呂繼君
我們知道,曲線與方程的關系為:曲線上任意一 點的坐標都滿足曲線的方程,以方程的解為坐標的點 都在曲線上.用坐標法求曲線的軌跡方程,只需將數(shù)形 結(jié)合起來,將曲線問題轉(zhuǎn)化為點的坐標的問題,求滿 足曲線上任意一點坐標的方程.下面結(jié)合實例來進行 探討.
一、用坐標法求曲線的普通方程
用坐標法求曲線的普通方程的一般步驟為:(1)建立合適的平面直角坐標系;(2)設出動點的坐標,并建立等量關系;(3)將點的坐標代入等量關系式中,并將其化為最簡方程;(4)檢驗所得的方程,并將不符合條件的點去除.解題的關鍵是找到滿足動點的等量關系.
例1.
解:
由于無法判斷出圓心 P 的軌跡,不能用待定系數(shù)法求方程,只能用坐標法,根據(jù)關于點 P 的等量關系PA =PD =r ,建立關于動點坐標(x,y)的方程,即可求得曲線的普通方程.
例2.
解:
由于曲線 C1 的方程是參數(shù)方程,所以可以嘗試用 坐標法求曲線 C2 的軌跡方程.先設出P、M點的坐標; 然后根據(jù)點 P 和點 M 的關系:OP = 2 ?OM ,列出關于 動點P的坐標的方程,化簡該方程即可解題.
二、用坐標法求曲線的極坐標方程
用坐標法求曲線的極坐標方程,可以先求出其軌 跡的普通方程,然后再將其轉(zhuǎn)化為極坐標方程,但這 樣做的計算量較大.我們還可以嘗試,先建立極坐標系, 即以某一點為極點,其中一條直線為極軸;然后將各個 點用極坐標表示出來,并求得動點的極坐標或方程.
例3
解:
P 的極坐標為 (ρ,θ) ,其中涉及了長度和角度,通 常都要構造三角形,通過解三角形來求得問題的答案. 對于本題,需構造Rt△OAP,根據(jù)銳角三角函數(shù)求出P 點軌跡的極坐標方程.
可見,不論是用坐標法求曲線的普通方程,還是 用坐標法求曲線的極坐標方程,其思路與過程基本一 致,而解題的關鍵都是要找到關于動點的等量關系, 建立關于動點的坐標的關系式.
本文為甘肅省教育科學“十四五”規(guī)劃重點課題 (課題立項號:GS[2022]GHBZ144)“新課程背景下通 過單元(主題)教學優(yōu)化高中數(shù)學課程結(jié)構的有效策 略研究”階段性成果.
(作者單位:甘肅省武威市天祝藏族自治縣第二中學)