如图,从双曲线x2-y2=1上一点Q引直线x+y=2的垂线,垂足为N,求线段QN的中点P的轨迹方程.
解:设P点坐标为(x,y),双曲线上点Q的坐标为(x0,y0),因为点P是线段QN的中点,所以N点的坐标为(2x-x0,2y-y0).
又点N在直线x+y=2上,所以2x-x0+2y-y0=2,
即x0+y0=2x+2y-2.①
又QN⊥l,kQN==1,即x0-y0=x-y.②
由①②,得x0=(3x+y-2),y0=(x+3y-2).
又因为点Q在双曲线上,
所以(3x+y-2)2-(x+3y-2)2=1.
化简,得(x-)2-(y-)2=.
所以线段QN的中点P的轨迹方程为
(x-)2-(y-)2=.
[能力提升]
设向量i,j为平面直角坐标系的x轴、y轴正方向上的单位向量,若向量a=(x+3)i+yj,b=(x-3)i+yj,且|a|-|b|=2,则满足上述条件的点P(x,y)的轨迹方程是________.
解析:因为|a|-|b|=2,
所以-=2,
其几何意义是动点P(x,y)到定点(-3,0),(3,0)的距离之差为2,由双曲线定义可知点P(x,y)的轨迹是以点(-3,0)和(3,0)为焦点,且2a=2的双曲线的一支,由c=3,a=1,解得b2=c2-a2=8,
故点P(x,y)的轨迹方程是x2-=1(x>0)或(x≥1).
答案:x2-=1(x>0)或(x≥1)
如图, 半径为1的圆C过原点,Q为圆C与x轴的另一个交点,OQRP为平行四边形,其中RP为圆C在x轴上方的一条切线,当圆心C运动时,则点R的轨迹方程为________.
解析:设圆心C的坐标为(x0,y0)(x0≠0),则点Q、P的坐标分别为(2x0,0) 、(x0,y0+1),得PQ的中点M的坐标为(,),因为OQRP为平行四边形,PQ的中点M也是OR的中点,所以可得R点坐标为(3x0,y0+1),令R点坐标为(x,y),则即,又x+y=1,代入得+(y-1)2=1,故点R的轨迹方程为+(y-1)2=1(x≠0,x≠2).