- 定义法求轨迹方程
- 共148题
如图,已知平面内一动点到两个定点、的距离之和为,线段的长为
(1)求动点的轨迹;
(2)当时,过点作直线与轨迹交于、两点,且点在线段的上方,线段的垂直平分线为
①求的面积的最大值;
②轨迹上是否存在除、以外的两点、关于直线对称,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)当即时,轨迹是以、为焦点的椭圆
当时,轨迹是线段
当时,轨迹不存在
(2)以线段的中点为坐标原点,以所在直线为轴建立平面直角坐标系,
可得轨迹的方程为
①解法1:设表示点到线段的距离
,
要使的面积有最大值,只要有最大值
当点与椭圆的上顶点重合时,
的最大值为
解法2:在椭圆中,设,记
点在椭圆上,由椭圆的定义得:
在中,由余弦定理得:
配方,得:
从而
得
根据椭圆的对称性,当最大时,最大
当点与椭圆的上顶点重合时,
最大值为
②结论:当时,显然存在除、外的两点、关于直线对称
下证当与不垂直时,不存在除、外的两点、关于直线对称
证法1:假设存在这样的两个不同的点
设线段的中点为 直线
由于在上,故 ①
又在椭圆上,所以有
两式相减,得
将该式写为,
并将直线的斜率和线段的中点,表示代入该表达式中,
得 ②
①、②得,由(1)代入
得
即的中点为点,而这是不可能的.
此时不存在满足题设条件的点和.
证法2:假设存在这样的两个不同的点
,
则,故直线经过原点。
直线的斜率为,则假设不成立,
故此时椭圆上不存在两点(除了点、点外)关于直线对称
知识点
如图,正方体中,为底面上的动点,于,且,则点的轨迹是()
正确答案
解析
略
知识点
已知函数,其中。
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)求在区间上的最大值和最小值。
正确答案
见解析
解析
(1)解:的定义域为, 且 。 ………………2分
当时,,,
所以曲线在点处的切线方程为 ,
即 。 ………………4分
(2)解:方程的判别式为。
(ⅰ)当时,,所以在区间上单调递增,所以在区间
上的最小值是;最大值是。 ………………6分
(ⅱ)当时,令,得 ,或,
和的情况如下:
故的单调增区间为,;单调减区间为。
………………8分
① 当时,,此时在区间上单调递增,所以在区间
上的最小值是;最大值是。 ………………10分
② 当时,,此时在区间上单调递减,在区间上单调递增,
所以在区间上的最小值是 。 ………………11分
因为 ,
所以 当时,在区间上的最大值是;当时,在区间上的最大值是。 ………………12分
③ 当时,,此时在区间上单调递减,
所以在区间上的最小值是;最大值是。………………14分
综上,
当时,在区间上的最小值是,最大值是;
当时,在区间上的最小值是,最大值是;
当时,在区间上的最小值是,最大值是;
当时,在区间上的最小值是,最大值是。
知识点
如图,已知⊙的弦交半径于点,若,则的长为______。
正确答案
2
解析
延长交⊙O于点,由相交弦定理知。
知识点
已知动圆与圆相切,且与圆相内切,记圆心的轨迹为曲线;设为曲线上的一个不在轴上的动点,为坐标原点,过点作的平行线交曲线于两个不同的点。
(1)求曲线的方程;
(2)试探究和的比值能否为一个常数?若能,求出这个常数;若不能,请说明理由;
(3)记的面积为,的面积为,令,求的最大值。
正确答案
见解析。
解析
(1)设圆心的坐标为,半径为
由于动圆与圆相切,且与圆相内切,所以动
圆与圆只能内切
………………………………………2分
圆心的轨迹为以为焦点的椭圆,其中,
故圆心的轨迹: …………………………………………………………4分
(2)设,直线,则直线
由可得:,
……………………………6分
由可得:
………………………………8分
和的比值为一个常数,这个常数为……………………………………9分
(3),的面积的面积,
到直线的距离
…………………………11分
令,则
(当且仅当,即,亦即时取等号)
当时,取最大值……………………………………………………13分
知识点
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