解析几何中的相关点法(代入法)
相关点法,又称代入法或转移法,是解析几何中求动点轨迹方程的一种重要方法。其核心思想是:当所求轨迹上的动点P(x, y)与另一个已知轨迹(或易于表示)的动点Q(x0, y0)存在明确的关联(如中点、对称点、定比分点等)时,我们可以先用参数表示出Q点的坐标,然后利用P与Q之间的关系(即“相关”),将Q点的坐标代入其已知的方程,最后消去参数,得到仅含P点坐标x, y的方程,即为所求轨迹方程。这种方法将未知轨迹问题转化为已知轨迹问题,化难为易。
方法步骤与典型例题
应用相关点法通常遵循三个步骤:第一步,设所求轨迹动点为P(x, y),相关已知动点为Q(x0, y0);第二步,根据题意建立P与Q的坐标关系式,即x0 = f(x, y), y0 = g(x, y);第三步,将上述关系式代入Q点所满足的已知方程F(x0, y0)=0,整理即得P点的轨迹方程F(f(x, y), g(x, y))=0。
例如,已知点Q在圆x² + y² = 1上运动,点P是线段OQ(O为原点)的中点,求点P的轨迹方程。解:设P(x, y),Q(x0, y0)。由中点坐标公式得,x0 = 2x, y0 = 2y。因为Q在已知圆上,故有 x0² + y0² = 1。将关系式代入得 (2x)² + (2y)² = 1,即 x² + y² = 1/4。这就是P点的轨迹方程,是一个圆心在原点、半径为1/2的圆。
