??x′=kx,?
?y′=y?
的伸缩变换.
(2)在平面经过伸缩变换,直线伸缩后仍为直线;圆伸缩后可能是圆或椭圆;椭圆伸缩后可能是椭圆或圆;双曲线伸缩后仍为双曲线;抛物线伸缩后仍为抛物线.
3xy本例中若x轴的单位长度为y轴上单位长度的,则椭圆+=1的图形如何?
52593
解:如果y轴上的单位长度不变,x轴的单位长度缩小为原来的,
53??x′=x,5即???y′=y,
2
2
则+=1的图形变为圆. 259
本课时主要考查平面直角坐标系中曲线的求解,常与平面几何知识结合.
[考题印证]
设λ>0,点A的坐标为(1,1),点B在抛物线y=x上运动,点Q满足BQ=λQA,经过点Q与x轴垂直的直线交抛物线于点M,点P满足QM=λMP,求点P的轨迹方程.
[命题立意] 本题考查直线和抛物线的方程、平面向量的概念、
性质与运算、动点的轨迹方程等基本知识,考查灵活运用知识探究问题和解决问题的能力,全面考核综合数学素养.
[自主尝试] 由QM=λMP知Q,M,P三点在同一条垂直于x轴的直线上, 故可设P(x,y),Q(x,y0),M(x,x), 则x-y0=λ(y-x),即
2
2
2
2
x2y2
y0=(1+λ)x2-λy.①
再设B(x1,y1),由BQ=λQA, 即(x-x1,y0-y1)=λ(1-x,1-y0),
??x1=解得?
?y1=?
+λ+λ
x-λ,y0-λ.
②
将①式代入②式,消去y0,得
??x1=?
?y1=?
+λ+λ
x-λ,
22
x-λ
2
+λy-λ.
2
③
又点B在抛物线y=x上,所以y1=x1, 再将③式代入y1=x1,
得(1+λ)x-λ(1+λ)y-λ=[(1+λ)x-λ],
(1+λ)x-λ(1+λ)y-λ=(1+λ)x-2λ(1+λ)x+λ, 2λ(1+λ)x-λ(1+λ)y-λ(1+λ)=0. 因λ>0,两边同除以λ(1+λ),得2x-y-1=0. 故所求点P的轨迹方程为y=2x-1.
22
22
2
22
2
2
[对应学生用书P4]
一、选择题
1.方程x+xy=0的曲线是( ) A.一个点 C.两条直线
B.一条直线 D.一个点和一条直线
2
解析:选C 方程变形为x(x+y)=0,∴x=0或x+y=0,而方程x=0,x+y=0表示的是直线,∴C正确.
12.已知△ABC的底边BC长为12,且底边固定,顶点A是动点,且sin B-sin C=sin
2
A,若以底边BC为x轴、底边BC的中点为原点建立平面直角坐标系,则点A的轨迹方程是
( )
A.-=1 927C.
-=1 279
x2y2
B.-=1(x<-3) 927D.
-=1(x<-3) 279
x2y2
x2y2x2y2
解析:选B 由题意知,B(-6,0),C(6,0) 11
由sin B-sin C=sin A得b-c=a=6,
22即|AC|-|AB|=6.
所以点A的轨迹是以B(-6,0),C(6,0)为焦点,2a=6的双曲线的左支且y≠0.其方程为
x2
9
-=1(x<-3).
27
1
3.已知一椭圆的方程为+=1,如果x轴上的单位长度为y轴上单位长度的,则1642
y2
x2y2
该椭圆的形状为( )
1
解析:选B 如果y轴上的单位长度保持不变,x轴上的单位长度缩小为原来的,则该2椭圆的形状为选项B中所示.
4.平面内有一条固定线段AB,|AB|=4,动点P满足|PA|-|PB|=3,O为AB的中点,则|OP|的最小值是( )
3A. 2C.2
1B. 2D.3
解析:选A 以AB的中点O为原点,AB所在直线为x轴建立平面直角坐标系,如图,则点P的轨迹是以A,B为焦点的双曲线的一部分.2c=4,c=3
2,2a=3,∴a=.
2
97222
∴b=c-a=4-=. 44
3
∴点P的轨迹方程为-=1(x≥).
97244
3
由图可知,点P为双曲线与x轴的右交点时,|OP|最小,|OP|的最小值是. 2二、填空题
5.已知点A(-2,0),B(-3,0),动点P(x,y)满足PA·PB=x+1,则点P的轨迹方程是________.
解析:由题意得PA=(-2-x,-y),PB=(-3-x,-y). ∴PA·PB=(-2-x)(-3-x)+(-y)=x+1. 即y+5x+5=0. 答案:y+5x+5=0
6.在平面直角坐标系中,O为原点,已知两点A(4,1),B(-1,3),若点C满足OC=2
2
2
2
2
x2y2
mOA+nOB,其中m,n∈[0,1],且m+n=1,则点C的轨迹方程为________.
解析:由题意知,A,B,C三点共线且C在线段AB上,点A,B所在的直线方程为2x+5y-13=0,且点C的轨迹为线段AB,所以,点C的轨迹方程为2x+5y-13=0,x∈[-1,4].
答案:2x+5y-13=0(-1≤x≤4)
7.在平面直角坐标系中,设点P(x,y),定义|OP|=|x|+|y|,其中O为坐标原点,对以下结论:
①符合|OP|=1的点P的轨迹围成图形面积为2;
②设P为直线5x+2y-2=0上任意一点,则|OP|的最小值为1;
③设P为直线y=kx+b(k,b∈R)上任意一点,则“使|OP|最小的点P有无数个”的必要不充分条件是“k=±1”.
其中正确的结论有________.(填序号) 解析:在①中,由于|OP|=1
y=-x+1,0≤x≤1,??y=-x-1,-1≤x≤0,??y=x+1,-1≤x≤0,??y=x-1,0≤x≤1,
其图像如图
?1?故其面积为2×?×2×1?=2.
?2?
故①正确. 在②中,当P?
25?25?
<1, ,0?时,|OP|=|x|+|y|=5?5?
∴|OP|的最小值不为1,故②错误.
在③中,∵|x|+|y|≥|x+y|=|(k+1)x+b|, 当k=-1时,|x|+|y|≥|b|满足题意, 即|x|+|y|≥|x-y|=|(k-1)x-b|,
当k=1时,|x|+|y|≥|b|满足题意,故③正确. 答案:①③
8.曲线C是平面内与两个定点F1(-1,0)和F2(1,0)的距离的积等于常数a(a>1)的点的轨迹.给出下列三个结论:
2
①曲线C过坐标原点; ②曲线C关于坐标原点对称;
12
③若点P在曲线C上,则△F1PF2的面积不大于a.
2其中,所有正确结论的序号是________.
解析:因为原点O到两个定点F1(-1,0),F2(1,0)的距离的积是1,而a>1,所以曲线
C不过原点,即①错误;因为F1(-1,0),F2(1,0)关于原点对称,所以|PF1||PF2|=a2对应
111
的轨迹关于原点对称,即②正确;因为S△F1PF2=|PF1||PF2|sin ∠F1PF2≤|PF1||PF2|=
222
a2,即面积不大于a2,所以③正确.
答案:②③ 三、解答题
9.如图所示,△ABC中,角A,B,C所对三边分别为a,b,c,且
1
2
B(-1,0),C(1,0).
(1)求满足b>a>c,b,a,c成等差数列时,顶点A的轨迹方程. 1
(2)在x轴上的单位长度为y轴上单位长度的倍的平面直角坐标系2中作出(1)中轨迹.
解:(1)∵b,a,c成等差数列, ∴b+c=2a=2×2=4.
即|AB|+|AC|=4>|BC|=2符合椭圆定义条件. 动点A(x,y)的轨迹是椭圆,且
?2a=4,????2c=2,
∴?
?a=2,?
??c=1,
∴A点的轨迹方程是+=1.
43
由于b>c,即|AC|>|AB|,可知A点轨迹是椭圆左半部分,还必须除去点(0,-3),(0,3).
∵A,B,C构成三角形,∴必须除去点(-2,0). ∴所求轨迹方程为+=1 (-2 43 1xy(2)如果y轴上的单位长度不变,x轴上的单位长度缩小为原来的,+=1(-2 243的图形为图示. 2 2 x2y2 x2y2