探求轨迹的方法tanqiu guiji de fangfa
由于第二种类型轨迹命题的结论中未指出轨迹的位置和大小(如果有大小的话),第三种类型轨迹命题未指出轨迹的形状、位置和大小(如果有大小的话),因此,在解这两类轨迹题时,首先要根据题设条件把轨迹的形状、位置和大小(如果有大小的话)推测明白,从而确定图形的形状、位置和大小(如果有大小的话) (参见“轨迹命题的三种类型”).这一步工作通常称为轨迹的探求.探求轨迹常用的方法是:
❶描迹 按照已知条件,选择适当的方法,作出相当数量的适合条件的点,然后连成光滑的曲线,以观察轨迹的大概形状和位置.这种作图过程叫做描迹.描迹时应注意下面几个问题:
其一,动点的位置有时变化得慢,有时变化得快.变化快的地方往往不容易看清楚,所以对于变化快的地方要多加些点,以便观察轨迹的形状、位置和大小(如果有大小的话).
其二,考虑轨迹的图形是否有对称情形,这对推测轨迹的形状和位置是很有帮助的.
其三,要注意有无极限点的产生,若有,应把它描出来,对于了解轨迹的形状会起一定的作用.
其四,轨迹的临界点有限制轨迹的作用,发现了它,往往可以定大局,所以一定要设法把临界点描出.
其五,轨迹上时常有特殊的点与轨迹的形状、位置和大小有关系,凡是这类点要特别标明.
极限点、临界点、特殊点可以看做轨迹上的静点,其他的点看做动点.当我们把一些静点掌握之后,其他动点往往就被烘托出来,于是轨迹的大致情况也就了解了.这叫做“动中求静,以静窥动”,这是探求轨迹的一个很重要的法则.
❷轨迹形状的鉴定 除了用描迹的方法探求轨迹的大概形状,有时也可根据基本图形固有的属性来鉴定轨迹的形状.在平面几何范围内所讨论的轨迹分开来看不外是直线、射线、线段(或线节)、圆、圆弧、孤立点六种.这些图形具有下面的特点:
其一,直线、射线都可伸向无穷远,线段(或线节)、圆、圆弧、孤立点则不然.
其二,射线、线段(或线节)、圆弧都有端点,直线和圆则无端点.
利用基本图形的这些性质,可以帮助我们大致鉴定轨迹的形状.例如我们若能断定轨迹在一区域内而且无端点,即可推测是圆;若能伸到无穷远但有端点,轨迹大概应该是射线,至于线段(或线节)与圆弧虽然都有两端,但线段上的点应是共线的,而圆弧一定是无三点共线,所以只要取三四个点观察,就可辨别出来.
根据六种图形具有的特点中的其一,我们还可以建立三条鉴定轨迹形状的原则:
其一,若轨迹由某两直线的交点组成,可看这两直线在给定的条件是否能够平行,如果平行,就表示轨迹可伸向无穷远,这时轨迹是直线或射线;若不然,轨迹一定是线段、圆、圆弧等.
其二,若轨迹的点属于某变动图形,可看这图形变动时是否能把该点带到无穷远,如果能,轨迹是直线或射线;否则,是线段、圆、圆弧等.
其三,先设想轨迹的点一旦趋于无穷远时,已知条件会发生什么变化,然后看题设的条件能否容许这种变化.如果题设不容许这种变化,便知道轨迹一定在有限范围内;如果题设容许这种变化,而且该点在这种情况下确能伸向无穷远,则轨迹是直线或射线.
❸轨迹的定位 轨迹形状经鉴定之后,还需进一步定位.几种基本图形的定位条件如下:
其一,轨迹是直线的只须知两点或一点及方向即可.
其二,轨迹是射线的只须知端点及另一点或端点及方向即可.
其三,轨迹是线段(或线节)的只须知两端点即可.
其四,轨迹是圆的只须知圆心及半径,或一直径,或一弦及所对圆周角,或三点即可.
其五,轨迹是圆弧的只须知两端点及内接角或两端点及另一点即可.
其六,轨迹是孤立点的只须确定它的位置.
例如,设三角形有一内角固定,夹这个角的两边之和为定长,求过定角的顶点且与对边平行的直线与三角形外接圆交点的轨迹.

已知 在△ABC中(如图),∠A位置固定,边AB+AC=l为定长,AP∥BC且与⊙ABC交于P.
求P点的轨迹.
探求 当AB=AC=l/2时,AP是⊙ABC的切线,这时P点与A点重合,所以A点应是轨迹上的点.当C点趋近于A时,B点趋近于一点B′,这点符合A
B′=l.同时⊙ABC也趋近于极限位置——通过A,B′两点又切AC于A,因而P点趋近于B′.又因为P点不能到∠BAC的内部,所以P必于B′处停歇,即B′是临界点.同理,在射线AC上取AC′=l,C′点也是临界点.由此推测,P点的轨迹可能是以B′,C′为端点而通过A的一段圆弧

,可以通过纯粹性和完备性两个方面证明P点的轨迹确是以B,C为临界点的

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