二、運用兩非零向量共線的充要條件求軌跡方程。
例1:已知定點a(2,0),點p在曲線x2+y2=1(x≠1)上運動,∠aop的平分線交pa于q,其中o為原點,求點q的軌跡方程。
解: 設q(x,y),p(x1,y1)
-=(x-2,y)
-=( x1-x,y1-y)
又∵-=-=-
∴ -=2-
即:(x-2,y)=2(x1-x,y1-y)
-
解得:-
代入x12+y12=1(x≠1)有:
-(3x-2)2+-y2=1(x≠-)
即所求軌跡方程為:
(x--)2+y2=-(x≠-)
【點撥】用該方法解此類問題簡單明了,若將q視為線段ap的定比分點,運用定比分點公式解本題,則計算過程既繁瑣又容易出錯。
例2:設過點p(x,y)的直線分別與x軸的正半軸和y軸的正半軸交于a、b兩點,點q與點p關于y軸對稱,o為坐標原點,若-=2-,且-·■=1,求p點的軌跡方程。
解:-=2-
∴p分有向線段-所成的比為2
由p(x,y)可得b(0,3y),a(-x,0)
∴- =(--x,3y)
∵q與p關于y軸對稱, ∴q(-x,y),-且 =(-x,y)
∴由-·■=1可得-x2+3y2=1(x>0,y>0)
即所求點p的軌跡方程為-x2+3y2=1(x>0,y>0)
【點撥】求動點軌跡方程時應注意它的完備性與純粹性。化簡過程破壞了方程的同解性,要注意補上遺漏的點或者挖去多余的點。
三、運用兩非零向量垂直的充要條件是求軌跡方程。
例1:如圖,過定點a(a,b)任意作相互垂直的直線l1與l2,且l1與x軸相交于m點,l2與y軸相交于n點,求線段mn中點p的軌跡方程。
解:設p(x,y),則m(2x,0),n(0,2y)
-=(2x-a ,-b)
-=(-a,2y-b)
由-⊥-知-·■=0
∴(2x-a)(-a)+(-b)(2y-b)=0
即所求點p的軌跡方程為2ax+2by=a2+b2
【點撥】用勾股定理解本題,運算繁瑣,若用斜率解本題,又必須分類討論,用向量的方法避免了上述兩種方法的缺陷,使解題優化。
例2:過拋物線y2=8x的焦點f的直線交拋物線于a,b兩點,過原點o作om⊥ab,垂足m,求點m的軌跡方程。
解:設m(x,y), om⊥ab,f(2,0)
∵-·■=0且-=(x,y),-=(2-x,-y)
∴x(2-x)-y2=0,即:x2+y2-2x=0
∴點m的軌跡方程為x2+y2-2x=0