(共55张PPT)
1.了解曲线上的点与方程的解之间的一一对应关系.
2.初步学会“曲线的方程”与“方程的曲线”的概念.
3.初步掌握根据已知条件求曲线方程的方法.
学习目标
XUE
XI
MU
BIAO
内
容
索
引
知识梳理
题型探究
随堂演练
课时对点练
1
知识梳理
PART
ONE
知识点一 曲线的方程与方程的曲线
在平面直角坐标系中,如果曲线C与方程F(x,y)=0之间具有以下关系:
(1)曲线C上的
都是方程F(x,y)=0的解;
(2)以方程F(x,y)=0的解为坐标的点都在
上,则称曲线C为_____
,方程F(x,y)=0为
.
点的坐标
曲线C
方程
F(x,y)=0的曲线
曲线C的方程
知识点二 求曲线的方程
求动点M的轨迹方程的一般步骤:
(1)设动点M的坐标为(x,y)(如果没有平面直角坐标系,需先建立);
(2)写出M满足的
,并将该
用M的
表示出来;
(3)
所得方程是否为M的轨迹方程.
几何条件
几何条件
坐标
化简并检验
思考辨析
判断正误
SI
KAO
BIAN
XI
PAN
DUAN
ZHENG
WU
1.如果曲线C上的点的坐标满足方程F(x,y)=0,则曲线C的方程是F(x,y)=0.( )
2.如果曲线C上的点的坐标满足方程F(x,y)=0,坐标不满足方程F(x,y)=0的点一定不在曲线C上.( )
3.点M的轨迹和点M的轨迹方程是一样的.( )
4.曲线的方程一定是函数.( )
×
√
×
×
2
题型探究
PART
TWO
一、曲线的方程与方程的曲线的概念的理解及应用
例1 (1)(多选)命题“曲线C上的点的坐标都是方程F(x,y)=0的解”是真命题,则下列命题中不正确的是
A.方程F(x,y)=0的曲线是C
B.方程F(x,y)=0的曲线不一定是曲线C
C.F(x,y)=0是曲线C的方程
D.以方程F(x,y)=0的解为坐标的点都在曲线C上
√
√
√
解析 “曲线C上的点的坐标都是方程F(x,y)=0的解”,但“以方程F(x,y)=0的解为坐标的点”不一定在曲线C上,故A,C,D都不正确,B正确.
(2)在平面直角坐标系中,方程|x|·y=1表示的曲线是
√
解析 由题意知x≠0,则方程|x|·y=1,
故选C.
(3)已知方程x2+(y-1)2=10.
①判断点P(1,-2),Q(
,3)是否在此方程表示的曲线上;
反思感悟
(1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解,即直观地说“点不比解多”,称为纯粹性.
(2)以这个方程的解为坐标的点都在曲线上,即直观地说“解不比点多”,称为完备性,只有点和解一一对应,才能说曲线是方程的曲线,方程是曲线的方程.
跟踪训练1 (1)“点M在曲线y2=4x上”是“点M的坐标满足方程y=-2
”的
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
√
(2)若方程x2+k2y2-3x-ky-4=0的曲线过点P(2,1),则k=________.
3或-2
解析 由定义知,方程的曲线上的点的坐标一定满足曲线的方程,
即点P(2,1)满足方程x2+k2y2-3x-ky-4=0,
即4+k2-6-k-4=0,
即k2-k-6=0,
解得k=3或k=-2.
(3)方程x=
表示的图形是
A.两个半圆
B.两个圆
C.圆
D.半圆
√
平方得x2+y2=1(x≥0),对应的曲线为半圆.
二、曲线的交点
例2 已知两曲线的方程为C1:2x-5y+5=0,C2:y=-
,判断两曲线有无交点.若有交点,求出交点;若无交点,请说明理由.
由①②消去y,得2x2+5x+50=0,
③
Δ=25-4×2×50<0,因此方程③无实数解,从而方程组无实数解,
反思感悟
结合曲线方程的定义,两曲线的交点的坐标即为两曲线的方程构成的方程组的解,所以可以把求两曲线的交点坐标的问题转化为解方程组的问题,把讨论交点的个数问题转化为讨论方程组解的个数问题.如果只涉及曲线的一部分,常用到数形结合.
跟踪训练2 已知直线l:y=x+b与曲线C:y=
有两个公共点,求实数b的取值范围.
消去x,得2y2-2by+b2-1=0(y≥0).
(
)
l与曲线C有两个公共点,等价于方程(
)有两个不相等的非负实数解,
如图所示,当直线l与半圆相切时,圆心(0,0)到y=x+b的距离d=1,
当直线l过点(-1,0)时,b=1,
则当直线l与曲线C有两个公共点时,
三、求曲线方程
例3 设圆(x-1)2+y2=1的圆心为C,过坐标原点O作圆C的弦OA,求OA的中点B的轨迹方程.
解 方法一 (直接法)设点B的坐标为(x,y)(x≠0),连接BC.
由题意,得|OB|2+|BC|2=|OC|2,
即x2+y2+[(x-1)2+y2]=1,
方法二 (定义法)设点B的坐标为(x,y)(x≠0),连接BC.
由圆的性质,知BC⊥OA,记OC的中点为M,
方法三 (代入法、相关点法)设点A的坐标为(x1,y1),点B的坐标为(x,y)(x≠0).
所以(2x-1)2+(2y)2=1,
反思感悟
求曲线方程的方法
(1)直接法:当所求动点满足的条件简单明确时,直接按“建系设点、列出条件、代入坐标、整理化简、限制说明”五个基本步骤求轨迹方程.
(2)代入法(相关点法):当题目中有多个动点时,将其他动点的坐标用所求动点的坐标来表示,再代入到其他动点满足的条件或轨迹方程中,整理即得所求动点的轨迹方程.
(3)参数法:选取适当的参数,分别用参数表示动点坐标中的x,y,得出轨迹的参数方程,消去参数,即得其一般方程.
(4)定义法:若能确定动点的轨迹满足某已知曲线的定义,则可由曲线的定义直接写出曲线方程.
跟踪训练3 (1)一个动点P到直线x=8的距离是它到点A(2,0)的距离的2倍,则动点P的轨迹方程为_______________.
3x2+4y2=48
解析 设P(x,y),则|8-x|=2|PA|.
化简,得3x2+4y2=48,
故动点P的轨迹方程为3x2+4y2=48.
(2)动点M在曲线x2+y2=1上移动,M和定点B(3,0)连线的中点为P,求P点的轨迹方程.
解 设P(x,y),M(x0,y0),
因为P为MB的中点,
又因为M在曲线x2+y2=1上,
所以(2x-3)2+4y2=1.
所以P点的轨迹方程为(2x-3)2+4y2=1.
3
随堂演练
PART
THREE
1.方程y=3x-2
(x≥1)表示的曲线为
A.一条直线
B.一条射线
C.一条线段
D.不能确定
√
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3
4
5
解析 方程y=3x-2表示的曲线是一条直线,当x≥1时,它表示一条射线.
2.方程x2+y2=1(xy<0)表示的曲线是
1
2
3
4
5
√
解析 ∵xy<0,当x>0时,y<0,曲线应在第四象限;
当x<0时,y>0,曲线应在第二象限,且与坐标轴均无交点.
3.曲线y=
与xy=2的交点是
A.(1,1)
B.(2,2)
C.直角坐标系内的任意一点
D.不存在
√
1
2
3
4
5
即两曲线无交点.
1
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4
5
4.若曲线ax2+by2=4过点A(0,-2),B
,则a=____,b=____.
4
1
5.若动点P在y=2x2+1上移动,则点P与点Q(0,-1)连线的中点的轨迹方程为_________.
y=4x2
解析 设PQ的中点为M(x,y),且P(x0,y0),
即2y+1=8x2+1,即y=4x2为所求的轨迹方程.
1
2
3
4
5
1.知识清单:
(1)曲线的方程与方程的曲线的定义.
(2)曲线的交点.
(3)求曲线的方程(动点的轨迹方程).
2.方法归纳:数形结合、分类讨论.
3.常见误区:动点的轨迹与动点的轨迹方程是不同的,易忽视,求得方程后易漏掉检验.
课堂小结
KE
TANG
XIAO
JIE
4
课时对点练
PART
FOUR
基础巩固
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1.“曲线C上的点的坐标都是方程F(x,y)=0的解”是“曲线C的方程是F(x,y)=0”的
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
√
解析 结合曲线方程的定义易得.
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2.方程|x|-|y|=0表示的图形是
√
解析 由|x|-|y|=0知y=±x,即表示第一、三象限角平分线或第二、四象限角平分线.
3.平面内有两定点A,B,且|AB|=4,动点P满足
=4,则点P的轨迹是
A.线段
B.半圆
C.圆
D.直线
√
解析 以AB的中点为原点,以AB所在的直线为x轴建立平面直角坐标系,
则A(-2,0),B(2,0).
设P(x,y),
∴x2+y2=4.
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4.与点A(-1,0)和点B(1,0)的连线的斜率之积为-1的动点P的轨迹方程是
A.x2+y2=1
B.x2+y2=1(x≠±1)
C.y=
D.x2+y2=9(x≠0)
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√
整理得x2+y2=1,又kPA,kPB存在,所以x≠±1.
所以所求轨迹方程为x2+y2=1(x≠±1).
5.(多选)若曲线C的方程为y=2x-1(1
A.(0,0)
B.(7,15)
C.(2,3)
D.(4,7)
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√
√
解析 由y=2x-1(16.(多选)下列方程对应的曲线与曲线y=x是同一条曲线的是
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7.点A(1,-2)在曲线x2-2xy+ay+5=0上,则a=_____.
5
解析 由题意可知点(1,-2)是方程x2-2xy+ay+5=0的一组解,
即1+4-2a+5=0,
解得a=5.
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8.已知定点A(0,1),直线l1:y=-1,记过点A且与直线l1相切的圆的圆心为点C.则动点C的轨迹方程为__________.
x2=4y
解析 设动点C(x,y),根据题意可知,点C到点A的距离与到直线l1:y=-1的距离相等,
两边平方整理得x2=4y.
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9.已知曲线C的方程为x=
,说明曲线C是什么样的曲线,并求该曲线与y轴围成的图形的面积.
所以所求图形的面积为2π.
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10.如图,过点P(2,4)作两条互相垂直的直线l1,l2,若l1交x轴于A点,l2交y轴于B点,求线段AB的中点M的轨迹方程.
解 设点M的坐标为(x,y).
∵M为线段AB的中点,
∴点A的坐标为(2x,0),点B的坐标为(0,2y).
∵l1⊥l2,且l1,l2过点P(2,4),
∴PA⊥PB,kPA·kPB=-1.
整理,得x+2y-5=0(x≠1).
∵当x=1时,A,B的坐标分别为(2,0),(0,4),
∴线段AB的中点坐标是(1,2),它满足方程x+2y-5=0.
综上所述,点M的轨迹方程是x+2y-5=0.
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综合运用
11.关于方程x(x2+y2-1)=0和x2+(x2+y2-1)2=0所表示的图形叙述正确的是
A.表示的图形都是一条直线和一个圆
B.表示的图形都是两个点
C.前者表示一条直线和一个圆,后者表示两个点
D.前者表示两个点,后者表示一条直线和一个圆
√
解析 x(x2+y2-1)=0?x=0或x2+y2=1,
表示直线x=0和圆x2+y2=1.
表示点(0,1),(0,-1).故选C.
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12.已知方程y=a|x|和y=x+a(a>0)所确定的两条曲线有两个交点,则a的取值范围是
A.a>1
B.0C.01
D.a∈?
√
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解析
∵a>0,∴方程y=a|x|和y=x+a(a>0)的图像大致如图,要使方程y=a|x|和y=x+a(a>0)所确定的两条曲线有两个交点,则要求y=a|x|在y轴右侧的斜率大于y=x+a的斜率,∴a>1.
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A.xy=-1
B.xy=1
C.y2-x2=2
D.y2-x2=1
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解析 设平面内曲线C上的点P(x,y),
∵点P′在曲线x2-y2=2上,
整理得xy=-1.
14.给出下列说法:
①方程
=1表示斜率为1,在y轴上的截距为-2的直线;
②到x轴距离为2的点的轨迹方程为y=-2;
③方程(x2-4)2+(y2-4)2=0表示四个点.
其中正确说法的序号是______.
③
解析 对于①,方程
=1表示斜率为1,在y轴上的截距为-2的直线(除掉点(2,0)),所以①错误;
对于②,到x轴距离为2的点的轨迹方程为y=-2或y=2,所以②错误;
对于③,方程(x2-4)2+(y2-4)2=0表示点(-2,2),(-2,-2),(2,-2),(2,2)四个点,所以③正确.
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拓广探究
15.直线l:y=k(x-5)(k≠0)与圆O:x2+y2=16相交于A,B两点,O为圆心,
当k变化时,则弦AB的中点M的轨迹方程为_________________________.
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解析 设M(x,y),易知直线恒过定点P(5,0),
得|OP|2=|OM|2+|MP|2,
∵点M应在圆内,
再由OM⊥MP,
∴所求的轨迹为圆内的部分.
∴x2+y2+(x-5)2+y2=25,
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解 当过M点的直线斜率为零或斜率不存在时,
不可能与曲线有两个公共点.
故设直线方程为y-2=k(x-1)(k≠0),
消去x,得y2-(2-k)y-ka=0.
①
当此方程有两个不同的根,即方程组有两个不同的解时,直线与曲线有两个不同的交点.
∴Δ=[-(2-k)]2+4ka>0.
设方程①的两根分别为y1,y2,
由根与系数的关系,得y1+y2=2-k.
又∵y1+y2=a,∴k=2-a,
代入Δ>0中,得a2+4a(2-a)>0,
又∵k≠0,
∴2-a≠0,即a≠2.
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