解析几何中的轨迹问题是高中数学的难点之一,高三复习时我们应该通过变换对这类问题进行比较、归纳,提高复习效率,下面是对弦中点轨迹问题的探讨。
例. 已知圆
,直线l经过点A(1,2)并与圆C交于M、N两点,当l的倾斜角变化时,求弦MN的中点轨迹方程。解:设弦中点为P(x,y),则
∴
为所求轨迹方程变换:已知椭圆C:
和点P(1,2),直线l经过点P并与椭圆C交于A、B两点,求当l倾斜角变化时,弦中点的轨迹方程。解:设弦中点为M(x,y),交点为
。当M与P不重合时,A、B、M、P四点共线。∴
①由
,两式相减得
又
∴
②由①②可得:
③
当点M与点P重合时,点M坐标为(1,2),适合方程③。
∴弦中点的轨迹方程为:
[问题]
1. 变换中的椭圆换成双曲线、抛物线,解题方法完全一样吗?
2. 当直线过定点而倾斜角变化时,直线与圆锥曲线所交弦的中点轨迹与原曲线类型相同吗?