解答题已知圆C:(x-1)2+y2=1,过原点O作圆的任一弦,求弦的中点的轨迹方程.
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解:(一)直接法:设OQ为过O的任一条弦P(x,y)是其中点,圆心C(1,0)
则CP⊥OQ,则
∴(x-1,y)(x,y)=0,即
(二)定义法:∵∠OPC=90°,动点P在以为圆心,OC为直径的圆上,
∴所求点的轨迹方程为
(三)参数法:设动弦PQ的方程为y=kx,由
得:(1+k2)x2-2x=0,设P(x1,y1),Q(x2,y2),
PQ的中点为(x,y),则:,
消去k得.解析分析:方法一:设出P(x,y)将位置关系CP⊥OQ转化为内积为0,用坐标表示向量,整理即得轨迹方程.方法二:注意到:∵∠OPC=90°,动点P在以为圆心,OC为直径的圆上,故可以求出圆心与半径,写出圆的标准方程.方法三:动弦PQ的方程为y=kx,与圆的方程联立,利用中点坐标公式与根系关系求出中点坐标的用参数k表示的参数方程,消去参数k得到点P的轨迹方程.点评:考查求轨迹方程的方法,同一个位置关系,因为着手的角度的不同,转化出了三个不同的方向,请读者认真体会这三种情况的同与不同.