- 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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