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        高中數(shù)學(xué)探求軌跡方程的常用技法

        2014-11-07 11:11:22楊建茹
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2014年15期

        楊建茹

        摘 要:軌跡方程的求解在高考中占據(jù)重要地位,軌跡問題,是每年高考必備的內(nèi)容,它注重考查學(xué)生的邏輯思維能力,運(yùn)算能力,分析問題和解決問題的能力,求軌跡方程的常用技法有直接法、定義法、相關(guān)點(diǎn)法、參數(shù)法、變軌法等。

        關(guān)鍵詞:直接法 定義法 相關(guān)點(diǎn)法 參數(shù)法 變軌法

        中圖分類號(hào):G412 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2014)05(c)-0256-01

        作為高中數(shù)學(xué)的一個(gè)重要組成部分,軌跡方程的求解在高考中占據(jù)重要地位。軌跡問題,是每年高考必備的內(nèi)容,特別是當(dāng)今高考的改革以考查學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)為突破口,注重考查學(xué)生的邏輯思維能力,運(yùn)算能力,分析問題和解決問題的能力,而軌跡方程這一熱點(diǎn),則能很好地反映學(xué)生在這些方面能力的掌握程度??梢?,對(duì)軌跡問題的研究是非常重要的。該+文通過典型例子闡述探求軌跡方程的常用技法。

        1 直接法

        如果動(dòng)點(diǎn)滿足的幾何條件本身就是一些幾何量的等量關(guān)系或這些幾何條件簡單明了且易于表達(dá),我們只需把這種關(guān)系“翻譯”成x,y的等式,就得到曲線的軌跡方程。由于這種求軌跡方程的過程不需要其他步驟,也不需要特殊的技巧,所以稱之為直接法。

        例1已知點(diǎn)M(-2,0)、N(2,0),點(diǎn)P滿足=12,求P點(diǎn)的軌跡方程。

        解:設(shè)P(x,y),則=(-2-x,-y),=(2-x,y),

        所以=(-2-x)(2-x)+(-y)(-y)=-4+=12,整理得+=16為所求P點(diǎn)的軌跡方程。

        注 求曲線軌跡方程的基本步驟:

        建立適當(dāng)?shù)钠矫嬷苯亲鴺?biāo)系,設(shè)軌跡上任一點(diǎn)的坐標(biāo)為M(x,y);(2)尋找動(dòng)點(diǎn)與已知點(diǎn)滿足的關(guān)系式;(3)將動(dòng)點(diǎn)與已知點(diǎn)的坐標(biāo)代入;(4)化簡整理方程;(5)證明所得方程為所求曲線的軌跡方程。通常求軌跡方程時(shí),可以將步驟(2)和(5)省略。

        2 定義法

        其動(dòng)點(diǎn)的軌跡符合某一基本軌跡的定義,則可根據(jù)定義直接求出動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程。

        例2已知△ ABC的周長為18,且B(-4,0)、C(4,0),求點(diǎn)A的軌跡方程。

        解:由題知,|BC|=8,

        所以 |AC|+|AB|=10>(|BC|),

        所以點(diǎn)A的軌跡是以B、C為焦點(diǎn)的橢圓(除去與x軸的交點(diǎn))。

        因?yàn)?=10,2c=8

        所以=5,c=4,

        由=-得b===3,

        所以點(diǎn)A的軌跡方程為+=1(y≠0)。

        3 相關(guān)點(diǎn)法(代換法、轉(zhuǎn)化法)

        有些問題中,其動(dòng)點(diǎn)滿足的條件不便用等式列出,但動(dòng)點(diǎn)是隨著另一動(dòng)點(diǎn)(稱之為相關(guān)點(diǎn))而運(yùn)動(dòng)的,如果相關(guān)點(diǎn)所滿足的條件是明顯的或是可分析的,這時(shí)我們就可以用動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)表示相關(guān)點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)相關(guān)點(diǎn)坐標(biāo)所滿足的方程即可求得動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,這種求軌跡的方法叫做相關(guān)點(diǎn)法或坐標(biāo)代換法。

        例3已知P在以、為焦點(diǎn)的雙曲線-=1上運(yùn)動(dòng),求△的重心G的軌跡方程。

        4 參數(shù)法

        有時(shí)求動(dòng)點(diǎn)應(yīng)滿足的幾何條件不易得出,也無明顯的相關(guān)點(diǎn),但卻較易發(fā)現(xiàn)(或經(jīng)分析可發(fā)現(xiàn))這個(gè)動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)常常受到另一個(gè)變量(角度、斜率、比值、截距或時(shí)間等)的制約,或動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)(x,y)中的x ,y分別隨另一變量的變化而變化,我們可稱這個(gè)變量為參數(shù),建立軌跡的參數(shù)方程,這種方法叫做參數(shù)法。如果需要得到軌跡的參數(shù)方程,選用的參數(shù)變量應(yīng)具有某種物理或幾何的性質(zhì),如時(shí)間、速度、角度、直線的斜率、點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)等,也可以沒有具體的意義,選定參數(shù)還要特別注意它的取值范圍對(duì)動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)取值范圍的影響。

        5 變軌法

        在求動(dòng)點(diǎn)軌跡時(shí),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)要求兩條動(dòng)曲線交點(diǎn)的軌跡問題,這類問題常常通過方程組得出交點(diǎn)(含參數(shù))的坐標(biāo),再消去參數(shù)求出所求軌跡的方程,該法經(jīng)常與參數(shù)法并用。

        例5如右圖,垂直于軸的直線交雙曲線-=1于、兩點(diǎn),為雙曲線的左、右頂點(diǎn),求直線與的交點(diǎn)的軌跡方程,并指出軌跡的形狀。

        解:設(shè)及-),又(-,0),可得

        直線的方程為①;

        直線的方程為②.

        ①×②得③.

        又,代入③得,

        化簡得,此即點(diǎn)的軌跡方程.

        當(dāng)時(shí),點(diǎn)的軌跡是以原點(diǎn)為圓心、為半徑的圓;當(dāng)時(shí),點(diǎn)的軌跡是橢圓。

        注意:求曲線的方程與求軌跡是有不同要求的,若是求軌跡則不僅要求出方程,而且還需說明和討論所求軌跡是什么樣的圖形,在何處,即圖形的形狀、位置、大小都需要說明討論清楚。求軌跡是首先要求出軌跡方程,然后再說明方程的軌跡圖形,最后補(bǔ)漏和去掉增多的點(diǎn),若軌跡由不同的情況,應(yīng)分別討論,以保證它的完整性。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 郝安軍.求軌跡方程的幾種方法[J].高中數(shù)學(xué)教與學(xué),2013(10).

        [2] 梁達(dá).探究圓錐曲線的切線的交點(diǎn)軌跡問題[J].數(shù)學(xué)通訊,2014(2).endprint

        摘 要:軌跡方程的求解在高考中占據(jù)重要地位,軌跡問題,是每年高考必備的內(nèi)容,它注重考查學(xué)生的邏輯思維能力,運(yùn)算能力,分析問題和解決問題的能力,求軌跡方程的常用技法有直接法、定義法、相關(guān)點(diǎn)法、參數(shù)法、變軌法等。

        關(guān)鍵詞:直接法 定義法 相關(guān)點(diǎn)法 參數(shù)法 變軌法

        中圖分類號(hào):G412 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2014)05(c)-0256-01

        作為高中數(shù)學(xué)的一個(gè)重要組成部分,軌跡方程的求解在高考中占據(jù)重要地位。軌跡問題,是每年高考必備的內(nèi)容,特別是當(dāng)今高考的改革以考查學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)為突破口,注重考查學(xué)生的邏輯思維能力,運(yùn)算能力,分析問題和解決問題的能力,而軌跡方程這一熱點(diǎn),則能很好地反映學(xué)生在這些方面能力的掌握程度。可見,對(duì)軌跡問題的研究是非常重要的。該+文通過典型例子闡述探求軌跡方程的常用技法。

        1 直接法

        如果動(dòng)點(diǎn)滿足的幾何條件本身就是一些幾何量的等量關(guān)系或這些幾何條件簡單明了且易于表達(dá),我們只需把這種關(guān)系“翻譯”成x,y的等式,就得到曲線的軌跡方程。由于這種求軌跡方程的過程不需要其他步驟,也不需要特殊的技巧,所以稱之為直接法。

        例1已知點(diǎn)M(-2,0)、N(2,0),點(diǎn)P滿足=12,求P點(diǎn)的軌跡方程。

        解:設(shè)P(x,y),則=(-2-x,-y),=(2-x,y),

        所以=(-2-x)(2-x)+(-y)(-y)=-4+=12,整理得+=16為所求P點(diǎn)的軌跡方程。

        注 求曲線軌跡方程的基本步驟:

        建立適當(dāng)?shù)钠矫嬷苯亲鴺?biāo)系,設(shè)軌跡上任一點(diǎn)的坐標(biāo)為M(x,y);(2)尋找動(dòng)點(diǎn)與已知點(diǎn)滿足的關(guān)系式;(3)將動(dòng)點(diǎn)與已知點(diǎn)的坐標(biāo)代入;(4)化簡整理方程;(5)證明所得方程為所求曲線的軌跡方程。通常求軌跡方程時(shí),可以將步驟(2)和(5)省略。

        2 定義法

        其動(dòng)點(diǎn)的軌跡符合某一基本軌跡的定義,則可根據(jù)定義直接求出動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程。

        例2已知△ ABC的周長為18,且B(-4,0)、C(4,0),求點(diǎn)A的軌跡方程。

        解:由題知,|BC|=8,

        所以 |AC|+|AB|=10>(|BC|),

        所以點(diǎn)A的軌跡是以B、C為焦點(diǎn)的橢圓(除去與x軸的交點(diǎn))。

        因?yàn)?=10,2c=8

        所以=5,c=4,

        由=-得b===3,

        所以點(diǎn)A的軌跡方程為+=1(y≠0)。

        3 相關(guān)點(diǎn)法(代換法、轉(zhuǎn)化法)

        有些問題中,其動(dòng)點(diǎn)滿足的條件不便用等式列出,但動(dòng)點(diǎn)是隨著另一動(dòng)點(diǎn)(稱之為相關(guān)點(diǎn))而運(yùn)動(dòng)的,如果相關(guān)點(diǎn)所滿足的條件是明顯的或是可分析的,這時(shí)我們就可以用動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)表示相關(guān)點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)相關(guān)點(diǎn)坐標(biāo)所滿足的方程即可求得動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,這種求軌跡的方法叫做相關(guān)點(diǎn)法或坐標(biāo)代換法。

        例3已知P在以、為焦點(diǎn)的雙曲線-=1上運(yùn)動(dòng),求△的重心G的軌跡方程。

        4 參數(shù)法

        有時(shí)求動(dòng)點(diǎn)應(yīng)滿足的幾何條件不易得出,也無明顯的相關(guān)點(diǎn),但卻較易發(fā)現(xiàn)(或經(jīng)分析可發(fā)現(xiàn))這個(gè)動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)常常受到另一個(gè)變量(角度、斜率、比值、截距或時(shí)間等)的制約,或動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)(x,y)中的x ,y分別隨另一變量的變化而變化,我們可稱這個(gè)變量為參數(shù),建立軌跡的參數(shù)方程,這種方法叫做參數(shù)法。如果需要得到軌跡的參數(shù)方程,選用的參數(shù)變量應(yīng)具有某種物理或幾何的性質(zhì),如時(shí)間、速度、角度、直線的斜率、點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)等,也可以沒有具體的意義,選定參數(shù)還要特別注意它的取值范圍對(duì)動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)取值范圍的影響。

        5 變軌法

        在求動(dòng)點(diǎn)軌跡時(shí),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)要求兩條動(dòng)曲線交點(diǎn)的軌跡問題,這類問題常常通過方程組得出交點(diǎn)(含參數(shù))的坐標(biāo),再消去參數(shù)求出所求軌跡的方程,該法經(jīng)常與參數(shù)法并用。

        例5如右圖,垂直于軸的直線交雙曲線-=1于、兩點(diǎn),為雙曲線的左、右頂點(diǎn),求直線與的交點(diǎn)的軌跡方程,并指出軌跡的形狀。

        解:設(shè)及-),又(-,0),可得

        直線的方程為①;

        直線的方程為②.

        ①×②得③.

        又,代入③得,

        化簡得,此即點(diǎn)的軌跡方程.

        當(dāng)時(shí),點(diǎn)的軌跡是以原點(diǎn)為圓心、為半徑的圓;當(dāng)時(shí),點(diǎn)的軌跡是橢圓。

        注意:求曲線的方程與求軌跡是有不同要求的,若是求軌跡則不僅要求出方程,而且還需說明和討論所求軌跡是什么樣的圖形,在何處,即圖形的形狀、位置、大小都需要說明討論清楚。求軌跡是首先要求出軌跡方程,然后再說明方程的軌跡圖形,最后補(bǔ)漏和去掉增多的點(diǎn),若軌跡由不同的情況,應(yīng)分別討論,以保證它的完整性。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 郝安軍.求軌跡方程的幾種方法[J].高中數(shù)學(xué)教與學(xué),2013(10).

        [2] 梁達(dá).探究圓錐曲線的切線的交點(diǎn)軌跡問題[J].數(shù)學(xué)通訊,2014(2).endprint

        摘 要:軌跡方程的求解在高考中占據(jù)重要地位,軌跡問題,是每年高考必備的內(nèi)容,它注重考查學(xué)生的邏輯思維能力,運(yùn)算能力,分析問題和解決問題的能力,求軌跡方程的常用技法有直接法、定義法、相關(guān)點(diǎn)法、參數(shù)法、變軌法等。

        關(guān)鍵詞:直接法 定義法 相關(guān)點(diǎn)法 參數(shù)法 變軌法

        中圖分類號(hào):G412 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2014)05(c)-0256-01

        作為高中數(shù)學(xué)的一個(gè)重要組成部分,軌跡方程的求解在高考中占據(jù)重要地位。軌跡問題,是每年高考必備的內(nèi)容,特別是當(dāng)今高考的改革以考查學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)為突破口,注重考查學(xué)生的邏輯思維能力,運(yùn)算能力,分析問題和解決問題的能力,而軌跡方程這一熱點(diǎn),則能很好地反映學(xué)生在這些方面能力的掌握程度??梢?,對(duì)軌跡問題的研究是非常重要的。該+文通過典型例子闡述探求軌跡方程的常用技法。

        1 直接法

        如果動(dòng)點(diǎn)滿足的幾何條件本身就是一些幾何量的等量關(guān)系或這些幾何條件簡單明了且易于表達(dá),我們只需把這種關(guān)系“翻譯”成x,y的等式,就得到曲線的軌跡方程。由于這種求軌跡方程的過程不需要其他步驟,也不需要特殊的技巧,所以稱之為直接法。

        例1已知點(diǎn)M(-2,0)、N(2,0),點(diǎn)P滿足=12,求P點(diǎn)的軌跡方程。

        解:設(shè)P(x,y),則=(-2-x,-y),=(2-x,y),

        所以=(-2-x)(2-x)+(-y)(-y)=-4+=12,整理得+=16為所求P點(diǎn)的軌跡方程。

        注 求曲線軌跡方程的基本步驟:

        建立適當(dāng)?shù)钠矫嬷苯亲鴺?biāo)系,設(shè)軌跡上任一點(diǎn)的坐標(biāo)為M(x,y);(2)尋找動(dòng)點(diǎn)與已知點(diǎn)滿足的關(guān)系式;(3)將動(dòng)點(diǎn)與已知點(diǎn)的坐標(biāo)代入;(4)化簡整理方程;(5)證明所得方程為所求曲線的軌跡方程。通常求軌跡方程時(shí),可以將步驟(2)和(5)省略。

        2 定義法

        其動(dòng)點(diǎn)的軌跡符合某一基本軌跡的定義,則可根據(jù)定義直接求出動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程。

        例2已知△ ABC的周長為18,且B(-4,0)、C(4,0),求點(diǎn)A的軌跡方程。

        解:由題知,|BC|=8,

        所以 |AC|+|AB|=10>(|BC|),

        所以點(diǎn)A的軌跡是以B、C為焦點(diǎn)的橢圓(除去與x軸的交點(diǎn))。

        因?yàn)?=10,2c=8

        所以=5,c=4,

        由=-得b===3,

        所以點(diǎn)A的軌跡方程為+=1(y≠0)。

        3 相關(guān)點(diǎn)法(代換法、轉(zhuǎn)化法)

        有些問題中,其動(dòng)點(diǎn)滿足的條件不便用等式列出,但動(dòng)點(diǎn)是隨著另一動(dòng)點(diǎn)(稱之為相關(guān)點(diǎn))而運(yùn)動(dòng)的,如果相關(guān)點(diǎn)所滿足的條件是明顯的或是可分析的,這時(shí)我們就可以用動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)表示相關(guān)點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)相關(guān)點(diǎn)坐標(biāo)所滿足的方程即可求得動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,這種求軌跡的方法叫做相關(guān)點(diǎn)法或坐標(biāo)代換法。

        例3已知P在以、為焦點(diǎn)的雙曲線-=1上運(yùn)動(dòng),求△的重心G的軌跡方程。

        4 參數(shù)法

        有時(shí)求動(dòng)點(diǎn)應(yīng)滿足的幾何條件不易得出,也無明顯的相關(guān)點(diǎn),但卻較易發(fā)現(xiàn)(或經(jīng)分析可發(fā)現(xiàn))這個(gè)動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)常常受到另一個(gè)變量(角度、斜率、比值、截距或時(shí)間等)的制約,或動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)(x,y)中的x ,y分別隨另一變量的變化而變化,我們可稱這個(gè)變量為參數(shù),建立軌跡的參數(shù)方程,這種方法叫做參數(shù)法。如果需要得到軌跡的參數(shù)方程,選用的參數(shù)變量應(yīng)具有某種物理或幾何的性質(zhì),如時(shí)間、速度、角度、直線的斜率、點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)等,也可以沒有具體的意義,選定參數(shù)還要特別注意它的取值范圍對(duì)動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)取值范圍的影響。

        5 變軌法

        在求動(dòng)點(diǎn)軌跡時(shí),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)要求兩條動(dòng)曲線交點(diǎn)的軌跡問題,這類問題常常通過方程組得出交點(diǎn)(含參數(shù))的坐標(biāo),再消去參數(shù)求出所求軌跡的方程,該法經(jīng)常與參數(shù)法并用。

        例5如右圖,垂直于軸的直線交雙曲線-=1于、兩點(diǎn),為雙曲線的左、右頂點(diǎn),求直線與的交點(diǎn)的軌跡方程,并指出軌跡的形狀。

        解:設(shè)及-),又(-,0),可得

        直線的方程為①;

        直線的方程為②.

        ①×②得③.

        又,代入③得,

        化簡得,此即點(diǎn)的軌跡方程.

        當(dāng)時(shí),點(diǎn)的軌跡是以原點(diǎn)為圓心、為半徑的圓;當(dāng)時(shí),點(diǎn)的軌跡是橢圓。

        注意:求曲線的方程與求軌跡是有不同要求的,若是求軌跡則不僅要求出方程,而且還需說明和討論所求軌跡是什么樣的圖形,在何處,即圖形的形狀、位置、大小都需要說明討論清楚。求軌跡是首先要求出軌跡方程,然后再說明方程的軌跡圖形,最后補(bǔ)漏和去掉增多的點(diǎn),若軌跡由不同的情況,應(yīng)分別討論,以保證它的完整性。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 郝安軍.求軌跡方程的幾種方法[J].高中數(shù)學(xué)教與學(xué),2013(10).

        [2] 梁達(dá).探究圓錐曲線的切線的交點(diǎn)軌跡問題[J].數(shù)學(xué)通訊,2014(2).endprint

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