1、橢圓的定義1: ,F(xiàn),F(xiàn)為兩定點(diǎn)即焦點(diǎn)。定義2:
(二)求曲線方程(求軌跡)的幾種常用方法:
1、直接法:直接用動點(diǎn)P(x,y)的坐標(biāo)表示等量關(guān)系,化簡得軌跡方程。一般步驟是:①建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系,用(x,y)表示曲線上任意一點(diǎn)M的坐標(biāo);如果題中出現(xiàn)了點(diǎn)的坐標(biāo)或方程表示已經(jīng)建立了坐標(biāo)系。②列出點(diǎn) M適合條件的幾何等量關(guān)系;③用坐標(biāo)表示列出方程f(x,y)=0,④化方程f(x,y)=0為最簡形式;⑤證明以化簡后的方程的解為坐標(biāo)的點(diǎn)都是曲線上的點(diǎn)。一般情況下,化簡前后的方程的解是相同的,步驟⑤可以省略不寫,如有特殊情況,可適當(dāng)予以說明,另外,根據(jù)情況,也可以省略步驟②直接列出直線方程。
例1:三角形ABC的頂點(diǎn)A固定,點(diǎn)A的對邊BC的長為2a,邊BC上的高線長為b,邊BC沿一條定直線移動,求三角形ABC外心的軌跡方程。
分析:以BC邊所在的直線為x軸,過A點(diǎn)且與x軸垂直的直線為y軸,建立如圖所示的直角坐標(biāo)系,則B(0,b),設(shè)外心M(x,y),則|MA|=|MB|,B(x-a,0),x-2by+b-a=0
2、 定義法:通過圓錐曲線(或已知曲線)定義確定軌跡性質(zhì),進(jìn)而求得方程。
例2、(1)由動點(diǎn)P向圓作兩條切線PA、PB,切點(diǎn)分別為A、B,∠APB=600,則動點(diǎn)P的軌跡方程為
(2)點(diǎn)M與點(diǎn)F(4,0)的距離比它到直線的距離小于1,則點(diǎn)M的軌跡方程是_____
(3) 一動圓與兩圓⊙M:和⊙N:都外切,則動圓圓心的軌跡為 。雙曲線的左支上。注:都內(nèi)切時,得到該雙曲線的右支。若與前者內(nèi)切,與后者外切時,得到雙曲線的左支,若與前者外切,與后者內(nèi)切時,得到雙曲線的右支,
(4)、
3、相關(guān)點(diǎn)代入法:當(dāng)動點(diǎn)P(x,y)與已知曲線上動點(diǎn)P1(x1,y1)相關(guān)時,用x,y表示x1,y1,再代入已知曲線方程,求得軌跡方程。
例3:(1)動點(diǎn)P是拋物線上任一點(diǎn),定點(diǎn)為,點(diǎn)M分所成的比為2,則M的軌跡方程為__________
(1) 若點(diǎn)在圓上運(yùn)動,則點(diǎn)的軌跡方程是____
例4、設(shè)O為平面直角坐標(biāo)系的原點(diǎn),已知定點(diǎn)A(3,0),動點(diǎn)B在曲線x+y=1上運(yùn)動,∠AOB的平分線交AB于點(diǎn)M,求動點(diǎn)M的軌跡方程。
分析:當(dāng)軌跡上的點(diǎn)的坐標(biāo)難以直接建立關(guān)系時,且已知軌跡上的點(diǎn)的坐標(biāo)受已知曲線上的某一動點(diǎn)的坐標(biāo)的影響,可用相關(guān)點(diǎn)代入法。本題可用角平分線定理和相關(guān)點(diǎn)代入法。
(4x-3)+16y=9
4、交軌法:已知所求曲線是某兩條曲線的交點(diǎn)可通過解方程組而得。(常與參數(shù)法相結(jié)合。)
例5、已知直線L1過A(-2,0),直線L2過B(2,0),且L1與L2分別繞A,B旋轉(zhuǎn),它們在y軸上截距分別為,其中,試求L1與L2交點(diǎn)的軌跡方程。
5、參數(shù)法。先選定某個變量作為參數(shù),再找出曲線上的點(diǎn)的橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系式,然后再消去參數(shù)。
例6、已知常數(shù),在矩形ABCD中,,,O為AB的中點(diǎn),點(diǎn)E、F、G分別在BC、CD、DA上移動,且,P為GE與OF的交點(diǎn)(如圖),問是否存在兩個定點(diǎn),使P到這兩點(diǎn)的距離的和為定值?若存在,求出這兩點(diǎn)的坐標(biāo)及此定值;若不存在,請說明理由
根據(jù)題設(shè)條件,首先求出點(diǎn)P坐標(biāo)滿足的方程,據(jù)此再判斷是否存在的兩定點(diǎn),使得點(diǎn)P到兩點(diǎn)距離的和為定值.按題意有A(-2,0),B(2,0),C(2,4a),D(-2,4a)設(shè)
由此有E(2,4ak),F(xiàn)(2-4k,4a),G(-2,4a-4ak)
直線OF的方程為:①
直線GE的方程為:②
從①,②消去參數(shù)k,得點(diǎn)P(x,y)坐標(biāo)滿足方程
整理得 當(dāng)時,點(diǎn)P的軌跡為圓弧,所以不存在符合題意的兩點(diǎn).
當(dāng)時,點(diǎn)P軌跡為橢圓的一部分,點(diǎn)P到該橢圓焦點(diǎn)的距離的和為定長
當(dāng)時,點(diǎn)P到橢圓兩個焦點(diǎn)(的距離之和為定值
當(dāng)時,點(diǎn)P 到橢圓兩個焦點(diǎn)(0, 的距離之和為定值2.
本題是交軌法與參數(shù)法的例子。
例7、(本例是情侶圓錐曲線的求法)
本題是相關(guān)點(diǎn)代入法和交軌法相結(jié)合。
6、待定系數(shù)法:已知曲線方程的類型,可先設(shè)出曲線方程的形式,然后求出有關(guān)的系數(shù)。
例8、
(一)曲線與方程的概念:在直角坐標(biāo)系中,如果某曲線C上的點(diǎn)與一個二元方程f(x,y)=0上的實(shí)數(shù)解建立了如下的關(guān)系:(1)曲線上的點(diǎn)的坐標(biāo)都是這個方程的解;(2)以這個方程的解為坐標(biāo)的點(diǎn)都是曲線上的點(diǎn);那么,這個方程叫曲線的方程;這條曲線叫方程的曲線。
練習(xí):(1)
4、全稱量詞:“所有的”“任意一個”“一切”“每一個”“任給”等。常用“”表示。含有全稱量詞的命題叫全稱命題。
存在量詞:“存在一個”“至少有一個”“有些”“有一個”“有的” “對某個”等。常用“”表示。含有存在量詞的命題叫特稱命題。
練習(xí):寫出下列命題的否定:(1)p:所有能被3整除的整數(shù)都是奇數(shù)。
(2)p:
第十九講圓錐曲線與方程
3、復(fù)合命題的三種基本形式及真假判定:P或Q(P∨Q),P且Q(P∧),非P(﹁P)。
“P與﹁P”中的一些常用對應(yīng)詞
原結(jié)論 |
是(一定是) |
都是(全是) |
>(<) |
至少有一個 |
至多 有一個 |
= |
存在 |
反設(shè) |
不是(一定不是) |
不都是 |
≤(≥) |
一個也沒有 (都不是) |
至少 有2個 |
≠ |
不存在 |
2、如果已知pq,則有四種說法:(1)p是q的充分條件,(2)q是p的必要條件,(3)p的一個必要條件是q,(4)q的一個充分條件是P。
練習(xí):(1)若ØP是ØQ的必要不充分條件,則P是Q的(A)
A 充分而不必要條件,B 必要不充分條件,C 充要條件,D 既不充分與必要條件
(2)“或”是“”成立的 條件(填“充分不必要”、“必要不充分”、“充要”、“既不充分也不必要”中的一個).
1、四種命題:一般地,用p和q分別表示原命題的條件和結(jié)論,用﹁p或﹁q分別表示p和q的否定,則四種命題的形式是:(1)原命題:若p則q,(2)逆命題:若q則p,(3)否命題:若﹁p 則﹁q ,(4)逆否命題:若﹁q 則﹁p,
四種命題的真假關(guān)系:一個命題與它的逆否命題是等價的,其逆命題與它的否命題也是等價的。要注意區(qū)別“否命題”與“命題的否定”:若原命題是“若P則Q”,則這個命題的否定是“若P則非Q”,而它的否命題是“若非P則非Q”。但對于“全稱命題”與“特稱命題”是互為否定的。
3、線性規(guī)劃中的幾個幾何意義:
第十八講常用的邏輯用語
2、設(shè)點(diǎn)P(x,y),Q(x,y),若Ax+By+C與Ax+By+C同號則P,Q在直線l的同側(cè),異號則在直線l的異側(cè)。
(二)恒成立問題:解恒成立問題常用方法:①分離參數(shù)法;②數(shù)形結(jié)合;③轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問題。你能清楚何時用何種方法嗎?
常見題型:①若在上恒成立,則;若在上恒成立,則。②若在上有解,則;若在上無解,則。(注:為常數(shù)。)③在上恒成立,是對于任意的,必須大于嗎?應(yīng)該怎樣解?(不是。通常移項(xiàng),使即可;若的最值無法求出,則考慮數(shù)形結(jié)合,只需在上的圖像始終在的上方即可。)
(1)一次函數(shù)型:給定一次函數(shù)y=f(x)=ax+b(a≠0),若y=f(x)在[m,n]內(nèi)恒有f(x)>0,則根據(jù)函數(shù)的圖象(直線)可得上述結(jié)論等價于
ⅰ)或ⅱ)亦可合并定成
同理,若在[m,n]內(nèi)恒有f(x)<0,則有
(2)二次函數(shù)型:若二次函數(shù)y=ax2+bx+c=0(a≠0)大于0恒成立,則有
若是二次函數(shù)在指定區(qū)間上的恒成立問題,還可以利用韋達(dá)定理以及根與系數(shù)的分布知識求解。
例1、 設(shè)f(x)=x2-2ax+2,當(dāng)x[-1,+)時,都有f(x)a恒成立,求a的取值范圍。
分析:題目中要證明f(x)a恒成立,若把a(bǔ)移到等號的左邊,則把原題轉(zhuǎn)化成左邊二次函數(shù)在區(qū)間[-1,+)時恒大于0的問題。
法一:解:設(shè)F(x)= f(x)-a=x2-2ax+2-a.
ⅰ)當(dāng)=4(a-1)(a+2)<0時,即-2<a<1時,對一切x[-1,+),F(xiàn)(x) 0恒成立;
ⅱ)當(dāng)=4(a-1)(a+2) 0時由圖可得以下充要條件:
即
得-3a-2;
綜合可得a的取值范圍為[-3,1]。
法二:化為求F(x)= f(x)-a=x2-2ax+2-a.在x[-1,+)上的最小值大于等于0。再對對稱軸的位置進(jìn)行討論。
法三:分離參數(shù)法:再對參數(shù)分類討論:
(3)分離變量型:若在等式或不等式中出現(xiàn)兩個變量,其中一個變量的范圍已知,另一個變量的范圍為所求,且容易通過恒等變形將兩個變量分別置于等號或不等號的兩邊,則可將恒成立問題轉(zhuǎn)化成函數(shù)的最值問題求解。
例2、 已知當(dāng)xR時,不等式a+cos2x<5-4sinx+恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍。
分析:在不等式中含有兩個變量a及x,其中x的范圍已知(xR),另一變量a的范圍即為所求,故可考慮將a及x分離。
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