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文檔簡介
專題21圓錐曲線中的軌跡方程的求法軌跡方程歷年高考中的熱門考點,常在解答題中第(1)問出現。本專題主要研究圓錐曲線中關于軌跡方程求法。首先正確理解曲線與方程的概念,會用解析幾何的基本思想和坐標法研究幾何問題,用方程的觀點實現幾何問題的代數化解決,并能根據所給條件選擇適當的方法求曲線的軌跡方程,常用方法有:直譯法、定義法、相關點法、參數(交軌)法、點差法等。另一方面求軌跡方程是培養學生數形轉化的思想、方法以及技巧的極好教材。該內容不僅貫穿于“圓錐曲線”的教學的全過程,而且在建構思想、函數方程思想、化歸轉化思想等方面均有體現和滲透。一、熱點題型歸納題型1、直譯法題型2、相關點法題型3、定義法題型4、參數法(交軌法)題型5、點差法二、最新模考題組練三、十年高考真題練【題型1】直譯法【解題技巧】直譯法:若動點運動的條件是一些已知(或通過分析得出)幾何量的等量關系,可轉化成含x,y的等式,就得到軌跡方程。知識儲備:兩點間距離公式,點到直線的距離公式,直線的斜率(向量)公式等?!镜淅治觥坷?.(2022·重慶南開中學模擬預測)已知點,動點到直線的距離為,且,記的軌跡為曲線.求的方程;【答案】【分析】根據已知條件可得出關于、的等式,化簡后可得出曲線的方程;【解析】由題意知,兩邊平方整即得,所以曲線的方程為.例2.(2022·安徽蚌埠·一模)在平面直角坐標系中,動點與定點的距離和到定直線的距離的比是常數,設動點的軌跡為曲線.求曲線的方程;【答案】【分析】依題意由距離公式得到方程,整理即可得到動點的軌跡方程;【解析】解:由題設得,即,整理得;由例1、2推廣:圓錐曲線統一定義(第二定義):到定點的距離與到定直線的距離的比e是常數的點的軌跡叫做圓錐曲線。當0<e<1時為橢圓:當e=1時為拋物線;當e>1時為雙曲線。。例3.(2022·遼寧鞍山·一模)在平面直角坐標系xOy中,點B與點關于原點對稱,P是動點,且直線AP與BP的斜率之積等于.求動點P的軌跡方程,并注明x的范圍;【答案】【分析】根據兩點間斜率公式以及題中條件斜率之積即可列方程求解,【解析】因為點B與點關于原點O對稱,所以點B的坐標為設點P的坐標為,由題意得,化簡得故動點P的軌跡方程為;例4.(2022·江蘇·高三期中)某同學利用圖形計算器研究教材中一例問題“設點,,直線,相交于點M,且它們的斜率之積為,求點M的軌跡方程”時,將其中已知條件“斜率之積為”拓展為“斜率之積為常數”之后,進行了如圖所示的作圖探究:參考該同學的探究,下列結論不正確的有:(
)A.時,點M的軌跡為橢圓(不含與x軸的交點)B.時,點M的軌跡為焦點在x軸上的橢圓(不含與x軸的交點)C.時,點M的軌跡為焦點在y軸上的橢圓(不含與x軸的交點)D.時,點M的軌跡為焦點在x軸上的雙曲線(不含與x軸的交點)【答案】A【解析】首先設,由,整理可得(),再根據各個選項中的取值范圍,結合橢圓和雙曲線的標準方程,進行分析判斷即可得解.【詳解】設,,整理可得(),對A,若,點M的軌跡為圓(不含與x軸的交點),故A不正確;對B,若,由(),則,故B正確;對C,若,由(),則,故C正確;對D,,(),,故D正確.故選:A.由例3、4推廣(圓錐曲線第三定義):平面內的動點到兩定點A和B的斜率之積為e21的點的軌跡為橢圓或雙曲線。其中點A、B關于原點對稱,當0<e2<1時為橢圓,當e2>1時為雙曲線。注意:上述定義有個小瑕疵就是該動點軌跡不包含A、B兩點?!咀兪窖菥殹?.(2022·湖南·長沙模擬預測)古希臘三大數學家之一阿波羅尼斯的著作《圓錐曲線論》中指出:平面內與兩定點距離的比為常數k(且的點的軌跡是圓,已知平面內兩點A(,0),B(2,0),直線,曲線C上動點P滿足,則曲線C與直線l相交于M、N兩點,則|MN|的最短長度為(
)A. B. C.2 D.2【答案】C【分析】首先通過設動點P坐標,結合|PA|、PB|邊長間的關系得到曲線C的軌跡為圓,問題轉化為直線與圓的最短弦長問題,結合條件直線l過定點,通過垂徑定理求解即可.【詳解】設動點P的坐標為(x,y),則,由得:化簡后得:曲線C:,故P點軌跡為圓,又可化為直線l過定點A(1,2),則圓心到直線的距離的最大值為|OA|,此時|MN|的長度最短.所以|MN|的最短長度為.故選:C.2.(2022·寧夏·高三期中(理))在平面直角坐標系中,以坐標原點為極點,軸正半軸為極軸建立極坐標系,曲線的極坐標方程為,為曲線上異于極點的動點,點在射線上,且、、成等比數列.求點的軌跡的直角坐標方程;【答案】【分析】設、,由已知條件可得出,又由點在曲線上可得出,即可得出點的極坐標滿足的極坐標方程,化為普通方程即可;【詳解】解:設、,則由、、成等比數列可得,即,,又滿足,即,所以,,故的直角坐標方程為.3.(2022·山東濰坊·三模)已知為坐標原點,定點,是圓內一動點,圓與以線段為直徑的圓內切.求動點的軌跡方程;【答案】且;【分析】令,可得線段為直徑的圓心為,利用兩點距離公式及兩圓的內切關系列方程并化簡,即可得軌跡方程.【詳解】令,又在圓內,且圓與以線段為直徑的圓內切,所以線段為直徑的圓心為,則,整理有,則,所以,又是圓內一動點,故,故的軌跡方程為且.【題型2】相關點法【解題技巧】相關點法:若軌跡點P(x,y)與已知曲線上的動點Q(x0,y0)有關聯,則可先列出關于x、y,x0、y0的方程組,利用x、y表示出x0、y0,把x0、y0代入已知曲線方程便得動點P的軌跡方程。該方法也可拓展到極坐標系下,按相似處理方式完成。注:若線段存在倍分關系,一般情況采用直角坐標系下的相關點處理;若存在旋轉變換,一般可在極坐標系下進行相關點處理。知識儲備:重心坐標公式;向量的運算公式;極坐標系的相關運算等。【典例分析】例1.(2022·福建福州模擬預測)圓:與軸的兩個交點分別為,,點為圓上一動點,過作軸的垂線,垂足為,點滿足求點的軌跡方程;【答案】【分析】設點在圓上,故有,設,根據題意得,,再代入圓即可求解;(1)設點在圓上,故有,設,又,可得,,即,代入可得,化簡得:,故點的軌跡方程為:.例2.(2022·黑龍江·哈爾濱模擬預測)長為10的線段的兩個端點,分別在軸和軸上滑動,則線段的中點的軌跡方程為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】若,則,由為AB中點,得到,代入方程,即可的M的軌跡方程.【詳解】由題意,若,則,∴設,即,有,∴,得.故選:D.例3.(2022·成都市·高三專題練習)已知F1,F2分別為橢圓C:的左,右焦點,點P為橢圓C上的動點,則△PF1F2的重心G的軌跡方程為(
)A.(y≠0)B.+y2=1(y≠0)C.+3y2=1(y≠0)D.x2+=1(y≠0)【答案】C【解析】設P(x0,y0),G(x,y),利用三角形的重心的坐標公式可得,將其代入可得結果.【詳解】依題意知F1(-1,0),F2(1,0),設P(x0,y0),G(x,y),則由三角形重心坐標公式可得,即,將其代入得重心G的軌跡方程為+3y2=1(y≠0).故選:C【點睛】本題考查了三角形的重心的坐標公式,考查了用代入法求動點的軌跡方程,屬于基礎題.相關點法也可拓展到極坐標體系下,如例4例4.(2022·黑龍江·模擬預測)在極坐標系下,設點為曲線:在極軸上方的一點,且,以極點為原點,極軸為軸正半軸建立平面直角坐標系.求曲線的參數方程;【答案】(1),其中為參數;(2),【分析】先將曲線的極坐標方程化成直角坐標系中的方程,再利用圓的參數方程即可得解;使用代入法求軌跡方程,設為,設為,再根據題意可得兩點坐標的關系,代入,從而得點軌跡的極坐標方程.【詳解】(1)曲線:,,,,在直角坐標系中,曲線是以為圓心,為半徑的圓,曲線的參數方程為,其中為參數;(2)設為,則,且,設為,則根據題意可得:,,又,且,,,,,點軌跡的極坐標方程為,.【變式演練】1.(2022·廣東·高三專題練習)設線段AB的兩個端點A,B分別在x軸、y軸上滑動,且,,則點M的軌跡方程為(
)A.B.C.D.【答案】A【解析】設,據,得到,結合,即可求解.【詳解】設,由,可得,則,解得,因為,可得,即.故選:A.2.(2022·青?!ず|模擬預測)在直角坐標系xOy中,曲線的參數方程為(為參數),P是上的動點,點Q滿足,Q點的軌跡為曲線.求的直角坐標方程;【答案】【分析】設,由得到,再根據P點在上求解;(1)解:設,則.因為P點在上,所以,即(為參數),則的直角坐標方程為.3.(2022·湖北高考模擬)一種作圖工具如圖1所示.是滑槽的中點,短桿可繞轉動,長桿通過處鉸鏈與連接,上的栓子可沿滑槽AB滑動,且,.當栓子在滑槽AB內作往復運動時,帶動繞轉動一周(不動時,也不動),處的筆尖畫出的曲線記為.以為原點,所在的直線為軸建立如圖2所示的平面直角坐標系.求曲線C的軌跡方程;【答案】;【詳解】設點,,依題意,,且,所以,且即且由于當點不動時,點也不動,所以不恒等于0,于是,故,代入,可得,即所求的曲線的方程為【題型3】定義法【解題技巧】定義法:運用解析幾何中一些常用定義(圓錐曲線的定義),再從曲線定義出發直接寫出軌跡方程。知識儲備:圓:(動點到定點的距離為定值);橢圓:(動點到兩定點距離之和為定值);雙曲線:(動點到兩定點距離之差為定值);拋物線:(動點到定點與到定直線的距離相等)?!镜淅治觥坷?.(2022·江蘇·高三專題練習)已知點,過點且與y軸垂直的直線為,軸,交于點N,直線l垂直平分FN,交于點M.求點M的軌跡方程;【答案】【分析】由題意得,結合拋物線的定義即可求得點M的軌跡方程;【詳解】由題意得,即動點M到點的距離和到直線的距離相等,所以點M的軌跡是以為焦點,直線y=-2為準線的拋物線,根據拋物線定義可知點M的軌跡方程為;2.(2022·貴州·高三開學考試(理))已知定點,圓,過R點的直線交圓于M,N兩點過R點作直線交SM于Q點.求Q點的軌跡方程;【答案】;【分析】利用,,可以推出,根據可知:動點的軌跡是以為焦點,長軸長為4的橢圓,進而可以寫出Q點的軌跡方程.【詳解】如圖:因為,,所以,所以,根據橢圓的定義知:動點的軌跡是以為焦點,長軸長為4的橢圓,這里,所以點的軌跡方程為:.3.(2022·安徽·合肥模擬預測(理))已知圓M:上動點Q,若,線段QN的中垂線與直線QM交點為P.求交點P的軌跡C的方程;【答案】【分析】數形結合,由雙曲線定義可得;【詳解】由題知,所以由雙曲線定義可知點P的軌跡為雙曲線,其中,得曲線C的方程3.(2022·上?!じ呷龑n}練習)如圖所示,已知是圓內的一點,,是圓上兩動點,且滿足,求矩形的頂點的軌跡方程.【答案】【解析】設的中點為,坐標為,根據題意,先求出點的軌跡方程;再設,根據題意,找出等量關系,進而可求出軌跡方程.【詳解】設的中點為,坐標為,則在中,.又因為是弦的中點,依垂徑定理,在中,.又,所以有,即.因此點在一個圓上,而當在此圓上運動時,點在所求的軌跡上運動.設,因為是的中點,所以,.代入方程,得.整理,得,這就是所求的軌跡方程.【點睛】本題主要考查求點的軌跡方程,熟記求軌跡方程的方法即可,屬于??碱}型.【變式演練】1.(2022·湖北·襄陽四中模擬預測)已知圓:,,T是圓M上任意一點,線段NT的垂直平分線與半徑MT相交于點Q,當點T運動時,記點Q的軌跡為曲線C.求曲線C的方程;【答案】【分析】根據橢圓的定義結合垂直平分線的性質即可得結果;【詳解】因為點Q為線段NT的垂直平分線與半徑MT的交點,所以,所以,所以點Q的軌跡是以為焦點,長軸長為的橢圓,在橢圓中,,,所以求曲線C的方程為.2.(2022·內蒙古·三模)已知圓:,圓:,圓與圓、圓外切,求圓心的軌跡方程【答案】【分析】根據圓C與圓A、圓B外切,得到<4,再利用雙曲線的定義求解;【詳解】解:因為圓C與圓A、圓B外切,設C點坐標,圓C半徑為,則,,所以<4,所以點C的軌跡是雙曲線的一支,又,,,所以其軌跡方程為;3.(2021·山東煙臺·高三期中)在直角坐標系中,線段,且兩個端點M、N分別在x軸和y軸上滑動.求線段的中點C的軌跡方程;【答案】【分析】根據點C到原點的距離為定值2,得出點C在以原點為圓心,2為半徑的圓上,寫出圓的方程即為點C的軌跡方程;【詳解】設線段的中點,當點C運動時,它到原點O的距離為定長,即的斜邊上的中線長,因為,所以,所以點C的軌跡是以O為圓心,2為半徑的圓,所以點C的軌跡方程是.【題型4】參數法(交軌法)【解題技巧】參數法(交軌法):如果不易直接找出動點的坐標之間的關系,可考慮借助中間變量(參數),把x,y聯系起來.其實某種意來說,交軌法也可看作參數法?!镜淅治觥坷?.(2022·浙江紹興·模擬預測)已知直線l1:y=k1x和l2:y=k2x與拋物線y2=2px(p>0)分別相交于A,B兩點(異于原點O)與直線l:y=2x+p分別相交于P,Q兩點,且.求線段AB的中點M的軌跡方程;【答案】【分析】聯立方程,求出,,表達出線段AB的中點M的坐標,消去參數,求出軌跡方程;【詳解】聯立,解得:,把代入得:,所以,同理可得:,則線段AB的中點M的坐標為,因為,所以,消去得:所以線段AB的中點M的軌跡方程為例2.(2022·福建漳州模擬預測)已知拋物線:,直線過點.若與交于,兩點,點在線段上,且,求點的軌跡方程.【答案】,(且)【分析】解法一:設,,,不妨令,由已知可得,由,得,求出由韋達定理代入,進而求出點的軌跡方程.解法二:設,,,不妨令,由已知可得,設,解得,由韋達定理代入,進而求出點的軌跡方程.【詳解】解法一:設,,,不妨令,∵直線與拋物線有兩個交點,∴,∴,且,,.由,得,∴,∴,∴.∵,且,∴,且,∴點的軌跡方程為(,且).解法二:設,,,不妨令,∵直線與拋物線有兩個交點,∴,∴,且,,.∵點在線段上,設,則,,∴,∴,∴,∴.∵,且,∴,且,∴點的軌跡方程為(,且).例3.(2022·河南洛陽·三模(理))在直角坐標系中,直線的參數方程為(為參數),直線的參數方程為(為參數),設與的交點為,當變化時,的軌跡為曲線.求曲線的普通方程;【答案】,【分析】消去參數得到直線、的普通方程,聯立兩方程消去,即可得到的軌跡;【詳解】解:因為直線的參數方程為(為參數),消去參數得直線的普通方程為①,直線的參數方程為(為參數),消去參數得直線的普通方程為②,設,由①②聯立得,消去得即曲線的普通方程為,;【變式演練】1.(2022·河南·高三課時練習)已知橢圓,點A,B分別是它的左、右頂點,一條垂直于x軸的動直線l與橢圓相交于P,Q兩點,當直線l與橢圓相切于點A或點B時,看作P,Q兩點重合于點A或點B,求直線與直線的交點M的軌跡方程.【答案】【分析】設,則,寫出直線和直線方程,利用消去和即可得到結果.【詳解】設,則,則,因為,,當時,所以直線的方程為:直線的方程為:,所以,又,所以,即,當時,也符合上式,所以直線AP與直線BQ的交點M的軌跡方程是.2.(2022·陜西·模擬預測(理))已知橢圓C:的離心率為,且經過,經過定點斜率不為0的直線l交C于E,F兩點,A,B分別為橢圓C的左,右兩頂點.(1)求橢圓C的方程;(2)設直線AE與BF的交點為P,求P點的軌跡方程.【答案】(1)(2)P點的軌跡方程為【分析】(1)根據題意可得求解即可;(2)聯立直線方程結合求點P的橫坐標.【詳解】(1)根據題意可得,解得∴求橢圓C的方程為(2)根據題意可得直線AE:,BF:聯立方程,解得∴P點的軌跡方程為3.(2022·成都七中高三模擬)已知橢圓的離心率為,且經過點.Ⅰ求橢圓的標準方程;Ⅱ設O為橢圓的中心,點,過點A的動直線l交橢圓于另一點B,直線l上的點C滿足.,求直線BD與OC的交點P的軌跡方程.【答案】【分析】(1)利用橢圓C:的離心率為,且經過點M(2,0),可求橢圓的幾何量,從而可求橢圓方程;(2)直線方程與橢圓方程聯立,利用韋達定理,求得B點坐標,結合求出C的坐標,寫出BD、OC的直線方程,利用消參法求軌跡.【解析】因為橢圓的離心率,且,所以.又.故橢圓的標準方程為.設直線的方程為(當存在時,由題意),代入,并整理得.解得,于是,即.設,則.由已知得,得,解得,于是.又,由兩點的坐標可得直線的方程為.又由點坐標可得直線的方程為.兩式相乘,消去參數得.(如果只求出交點的坐標,此步不得分)又當不存在時,四點重合,此時也滿足題意.故直線與的交點的軌跡方程.【點睛】本題考查橢圓的標準方程,考查直線過定點,正確運用韋達定理是關鍵.【題型5】點差法【解題技巧】點差法:圓錐曲線中與弦的中點有關的問題一般可用點差法,基本方法是把弦的兩端點A(x1,y1),B(x2,y2)的坐標代入圓錐曲線方程,然而相減,利用平方差公式可得x1+x2,y1+y2,x1x2,y1y2等關系式,由于弦AB的中點P(x,y)的坐標滿足2x=x1+x2,2y=y1+y2且直線AB的斜率為,由此可求得弦AB的中點的軌跡方程。【典例分析】例1.(2022·全國·高三課時練習)設圓的方程為x2+y2=4,過點M(0,1)的直線l交圓于點A、B,O是坐標原點,點P為AB的中點,當l繞點M旋轉時,求動點P的軌跡方程.【答案】x2+(y)2=.【分析】先設點P的坐標為(x,y)、A(x1,y1)、B(x2,y2),將A,B點的坐標代入圓的方程中,兩式相減,可得,再由已知條件求出軌跡方程.【詳解】設點P的坐標為(x,y)、A(x1,y1)、B(x2,y2).因為A、B在圓上,所以,,兩式相減得,所以(x1-x2)(x1+x2)+(y1-y2)(y1+y2)=0.當x1≠x2時,有x1+x2+(y1+y2)·=0,①并且②將②代入①并整理得x2+(y-)2=.③當x1=x2時,點A、B的坐標為(0,2)、(0,-2),這時點P的坐標為(0,0)也滿足③.所以點P的軌跡方程為x2+(y-)2=.點睛:本題主要考查了用“點差法”求軌跡方程,屬于中檔題.用“點差法”求軌跡方程步驟:先假設點的坐標,再將點坐標代入方程中,兩式相減,根據中點坐標公式和斜率公式求出軌跡,注意特殊情況是否符合.例2.(2022·貴州·高三期末)直線與圓錐曲線相交所得弦的中點問題,是解析幾何重要內容之一,也是高考的一個熱點問題.引理
設、是二次曲線上兩點,是弦的中點,且弦的斜率存在,則……(1)……(2)由(1)(2)得,∵,,∴,∴,∴,∴直線的斜率.二次曲線也包括了圓、橢圓、雙曲線、拋物線等.請根據上述求直線斜率的方法(用其他方法也可)作答下題:已知橢圓.(1)求過點且被點平分的弦所在直線的方程;(2)過點引橢圓的割線,求截得的弦的中點的軌跡方程.【答案】(1);(2).【解析】(1)設、是橢圓上兩點,是弦的中點,則,兩式相減,再根據點為弦的中點求得直線AB的斜率即可.(2)由題意知:割線的斜率存在,設、是橢圓上兩點,是弦的中點,則,兩式相減得:再根據點為弦的中點求得直線AB的斜率,再結合求解.【詳解】(1)設、是橢圓上兩點,是弦的中點,則,兩式相減得:,∵,,∴,∴,∴直線的斜率.直線AB的方程為,即.因為在橢圓內部,成立.(2)由題意知:割線的斜率存在,設、是橢圓上兩點,是弦的中點,則,兩式相減得:,∵,,∴,∴,∴直線的斜率又,所以,化簡得:,所以截得的弦的中點的軌跡方程為.【點睛】方法點睛:解決直線與曲線的位置關系的相關問題,其常規方法是先把直線方程與曲線方程聯立,消元、化簡,然后應用根與系數的關系建立方程,解決相關問題.涉及弦中點的問題常常用“點差法”解決,往往會更簡單.【變式演練】1.(2022·山東·高三專題練習)已知拋物線,過點作一條直線交拋物線于,兩點,試求弦的中點軌跡方程.【答案】.【分析】方法1:利用點差法,設點作差,要考慮斜率不存在的情況;方法2:可設出直線的方程,將其與拋物線方程聯立,可得一元二次方程,利用根與系數的關系及中點坐標公式,消參即可得軌跡方程,同時要考慮斜率不存在的情況.【詳解】方法1:設,,弦的中點為,則,當直線的斜率存在時,.因為兩式相減,得.所以,即,即.當直線斜率不存在,即軸時,的中點為,適合上式,故所求軌跡方程為.方法2:當直線的斜率存在時,設直線的方程為(),由得.所以所以.設,,的中點為,則,.所以.所以消去參數,得.當直線的斜率不存在時,即軸時,的中點為,適合上式,故所求軌跡方程為.2.(2022·浙江·高三專題練習)已知橢圓:,,過點的動直線與橢圓交于、兩點.求線段的中點的軌跡方程;【答案】【分析】①當直線存在斜率時,設、、,,利用點差法求解;②當直線不存在斜率時,易知,驗證即可;【詳解】解:①當直線存在斜率時,設、、,,則應用點差法:,兩式聯立作差得:,∴,又∵,∴,化簡得(),②當直線不存在斜率時,,綜上,無論直線是否有斜率,的軌跡方程為;1.(2022·浙江高三期中)《文心雕龍》中說“造化賦形,支體必雙,神理為用,事不孤立”,意思是自然界的事物都是成雙成對的.已知動點與定點的距離和它到定直線:的距離的比是常數.若某條直線上存在這樣的點,則稱該直線為“成雙直線”.則下列結論正確的是(
)A.動點的軌跡方程為B.動點的軌跡與圓:沒有公共點C.直線:為成雙直線D.若直線與點的軌跡相交于,兩點,點為點的軌跡上不同于,的一點,且直線,的斜率分別為,,則【答案】C【分析】A選項,設出動點,列出方程,化簡得到動點的軌跡方程為,A錯誤;B選項,將與聯立后,由根的判別式得到,得到動點的軌跡與圓:有兩個公共點,B錯誤;C選項,將與聯立后,由根的判別式進行求解得到直線:上存在這樣的點,C正確;D選項,聯立與聯立,求出坐標,設,結合斜率公式得到.【詳解】設動點,故,化簡得:,兩邊平方得:,解得:,故動點的軌跡方程為,A錯誤;將與聯立得:,則,故動點的軌跡與圓:有兩個公共點,B舍去;將與聯立得:,由,故直線:上存在這樣的點,故直線:為成雙直線,C正確;聯立與聯立,,解得:,故,不妨設,,故,則,將代入上式,,D錯誤.故選:C2.(2022·山東·高三單元測試)已知的兩個頂點的坐標分別是,,且所在直線的斜率之積等于,則下列說法正確的是(
)(多選題)A.當時,點的軌跡是雙曲線B.當時,點的軌跡為焦點在x軸上的雙曲線(除去兩個頂點)C.當時,點在圓(除去點,)上運動D.當時,點所在的橢圓的離心率隨著的增大而增大【答案】BC【分析】由題知點的軌跡為,再結合橢圓,雙曲線,圓的方程依次判斷各選項即得答案.【詳解】解:設,則.當時,方程表示焦點在x軸上的雙曲線(除去兩個頂點),A錯誤,B正確;當時,方程為,則點C在圓(除去點,)上運動,C正確;當時,方程表示焦點在y軸上的橢圓(不含左、右頂點),則離心率,此時e隨著m的增大而減小,D錯誤.故選:BC.3.(2022·重慶·高三專題練習(理))在直角坐標系中,以坐標原點為極點,軸的正半軸為極軸建立極坐標系,曲線的極坐標方程為.M為曲線上的動點,點N在線段OM上,且滿足,點N的軌跡為.求的直角坐標方程;【答案】;.【分析】設點N的極坐標為,點M的極坐標為.由已知可得,將其代入整理可得點的極坐標方程,進而化為直角坐標方程;【詳解】設點N的極坐標為,點M的極坐標為.由得,即,因為點在曲線上,所以,則,即.故的直角坐標方程為.4.(2022·福建龍巖·模擬預測)在平面直角坐標系中,已知點,,動點滿足.記的軌跡為.求的方程;【答案】;【分析】設,則,,,根據題意列出等式,化簡求出結果即可;【詳解】解:設,則,,,,.,即,的軌跡為的方程為.5.(2022·福建省廈門集美中學模擬預測)已知△ABC的頂點,,滿足:.記點C的軌跡為曲線,求的軌跡方程;【答案】【分析】設,用坐標表示,即可整理出的軌跡方程;設,則,整理得,故的軌跡方程為;6.(2022·北京·高三期中)古希臘數學家阿波羅尼奧斯的著作《圓錐曲線論》中給出圓的另一種定義:平面內,到兩個定點距離之比值為常數的點的軌跡是圓,我們稱之為阿波羅尼奧斯圓.已知點P到的距離是點P到的距離的2倍.求點P的軌跡方程;【答案】;【分析】設點,由題意可得,利用兩點之間的距離公式化簡整理可得;設點,由題意可得,即,化簡可得,所以點P的軌跡方程為;7.(2022·黑龍江·哈爾濱市高三階段練習)若橢圓C的對稱軸為坐標軸,長軸長是短軸長的2倍,一個焦點是,直線l:,P是l上的一點,射線OP交橢圓C于點R,其中O為坐標原點,又點Q在射線OP上,且滿足.求橢圓C的標準方程;(2)當P點在直線l上移動時,求點Q的軌跡方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)設橢圓的標準方程為,根據題意求出,即可得解;(2)設點P,O,R的坐標分別為,,,由點R在橢圓上及點O,Q,R共線,可得,求出,再根據化簡整理即可得出答案.【詳解】(1)解:設橢圓的標準方程為,由題意可得,解得,,所以橢圓的標準方程為;(2)解:設點P,O,R的坐標分別為,,,由題設知,,由點R在橢圓上及點O,Q,R共線,得方程組,解得①,②,由點O、Q、P共線,得,即③,因為,所以,則,將①、②、③式代入上式,整理得點Q的軌跡方程為.8.(2022·湖南·三模(理))在平面直角坐標系中,已知是曲線(為參數)上的動點,將繞點順時針旋轉90°得到,設點的軌跡為曲線.以坐標原點為極點,軸的正半軸為極軸建立極坐標系.求曲線的極坐標方程;【答案】(1)曲線的極坐標方程為,曲線的極坐標方程為.(2)2【分析】先求出曲線和的直角坐標方程,再化成極坐標方程;【詳解】由題得曲線的直角坐標方程為,由題知點的軌跡是以(2,0)為圓心,2為半徑的圓,所以曲線的方程為.,曲線的極坐標方程為,曲線的極坐標方程為.9.(2022·河南鄭州·三模(理))在直角坐標系中,曲線的方程為.為曲線上一動點,且,點的軌跡為曲線.以坐標原點為極點,軸正半軸為極軸建立極坐標系.求曲線,的極坐標方程;【答案】;【分析】(1)利用直角坐標和極坐標的互化關系求的極坐標方程,利用代入法求的極坐標方程;由題意可知,將代入得,則曲線的極坐標方程為,設點的極坐標為,則,點的極坐標為,由得,即,將代入得,所以點軌跡曲線的極坐標方程為;10.(2022·龍泉中學高三階段練習(理))已知點為圓上一動點,軸于點,若動點滿足.求動點的軌跡的方程;【答案】(1);【分析】設,則,根據向量表達式,表示出的坐標關系式,得出動點的軌跡.解:設,則,所以,由,所以,化簡得,因為,代入得,即.即為的軌跡的方程為;11.(2022·福建廈門高三階段練習)已知圓x2+y2=4上一定點A(2,0),B(1,1)為圓內一點,P,Q為圓上的動點.(1)求線段AP中點的軌跡方程;(2)若∠PBQ=90°,求線段PQ中點的軌跡方程.【答案】(1)(x-1)2+y2=1(2)x2+y2-x-y-1=0【分析】(1)設AP的中點為M(x,y),由中點坐標公式表示出點坐標,代入已知圓方程可得結論;(2)設PQ的中點為N(x,y),由,再由可得軌跡方程.【詳解】(1)設AP的中點為M(x,y),由中點坐標公式可知點P坐標為(2x-2,2y).因為點P在圓x2+y2=4上,所以(2x-2)2+(2y)2=4.故線段AP中點的軌跡方程為(x-1)2+y2=1.(2)設PQ的中點為N(x,y).在中,|PN|=|BN|.設O為坐標原點,連接ON,如圖,則ON⊥PQ,所以|OP|2=|ON|2+|PN|2=|ON|2+|BN|2,所以x2+y2+(x-1)2+(y-1)2=4.故線段PQ中點的軌跡方程為x2+y2-x-y-1=0.12.(2022·廣東佛山·三模)在平面直角坐標系中,已知點,,動點與點關于原點對稱,四邊形的周長為8,記點的軌跡為曲線.求的方程;【答案】()【分析】定義法求軌跡方程;【詳解】因為動點與點關于原點對稱,四邊形的周長為8,所以,所以點的軌跡為橢圓(去掉長軸兩端點),設其方程為其中半焦距,所以所以曲線的方程為()13.(2022·黑龍江·哈爾濱模擬預測)已知圓:,圓:,動圓與圓外切并且與圓內切.求動圓圓心E的軌跡方程;【答案】【分析】設動圓的半徑為,得到,得到,根據橢圓的定義得到動圓圓心的軌跡為以為焦點的橢圓,進而求得橢圓的方程;【詳解】解:由題意,圓:,圓:,可得圓心坐標分別為,半徑分別為,設動圓的半徑為,因為動圓與圓外切并且與圓內切,可得,兩式相加,根據橢圓的定義可得,動圓圓心的軌跡為以為焦點的橢圓,且,即,則,所以動圓圓心的軌跡方程為.14.(2022·湖北武漢·模擬預測)已知P是平面上的動點,且點P與的距離之差的絕對值為.設點P的軌跡為曲線E.求曲線E的方程;【答案】【分析】根據題意得到,結合雙曲線的定義,即可求解;解:依題意,P是平面上的動點,且點與的距離之差的絕對值為.即,根據雙曲線的定義,可得點的軌跡E是以為焦點,其中,所以,則,所以軌跡的方程為.15.(2022·江蘇蘇州·模擬預測)在平面直角坐標系中,已知,點到直線的距離比到點的距離大2,記的軌跡為.求的方程;【答案】(1)【分析】利用點到直線的距離比到點的距離大2,可知到直線的距離等于到的距離,可知其軌跡為拋物線,寫出拋物線方程.解:由題意得:因為點到直線的距離比到點的距離大2所以到直線的距離等于到的距離所以的軌跡是以為焦點,為準線的拋物線,方程為16.(2022·福建漳州·三模)已知圓,圓,動圓P與圓,圓都外切.圓心P的軌跡為曲線C。求C的方程;【答案】【分析】由動圓與兩定圓外切得到圓心距與半徑之間的關系,作差后得到動圓圓心的軌跡符合雙曲線的定義,由已知求出實半軸和焦半距,則動圓圓心的軌跡方程可求圓的圓心為(2,0),半徑為圓的圓心為(2,0),半徑為設動圓P的半徑為R,因為動圓P與圓,圓都外切所以所以所以點P在以,為焦點,以2為實軸長的雙曲線的右支上,設雙曲線的方程為所以,所以注意圓與圓外切于點(1,0),P不可能為(1,0),所以C的方程為17.(2022.成外高三期末模擬)如圖所示,已知是橢圓的左,右焦點,是橢圓上任意一點,過作的外角的角平分線的垂線,垂足為,求點的軌跡方程。【答案】【解析】延長,與的延長線交于點,連接是的外角的角平分線,且在中,且為線段的中點又為線段的中點,由三角形的中位線定理得:根據橢圓的定義得:點的軌跡為以原點為圓心,為半徑的圓,點的軌跡方程:18.(2022·廣西·高三專題練習)設橢圓方程為,過點M(0,1)的直線交橢圓于點A、B,O是坐標原點,點P滿足,點N的坐標為,當l繞點M旋轉時,求動點P的軌跡方程.【答案】【詳解】試題分析:設出直線的方程,A,B的坐標,聯立直線與橢圓的方程,利用韋達定理表示出,利用直線方程表示出,然后利用求得的坐標,設出P的坐標,然后聯立方程消去參數k,求得x和y的關系式,即為P點軌跡方程.試題解析:直線過點M(0,1)設其斜率為k,則的方程為記、由題設可得點A、B的坐標、是方程組
的解.將①代入②并化簡得,,所以于是設點P的坐標為則消去參數k得
③當k不存在時,A、B中點為坐標原點(0,0),也滿足方程③,所以點P的軌跡方程為19.(2022·廣東·深圳市高三期中)已知圓:.過原點的動直線與圓相交于不同的兩點A,B,求線段AB的中點M的軌跡方程.【答案】,【答案】設直線,,中點,聯立直線方程和圓的方程,利用韋達定理求出中點坐標,消去參數即可得軌跡.當直線斜率存在時,設直線,,中點聯立,消去得,則,解得或,,則,消去得,當直線斜率不存在時,線段AB的中點為,符合,故線段AB的中點M的軌跡方程為,.20.(2022·貴州·貴陽高三階段練習(理))在直角坐標系xOy中,直線l1的參數方程為(m為參數),直線l2的參數方程為(n為參數).設l1與l2的交點為P,當t變化時,P的軌跡為曲線C.寫出C的普通方程;【答案】;【分析】消去參數得出l1和l2的普通方程,再消去即可得出C的普通方程;【詳解】解∶由直線l1的參數方程消去參數可得直線的普通方程為,由直線l2的參數方程消去參數可得直線l2的普通方程為,消去t得,即C的普通方程為.1.(2021·全國·高考真題)在平面直角坐標系中,已知點、,點的軌跡為.求的方程;【答案】;【分析】利用雙曲線的定義可知軌跡是以點、為左、右焦點雙曲線的右支,求出、的值,即可得出軌跡的方程;【詳解】(1)因為,所以,軌跡是以點、為左、右焦點的雙曲線的右支,設軌跡的方程為,則,可得,,所以,軌跡的方程為.2.(2014·湖北·高考真題(文))在平面直角坐標系中,點到點的距離比它到軸的距離多1,記點的軌跡為.求軌跡為的方程【答案】(1);【分析】設點,據條件列出等式,在用兩點間的距離公式表示,化簡整理即得;【詳解】設點,依題意,,即,整理的,所以點的軌跡的方程為.3.(2012·四川·高考真題如圖,動點與兩定點、構成,且直線的斜率之積為4,設動點的軌跡為.求軌跡的方程;【答案】()【分析】根據兩點間斜率公式即可列方程求解軌跡方程,設,當時,直線的斜率不存在;當時,直線的斜率不存在.于是且.此時,的斜率為,的斜率為.由題意,有,化簡可得,故動點的軌跡的方程為(且)4.(2018·全國·高考真題(理))在平面直角坐標系中,的參數方程為(為參數),過點且傾斜角為的直線與交于兩點.(1
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