2021年高考数学(四川专用-理)一轮复习考点突破：第8篇-第8讲-曲线与方程.docx

第8讲曲线与方程最新考纲1了解方程的曲线与曲线的方程的对应关系2了解解析几何的基本思想和利用坐标法争辩曲线的简洁性质3能够依据所给条件选择适当的方法求曲线的轨迹方程.知 识 梳 理1曲线与方程一般地，在平面直角坐标系中，假如某曲线C上的点与一个二元方程f(x，y)0的实数解建立了如下关系：(1)曲线上点的坐标都是这个方程的解(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点那么这个方程叫做曲线的方程，这条曲线叫做方程的曲线2求动点轨迹方程的一般步骤(1)建立适当的坐标系，用有序实数对(x，y)表示曲线上任意一点M的坐标(2)写出适合条件p的点M的集合PM|p(M)(3)用坐标表示条件p(M)，列出方程f(x，y)0，并化简(4)说明以化简后的方程的解为坐标的点都在曲线上3曲线的交点设曲线C1的方程为F1(x，y)0，曲线C2的方程为F2(x，y)0，则C1，C2的交点坐标即为方程组的实数解若此方程组无解，则两曲线无交点辨 析 感 悟1曲线与方程的概念(1)f(x0，y0)0是点P(x0，y0)在曲线f(x，y)0上的充要条件()(2)条件甲：“曲线C上的点的坐标都是方程f(x，y)0的解”，条件乙：“曲线C是方程f(x，y)0的图形”，则条件甲是条件乙的充要条件()(3)(教材习题改编)方程y与xy2表示同一曲线()(4)方程x2xyx的曲线是一个点和一条直线()2求曲线的轨迹方程(5)到两条相互垂直的直线距离相等的点的轨迹方程是x2y2. ()(6)两条动直线yxb，y2xb(bR)交点的轨迹方程是3x2y0.()(7)已知点F，直线l：x，点B是l上的动点若过点B垂直于y轴的直线与线段BF的垂直平分线交于点M，则点M的轨迹是抛物线()(8)(2022济南质检)过椭圆1(ab0)上任意一点M作x轴的垂线，垂足为N，则线段MN中点的轨迹方程是1.()感悟提升1曲线与曲线的方程是两个不同概念，曲线的方程需满足两个条件：一是曲线上点的坐标都是该方程的解；二是以该方程的解为坐标的点都是曲线上的点如(2)错误理解了曲线方程的含义2求轨迹方程，要留意曲线上的点与方程的解是一一对应关系，检验应从两个方面进行：一是方程的化简是否是同解变形；二是是否符合实际意义，留意轨迹上特殊点对轨迹的“完备性与纯粹性”的影响.同学用书第154页考点一直接法求轨迹方程【例1】 如图所示，A(m，m)和B(n，n)两点分别在射线OS，OT上移动，且，O为坐标原点，动点P满足.(1)求mn的值；(2)求动点P的轨迹方程，并说明它表示什么曲线？解(1)由(m，m)(n，n)2mn.得2mn，mn.(2)设P(x，y)(x0)，由，得(x，y)(m，m)(n，n)(mn，mn)整理得x24mn，又mn，P点的轨迹方程为x21(x0)它表示以原点为中心，焦点在x轴上，实轴长为2，焦距为4的双曲线x21的右支规律方法 (1)一是解本题第(2)时，依据利用第(1)问的结论消去m，n得到轨迹方程是解题的关键；二是求点的轨迹时，要明确题设的隐含条件，如本例中动点P的轨迹只是双曲线的右支(2)假如动点满足的几何条件就是一些与定点、定直线有关的几何量的等量关系，而该等量关系又易于表达成含x，y的等式，可利用直接法求轨迹方程【训练1】 (2021陕西卷选编)已知动圆过定点A(4,0)，且在y轴上截得弦MN的长为8.试求动圆圆心的轨迹C的方程解如图，设动圆圆心为O1(x，y)，由题意，|O1A|O1M|，当O1不在y轴上时，过O1作O1HMN交MN于H，则H是MN的中点|O1M|，又|O1A|，化简得y28x(x0)当O1在y轴上时，O1与O重合，点O1的坐标(0,0)也满足方程y28x，动圆圆心的轨迹C的方程为y28x.考点二定义法(待定系数法)求轨迹方程【例2】 一动圆与圆x2y26x50外切，同时与圆x2y26x910内切，求动圆圆心M的轨迹方程，并说明它是什么曲线解如图所示，设动圆圆心为M(x，y)，半径为R，设已知圆的圆心分别为O1，O2，将圆的方程分别配方得(x3)2y24，(x3)2y2100，当动圆与圆O1相外切时，有|O1M|R2.当动圆与圆O2相内切时，有|O2M|10R.将两式相加，得|O1M|O2M|12|O1O2|，动圆圆心M(x，y)到点O1(3,0)和O2(3,0)的距离和是常数12，所以点M的轨迹是焦点为O1(3,0)，O2(3,0)，长轴长等于12的椭圆2c6,2a12，c3，a6，b236927，圆心轨迹方程为1，轨迹为椭圆规律方法 求轨迹方程时，若动点与定点、定线间的等量关系满足圆、椭圆、双曲线、抛物线的定义，则可以直接依据定义先定轨迹类型，再写出其方程，这种求轨迹方程的方法叫做定义法，其关键是精确应用解析几何中有关曲线的定义【训练2】 如图所示，已知C为圆(x)2y24的圆心，点A(，0)，P是圆上的动点，点Q在直线CP上，且0，2.当点P在圆上运动时，求点Q的轨迹方程解圆(x)2y24的圆心为C(，0)，半径r2，0，2，MQAP，点M是线段AP的中点，即MQ是AP的中垂线，连接AQ，则|AQ|QP|，|QC|QA|QC|QP|CP|r2，又|AC|22，依据双曲线的定义，点Q的轨迹是以C(，0)，A(，0)为焦点，实轴长为2的双曲线，由c，a1，得b21，因此点Q的轨迹方程为x2y21.同学用书第155页考点三代入法(相关点法)求轨迹方程【例3】 (2022辽宁卷)如图，动圆C1：x2y2t2,1t3，与椭圆C2：y21相交于A，B，C，D四点，点A1，A2分别为C2的左，右顶点(1)当t为何值时，矩形ABCD的面积取得最大值？并求出其最大面积(2)求直线AA1与直线A2B交点M的轨迹方程审题路线(1)设出点A的坐标利用对称性表示S矩形ABCD，并确定矩形ABCD面积取得最大值的条件进而求出t值(2)点M受点A的变化制约依据点A满足的方程求出点M的轨迹方程解(1)设A(x0，y0)，则S矩形ABCD4|x0y0|，由y1得y1，从而xyx2.当x，y时，Smax6.从而t2xy5，t，当t时，矩形ABCD的面积取到最大值6.(2)由椭圆C2：y21，知A1(3,0)，A2(3,0)，又曲线的对称性及A(x0，y0)，得B(x0，y0)，设点M的坐标为(x，y)，直线AA1的方程为y(x3)直线A2B的方程为y(x3)由得y2(x29)又点A(x0，y0)在椭圆C上，故y1.将代入得y21(x3，y0)因此点M的轨迹方程为y21(x3，y0)规律方法 (1)一是本题的轨迹方程中，要求x3，yb0)的左、右焦点分别是F1，F2，离心率为，过F1且垂直于x轴的直线被椭圆C截得的线段长为1.(1)求椭圆C的方程；(2)点P是椭圆C上除长轴端点外的任一点，连接PF1，PF2，设F1PF2的角平分线PM交C的长轴于点M(m,0)，求m的取值范围；(3)在(2)的条件下，过点P作斜率为k的直线l，使得l与椭圆C有且只有一个公共点设直线PF1，PF2的斜率分别为k1，k2，若k0，试证明为定值，并求出这个定值审题一审条件：可设P点坐标为(x0，y0)，写出直线l的方程二审条件：联立方程组消去y得关于x的一元二次方程，则0三审结论：变为，把k与均用x0，y0表示后可消去解(1)椭圆C的方程为y21(过程略)(2)m的取值范围是(过程略)(3)设P(x0，y0)(y00)，则直线l的方程为yy0k(xx0)联立整理得(14k2)x28(ky0k2x0)x4(y2kx0y0k2x1)0.由题意，得0，即(4x)k22x0y0k1y0.又y1，所以16yk28x0y0kx0，即(4y0kx0)20.故k.由椭圆C可得F1(，0)，F2(，0)，又P(x0，y0)，所以，所以8.因此为定值，这个定值为8.反思感悟 对题目涉及的变量奇妙的引进参数(如设动点坐标、动直线方程等)，利用题目的条件和圆锥曲线方程组成二元二次方程组，再化为一元二次方程，从而利用根与系数的关系进行整体代换，达到“设而不求，削减计算”的效果，直接得定值【自主体验】 (2021新课标全国卷)已知椭圆E：1(ab0)的右焦点为F(3,0)，过点F的直线交E于A，B两点若AB的中点坐标为(1，1)，则E的方程为()A.1 B.1C.1 D.1解析设A(x1，y1)，B(x2，y2)，则得0，又由于x1x22，y1y22，所以kAB.又kAB，所以.又9c2a2b2，解得b29，a218，所以椭圆E的方程为1.故选D.答案D基础巩固题组(建议用时：40分钟)一、选择题1方程(xy)2(xy1)20的曲线是()A一条直线和一条双曲线 B两条直线C两个点 D4条直线解析由(xy)2(xy1)20得或即方程表示两个点(1,1)和(1，1)答案C2若M，N为两个定点，且|MN|6，动点P满足0，则P点的轨迹是()A圆 B椭圆 C双曲线 D抛物线解析0，PMPN.点P的轨迹是以线段MN为直径的圆答案A3(2022珠海模拟)已知点A(1,0)，直线l：y2x4，点R是直线l上的一点，若，则点P的轨迹方程为()Ay2x By2xCy2x8 Dy2x4解析设P(x，y)，R(x1，y1)，由知，点A是线段RP的中点，即点R(x1，y1)在直线y2x4上，y12x14，y2(2x)4，即y2x.答案B4已知动圆圆心在抛物线y24x上，且动圆恒与直线x1相切，则此动圆必过定点()A(2,0) B(1,0) C(0,1) D(0，1)解析直线x1是抛物线y24x的准线，由抛物线定义知，动圆肯定过抛物线的焦点(1,0)答案B5(2022广州调研)如图所示，一圆形纸片的圆心为O，F是圆内肯定点，M是圆周上一动点，把纸片折叠使M与F重合，然后抹平纸片，折痕为CD，设CD与OM交于点P，则点P的轨迹是()A椭圆 B双曲线 C抛物线 D圆解析由条件知|PM|PF|.|PO|PF|PO|PM|OM|R|OF|.P点的轨迹是以O，F为焦点的椭圆答案A二、填空题6平面上有三个点A(2，y)，B，C(x，y)，若，则动点C的轨迹方程是_解析(2，y)，(x，y)，0，0，即y28x.动点C的轨迹方程为y28x.答案y28x7已知两定点A(2,0)，B(1,0)，假如动点P满足条件|PA|2|PB|，则点P的轨迹所包围的图形的面积等于_解析设P(x，y)，由|PA|2|PB|，得(x2)2y24(x1)2y2，即(x2)2y24，圆的面积S224.答案48ABC的顶点A(5,0)，B(5,0)，ABC的内切圆圆心在直线x3上，则顶点C的轨迹方程_解析如图，|AD|AE|8，|BF|BE|2，|CD|CF|，所以|CA|CB|8263)答案1(x3)三、解答题9设点P是圆x2y24上任意一点，由点P向x轴作垂线PP0，垂足为P0，且.(1)求点M的轨迹C的方程；(2)若直线l：yx1与(1)中的轨迹C交于A，B两点，求弦长|AB|的值解(1)设点M(x，y)，P(x0，y0)，则由题意知P0(x0,0)由(x0x，y)，(0，y0)，且，得(x0x，y)(0，y0)于是x0x且y0y，又xy4，x2y24.点M的轨迹C的方程为1.(2)设A(x1，y1)，B(x2，y2)联立得7x28x80，x1x2，且x1x2.则|AB|x2x1|.10已知点A(2,0)，B(2,0)，P是平面内一动点，直线PA，PB斜率之积为.(1)求动点P的轨迹C的方程；(2)过点作直线l，与轨迹C交于E，F两点，线段EF的中点为M，求直线MA的斜率k的取值范围解(1)设P点的坐标为(x，y)，依题意得(x2)，化简并整理得1(x2)动点P的轨迹C的方程是1(x2)(2)依题意得，直线l过点，且斜率不为零，故可设其方程为xmy.由，消去x得4(3m24)y212my450，设E(x1，y1)，F(x2，y2)，M(x0，y0)，y1y2，y0，x0my0，k，当m0时，k0，当m0时，k，又|4m|4|m|8，0b0)的两个焦点分别为F1(1,0)，F2(1,0)，且椭圆C经过点P.(1)求椭圆C的离心率；(2)设过点A(0,2)的直线l与椭圆C交于M，N两点，点Q是线段MN上的点，且，求点Q的轨迹方程解(1)由椭圆定义知2a|PF1|PF2|2.所以a.又由已知得，c1，所以椭圆C的离心率e.(2)由(1)知，椭圆C的方程为y21.设点Q的坐标为(x，y)(i)当直线l与x轴垂直时，直线l与椭圆C交于(0,1)，(0，1)两点，此时点Q的坐标为.(ii)当直线l与x轴不垂直时，设直线l的方程为ykx2.由于M，N在直线l上，可设点M，N的坐标分别为(x1，kx12)，(x2，kx22)，则|AM|2(1k2)x，|AN|2(1k2)x.又|AQ|2x2(y2)2(1k2)x2.由，得，即.将ykx2代入y21中，得(2k21)x28kx60.由(8k)24(2k21)60，得k2.由可知，x1x2，x1x2，代入中并化简，得x2.由于点Q在直线ykx2上，所以k，代入中并化简，得10(y2)23x218.由及k2，可知0x2，即x.又满足10(y2)23x218，故x.由题意知点Q(x，y)在椭圆C内，所以1y1，又由10(y2)2183x2有(y2)2，且1y1，则y.所以点Q的轨迹方程为10(y2)23x218，其中x，y.同学用书第156页