曲线与方程课件

2.1曲线与方程曲线与方程2.1.1曲线与方程曲线与方程2020年10月2日12.1 曲线与方程2.1.1 曲线与方程2020年10月为什么为什么?复习回顾复习回顾:我我们研究了直研究了直线和和圆的方程的方程.1.经过点点P(0,b)和斜率为和斜率为k的直线的直线l的方程的方程为为_2.在直角坐标系中在直角坐标系中,平分第一、三象限的平分第一、三象限的直线方程是直线方程是_3.圆心为圆心为C(a,b),半径为半径为r的圆的圆C的方程的方程为为_.x-y=02020年10月2日2为什么?复习回顾:我们研究了直线和圆的方程.x-点的横坐标与纵坐标相等点的横坐标与纵坐标相等x=y（或x-y=0）第一、三象限角平分线第一、三象限角平分线含有关系含有关系：x-y=0 xy0（1）上点的坐标都是方程上点的坐标都是方程x-y=0的解的解（2）以方程以方程x-y=0的解为坐标的点都的解为坐标的点都在在 上上曲线曲线条件条件方程方程坐标系中坐标系中,平分第一、三象限的直线方程是平分第一、三象限的直线方程是x-y=0思考思考?2020年10月2日3点的横坐标与纵坐标相等x=y（或x-y=0）第一、三象限角圆心为圆心为C(a,b),半径为半径为r的圆的圆C的方程为的方程为:思考思考?2020年10月2日4圆心为C(a,b),半径为r的圆C的方程为:思考?2020(1)曲线上点的坐标都是这个方程的解曲线上点的坐标都是这个方程的解;(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点.那么,这个方程叫做曲线的方程曲线的方程;这条曲线叫做方程的曲线方程的曲线.定义定义:1.曲线的方程曲线的方程反映的是图形所满足的数量关系反映的是图形所满足的数量关系;方程的曲线方程的曲线反映的是数量关系所表示的图形反映的是数量关系所表示的图形.f(x,y)=00 xy一般地一般地,在直角坐标系中在直角坐标系中,如果某曲线如果某曲线C(看看作点的集合或适合某种条件的点的轨迹作点的集合或适合某种条件的点的轨迹)上的点上的点与一个二元方程与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立了如下的实数解建立了如下的关系的关系:说明说明:2020年10月2日5(1)曲线上点的坐标都是这个方程的解;定义:1.曲线的方程2.“曲线上的点的坐标都是这个方程曲线上的点的坐标都是这个方程的解的解”,阐阐明曲线上没有坐标不满足方程的点，也就是说明曲线上没有坐标不满足方程的点，也就是说曲线上所有的点都符合这个条件而毫无例外曲线上所有的点都符合这个条件而毫无例外.（纯粹性）（纯粹性）.3.“以这个方程的解为坐标的点都在曲线上以这个方程的解为坐标的点都在曲线上”,阐阐明符合条件的所有点都在曲线上而毫无遗漏明符合条件的所有点都在曲线上而毫无遗漏.（完备性）（完备性）.由曲线的方程的定义可知由曲线的方程的定义可知:如果曲线如果曲线C的方程是的方程是f(x,y)=0，那么点，那么点P0(x0,y0)在曲线在曲线C上的上的充要条件充要条件是是f(x0,y0)=02020年10月2日62.“曲线上的点的坐标都是这个方程 的解”,阐明曲线上没有例例1:判断下列命题是否正确判断下列命题是否正确解解:(1)不正确，不具备不正确，不具备(2)完备性，应为完备性，应为x=3,(2)不正确不正确,不具备不具备(1)纯粹性，应为纯粹性，应为y=1.(3)正确正确.(4)不正确不正确,不具备不具备(2)完备性完备性,应为应为x=0(-3y0).(1)过点过点A（3，0）且垂直于）且垂直于x轴的直线的方程轴的直线的方程为为x=3(2)到到x轴距离等于轴距离等于1的点组成的直线方程为的点组成的直线方程为y=1(3)到两坐标轴的距离之积等于到两坐标轴的距离之积等于1的点的轨迹方的点的轨迹方程为程为xy=1(4)ABC的顶点的顶点A(0,-3)，B(1,0)，C(-1,0)，D为为BC中点，则中线中点，则中线AD的方程的方程x=02020年10月2日7例1:判断下列命题是否正确解:(1)不正确，不具备(2)完例例2.证明与两条坐标轴的距离的积是常数证明与两条坐标轴的距离的积是常数k(k0)的点的轨迹方程是的点的轨迹方程是xy=k.M2020年10月2日8例2.证明与两条坐标轴的距离的积是常数k(k0)的点的轨迹2020年10月2日92020年10月2日9第一步，设M(x0,y0)是曲线C上任一点，证明(x0,y0)是f(x,y)=0的解；归纳:证明已知曲线的方程的方法和步骤第二步，设(x0,y0)是f(x,y)=0的解，证明点M(x0,y0)在曲线C上.2020年10月2日10 第一步，设 M(x0,y0)是曲线C上任一点，证明(x练习练习1:下列各题中，下图各曲线的曲线方程是下列各题中，下图各曲线的曲线方程是所列出的方程吗？为什么？所列出的方程吗？为什么？(1)曲线曲线C为过点为过点A(1，1)，B(-1，1)的折的折线线(如图如图(1)其方程为其方程为(x-y)(x+y)=0;(2)曲线曲线C是顶点在原点的抛物线其方程是顶点在原点的抛物线其方程为为x+=0;(3)曲线曲线C是是,象限内到象限内到x轴，轴，y轴的距轴的距离乘积为离乘积为1的点集其方程为的点集其方程为y=。10 xy-110 xy-11-2210 xy-11-2212020年10月2日11练习1:下列各题中，下图各曲线的曲线方程是所列出的方程吗？为练习练习2:下述方程表示的图形分别是下图下述方程表示的图形分别是下图中的哪一个？中的哪一个？-=0|x|-|y|=0 x-|y|=011OXY11OXY11OXY-1-111OXY-1ABCD2020年10月2日12练习2:下述方程表示的图形分别是下图中的哪一个？练习练习3:若命题若命题“曲线曲线C上的点的坐标满足方程上的点的坐标满足方程f(x,y)=0”是正确的是正确的,则下列命题中正确的是则下列命题中正确的是()A.方程方程f(x,y)=0所表示的曲线是所表示的曲线是CB.坐标满足坐标满足f(x,y)=0的点都在曲线的点都在曲线C上上C.方程方程f(x,y)=0的曲线是曲线的曲线是曲线C的一部分或是曲的一部分或是曲线线CD.曲线曲线C是方程是方程f(x,y)=0的曲线的一部分或是全的曲线的一部分或是全部部D2020年10月2日13练习3:若命题“曲线C上的点的坐标满足方程f(x,y)=0”C练习练习4:设圆设圆M的方程为的方程为,直线直线l的方程为的方程为x+y-3=0,点点P的坐标为的坐标为(2,1),那么那么()A.点点P在直线上，但不在圆上在直线上，但不在圆上B.点点P在圆上，但不在直线上；在圆上，但不在直线上；C.点点P既在圆上，也在直线上既在圆上，也在直线上D.点点P既不在圆上，也不在直线上既不在圆上，也不在直线上练习练习5:已知方程已知方程的曲线经过的曲线经过点点,则则m=_,n=_.2020年10月2日14C练习4:设圆M的方程为 2020年10月2日152020年10月2日152.1.2求曲线的方程求曲线的方程（1）2020年10月2日162.1.2求曲线的方程（1）2020年10月2日16复习回顾复习回顾2.练习：练习：(1)设设A(2,0)、B(0,2)，能否说能否说线段线段AB的方程为的方程为x+y-2=0?(2)方程方程x2-y2=0表示的图形是表示的图形是_1.复习曲线的方程和方程的曲线的概念复习曲线的方程和方程的曲线的概念3.证明已知曲线的方程的方法和步骤证明已知曲线的方程的方法和步骤2020年10月2日17复习回顾2.练习：1.复习曲线的方程和方程的曲线的概念3.上一节，我们已经建立了曲线的方程上一节，我们已经建立了曲线的方程.方程的方程的曲线的概念曲线的概念.利用这两个重要概念，就可以借助利用这两个重要概念，就可以借助于坐标系，用坐标表示点，把曲线看成满足某于坐标系，用坐标表示点，把曲线看成满足某种条件的点的集合或轨迹，用曲线上点的坐标种条件的点的集合或轨迹，用曲线上点的坐标（x,y）所满足的方程）所满足的方程f(x,y)=0表示曲线，通过表示曲线，通过研究方程的性质间接地来研究曲线的性质研究方程的性质间接地来研究曲线的性质.这一这一节，我们就来学习这一方法节，我们就来学习这一方法.“数形结合数形结合”数学思想的数学思想的基础基础2020年10月2日18 上一节，我们已经建立了曲线的方程.方程的曲线的概念.利用这1解析几何与坐解析几何与坐标法：法：我我们把借助于坐把借助于坐标系研究几何系研究几何图形的方法叫做形的方法叫做坐坐标法法.在数学中，用坐在数学中，用坐标法研究几何法研究几何图形的知形的知识形成了一形成了一门叫叫解析几何解析几何的学科的学科.因此，解析几何是用代数方法研究因此，解析几何是用代数方法研究几何几何问题的一的一门数学学科数学学科.2平面解析几何研究的主要问题：平面解析几何研究的主要问题：（1）根据已知条件，求出表示平面曲线的方程；）根据已知条件，求出表示平面曲线的方程；（2）通过方程，研究平面曲线的性质）通过方程，研究平面曲线的性质.说明：本节主要讨论求解曲线方程的一般步骤说明：本节主要讨论求解曲线方程的一般步骤.2020年10月2日191解析几何与坐标法：2平面解析几何研究的主要问题：202.由两点由两点间的距离公式，点的距离公式，点M所适合条件可表示所适合条件可表示为：将上式两将上式两边平方，整理得：平方，整理得：x+2y7=0 我我们证明方程明方程是是线段段AB的垂直平的垂直平分分线的方程的方程.（1）由求方程的）由求方程的过程可知，垂直平程可知，垂直平分分线上每一点的坐上每一点的坐标都是方程都是方程解；解；（2）设点点M1的坐的坐标（x1,y1）是方程）是方程的解，即的解，即:x+2y17=0 x1=72y1解解:设设M(x,y)是线段是线段AB的垂直平分线上任意一点的垂直平分线上任意一点,也就也就是点是点M属于集合属于集合例例2.设设A、B两点的坐标是两点的坐标是(1,1)，(3,7)，求线段求线段AB的垂直平分线的方程的垂直平分线的方程.2020年10月2日20.将上式两边平方，整理得：解:设M(x,y)是线段AB的垂直即点即点M1在在线段段AB的垂直平分的垂直平分线上上.由由(1)、(2)可知方程可知方程是是线段段AB的垂直平分的垂直平分线的方程的方程.点点M1到到A、B的距离分别是的距离分别是2020年10月2日21即点M1在线段AB的垂直平分线上.点M1到A、B的距离分别是由上面的例子可以看出，求曲线（图形）的方由上面的例子可以看出，求曲线（图形）的方程，一般有下面几个步骤：程，一般有下面几个步骤：说明：说明：一般情况下，化简前后方程的解集是相一般情况下，化简前后方程的解集是相同的，步骤（同的，步骤（5）可以省略不写，如有特殊情况，）可以省略不写，如有特殊情况，可适当予以说明可适当予以说明.另外，根据情况，也可以省略另外，根据情况，也可以省略步骤（步骤（2），直接列出曲线方程），直接列出曲线方程.(1)建系设点：建系设点：建立适当的坐标系建立适当的坐标系,用有序实数用有序实数对（对（x,y）表示曲线上任意一点）表示曲线上任意一点M的坐标；的坐标；(2)列式列式:写出适合条件写出适合条件p的点的点M集合集合P=M|p(M)(3)代换代换:用坐标表示条件用坐标表示条件p(M),列出方程列出方程f(x,y)=0;(4)化简化简:化方程化方程f(x,y)=0为最简形式；为最简形式；(5)审查审查:说明以化简后的方程的解为坐标的点说明以化简后的方程的解为坐标的点都在曲线上都在曲线上.2020年10月2日22由上面的例子可以看出，求曲线（图形）的方程，一般有下面几个步例例3.已知一条直线已知一条直线l和它上方的一个点和它上方的一个点F，点，点F到到l的距离是的距离是2,一条曲线也在一条曲线也在l的上方，它上面的每的上方，它上面的每一点到一点到F的距离减去到的距离减去到l的距离的差都是的距离的差都是2,建立建立适当的坐标系，求这条曲线的方程适当的坐标系，求这条曲线的方程.取直线取直线l为为x轴轴,过点过点F且垂直于直线且垂直于直线l的直线为的直线为y轴轴,建立坐标系建立坐标系xOy,解：解：2)列式列式3）代换）代换4)化简化简5）审查）审查1）建系设点）建系设点因因为曲曲线在在x轴的上方，所以的上方，所以y0,所以曲所以曲线的方程是的方程是 设点设点M(x,y)是曲线上任意一点，是曲线上任意一点，MB x轴，垂足是轴，垂足是B，2020年10月2日23例3.已知一条直线l和它上方的一个点F，点F到l的距离是2,通过上述两个例题了解坐标法的解题方法，通过上述两个例题了解坐标法的解题方法，明确建立适当的坐标系是求解曲线方程的基础；明确建立适当的坐标系是求解曲线方程的基础；同时，根据曲线上的同时，根据曲线上的点所要适合的条件列出等点所要适合的条件列出等式式，是求曲线方程的，是求曲线方程的重要环节重要环节，在这里常用到，在这里常用到一些基本公式，如一些基本公式，如两点间距离公式两点间距离公式，点到直线点到直线的距离公式的距离公式，直线的斜率公式直线的斜率公式，中点公式中点公式等等，因此先要了解上述知识，必要时作适当复习因此先要了解上述知识，必要时作适当复习.2020年10月2日24 通过上述两个例题了解坐标法的解题方法，明确建立适当的坐标2.1.2求曲线的方程求曲线的方程（2）2020年10月2日252.1.2 求曲线的方程（2）2020年10月2日25求曲线（图形）的方程步骤：求曲线（图形）的方程步骤：说明：说明：一般情况下，化简前后方程的解集是相一般情况下，化简前后方程的解集是相同的，步骤（同的，步骤（5）可以省略不写，如有特殊情况，）可以省略不写，如有特殊情况，可适当予以说明可适当予以说明.另外，根据情况，也可以省略另外，根据情况，也可以省略步骤（步骤（2），直接列出曲线方程），直接列出曲线方程.(1)建系设点：建系设点：建立适当的坐标系建立适当的坐标系,用有序实数用有序实数对（对（x,y）表示曲线上任意一点）表示曲线上任意一点M的坐标；的坐标；(2)列式列式:写出适合条件写出适合条件p的点的点M集合集合P=M|p(M)(3)代换代换:用坐标表示条件用坐标表示条件p(M),列出方程列出方程f(x,y)=0;(4)化简化简:化方程化方程f(x,y)=0为最简形式；为最简形式；(5)审查审查:说明以化简后的方程的解为坐标的点说明以化简后的方程的解为坐标的点都在曲线上都在曲线上.复习回顾复习回顾2020年10月2日26求曲线（图形）的方程步骤：说明：一般情况下，化简前后方程的解解解:练习练习1.2.B2020年10月2日27解:练习1.2.B2020年10月2日27B3.4.到到F(2，0)和和y轴的距离相等的动点的轨迹方轴的距离相等的动点的轨迹方程是程是_解解:设动点为设动点为(x，y)，则由题设得，则由题设得化简得化简得:y2=4(x-1)这就是所求的轨迹方程这就是所求的轨迹方程.y2=4(x-1)2020年10月2日28B3.4.到F(2，0)和y轴的距离相等的动点的轨迹方程是_5.在三角形在三角形ABC中，若中，若|BC|=4，BC边上的边上的中线中线AD的长为的长为3，求点，求点A的轨迹方程的轨迹方程.设设A(x，y)，又，又D(0，0)，所以，所以化简得化简得:x2+y2=9(y0)这就是所求的轨迹方程这就是所求的轨迹方程.解解:取取B、C所在直线为所在直线为x轴，线段轴，线段BC的中垂线的中垂线为为y轴，建立直角坐标系轴，建立直角坐标系.2020年10月2日295.在三角形ABC中，若|BC|=4，BC边上的中线1.直接法直接法:求轨迹方程最基本的方法求轨迹方程最基本的方法,直接通过直接通过建立建立x,y之间的关系之间的关系,构成构成F(x,y)=0即可即可.直接法直接法 定义法定义法 代入法代入法 参数法参数法求轨迹方程的常见方法求轨迹方程的常见方法:3.代入法代入法:这个方法又叫这个方法又叫相关点法相关点法或或坐标代换法坐标代换法.即利用动点即利用动点P(x,y)是定曲线是定曲线F(x,y)=0上的动点上的动点,另一动点另一动点P(x，y)依赖于依赖于P(x,y)，那么可寻求，那么可寻求关系式关系式x=f(x,y),y=g(x,y)后代入方程后代入方程F(x,y)=0中，得到动点中，得到动点P的轨迹方程的轨迹方程.2.定义法：定义法：如果能够确定动点的轨迹满足某种如果能够确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义，则可用曲线定义写出方程。已知曲线的定义，则可用曲线定义写出方程。2020年10月2日301.直接法:求轨迹方程最基本的方法,直接通过建立x,已知已知 ABC,A(-2,0),B(0,-2),第三个顶点第三个顶点C在曲在曲线线y=3x2-1上移动上移动,求求 ABC的重心的轨迹方程的重心的轨迹方程.2020年10月2日31已知ABC,A(-2,0),B(0,-2),第三个顶点C在4.参数法参数法:选取适当的参数选取适当的参数,分别用参数表示动点分别用参数表示动点坐标坐标x,y,得出轨迹的参数方程，消去参数，即得得出轨迹的参数方程，消去参数，即得其普通方程。其普通方程。例例:已知点已知点C的坐标是（的坐标是（2，2），过点），过点C的直线的直线CA与与x轴交于点轴交于点A，过点，过点C且与直线且与直线CA垂直的垂直的直线与直线与y轴交于点轴交于点B，设点，设点M是线段是线段AB的中点，的中点，求点求点M的轨迹方程。的轨迹方程。yx0CABM归纳：选参数时必须首先考虑归纳：选参数时必须首先考虑到制约动点的各种因素，然后到制约动点的各种因素，然后再选取合适的参数，常见的参再选取合适的参数，常见的参数有角度、直线的斜率、点的数有角度、直线的斜率、点的坐标、线段长度等。坐标、线段长度等。2020年10月2日324.参数法:选取适当的参数,分别用参数表示动点坐标x,y,2020年10月2日332020年10月2日331.1.求曲求曲线的方程的一般步的方程的一般步骤：设（建系建系设点点）找找（找等量关系找等量关系）列列（列方程列方程）化（化（化化简方程方程）验（以方程的解以方程的解为坐坐标的点都是曲的点都是曲线上的点上的点）-M(x,y)-P=M|M满足的条件课堂小结课堂小结2020年10月2日341.求曲线的方程的一般步骤：-M(x,y)-P=2.“数形结合数形结合”数学思想的基础数学思想的基础2020年10月2日352.“数形结合”数学思想的基础2020年10月2日35老师寄语老师寄语:学好数学学好数学,登上人生的又一高度登上人生的又一高度.数学是金数学是金析疑解难，无坚不克，所向披靡；析疑解难，无坚不克，所向披靡；数学是美数学是美逻辑之美，形象之美，美不胜收；逻辑之美，形象之美，美不胜收；数学是恨数学是恨成也数学，败也数学；成也数学，败也数学；数学是爱数学是爱我爱数学，数学爱我，我爱数学，数学爱我，数学是我获胜的法宝。数学是我获胜的法宝。让我们一起来享受数学的快乐，探求数学的真谛，让我们一起来享受数学的快乐，探求数学的真谛，感受数学的出神入化。感受数学的出神入化。2020年10月2日36老师寄语:学好数学,登上人生的又一高度.2020年10月2日37BDA2020年10月2日37演讲完毕，谢谢观看！Thank 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