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求与两定点A、B满足|PA|2-|PB|2=k2(k是常数)的动点P的轨迹方程.

思路解析:求轨迹方程通常采用直接法,根据题目给出的条件,按照上面五个步骤求解即可.

解法一:如上图,取两定点A和B的连线为x轴,过AB的中点且与AB垂直的直线为y轴建立直角坐标系.

设A(-a,0)、B(a,0)、P(x,y),则

|PA|2=(x+a)2+y2,|PB|2=(x+a)2+y2.

据题意,|PA|2-|PB|2=k2,有[(x+a)2+y2]-[(x-a)2+y2]=k2,得4ax=k2.

由于k是常数,且a≠0,所以x=为动点的轨迹方程,即动点P的轨迹是一条垂直于x轴的直线.

解法二:如上图,取A与B两点的连线为x轴,过A点且与AB垂直的直线为y轴建立坐标系.

设A(0,0)、B(a,0)、P(x,y),则|PA|2=x2+y2,|PB|2=(x-a)2+y2.

据题意,|PA|2-|PB|2=k2,有(x2+y2)-[(x-a)2+y2]=k2

得x=,即动点P的轨迹方程为x=,它是平行于y轴的一条直线.

解法三:如上图建立坐标系,设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x,y),则

|PA|2=(x-x12+(y-y1)2,

|PB|2=(x-x22+(y-y2)2,

据题意,|PA|2-|PB|2=k2,有[(x-x12+(y-y1)2]-[(x-x22+(y-y2)2]=k2

整理后,得到点P的轨迹方程为

2(x2-x1)x+2(y2-y1)y+x12+y12-x22-y22-k2=0,它是一条直线.

深化升华

    由上面介绍的三种解法可以看到:对于同一条直线,在不同的坐标系中,方程不同.适当建立坐标系如解法一、解法二得到的方程形式简单、特征明显,一看便知是直线.而解法三得到的方程烦琐、冗长,若以此为基础研究其他问题,会引起不必要的麻烦.因此,在求曲线方程时,根据具体情况适当选取坐标系十分重要.另外,也要注意到本题所求的是轨迹的方程,在作解答表述时应强调曲线的方程,而不是曲线.


练习册系列答案
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科目:高中数学 来源: 题型:

已知椭圆C焦点在x轴上,其长轴长为4,离心率为
3
2

(1)设过定点M(0,2)的直线l与椭圆C交于不同的两点A、B,且∠AOB为锐角(其中O为坐标原点),求直线l的斜率k的取值范围;
(2)如图,过原点O任意作两条互相垂直的直线与椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)相交于P,S,R,Q四点,设原点O到四边形PQSR一边的距离为d,试求d=1时a,b满足的条件.

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0),
(1)若椭圆的长轴长为4,离心率为
3
2
,求椭圆的标准方程;
(2)在(1)的条件下,设过定点M(0,2)的直线l与椭圆C交于不同的两点A,B,且∠AOB为锐角(O为坐标原点),求直线l的斜率k的取值范围;
(3)过原点O任意作两条互相垂直的直线与椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)相交于P,S,R,Q四点,设原点O到四边形PQSR的一边距离为d,试求d=1时a,b满足的条件.

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科目:高中数学 来源: 题型:

精英家教网已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的一个焦点到长轴的两个端点的距离分别为2+
3
和2-
3

(1)求椭圆的方程;
(2)设过定点M(0,2)的直线l与椭圆C交于不同的两点A、B,且∠AOB为锐角(其中O为坐标原点),求直线l的斜率k的取值范围.
(3)如图,过原点O任意作两条互相垂直的直线与椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)交于P,S,R,Q四点,设原点O到四边形PQSR一边的距离为d,试求d=1时a,b满足的条件.

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科目:高中数学 来源:中学教材标准学案 数学 高二上册 题型:044

求与两定点A、B满足|PA|2-|PB|2=4的动点P的轨迹方程.

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