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數學複習資料:用向量方法解決軌跡方程

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  一、運用兩非零向量共線的充要條件求軌跡方程。

數學複習資料:用向量方法解決軌跡方程

例1:已知定點A(2,0),點P在曲線x2+y2=1(x≠1)上運動,∠AOP的平分線交PA於Q,其中O為原點,求點Q的軌跡方程。

解: 設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≠-)

即所求軌跡方程為:

(x--)2+y2=-(x≠-)

【點撥】用該方法解此類問題簡單明瞭,若將Q視為線段AP的定比分點,運用定比分點公式解本題,則計算過程既繁瑣又容易出錯。

例2:設過點P(x,y)的直線分別與x軸的正半軸和y軸的正半軸交於A、B兩點,點Q與點P關於y軸對稱,O為座標原點,若-=2-,且-·■=1,求P點的軌跡方程。

解:-=2-

∴P分有向線段-所成的比為2

由P(x,y)可得B(0,3y),A(-x,0)

∴- =(--x,3y)

∵Q與P關於y軸對稱, ∴Q(-x,y),-且 =(-x,y)

∴由-·■=1可得-x2+3y2=1(x>0,y>0)

即所求點P的軌跡方程為-x2+3y2=1(x>0,y>0)

【點撥】求動點軌跡方程時應注意它的完備性與純粹性。化簡過程破壞了方程的同解性,要注意補上遺漏的.點或者挖去多餘的點。

  二、運用兩非零向量垂直的充要條件是求軌跡方程。

例1:如圖,過定點A(a,b)任意作相互垂直的直線l1與l2,且l1與x軸相交於M點,l2與y軸相交於N點,求線段MN中點P的軌跡方程。

解:設P(x,y),則M(2x,0),N(0,2y)

-=(2x-a ,-b)

-=(-a,2y-b)

由-⊥-知-·■=0

∴(2x-a)(-a)+(-b)(2y-b)=0

即所求點P的軌跡方程為2ax+2by=a2+b2

【點撥】用勾股定理解本題,運算繁瑣,若用斜率解本題,又必須分類討論,用向量的方法避免了上述兩種方法的缺陷,使解題優化

例2:過拋物線y2=8x的焦點F的直線交拋物線於A,B兩點,過原點O作OM⊥AB,垂足M,求點M的軌跡方程。

解:設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

∴點M的軌跡方程為x2+y2-2x=0