- 直接法求轨迹方程
- 共25题
在平面直角坐标系中,已知动点,点
点
与点
关于直线
对称,且
.直线
是过点
的任意一条直线。
(1)求动点所在曲线
的轨迹方程;
(2)设直线与曲线
交于
两点,且
,求直线
的方程;
(3)设直线与曲线
交于
两点,求以
的长为直径且经过坐标原点
的圆的方程。
正确答案
(1)(2)
(3)
解析
(1)依据题意,可得点.
,
又,
.
所求动点
的轨迹方程为
.
(2) 若直线轴,则可求得
,这与已知矛盾,因此满足题意的直线
不平行于
轴。
设直线的斜率为
,则
。
由 得
。
设点,有
且
恒成立(因点
在椭圆内部)。
又,
于是,,即
,
解得。
所以,所求直线
(3) 当直线
轴时,
,点
到圆心的距离为1.即点
在圆外,不满足题意.
满足题意的直线
的斜率存在,设为
,则
.
设点,由(2)知,
进一步可求得
依据题意,有,
,
即,解得
.
所求圆的半径
,
圆心为.
所求圆的方程为:
知识点
已知.
(1)当时,求曲线
在点
处的切线方程;
(2)若在
处有极值,求
的单调递增区间;
(3)是否存在实数,使
在区间
的最小值是3,若存在,求出
的值;若不存在,说明理由.
正确答案
见解析
解析
(1)由已知得的定义域为
,
因为,所以
当时,
,所以
,
因为,所以
……………………………………………………………2分
所以曲线在点
处的切线方程为
.……………………………………………………………………4分
(2)因为处有极值,所以
,
由(1)知所以
经检验,处有极值. ………………………………………………………………6分
所以解得
;
因为的定义哉为
,所以
的解集为
,
即的单调递增区间为
.…………………………………………………………………8分
(3)假设存在实数a,使有最小值3,
①当时,因为
,
所以在
上单调递减,
,解得
(舍去)…………………………………………………10分
②当上单调递减,在
上单调递增,
,满足条件。 ………………………………………………12分
③当,
所以 上单调递减,
,
解得,舍去。
综上,存在实数,使得当
有最小值3. …………………………………14
知识点
如图,动点与两定点
、
构成
,且直线
的斜率之积为4,设动点
的轨迹为
。
(1)求轨迹的方程;
(2)设直线与
轴交于点
,与轨迹
相交于点
,且
,求
的取值范围。
正确答案
(1)C的方程为4x2-y2-4=0(x≠1且x≠-1)
(2)
解析
(1)设M的坐标为(x,y),当x=-1时,直线MA的斜率不存在;当x=1时,直线MB的斜率不存在。
于是x≠1且x≠-1.此时,MA的斜率为,MB的斜率为
.
由题意,有·
=4
化简可得,4x2-y2-4=0
故动点M的轨迹C的方程为4x2-y2-4=0(x≠1且x≠-1)
(2)由消去y,可得3x2-2mx-m2-4=0. (﹡)
对于方程(﹡),其判别式=(-2m)2-4×3(-m2-4)=16m2+48>0
而当1或-1为方程(*)的根时,m的值为-1或1.
结合题设(m>0)可知,m>0,且m≠1
设Q、R的坐标分别为(XQ,YQ),(XR,YR),则为方程(*)的两根.
因为,所以
,
所以。
此时
所以
所以
综上所述,
知识点
已知动点P,Q都在曲线C:(t为参数)上,对应参数分别为t=α与t=2α(0<α<2π),M为PQ的中点。
(1)求M的轨迹的参数方程;
(2)将M到坐标原点的距离d表示为α的函数,并判断M的轨迹是否过坐标原点。
正确答案
见解析
解析
(1)依题意有P(2cos α,2sin α),Q(2cos 2α,2sin 2α),
因此M(cos α+cos 2α,sin α+sin 2α)。
M的轨迹的参数方程为(α为参数,0<α<2π)。
(2)M点到坐标原点的距离
d=(0<α<2π)。
当α=π时,d=0,故M的轨迹过坐标原点。
知识点
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
的方程;
(2)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
、
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)因为,轨迹是以
、
为焦点的椭圆,
(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
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
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