动圆圆心的轨迹方程。 二、定义法 例4动点P 到直线x+4=0的距离减去它到点M(2,0)的距离之差等于2,则P 的轨迹是() (A)直线 (B)椭圆(C)双曲线( D)抛物线 例5求经过原点,并以F(2,0)为它的一个焦点,长轴长为6的椭圆中心的轨迹方程。 例6已知两个圆O i 和02,它们的半径分别是1和2,且|OQ 2 | 4,动圆M 与圆O i 内切,又与圆 02外切,建立适当的坐标系,求动圆圆心 M 的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线。 、代入法 2 2 例7 P 在以F 1、F 2的双曲线—L 1上运动,则叶汗2P 的重心G 的轨迹方程为 16 9 U

y 2 36内一点,A 、B 是圆上两个动点且满足 APB 90,求矩形APBQ 2 仝1,过点M (0,1)的直线l 交椭圆于A 、B 两点,O 是坐标原点,点P 4 满足oP i (oA OB ),点N 的坐标为(1,1),当I 绕点M 旋转时,求: (1)动点P 的轨迹方程;(2) |NP 丨的最值。 例8已知P (4,0)是圆X 2 的顶点Q 的轨迹方程。 四、参数法 例9已知点M 在圆13x 2 13y 2 15x 36y 0上,点N 在射线OM 上,且满足| OM | |ON | 12 , 求动点N 的轨迹方程。 例10设椭圆方程为X 2

动点的轨迹问题

动点的轨迹问题 根据动点的运动规律求出动点的轨迹方程,这是解析几何的一大课题:一方面求轨迹方程的实质是将“形”转化为“数”,将“曲线”转化为“方程”,通过对方程的研究来认识曲线的性质;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。 轨迹问题是高考中的一个热点和重点,在历年高考中出现的频率较高,特别是当今高考的改革以考查学生创新意识为突破口,注重考查学生的逻辑思维能力,运算能力,分析问题和解决问题的能力,而轨迹方程这一热点,常涉及函数、三角、向量、几何等知识,能很好地反映学生在这些能力方面的掌握程度。 求轨迹方程的的基本步骤:建设现代化(检验) 建(坐标系)设(动点坐标)现(限制条件,动点、已知点满足的条件)代(动点、已知点坐标代入)化(化简整理)检验(要注意定义域“挖”与“补”) 求轨迹方程的的基本方法: 1.直接法:如果动点运动的条件就是一些几何量的等量关系,这些条件简单明确,不 需要特殊的技巧,易于表述成含 x,y 的等式,就得到轨迹方程,这种方法称之为直接法。 2.定义法:运用解析几何中一些常用定义(例如圆锥曲线的定义),可从曲线定义出发 直接写出轨迹方程,或从曲线定义出发建立关系式,从而求出轨迹方程。 3.代入法:动点所满足的条件不易表述或求出,但形成轨迹的动点 P(x,y)却随另一动点Q(x ' , y ' )的运动而有规律的运动,且动点 Q 的轨迹为给定或容易求得,则可先将 x ',y ' 表示为 x,y的式子,再代入 Q 的轨迹方程,然而整理得 P 的轨迹方程,代入法也称相关点法。 4.参数法:求轨迹方程有时很难直接找到动点的横坐标、纵坐标之间的关系,则可借助中间变量(参数),使 x,y 之间建立起联系,然而再从所求式子中消去参数,得出动点的轨迹方程。 5.交轨法:求两动曲线交点轨迹时,可由方程直接消去参数,例如求两动直线的交点时常用此法,也可以引入参数来建立这些动曲线的联系,然而消去参数得到轨迹方程。可以说是参数法的一种变种。 6.转移法:如果动点 P 随着另一动点 Q 的运动而运动,且 Q 点在某一已知曲线上运动,那么只需将 Q 点的坐标来表示,并代入已知曲线方程,便可得到 P 点的轨迹方程。

专题_解析几何中的动点轨迹问题

专题:解析几何中的动点轨迹问题 学大分教研中心 周坤 轨迹方程的探解析几何中的基本问题之一,也是近几年各省高考中的常见题型之一。解答这类问题,需要善于揭示问题的部规律及知识之间的相互联系。本专题分成四个部分,首先从题目类型出发,总结常见的几类动点轨迹问题,并给出典型例题;其次从方法入手,总结若干技法(包含高考和竞赛要求,够你用的了...);然后,精选若干练习题,并给出详细解析与答案,务必完全弄懂;最后,回顾高考,列出近几年高考中的动点轨迹原题。OK ,不废话了,开始进入正题吧... Part 1 几类动点轨迹问题 一、动线段定比分点的轨迹 例1 已知线段AB 的长为5,并且它的两个端点A 、B 分别在x 轴和y 轴上滑动,点P 在段AB 上,(0)AP PB λλ=>,求点P 的轨迹。 ()()()00P x y A a B b 解:设,,,,,, ()( )0 11101a a x x y b b y λλλλλλλ+???=+=??? +??++?=??=? ?+? , 2225a b +=代入 () () 2 2 2 2 2 1125y x λλλ +++ = () () 2 2 2 2 2 125 2511x y λλλ+ =++

2225 14 P x y λ=+= 当时,点的轨迹是圆;① 1P y λ>当时,点的轨迹是焦点在轴上的椭圆;② 01P x λ<<当时,点的轨迹是焦点在轴上的椭圆③; 例2 已知定点A(3,1),动点B 在圆O 224x y +=上,点P 在线段AB 上,且BP:PA=1:2,求点P 的轨迹的方程. ()()113P x y B x y AB BP =-解:设,,,,有 ()()()()11 33131313x x y y ?+-= ?+-? ? +-?=?+-? 11332 312 x x y y -?=??? -?=??化简即: 22114x y +=代入 22 3331422x y --???? += ? ????? 得 所以点P 的轨迹为()2 2 116139x y ? ?-+-= ?? ? 二、两条动直线的交点问题 例3 已知两点P (-1,3),Q (1,3)以及一条直线:l y x = AB 在l 上移动(点A 在B 的左下方),求直线PA 、QB 交点M 的轨迹的方程 ()()()11M x y A t t B t t ++解:设,,,,,, ()()1313PM x y PA t t =+-=+-,,,,

浙江高考数学复习专题四解析几何第3讲圆锥曲线中的定点、定值、最值与范围问题学案

第3讲 圆锥曲线中的定点、定值、最值与范围问题 高考定位 圆锥曲线中的定点与定值、最值与范围问题是高考必考的问题之一,主要以解答题形式考查,往往作为试卷的压轴题之一,一般以椭圆或抛物线为背景,试题难度较大,对考生的代数恒等变形能力、计算能力有较高的要求. 真 题 感 悟 (2018·北京卷)已知抛物线C :y 2 =2px 经过点P (1,2).过点Q (0,1)的直线l 与抛物线C 有两个不同的交点A ,B ,且直线PA 交y 轴于M ,直线PB 交y 轴于N . (1)求直线l 的斜率的取值范围; (2)设O 为原点,QM →=λQO →,QN →=μQO → ,求证:1λ+1μ 为定值. 解 (1)因为抛物线y 2 =2px 过点(1,2), 所以2p =4,即p =2. 故抛物线C 的方程为y 2 =4x . 由题意知,直线l 的斜率存在且不为0. 设直线l 的方程为y =kx +1(k ≠0). 由? ????y 2 =4x ,y =kx +1得k 2x 2+(2k -4)x +1=0. 依题意Δ=(2k -4)2-4×k 2 ×1>0, 解得k <0或0

高中数学圆锥曲线轨迹问题题型分析

有关圆锥曲线轨迹问题 根据动点的运动规律求出动点的轨迹方程,这是解析几何的一大课题:一方面求轨迹方程的实质是将“形”转化为“数”,将“曲线”转化为“方程”,通过对方程的研究来认识曲线的性质;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。 轨迹问题是高考中的一个热点和重点,在历年高考中出现的频率较高,特别是当今高考的改革以考查学生创新意识为突破口,注重考查学生的逻辑思维能力,运算能力,分析问题和解决问题的能力,而轨迹方程这一热点,常涉及函数、三角、向量、几何等知识,能很好地反映学生在这些能力方面的掌握程度。 求轨迹方程的的基本步骤:建设现代化(检验) 建(坐标系)设(动点坐标)现(限制条件,动点、已知点满足的条件)代(动点、已知点坐标代入)化(化简整理)检验(要注意定义域“挖”与“补”) 求轨迹方程的的基本方法:直接法、定义法、相关点法、参数法、交轨法、向量法等。 1.直接法:如果动点运动的条件就是一些几何量的等量关系,这些条件简单明确,不需要特殊的技巧,易于表述成含x,y 的等式,就得到轨迹方程,这种方法称之为直接法; 例1、已知直角坐标系中,点Q (2,0),圆C 的方程为 122=+y x ,动点M 到圆C 的切线长与MQ 的比等于常数 )0(>λλ,求动点M 的轨迹。 【解析】设MN 切圆C 于N ,则2 2 2 ON MO MN -=。设),(y x M ,则 2222)2(1y x y x +-=-+λ 化简得0)41(4))(1(22222=++-+-λλλx y x (1) 当1=λ时,方程为4 5 = x ,表示一条直线。 (2) 当1≠λ时,方程化为2 222 222)1(31)12(-+=+--λλλλy x 表示一个圆。 ◎◎如图,圆1O 与圆2O 的半径都是1,124O O =. 过动点P 分别作圆2O 、圆2O 的切线PM PN ,(M N ,分别为切点) ,使得PM =. 试建立适当的坐标系,并求动点P 的轨迹方程. 【解析】以12O O 的中点O 为原点,12O O 所在直线为x 轴,建立如图所示的平面直角坐标系,则 1(20)O -,,2(20)O ,.

解析几何最值问题

解析几何最值问题的赏析 丹阳市珥陵高级中学数学组:李维春 教学目标:1.掌握解析几何中图形的处理方法和解析几何中变量的选择; 2.掌握利用基本不等式和函数的思想处理最值问题. 重点难点:图形的处理和变量的选择及最值的处理. 问题提出: 已知椭圆方程:14 32 2=+y x ,A ,B 分别为椭圆的上顶点和右顶点。过原点作一直线与线段AB 交于点G ,并和椭圆交于E 、F 两点,求四边形AEBF 面积的最大值。 问题分析: 1、 图形的处理: 不规则图形转化为规则图形(割补法) ABF ABE AENF S S S ??+= BEF AEF AENF S S S ??+= 2、 变量的选择: (1) 设点:设点),(00y x E 则),(00y x F --,可得到二元表达式; (2) 设动直线的斜率k (可设AF,BF,EF,AE,BE 中任意一条直线的斜率),可得 一元表达式。 3,最值的处理方法: (1) 一元表达式可用基本不等式或函数法处理; (2) 二元表达式可用基本不等式或消元转化为一元表达式。 X

问题解决: 解法一: 由基本不等式得62 24)34(2322 02000==+≤+=y x y x S 时取“=” 当且仅当0032 y x = 解法二: 00000 0(,),(,),(0,0)x y F x y x y -->>设E ,四边形的面积为S (0,2),A B 因为,12 y += 20x +-=即1d =点E 到直线的距离:00( ,)x y 因为E 在直线AB 的上方,0020x ->所以1d =所以2d =点F 到直线的距离:00(,)x y --因为F 在直线的下方2d =所以)(21)(212121d d AB d AB d AB S +=+=002S x =+所以AB =因为00(,)F x y 又因为22134 x y +=在椭圆上22004312x y +=所以max S =所以

动点的轨迹问题

动点的轨迹问题 根据动点的运动规律求出动点的轨迹方程,这是解析几何的一大课题:一方面求轨迹方程的实质是将“形”转化为“数”,将“曲线”转化为“方程”,通过对方程的研究来认识曲线的性质;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。 轨迹问题是高考中的一个热点和重点,在历年高考中出现的频率较高,特别是当今高考的改革以考查学生创新意识为突破口,注重考查学生的逻辑思维能力,运算能力,分析问题和解决问题的能力,而轨迹方程这一热点,常涉及函数、三角、向量、几何等知识,能很好地反映学生在这些能力方面的掌握程度。 求轨迹方程的的基本步骤:建设现代化(检验) 建(坐标系)设(动点坐标)现(限制条件,动点、已知点满足的条件)代(动点、已知点坐标代入)化(化简整理)检验(要注意定义域“挖”与“补”) 求轨迹方程的的基本方法: 1.直接法:如果动点运动的条件就是一些几何量的等量关系,这些条件简单明确,不需要特殊的技巧,易于表述成含x,y 的等式,就得到轨迹方程,这种方法称之为直接法。 2.定义法:运用解析几何中一些常用定义(例如圆锥曲线的定义),可从曲线定义出发直接写出轨迹方程,或从曲线定义出发建立关系式,从而求出轨迹方程。 3.代入法:动点所满足的条件不易表述或求出,但形成轨迹的动点P(x,y)却随另一动点Q(x ’,y ’)的运动而有规律的运动,且动点Q 的轨迹为给定或容易求得,则可先将x ’,y ’表示为x,y 的式子,再代入Q 的轨迹方程,然而整理得P 的轨迹方程,代入法也称相关点法。 4.参数法:求轨迹方程有时很难直接找到动点的横坐标、纵坐标之间的关系,则可借助中间变量(参数),使x,y 之间建立起联系,然而再从所求式子中消去参数,得出动点的轨迹方程。 5.交轨法:求两动曲线交点轨迹时,可由方程直接消去参数,例如求两动直线的交点时常用此法,也可以引入参数来建立这些动曲线的联系,然而消去参数得到轨迹方程。可以说是参数法的一种变种。 6.转移法:如果动点P 随着另一动点Q 的运动而运动,且Q 点在某一已知曲线上运动,那么只需将Q 点的坐标来表示,并代入已知曲线方程,便可得到P 点的轨迹方程。 7.几何法:利用平面几何或解析几何的知识分析图形性质,发现动点运动规律和动点满足的条件,然而得出动点的轨迹方程。 8.待定系数法:求圆、椭圆、双曲线以及抛物线的方程常用待定系数法求。 9.点差法:求圆锥曲线中点弦轨迹问题时,常把两个端点设为),(),,(2211y x B y x A 并代入圆锥曲线方程,然而作差求出曲线的轨迹方程。 此部分内容主要考查圆锥曲线,圆锥曲线的定义是根本,它是相应标准方程和几何性质的“源”。对于圆锥曲线的有关问题,要有运用圆锥曲线定义解题的意识,“回归定义”是一种重要的解题策略。 二、注意事项: 1. 求轨迹方程的关键是在纷繁复杂的运动变化中,发现动点P 的运动规律,即P 点满足的等量关系,因此要学会动中求静,变中求不变。

立体几何中的动点轨迹问题讲解

立体几何中的动点轨迹问题讲解 这类问题在高考中并不常见,或者说在高考中出现得并不明显,但在用空间向量求二面角时偶尔会遇到一种题目,即需要用到的点并不是一个确定的点,而是在一个面上的动点,且这个点还满足一些特定的值或平面几何关系,此时需要根据条件确定出动点所在的轨迹,在每年高考前的模拟题中也会遇到这种题目,若在选填中,则一般位于压轴或次压轴位置,求几何体中动点的轨迹或者与轨迹求值相关的问题,在解析几何中满足条件的动点都会有特定的轨迹,动点绝不是乱点,在几何体中依旧如此。 这种题目做法和平面几何求轨迹方程类似,因为点在面内(非平面),所求的轨迹一般有四种,即线段型,平面型,二次曲线型,球型,这四种情况没有过于明显的界限,知道就好,下列题目中就不再分门别类的去叙述了。 立体几何中与动点轨迹有关的题目归根到底还是对点线面关系的认知,其中更多涉及了平行和垂直的一些证明方法,在此类问题中要么很容易的看出动点符合什么样的轨迹(定义),要么通过计算(建系)求出具体的轨迹表达式,和解析几何中的轨迹问题并没有太大区别。 题目中可以找到与AM垂直且包含OP的平面,这样动点P的轨迹就知道了,从O点向底面作垂线,垂足为O',连接BO',可知AM⊥平面OO'B,即可得知P的轨迹。

但题目是在规则的正方体中,直线OP和AM为异面直线,两者成90°的特殊角度,根据射影法求异面直线的夹角方法,我们只需确定出OP在底面上的投影位置即可。 与上题类似,需要找到一个与BD1垂直且包含AP的平面,根据三垂线定理可知BD1⊥AC,BD1⊥AB1,所以BD1⊥平面ACB1,平面ACB1与有侧面的交线为B1C,所以点P的轨迹为线段B1C

解析几何范围最值问题(教师)详解

第十一讲 解析几何范围最值问题 解决圆锥曲线中最值、范围问题的基本思想是建立目标函数和建立不等关系,根据目标函数和不等式求最值、范围,因此这类问题的难点,就是如何建立目标函数和不等关系.建立目标函数或不等关系的关键是选用一个合适变量,其原则是这个变量能够表达要解决的问题,这个变量可以是直线的斜率、直线的截距、点的坐标等,要根据问题的实际情况灵活处理. 一、几何法求最值 【例1】 抛物线的顶点O 在坐标原点,焦点在y 轴负半轴上,过点M (0,-2)作直线l 与抛物线相交于A ,B 两点,且满足+=(-4,-12). (1)求直线l 和抛物线的方程; (2)当抛物线上一动点P 从点A 运动到点B 时,求△ABP 面积的最大值. [满分解答] (1)根据题意可设直线l 的方程为y =kx -2,抛物线方程为x 2=-2py (p >0). 由????? y =kx -2,x 2=-2py , 得x 2+2pkx -4p =0 设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=-2pk ,y 1+y 2=k (x 1+x 2)-4=-2pk 2-4. 所以+=(-4,-12),所以??? ? ? -2pk =-4,-2pk 2 -4=-12, 解得? ???? p =1,k =2.故直线l 的方程为y =2x -2,抛物线方程为x 2=-2y . (2)设P (x 0,y 0),依题意,知当抛物线过点P 的切线与l 平行时,△ABP 的面积最大. 对y =-12x 2求导,得y ′=-x ,所以-x 0=2,即x 0=-2,y 0=-12x 20=-2,即P (-2,-2). 此时点P 到直线l 的距离d = |2·(-2)-(-2)-2|22+(-1)2 =45=4 5 5. 由? ???? y =2x -2, x 2=-2y ,得x 2+4x -4=0,则x 1+x 2=-4,x 1x 2=-4, |AB |= 1+k 2· (x 1+x 2)2-4x 1x 2= 1+22·(-4)2-4·(-4)=4 10. 于是,△ABP 面积的最大值为12×4 10×4 55=8 2. 二、函数法求最值 【示例】在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 2a 2+y 2 b 2=1(a >b >0)的离心率e = 2 3 ,且椭圆C 上的点到点Q (0,2)的距离的最大值为3. (1)求椭圆C 的方程; (2)在椭圆C 上,是否存在点M (m ,n ),使得直线l :mx +ny =1与圆O :x 2+y 2=1相交于不同的两点A 、B ,且△OAB 的面积最大?若存在,求出点M 的坐标及对应的△OAB 的面积;若不存在,请说明理由. (1)由e =c a = a 2- b 2 a 2= 23,得a =3 b ,椭圆C :x 23b 2+y 2 b 2=1,即x 2+3y 2=3b 2,

解析几何中的最值问题.

解析几何中的最值问题 解析几何中的最值问题是很有代表性的一类问题,具有题形多样,涉及知识面广等特点。解决这类问题,需要扎实的基础知识和灵活的解决方法,对培养学生综合解题能力和联想思维能力颇有益处。本文通过实例,就这类问题的解法归纳如下: 一、 转化法 例1、 点Q 在椭圆 22 147 x y +=上,则点Q 到直线32160x y --=的距 离的最大值为 ( ) A B C D 分析:可转化为求已知椭圆平行于已知直线的切线,其中距离已知直线较远的一条切线到该直线的距离即为所求的最大值。 解:设椭圆的切线方程为 3 2 y x b =+,与 22 147 x y +=消去y 得 224370x bx b ++-=由?=01272=+-b 可得4(4)b b ==-舍去,与 32160x y --=平行且距离远的切线方程为3280x y -+= 所以所求最大值为d = = ,故选C 二 、配方法 例2、 在椭圆 22 221x y a b +=的所有内接矩形中,何种矩形面积最大? 分析:可根据题意建立关系式,然后根据配方法求函数的最值。 解:设椭圆内接矩形在第一象限的顶点坐标为A (),x y ,则由椭圆对称性,矩形的长为2x ,宽为2y ,面积为4xy ,与 22 221x y a b +=消去 y 得: 22b S x a =?=

可知当x a = 时,max 2S ab = 三、 基本不等式法 例3、 设21,F F 是椭圆14 22 =+y x 的两个焦点,P 是这个椭圆上任一点,则21PF PF ?的最大值是 解: 124PF PF += 由12PF PF +≥得 44 )(2 2121=+≤ ?PF PF PF PF 即21PF PF ?的最大值是4 。 四、 利用圆锥曲线的统一定义 例4 、设点A (-,P 为椭圆22 11612 x y +=的右焦点,点 M 在椭 圆上,当取2AM PM +最小值时,点M 的坐标为 ( ) A (- B (- C D 解:由已知得椭圆的离心率为1 2 e = , 过M 作右准线L 的垂线,垂足为N ,由圆锥曲线的统一定义得 2MN PM = 2AM PM AM MN ∴+=+ 当点M 运动到过A 垂直于L 的直线上时, AM MN +的值最小,此时点M 的坐标为,故选 C 五、 利用平面几何知识 例5 、平面上有两点(1,0),(1,0)A B -,在圆22 (3)(4)4x y -+-=上取一点 P ,求使22 AP BP +取最小值时点P 的坐标。

最新圆锥曲线轨迹问题(教师版)

第四讲 有关圆锥曲线轨迹问题(教师版) 根据动点的运动规律求出动点的轨迹方程,这是解析几何的一大课题:一方面求轨迹方程的实质是将“形”转化为“数”,将“曲线”转化为“方程”,通过对方程的研究来认识曲线的性质;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。 求轨迹方程的的基本步骤:建设现代化(检验) 建(坐标系)设(动点坐标)限(限制条件,动点、已知点满足的条件)代(动点、已知点坐标代入)化(化简整理)检验(要注意定义域“挖”与“补”) 求轨迹方程的的基本方法:直接法、定义法、相关点法、参数法、交轨法、向量法等。 1.直接法:如果动点运动的条件就是一些几何量的等量关系,这些条件简单明确,不需要特殊的技巧,易于表述成含x,y 的等式,就得到轨迹方程,这 种方法称之为直接法; 例1、已知直角坐标系,点Q (2,0),圆C 方程为 12 2=+y x ,动点M 到圆C 的切线长与 MQ 的比等于常数)0(>λλ,求动点M 的轨迹。 【解析】设MN 切圆C 于N ,则 2 22ON MO MN -=。),(y x M ,则 2 222)2(1y x y x +-=-+λ化简得 0)41(4))(1(2 2222=++-+-λλλx y x 当1=λ时,方程为54x =,表示一条直线。 当1≠λ时,方程化为2 2 22 222)1(31)12(-+=+--λλλλy x 表示一个圆。 【练习】如图,圆1O 与圆2O 的半径都是1,124O O =. 过动点P 分别作圆2O 、圆2O 的切线PM PN , (M N ,分别为切点),使得2PM PN =. 试建立适当的坐标系,并求动点P 的轨迹方程. 【解析】以12O O 的中点O 为原点,12O O 所在直线为x 轴,建立如图所示的平面直角坐标系,则1(20)O -, ,2(20)O ,. 由已知2PM PN =,得222PM PN =. 因为两圆半径均为1,所以 22 1212(1)PO PO -=-. 设()P x y ,,则2222(2)12[(2)1]x y x y ++-=-+-, 即22(6)33x y -+=.(或221230x y x +-+=) y x Q M N O

解析几何求轨迹方程的常用方法

解析几何求轨迹方程的常用方法 求轨迹方程的一般方法: 1. 定义法:如果动点P 的运动规律合乎我们已知的某种曲线(如圆、椭圆、双曲线、抛物线)的定义,则可先设出轨迹方程,再根据已知条件,待定方程中的常数,即可得到轨迹方程。 2. 直译法:如果动点P 的运动规律是否合乎我们熟知的某些曲线的定义难以判断,但点P 满足的等量关系易于建立,则可以先表示出点P 所满足的几何上的等量关系,再用点P 的坐标(x ,y )表示该等量关系式,即可得到轨迹方程。 3. 参数法:如果采用直译法求轨迹方程难以奏效,则可寻求引发动点P 运动的某个几何量t ,以此量作为参变数,分别建立P 点坐标x ,y 与该参数t 的函数关系x =f (t ), y =g (t ),进而通过消参化为轨迹的普通方程F (x ,y )=0。 4. 代入法(相关点法):如果动点P 的运动是由另外某一点P'的运动引发的,而该点的运动规律已知,(该点坐标满足某已知曲线方程),则可以设出P (x ,y ),用(x ,y )表示出相关点P'的坐标,然后把P'的坐标代入已知曲线方程,即可得到动点P 的轨迹方程。 5:交轨法:在求动点轨迹时,有时会出现要求两动曲线交点的轨迹问题,这种问题通常通过解方程组得出交点(含参数)的坐标,再消去参数求得所求的轨迹方程(若能直接消去两方程的参数,也可直接消去参数得到轨迹方程),该法经常与参数法并用。 一:用定义法求轨迹方程 例1:已知ABC ?的顶点A ,B 的坐标分别为(-4,0),(4,0),C 为动点,且满足,sin 4 5 sin sin C A B =+求点C 的轨迹。

例2: 已知ABC ?中,A ∠、B ∠、C ∠的对边分别为a 、b 、c ,若b c a ,,依次构成等差数列,且b c a >>, 2=AB ,求顶点C 的轨迹方程. 【变式】:已知圆 的圆心为M 1,圆 的圆心为M 2,一动圆与这两个圆外切,求动 圆圆心P 的轨迹方程。 【变式】:⊙C :22(3)16x y ++=内部一点(3,0)A 与圆周上动点Q 连线AQ 的中垂线交CQ 于P ,求点P 的轨迹方程. 二:用直译法求轨迹方程 例3:一条线段两个端点A 和B 分别在x 轴和y 轴上滑动,且BM=a ,AM=b ,求AB 中点M 的轨迹方程?

解析几何中的最值问题教案

解析几何中的最值问题 一、教学目标 解析几何中的最值问题以直线或圆锥曲线作为背景,以函数和不等式等知识作为工具,具有较强的综合性,这类问题的解决没有固定的模式,其解法一般灵活多样,且对于解题者有着相当高的能力要求,正基于此,这类问题近年来成为了数学高考中的难关。基本内容:有关距离的最值,角的最值,面积的最值。 二、教学重点 方法的灵活应用。 三、教学程序 1、基础知识 探求解析几何最值的方法有以下几种: (1)函数法(设法将一个较复杂的最值问题,通过引入适当的变量能归为某初等函数(常见)的有二次函数和三角函数)的最值问题,然后通过对该函数单调性和最值的考察使问题得以解决。 (2)不等式法:(常用的不等式法主要有基本不等式等) (3)曲线定义法:利用圆锥曲线的定义刻画了动点与动点(或定直线)距离之间的不变关系,一般来说涉及焦半径、焦点弦的最值问题可以考虑该方法 (4)平面几何法:有些最值问题具有相应的几何意义(如分式最值联想到斜率公式,求平方和最值联想到距离公式等等) (1)函数法 例1、已知P 点在圆()2241x y +-=上移动,Q 点在椭圆2 219 x y +=上移动,试求PQ 的最大值。 分析:两个都是动点,看不出究竟,P 、Q 在什么位置时|PQ|最大 故先让Q 点在椭圆上固定,显然当PQ 通过圆心O 1时|PQ|最大,因此要求|PQ| 的最大值,只要求|OQ|的最大值。 说明:函数法其我们探求解析几何最值问题的首选方法,其中所涉及到的函数最常见的有二次函数等,值得注意的是函数自变量取值范围的考察不易忽视。 例2 在平面直角坐标系xOy 中,点(),P x y 是椭圆2 213 x y +=上的一个动点,求S x y =+的最大值 (2)不等式法

动点问题中的最值、最短路径问题(解析版)

专题01 动点问题中的最值、最短路径问题 动点问题是初中数学阶段的难点,它贯穿于整个初中数学,自数轴起始,至几何图形的存在性、几何图形的长度及面积的最值,函数的综合类题目,无不包含其中. 其中尤以几何图形的长度及面积的最值、最短路径问题的求解最为繁琐且灵活多变,而其中又有一些技巧性很强的数学思想(转化思想),本专题以几个基本的知识点为经,以历年来中考真题为纬,由浅入深探讨此类题目的求解技巧及方法. 一、基础知识点综述 1. 两点之间,线段最短; 2. 垂线段最短; 3. 若A、B是平面直角坐标系内两定点,P是某直线上一动点,当P、A、B在一条直线上时,PA PB 最大,最大值为线段AB的长(如下图所示); (1)单动点模型 ~ 作图方法:作已知点关于动点所在直线的对称点,连接成线段与动点所在直线的交点即为所求点的位置. 如下图所示,P是x轴上一动点,求PA+PB的最小值的作图.

P是∠AOB内一点,M、N分别是边OA、OB上动点,求作△PMN周长最小值. 作图方法:作已知点P关于动点所在直线OA、OB的对称点P’、P’’,连接P’P’’与动点所在直线的交点M、N即为所求. O 5. 二次函数的最大(小)值 ()2 y a x h k =-+,当a>0时,y有最小值k;当a<0时,y有最大值k. 二、主要思想方法 利用勾股定理、三角函数、相似性质等转化为以上基本图形解答. (详见精品例题解析) ~ 三、精品例题解析 例1. (2019·凉山州)如图,正方形ABCD中,AB=12,AE=3,点P在BC上运动(不与B、C重合),过点P作PQ⊥EP,交CD于点Q,则CQ的最大值为

解析几何中的范围问题

解析几何中的范围问题 一般解题思路是,首先寻觅出(或直接利用)相关的不等式,进而通过这一不等式的演变解出有关变量的取值范围。 一、“题设条件中的不等式关系” 题设条件中明朗或隐蔽的不等关系,可作为探索或寻觅范围的切入点而提供方便。 例1、(2004全国卷 I )椭圆 的两个焦点是 ,且 椭圆上存在点P 使得直线 垂直.求实数m 的取值范围; 分析:对于(1),要求m 的取值范围,首先需要导出相关的不等式,由题设知,椭圆方程为标准方程,应有 , 便是特设条件 中隐蔽的不等关系. 解:(1)由题设知 设点P 坐标为 ,则有 得① 将①与 联立,解得 ∵m>0,且 ∴m≥1 即所求m 的取值范围为 . 二、“圆锥曲线的有关范围” 椭圆、双曲线和抛物线的“范围”,是它们的第一几何性质。 例2、已知椭圆以坐标原点为中心,坐标轴为对称轴,且该椭圆以抛物线x y 162 =的焦点P 为其一个焦点,以双曲线19 162 2=-y x 的焦点Q 为顶点。 (1)求椭圆的标准方程; (2)已知点)0,1(),0,1(B A -,且C ,D 分别为椭圆的上顶点和右顶点,点M 是线段CD 上的动点,求BM AM ?的取值范围。 解:(1)抛物线x y 162 =焦点P 为(4,0),双曲线19 162 2=-y x 的焦点Q 为(5,0) ∴可设椭圆的标准方程为122 22=+b y a x (a>b>0),且a=5,c=4

916252 =-=∴b ,∴椭圆的标准方程为 19 252 2=+y x (2)设),(00y x M ,线段CD 方程为135=+y x ,即353+-=x y )50(≤≤x 点M 是线段CD 上,∴35 3 00+-=x y )50(0≤≤x ),1(00y x AM +=,),1(00y x BM -=,12 020-+=?∴y x AM , 将35300+- =x y )50(0≤≤x 代入得BM ?1)35 3(202 0-+-+=x x BM AM ??85 182534020+-= x x 34191 )3445(253420+-=x 500≤≤x , BM AM ?∴的最大值为24,BM AM ?的最小值为34 191 。 BM AM ?∴的范围是]24,34 191 [。 三、“一元二次方程有二不等实根的充要条件” 在直线与曲线相交问题中,直线与某圆锥曲线相交的大前提,往往由“相关一元二次方程有二不等实根”来体现。因此,对于有关一元二次方程的判别式△>0,求某量的值时,它是去伪存真的鉴别依据,求某量的取值范围时,它是导出该量的不等式的原始不等关系。 例3、如图,直角梯形ABCD 中∠DAB =90°,AD ∥BC ,AB =2,AD =23,BC =2 1 .椭圆C 以A 、B 为焦点且经过点D . (1)建立适当坐标系,求椭圆C 的方程; (2)若点E 满足EC 2 1 = AB ,问是否存在不平行AB 的直线l 与椭圆C 交于M 、N 两点且||||NE ME =,若存在,求 出直线l 与AB 夹角的范围,若不存在,说明理由. 解:(1)以AB 所在直线为x 轴,AB 中垂线为y 轴建立直角坐标系,则 A (-1,0),B (1,0) 设椭圆方程为:12222=+b y a x 令c b y C x 2 0=?= ∴?? ?==??????= =322 31 2 b a a b C ∴ 椭圆C 的方程是:13 42 2=+y x 。 (2)1(02EC AB E =?,)2 1 ,l ⊥AB 时不符,设l : y =kx +m (显然k ≠0)

高中数学教学论文在解析几何中求参数范围的种方法

从高考解几题谈求参数取值范围的九个背景 解析几何中确定参数的取值范围是一类转为常见的探索性问题,历年高考试题中也常出现此类问题。由于不少考生在处理这类问题时无从下手,不知道确定参数范围的函数关系或不等关系从何而来,本文通过一些实例介绍这类问题形成的几个背景及相应的解法,期望对考生的备考有所帮助。 背景之一:题目所给的条件 利用题设条件能沟通所求参数与曲线上点的坐标或曲线的特征参数之间的联系,建立不等式或不等式组求解。这是求范围问题最显然的一个背景。 例1:椭圆),0(1 22 22为半焦距c b c a b y a x >>>=+的焦点为F 1、F 2,点P(x , y )为其 上的动点,当∠F 1PF 2为钝角时,点P 的横坐标的取值范围是___。 解:设P(x 1, y ),∠F 1PF 2是钝角?cos∠F 1PF 2 =||||2||||||2 12 212221PF PF F F PF PF ?-+ 222212221)(||||||0y c x F F PF PF ++?<+?<2)(c x -+2 2224y x c y +?<+22 22222222 2 )(x a b a c x a a b x c -?<-+?<)(2 222222b c c a x b c -

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