要判定動點的軌跡是什么圖形,應根據題目的具體條件,采用不同的方法.下面,給出三招判定動點軌跡的形狀的方法,可以起到簡化問題,開闊思路,化繁為簡的作用.
第一招:根據方程判軌跡
先求出動點的軌跡方程,再加以判斷,這是一種常用的方法.
【例1】已知一條長為6的線段兩端點A、B分別在x軸、y軸上滑動,點M在線段AB上,且BM[TX→]=2MA[TX→],求動點M的軌跡.
解: 設A(a,0)、B(0,b)、M(x,y),∵|AB|=6,
∴a2+b2=36. ①
又BM[TX→]=2MA[TX→],∴(x-0,y-b)=2(a-x,0-y),
∴a= 3 2 x,b=3y. ②
將②式代入①式化簡得: x2 16 + y2 4 =1.
所以M點的軌跡是橢圓.
第二招:活用定義判軌跡
有一些題目,直接求軌跡方程不好求,而活用定義判定動點軌跡的形狀,則可以起到事半功倍的作用.
【例2】已知直線l垂直于平面α,交點為O,線段MN的長為4,當M點在直線l上運動,N點在平面α內運動時,線段MN的中點P的軌跡是什么?
解: 當M點或N點與O點重合時,則|OP|= 1 2 #8226;|MN|=2.當M、N兩點都不與O點重合時,連結ON、OP,因為l垂直于平面α,所以OM⊥ON,所以OP為Rt△MON的斜邊MN的中線,所以|OP|= 1 2 |MN|=2.綜上知,點P到定點O的距離為2,所以P點的軌跡是以O為球心,2為半徑的球面.
第三招:巧借截面判軌跡
有一些題目,直接求軌跡方程不好求,定義又用不上,這時巧借截面判定動點軌跡的形狀,可以起到簡化問題,開闊思路的作用.
【例3】已知AB為平面α的斜線段,AB的長為定值,C為平面α內的一個動點,且滿足三角形BAC的面積S為定值,那么C點在平面α內的軌跡是().
A.雙曲線B.圓C.一條直線D.橢圓
解: 因為AB的長為定值,三角形BAC的面積S為定值,所以C點到直線AB的距離為定值,所以C點的軌跡是以直線AB為軸線的圓柱面,又AB為平面α的斜線段,所以平面α與C點所在的圓柱面相交,截面圖形為封閉圖形,所以C點的軌跡是橢圓,故選D.
【例4】已知AB為平面α的斜線段,AB與平面α所成的角∠ABD=60°,C為平面α內的一個動點,且滿足∠BAC=30°,那么C點在平面α內的軌跡是().
A.正方形B.圓C.橢圓D.拋物線
解: 因為滿足∠BAC=30°的C點的軌跡是以射線AB為軸線,射線AC為母線旋轉形成的圓錐面.又因為∠ABD=60°>∠BAC=30°,所以平面α與圓錐面相交,截面圖形為封閉圖形,所以C點的軌跡是橢圓,故選C.
拓展: 本題值得注意的是,∠ABD與∠BAC的大小關系直接影響到截面圖形的形狀.當∠ABD>∠BAC時,截面圖形為橢圓;當∠ABD=∠BAC時,截面圖形為拋物線;當∠ABD<∠BAC時,截面圖形為雙曲線的一支.
另外,當∠ABD=90°時,截面圖形為圓.
點評 :例3、例4若直接求動點的軌跡方程,不好解決.而應先找出動點在空間中的軌跡,再判斷該軌跡與平面α相交所得截面圖形的形狀,從而得到動點軌跡的形狀,其關鍵是先判斷出動點在空間中的軌跡的形狀.
(責任編輯 金 鈴)