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高考数学复习:用向量方法解决轨迹方程

【 发布作者 北京家教】

  二、运用两非零向量共线的充要条件求轨迹方程。

  例1:已知定点a(2,0),点p在曲线x2+y2=1(x≠1)上运动,∠aop的平分线交pa于q,其中o为原点,求点q的轨迹方程。

  解: 设q(x,y),p(x1,y1)

  -=(x-2,y)

  -=( x1-x,y1-y)

  又∵-=-=-

  ∴ -=2-

  即:(x-2,y)=2(x1-x,y1-y)

  -

  解得:-

  代入x12+y12=1(x≠1)有:

  -(3x-2)2+-y2=1(x≠-)

  即所求轨迹方程为:

  (x--)2+y2=-(x≠-)

  【点拨】用该方法解此类问题简单明了,若将q视为线段ap的定比分点,运用定比分点公式解本题,则计算过程既繁琐又容易出错。

  例2:设过点p(x,y)的直线分别与x轴的正半轴和y轴的正半轴交于a、b两点,点q与点p关于y轴对称,o为坐标原点,若-=2-,且-·■=1,求p点的轨迹方程。

  解:-=2-

  ∴p分有向线段-所成的比为2

  由p(x,y)可得b(0,3y),a(-x,0)

  ∴- =(--x,3y)

  ∵q与p关于y轴对称, ∴q(-x,y),-且 =(-x,y)

  ∴由-·■=1可得-x2+3y2=1(x>0,y>0)

  即所求点p的轨迹方程为-x2+3y2=1(x>0,y>0)

  【点拨】求动点轨迹方程时应注意它的完备性与纯粹性。化简过程破坏了方程的同解性,要注意补上遗漏的点或者挖去多余的点。

  三、运用两非零向量垂直的充要条件是求轨迹方程。

  例1:如图,过定点a(a,b)任意作相互垂直的直线l1与l2,且l1与x轴相交于m点,l2与y轴相交于n点,求线段mn中点p的轨迹方程。

  解:设p(x,y),则m(2x,0),n(0,2y)

  -=(2x-a ,-b)

  -=(-a,2y-b)

  由-⊥-知-·■=0

  ∴(2x-a)(-a)+(-b)(2y-b)=0

  即所求点p的轨迹方程为2ax+2by=a2+b2

  【点拨】用勾股定理解本题,运算繁琐,若用斜率解本题,又必须分类讨论,用向量的方法避免了上述两种方法的缺陷,使解题优化。

  例2:过抛物线y2=8x的焦点f的直线交抛物线于a,b两点,过原点o作om⊥ab,垂足m,求点m的轨迹方程。

  解:设m(x,y), om⊥ab,f(2,0)

  ∵-·■=0且-=(x,y),-=(2-x,-y)

  ∴x(2-x)-y2=0,即:x2+y2-2x=0

  ∴点m的轨迹方程为x2+y2-2x=0