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人教A版高中数学(选择性必修第一册)同步讲义第33讲 拓展二:圆锥曲线的方程(轨迹方程问题)(2份打包,原卷版+含解析)
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这是一份人教A版高中数学(选择性必修第一册)同步讲义第33讲 拓展二:圆锥曲线的方程(轨迹方程问题)(2份打包,原卷版+含解析),文件包含人教A版高中数学选择性必修第一册同步讲义第33讲拓展二圆锥曲线的方程轨迹方程问题原卷版doc、人教A版高中数学选择性必修第一册同步讲义第33讲拓展二圆锥曲线的方程轨迹方程问题含解析doc等2份试卷配套教学资源,其中试卷共21页, 欢迎下载使用。
第08讲 拓展二:圆锥曲线的方程(轨迹方程问题)一、知识点归纳知识点一:曲线方程的定义一般地,如果曲线 SKIPIF 1 < 0 与方程 SKIPIF 1 < 0 之间有以下两个关系:①曲线 SKIPIF 1 < 0 上的点的坐标都是方程 SKIPIF 1 < 0 的解;②以方程 SKIPIF 1 < 0 的解为坐标的点都是曲线 SKIPIF 1 < 0 上的点.此时,把方程 SKIPIF 1 < 0 叫做曲线 SKIPIF 1 < 0 的方程,曲线 SKIPIF 1 < 0 叫做方程 SKIPIF 1 < 0 的曲线.知识点二:求曲线方程的一般步骤:(1)建立适当的直角坐标系(如果已给出,本步骤省略);(2)设曲线上任意一点的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ;(3)根据曲线上点所适合的条件写出等式;(4)用坐标表示这个等式,并化简;(5)确定化简后的式子中点的范围.上述五个步骤可简记为:求轨迹方程的步骤:建系、设点、列式、化简、确定点的范围.知识点三:求轨迹方程的方法:1、定义法:如果动点 SKIPIF 1 < 0 的运动规律合乎我们已知的某种曲线(如圆、椭圆、双曲线、抛物线)的定义,则可先设出轨迹方程,再根据已知条件,待定方程中的常数,即可得到轨迹方程。 2、直译法:如果动点 SKIPIF 1 < 0 的运动规律是否合乎我们熟知的某些曲线的定义难以判断,但点 SKIPIF 1 < 0 满足的等量关系易于建立,则可以先表示出点 SKIPIF 1 < 0 所满足的几何上的等量关系,再用点 SKIPIF 1 < 0 的坐标 SKIPIF 1 < 0 表示该等量关系式,即可得到轨迹方程。3、参数法:如果采用直译法求轨迹方程难以奏效,则可寻求引发动点 SKIPIF 1 < 0 运动的某个几何量 SKIPIF 1 < 0 ,以此量作为参变数,分别建立 SKIPIF 1 < 0 点坐标 SKIPIF 1 < 0 与该参数 SKIPIF 1 < 0 的函数关系 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,进而通过消参化为轨迹的普通方程 SKIPIF 1 < 0 .4、代入法(相关点法):如果动点 SKIPIF 1 < 0 的运动是由另外某一点 SKIPIF 1 < 0 的运动引发的,而该点的运动规律已知,(该点坐标满足某已知曲线方程),则可以设出 SKIPIF 1 < 0 ,用 SKIPIF 1 < 0 表示出相关点 SKIPIF 1 < 0 的坐标,然后把 SKIPIF 1 < 0 的坐标代入已知曲线方程,即可得到动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程。5、点差法:圆锥曲线中与弦的中点有关的轨迹问题可用点差法,其基本方法是把弦的两端点 SKIPIF 1 < 0 的坐标代入圆锥曲线方程,然而相减,利用平方差公式可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 等关系式,由于弦 SKIPIF 1 < 0 的中点 SKIPIF 1 < 0 的坐标满足 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 且直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,由此可求得弦 SKIPIF 1 < 0 中点的轨迹方程.二、题型精讲方法01直接法【典例1】(2023秋·山东济宁·高二统考期末)已知圆心在 SKIPIF 1 < 0 轴上移动的圆经过点 SKIPIF 1 < 0 ,且与 SKIPIF 1 < 0 轴, SKIPIF 1 < 0 轴分别相交于 SKIPIF 1 < 0 两个动点,则点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 .【答案】 SKIPIF 1 < 0 【详解】因为动圆圆心在 SKIPIF 1 < 0 轴上移动,且该动圆始终经过点 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,所以, SKIPIF 1 < 0 为该动圆的直径,又因为点 SKIPIF 1 < 0 在该动圆上,所以, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以,点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 【典例2】(2023·全国·高三专题练习)古希腊数学家阿波罗尼奥斯的著作《圆锥曲线论》中给出圆的另一种定义:平面内,到两个定点距离之比值为常数 SKIPIF 1 < 0 的点的轨迹是圆,我们称之为阿波罗尼奥斯圆.已知点P到 SKIPIF 1 < 0 的距离是点P到 SKIPIF 1 < 0 的距离的2倍.求点P的轨迹方程;【答案】 SKIPIF 1 < 0 ;【详解】解:设点 SKIPIF 1 < 0 ,点P到 SKIPIF 1 < 0 的距离是点P到 SKIPIF 1 < 0 的距离的2倍,可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,所以点P的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 ;【变式1】(2023·高三课时练习)已知两定点A(1,1)、B(-1,-1),动点 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,则点P的轨迹是 .【答案】 SKIPIF 1 < 0 【详解】设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 【变式2】(2023秋·高二课时练习)在平面直角坐标系 SKIPIF 1 < 0 中,O为坐标原点,动点P与两个定点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的距离之比为 SKIPIF 1 < 0 .求动点P的轨迹W的方程.【答案】 SKIPIF 1 < 0 .【详解】设点P坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,依题意得: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以2 SKIPIF 1 < 0 ,化简得: SKIPIF 1 < 0 ,故动点P轨迹W方程为 SKIPIF 1 < 0 .方法02相关点法【典例1】(2023春·四川内江·高二四川省内江市第六中学校考期中)已知面积为16的正方形ABCD的顶点A、B分别在x轴和y轴上滑动,O为坐标原点, SKIPIF 1 < 0 ,则动点P的轨迹方程是( )A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0 【答案】B【详解】设 SKIPIF 1 < 0 ,不妨令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 正方形ABCD的面积为16,则 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 故选:B【典例2】(2023·全国·高三专题练习)已知点 SKIPIF 1 < 0 分别在 SKIPIF 1 < 0 轴、 SKIPIF 1 < 0 轴上运动, SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 在线段 SKIPIF 1 < 0 上,且 SKIPIF 1 < 0 .则点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹 SKIPIF 1 < 0 方程是 ;【答案】 SKIPIF 1 < 0 【详解】设 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,①因为点 SKIPIF 1 < 0 在线段 SKIPIF 1 < 0 上,且 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 代入① SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,故答案为: SKIPIF 1 < 0 .【典例3】(2023春·甘肃武威·高二统考开学考试)已知 SKIPIF 1 < 0 的斜边为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 .求:(1)直角顶点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程;(2)直角边 SKIPIF 1 < 0 的中点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程.【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 (2) SKIPIF 1 < 0 【详解】(1)解:设 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 三点不共线,所以 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,又因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以直角顶点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .(2)解:设 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是线段 SKIPIF 1 < 0 的中点,由中点坐标公式得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,由(1)知,点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 ,将 SKIPIF 1 < 0 代入得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 所以动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .【变式1】(2023春·四川内江·高三四川省内江市第六中学校考阶段练习)已知定点 SKIPIF 1 < 0 和曲线 SKIPIF 1 < 0 上的动点 SKIPIF 1 < 0 ,则线段 SKIPIF 1 < 0 的中点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 .【答案】 SKIPIF 1 < 0 【详解】设线段 SKIPIF 1 < 0 中点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , 则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 因为点 SKIPIF 1 < 0 为圆上 SKIPIF 1 < 0 的点,所以 SKIPIF 1 < 0 所以 SKIPIF 1 < 0 ,化简得: SKIPIF 1 < 0 故答案为: SKIPIF 1 < 0 【变式2】(2023·全国·高三专题练习)已知点P是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上任意一点,过点P作x轴的垂线,垂足为M,则线段PM的中点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 .【答案】 SKIPIF 1 < 0 【详解】因为 SKIPIF 1 < 0 轴,垂足为M,且PM的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,又因为P是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上任意一点,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 .【变式3】(2023春·河北·高三统考阶段练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的上、下顶点分别为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上异于 SKIPIF 1 < 0 的动点,记 SKIPIF 1 < 0 分别为直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率.点 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 .(1)证明: SKIPIF 1 < 0 是定值,并求出该定值;(2)求动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程.【答案】(1)证明见解析, SKIPIF 1 < 0 (2) SKIPIF 1 < 0 【详解】(1)由题意可知 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 ,显然 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,为定值.(2)设点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 由于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 的方程: SKIPIF 1 < 0 ①. SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 的方程: SKIPIF 1 < 0 ②由①②联立可得: SKIPIF 1 < 0 ,代入①可得 SKIPIF 1 < 0 ,即点 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 满足: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 代入可得 SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为: SKIPIF 1 < 0 方法03定义法【典例1】(2023秋·全国·高二期末)一动圆 SKIPIF 1 < 0 过定点 SKIPIF 1 < 0 ,且与已知圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 相切,则动圆圆心 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程是( )A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0 【答案】C【详解】解:已知圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 圆心 SKIPIF 1 < 0 ,半径为4,动圆圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,半径为 SKIPIF 1 < 0 ,当两圆外切时: SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ;当两圆内切时: SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ;即 SKIPIF 1 < 0 ,表示动点P到两定点的距离之差为常数4,符合双曲线的定义,所以P在以M、N为焦点的双曲线上,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以动圆圆心 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为: SKIPIF 1 < 0 ,故选:C.【典例2】(2023·全国·高三专题练习)已知圆C1:(x+3)2+y2=1和圆C2:(x-3)2+y2=9,动圆M同时与圆C1及圆C2相外切,则动圆圆心M的轨迹方程为 .【答案】 SKIPIF 1 < 0 【详解】设动圆圆心 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,半径为 SKIPIF 1 < 0 ,则由题意可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,相减可得 SKIPIF 1 < 0 ,故点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是以 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 为焦点的双曲线的左支,由题意可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 【变式1】(2023·上海·高二专题练习)一动圆与圆 SKIPIF 1 < 0 外切,同时与圆 SKIPIF 1 < 0 内切,则动圆圆心的轨迹方程为 .【答案】 SKIPIF 1 < 0 【详解】圆 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,圆心为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,圆 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,圆心为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设动圆的圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,半径为 SKIPIF 1 < 0 ,由题意得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以动圆的圆心为 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是以 SKIPIF 1 < 0 为焦点的椭圆,可设方程为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以动圆圆心的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 .【变式2】(2023·高二课时练习)如果点M(x,y)在运动过程中,总满足关系式 SKIPIF 1 < 0 ,那么点M的轨迹是 .【答案】椭圆【详解】 SKIPIF 1 < 0 可看作M(x,y)到 SKIPIF 1 < 0 的距离之和为 SKIPIF 1 < 0 ,由于 SKIPIF 1 < 0 ,所以点M的轨迹是以 SKIPIF 1 < 0 为焦点,长轴长为 SKIPIF 1 < 0 的椭圆.故答案为:椭圆方法04参数法【典例1】(2023·吉林长春·东北师大附中校考模拟预测)已知斜率为 SKIPIF 1 < 0 的动直线与椭圆 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 两点,线段 SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的轨迹长度为 .【答案】 SKIPIF 1 < 0 / SKIPIF 1 < 0 【详解】设斜率为 SKIPIF 1 < 0 直线方程为: SKIPIF 1 < 0 ,代入椭圆 SKIPIF 1 < 0 中,消元整理得: SKIPIF 1 < 0 ,线段 SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,所以线段 SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为: SKIPIF 1 < 0 , 如图所示: SKIPIF 1 < 0 的轨迹即为线段 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 的轨迹长度为: SKIPIF 1 < 0 ,故答案为: SKIPIF 1 < 0 .【典例2】(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,平行于 SKIPIF 1 < 0 轴的两条直线 SKIPIF 1 < 0 分别交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 两点,交 SKIPIF 1 < 0 的准线于 SKIPIF 1 < 0 两点,若 SKIPIF 1 < 0 的面积是 SKIPIF 1 < 0 的面积的两倍,求 SKIPIF 1 < 0 中点的轨迹方程.【答案】 SKIPIF 1 < 0 【详解】由抛物线 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,记过 SKIPIF 1 < 0 两点的直线为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴的交点为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 的面积是 SKIPIF 1 < 0 的面积的两倍,可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍去),设满足条件的 SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴不垂直时,由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 .又由 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .当 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴垂直时, SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 重合,所以,所求轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .【变式1】(2023·河南·校联考模拟预测)已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点 SKIPIF 1 < 0 到准线的距离为2,直线 SKIPIF 1 < 0 与抛物线 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 两点,过点 SKIPIF 1 < 0 作抛物线 SKIPIF 1 < 0 的切线 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,则点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 .【答案】 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 【详解】由焦点 SKIPIF 1 < 0 到准线的距离为2,可得抛物线 SKIPIF 1 < 0 .由 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,故在 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,同理在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,联立 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .联立直线与抛物线方程: SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,由题 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .由韦达定理, SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,故点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 【变式2】(2023·四川成都·成都七中校考模拟预测)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为C的左右焦点.点 SKIPIF 1 < 0 为椭圆上一点,且 SKIPIF 1 < 0 .过P作两直线与椭圆C相交于相异的两点A,B,直线PA、PB的倾斜角互补,直线AB与x,y轴正半轴相交.(1)求椭圆C的方程;(2)点M满足 SKIPIF 1 < 0 ,求M的轨迹方程.【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 (2) SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 【详解】(1)因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,把 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故椭圆C的方程为 SKIPIF 1 < 0 ;(2)由题意,直线AB斜率存在,不妨设其方程为 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 ,联立椭圆方程 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,因为直线 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的倾斜角互补,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,此时直线AB过点P,不合题意舍去;故 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以直线AB方程为 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以M为AB的中点,所以 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,消去m得 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以点M的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .方法05点差法【典例1】(2023·全国·高三专题练习)(1)若双曲线的一条渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,且两顶点间的距离为6,求该双曲线方程.(2)一组平行直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 相交,求弦的中点的轨迹方程.【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 .【详解】解:(1)若焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上,渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 所以双曲线的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 若焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上,渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 所以双曲线的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 (2)设 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 的两交点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,两式相减得: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以弦的中点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .【典例2】(2023春·上海徐汇·高二上海市徐汇中学校考期中)已知双曲线C的方程为 SKIPIF 1 < 0 .(1)直线 SKIPIF 1 < 0 截双曲线C所得的弦长为 SKIPIF 1 < 0 ,求实数m的值;(2)过点 SKIPIF 1 < 0 作直线交双曲线C于P、Q两点,求线段 SKIPIF 1 < 0 的中点M的轨迹方程.【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 (2) SKIPIF 1 < 0 【详解】(1)联立 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 直线 SKIPIF 1 < 0 被双曲线 SKIPIF 1 < 0 截得的弦长为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设直线与双曲线交于 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,由弦长公式得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,上式作差得 SKIPIF 1 < 0 ,当直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率不存在时,根据双曲线对称性知 SKIPIF 1 < 0 ,当直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在时,但 SKIPIF 1 < 0 时,此时直线 SKIPIF 1 < 0 为直线 SKIPIF 1 < 0 ,根据双曲线对称性知 SKIPIF 1 < 0 ,当直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在时,且 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,而点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 适合上述方程,则线段 SKIPIF 1 < 0 的中点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程是 SKIPIF 1 < 0 . 【变式1】(2023·上海·高三专题练习)给定双曲线 SKIPIF 1 < 0 .(1)过点A(2,1)的直线 SKIPIF 1 < 0 与所给双曲线交于两点P1、P2,求线段P1P2的中点轨迹方程.【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;【详解】(1)设 SKIPIF 1 < 0 ,中点 SKIPIF 1 < 0 ,则: SKIPIF 1 < 0 ,两式相减得 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 四点共线, SKIPIF 1 < 0 ,所以轨迹方程 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
第08讲 拓展二:圆锥曲线的方程(轨迹方程问题)一、知识点归纳知识点一:曲线方程的定义一般地,如果曲线 SKIPIF 1 < 0 与方程 SKIPIF 1 < 0 之间有以下两个关系:①曲线 SKIPIF 1 < 0 上的点的坐标都是方程 SKIPIF 1 < 0 的解;②以方程 SKIPIF 1 < 0 的解为坐标的点都是曲线 SKIPIF 1 < 0 上的点.此时,把方程 SKIPIF 1 < 0 叫做曲线 SKIPIF 1 < 0 的方程,曲线 SKIPIF 1 < 0 叫做方程 SKIPIF 1 < 0 的曲线.知识点二:求曲线方程的一般步骤:(1)建立适当的直角坐标系(如果已给出,本步骤省略);(2)设曲线上任意一点的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ;(3)根据曲线上点所适合的条件写出等式;(4)用坐标表示这个等式,并化简;(5)确定化简后的式子中点的范围.上述五个步骤可简记为:求轨迹方程的步骤:建系、设点、列式、化简、确定点的范围.知识点三:求轨迹方程的方法:1、定义法:如果动点 SKIPIF 1 < 0 的运动规律合乎我们已知的某种曲线(如圆、椭圆、双曲线、抛物线)的定义,则可先设出轨迹方程,再根据已知条件,待定方程中的常数,即可得到轨迹方程。 2、直译法:如果动点 SKIPIF 1 < 0 的运动规律是否合乎我们熟知的某些曲线的定义难以判断,但点 SKIPIF 1 < 0 满足的等量关系易于建立,则可以先表示出点 SKIPIF 1 < 0 所满足的几何上的等量关系,再用点 SKIPIF 1 < 0 的坐标 SKIPIF 1 < 0 表示该等量关系式,即可得到轨迹方程。3、参数法:如果采用直译法求轨迹方程难以奏效,则可寻求引发动点 SKIPIF 1 < 0 运动的某个几何量 SKIPIF 1 < 0 ,以此量作为参变数,分别建立 SKIPIF 1 < 0 点坐标 SKIPIF 1 < 0 与该参数 SKIPIF 1 < 0 的函数关系 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,进而通过消参化为轨迹的普通方程 SKIPIF 1 < 0 .4、代入法(相关点法):如果动点 SKIPIF 1 < 0 的运动是由另外某一点 SKIPIF 1 < 0 的运动引发的,而该点的运动规律已知,(该点坐标满足某已知曲线方程),则可以设出 SKIPIF 1 < 0 ,用 SKIPIF 1 < 0 表示出相关点 SKIPIF 1 < 0 的坐标,然后把 SKIPIF 1 < 0 的坐标代入已知曲线方程,即可得到动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程。5、点差法:圆锥曲线中与弦的中点有关的轨迹问题可用点差法,其基本方法是把弦的两端点 SKIPIF 1 < 0 的坐标代入圆锥曲线方程,然而相减,利用平方差公式可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 等关系式,由于弦 SKIPIF 1 < 0 的中点 SKIPIF 1 < 0 的坐标满足 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 且直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,由此可求得弦 SKIPIF 1 < 0 中点的轨迹方程.二、题型精讲方法01直接法【典例1】(2023秋·山东济宁·高二统考期末)已知圆心在 SKIPIF 1 < 0 轴上移动的圆经过点 SKIPIF 1 < 0 ,且与 SKIPIF 1 < 0 轴, SKIPIF 1 < 0 轴分别相交于 SKIPIF 1 < 0 两个动点,则点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 .【答案】 SKIPIF 1 < 0 【详解】因为动圆圆心在 SKIPIF 1 < 0 轴上移动,且该动圆始终经过点 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,所以, SKIPIF 1 < 0 为该动圆的直径,又因为点 SKIPIF 1 < 0 在该动圆上,所以, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以,点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 【典例2】(2023·全国·高三专题练习)古希腊数学家阿波罗尼奥斯的著作《圆锥曲线论》中给出圆的另一种定义:平面内,到两个定点距离之比值为常数 SKIPIF 1 < 0 的点的轨迹是圆,我们称之为阿波罗尼奥斯圆.已知点P到 SKIPIF 1 < 0 的距离是点P到 SKIPIF 1 < 0 的距离的2倍.求点P的轨迹方程;【答案】 SKIPIF 1 < 0 ;【详解】解:设点 SKIPIF 1 < 0 ,点P到 SKIPIF 1 < 0 的距离是点P到 SKIPIF 1 < 0 的距离的2倍,可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,所以点P的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 ;【变式1】(2023·高三课时练习)已知两定点A(1,1)、B(-1,-1),动点 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,则点P的轨迹是 .【答案】 SKIPIF 1 < 0 【详解】设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 【变式2】(2023秋·高二课时练习)在平面直角坐标系 SKIPIF 1 < 0 中,O为坐标原点,动点P与两个定点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的距离之比为 SKIPIF 1 < 0 .求动点P的轨迹W的方程.【答案】 SKIPIF 1 < 0 .【详解】设点P坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,依题意得: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以2 SKIPIF 1 < 0 ,化简得: SKIPIF 1 < 0 ,故动点P轨迹W方程为 SKIPIF 1 < 0 .方法02相关点法【典例1】(2023春·四川内江·高二四川省内江市第六中学校考期中)已知面积为16的正方形ABCD的顶点A、B分别在x轴和y轴上滑动,O为坐标原点, SKIPIF 1 < 0 ,则动点P的轨迹方程是( )A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0 【答案】B【详解】设 SKIPIF 1 < 0 ,不妨令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 正方形ABCD的面积为16,则 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 故选:B【典例2】(2023·全国·高三专题练习)已知点 SKIPIF 1 < 0 分别在 SKIPIF 1 < 0 轴、 SKIPIF 1 < 0 轴上运动, SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 在线段 SKIPIF 1 < 0 上,且 SKIPIF 1 < 0 .则点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹 SKIPIF 1 < 0 方程是 ;【答案】 SKIPIF 1 < 0 【详解】设 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,①因为点 SKIPIF 1 < 0 在线段 SKIPIF 1 < 0 上,且 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 代入① SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,故答案为: SKIPIF 1 < 0 .【典例3】(2023春·甘肃武威·高二统考开学考试)已知 SKIPIF 1 < 0 的斜边为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 .求:(1)直角顶点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程;(2)直角边 SKIPIF 1 < 0 的中点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程.【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 (2) SKIPIF 1 < 0 【详解】(1)解:设 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 三点不共线,所以 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,又因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以直角顶点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .(2)解:设 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是线段 SKIPIF 1 < 0 的中点,由中点坐标公式得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,由(1)知,点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 ,将 SKIPIF 1 < 0 代入得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 所以动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .【变式1】(2023春·四川内江·高三四川省内江市第六中学校考阶段练习)已知定点 SKIPIF 1 < 0 和曲线 SKIPIF 1 < 0 上的动点 SKIPIF 1 < 0 ,则线段 SKIPIF 1 < 0 的中点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 .【答案】 SKIPIF 1 < 0 【详解】设线段 SKIPIF 1 < 0 中点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , 则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 因为点 SKIPIF 1 < 0 为圆上 SKIPIF 1 < 0 的点,所以 SKIPIF 1 < 0 所以 SKIPIF 1 < 0 ,化简得: SKIPIF 1 < 0 故答案为: SKIPIF 1 < 0 【变式2】(2023·全国·高三专题练习)已知点P是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上任意一点,过点P作x轴的垂线,垂足为M,则线段PM的中点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 .【答案】 SKIPIF 1 < 0 【详解】因为 SKIPIF 1 < 0 轴,垂足为M,且PM的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,又因为P是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上任意一点,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 .【变式3】(2023春·河北·高三统考阶段练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的上、下顶点分别为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 上异于 SKIPIF 1 < 0 的动点,记 SKIPIF 1 < 0 分别为直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率.点 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 .(1)证明: SKIPIF 1 < 0 是定值,并求出该定值;(2)求动点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程.【答案】(1)证明见解析, SKIPIF 1 < 0 (2) SKIPIF 1 < 0 【详解】(1)由题意可知 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 ,显然 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,为定值.(2)设点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 由于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 的方程: SKIPIF 1 < 0 ①. SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 的方程: SKIPIF 1 < 0 ②由①②联立可得: SKIPIF 1 < 0 ,代入①可得 SKIPIF 1 < 0 ,即点 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 满足: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 代入可得 SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为: SKIPIF 1 < 0 方法03定义法【典例1】(2023秋·全国·高二期末)一动圆 SKIPIF 1 < 0 过定点 SKIPIF 1 < 0 ,且与已知圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 相切,则动圆圆心 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程是( )A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0 【答案】C【详解】解:已知圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 圆心 SKIPIF 1 < 0 ,半径为4,动圆圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,半径为 SKIPIF 1 < 0 ,当两圆外切时: SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ;当两圆内切时: SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ;即 SKIPIF 1 < 0 ,表示动点P到两定点的距离之差为常数4,符合双曲线的定义,所以P在以M、N为焦点的双曲线上,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以动圆圆心 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为: SKIPIF 1 < 0 ,故选:C.【典例2】(2023·全国·高三专题练习)已知圆C1:(x+3)2+y2=1和圆C2:(x-3)2+y2=9,动圆M同时与圆C1及圆C2相外切,则动圆圆心M的轨迹方程为 .【答案】 SKIPIF 1 < 0 【详解】设动圆圆心 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,半径为 SKIPIF 1 < 0 ,则由题意可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,相减可得 SKIPIF 1 < 0 ,故点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是以 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 为焦点的双曲线的左支,由题意可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 【变式1】(2023·上海·高二专题练习)一动圆与圆 SKIPIF 1 < 0 外切,同时与圆 SKIPIF 1 < 0 内切,则动圆圆心的轨迹方程为 .【答案】 SKIPIF 1 < 0 【详解】圆 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,圆心为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,圆 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,圆心为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设动圆的圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,半径为 SKIPIF 1 < 0 ,由题意得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以动圆的圆心为 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是以 SKIPIF 1 < 0 为焦点的椭圆,可设方程为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以动圆圆心的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 .【变式2】(2023·高二课时练习)如果点M(x,y)在运动过程中,总满足关系式 SKIPIF 1 < 0 ,那么点M的轨迹是 .【答案】椭圆【详解】 SKIPIF 1 < 0 可看作M(x,y)到 SKIPIF 1 < 0 的距离之和为 SKIPIF 1 < 0 ,由于 SKIPIF 1 < 0 ,所以点M的轨迹是以 SKIPIF 1 < 0 为焦点,长轴长为 SKIPIF 1 < 0 的椭圆.故答案为:椭圆方法04参数法【典例1】(2023·吉林长春·东北师大附中校考模拟预测)已知斜率为 SKIPIF 1 < 0 的动直线与椭圆 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 两点,线段 SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的轨迹长度为 .【答案】 SKIPIF 1 < 0 / SKIPIF 1 < 0 【详解】设斜率为 SKIPIF 1 < 0 直线方程为: SKIPIF 1 < 0 ,代入椭圆 SKIPIF 1 < 0 中,消元整理得: SKIPIF 1 < 0 ,线段 SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,所以线段 SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为: SKIPIF 1 < 0 , 如图所示: SKIPIF 1 < 0 的轨迹即为线段 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 的轨迹长度为: SKIPIF 1 < 0 ,故答案为: SKIPIF 1 < 0 .【典例2】(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,平行于 SKIPIF 1 < 0 轴的两条直线 SKIPIF 1 < 0 分别交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 两点,交 SKIPIF 1 < 0 的准线于 SKIPIF 1 < 0 两点,若 SKIPIF 1 < 0 的面积是 SKIPIF 1 < 0 的面积的两倍,求 SKIPIF 1 < 0 中点的轨迹方程.【答案】 SKIPIF 1 < 0 【详解】由抛物线 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,记过 SKIPIF 1 < 0 两点的直线为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴的交点为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 的面积是 SKIPIF 1 < 0 的面积的两倍,可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍去),设满足条件的 SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴不垂直时,由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 .又由 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .当 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴垂直时, SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 重合,所以,所求轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .【变式1】(2023·河南·校联考模拟预测)已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点 SKIPIF 1 < 0 到准线的距离为2,直线 SKIPIF 1 < 0 与抛物线 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 两点,过点 SKIPIF 1 < 0 作抛物线 SKIPIF 1 < 0 的切线 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,则点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 .【答案】 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 【详解】由焦点 SKIPIF 1 < 0 到准线的距离为2,可得抛物线 SKIPIF 1 < 0 .由 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,故在 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,同理在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,联立 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .联立直线与抛物线方程: SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,由题 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .由韦达定理, SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,故点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 【变式2】(2023·四川成都·成都七中校考模拟预测)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为C的左右焦点.点 SKIPIF 1 < 0 为椭圆上一点,且 SKIPIF 1 < 0 .过P作两直线与椭圆C相交于相异的两点A,B,直线PA、PB的倾斜角互补,直线AB与x,y轴正半轴相交.(1)求椭圆C的方程;(2)点M满足 SKIPIF 1 < 0 ,求M的轨迹方程.【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 (2) SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 【详解】(1)因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,把 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故椭圆C的方程为 SKIPIF 1 < 0 ;(2)由题意,直线AB斜率存在,不妨设其方程为 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 ,联立椭圆方程 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,因为直线 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的倾斜角互补,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,此时直线AB过点P,不合题意舍去;故 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以直线AB方程为 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以M为AB的中点,所以 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,消去m得 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以点M的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .方法05点差法【典例1】(2023·全国·高三专题练习)(1)若双曲线的一条渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,且两顶点间的距离为6,求该双曲线方程.(2)一组平行直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 相交,求弦的中点的轨迹方程.【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 .【详解】解:(1)若焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上,渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 所以双曲线的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 若焦点在 SKIPIF 1 < 0 轴上,渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 所以双曲线的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 (2)设 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 的两交点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,两式相减得: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以弦的中点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .【典例2】(2023春·上海徐汇·高二上海市徐汇中学校考期中)已知双曲线C的方程为 SKIPIF 1 < 0 .(1)直线 SKIPIF 1 < 0 截双曲线C所得的弦长为 SKIPIF 1 < 0 ,求实数m的值;(2)过点 SKIPIF 1 < 0 作直线交双曲线C于P、Q两点,求线段 SKIPIF 1 < 0 的中点M的轨迹方程.【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 (2) SKIPIF 1 < 0 【详解】(1)联立 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 直线 SKIPIF 1 < 0 被双曲线 SKIPIF 1 < 0 截得的弦长为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设直线与双曲线交于 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,由弦长公式得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,上式作差得 SKIPIF 1 < 0 ,当直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率不存在时,根据双曲线对称性知 SKIPIF 1 < 0 ,当直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在时,但 SKIPIF 1 < 0 时,此时直线 SKIPIF 1 < 0 为直线 SKIPIF 1 < 0 ,根据双曲线对称性知 SKIPIF 1 < 0 ,当直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在时,且 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,而点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 适合上述方程,则线段 SKIPIF 1 < 0 的中点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程是 SKIPIF 1 < 0 . 【变式1】(2023·上海·高三专题练习)给定双曲线 SKIPIF 1 < 0 .(1)过点A(2,1)的直线 SKIPIF 1 < 0 与所给双曲线交于两点P1、P2,求线段P1P2的中点轨迹方程.【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;【详解】(1)设 SKIPIF 1 < 0 ,中点 SKIPIF 1 < 0 ,则: SKIPIF 1 < 0 ,两式相减得 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 四点共线, SKIPIF 1 < 0 ,所以轨迹方程 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
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