第二節 與兩條平行線保持相等距離的點的軌跡方程
與兩條平行線保持相等距離的點的軌跡方程

例題:給定直角坐標平面上的兩條直線 \(\displaystyle{{{L}_{1}}:3x+2y+6=0 }\) 與 \(\displaystyle{{{L}_{2}}:3x+2y-4=0 }\),點 \(\displaystyle{ P }\) 移動時,始終保持與兩條直線等距, 求 \(\displaystyle{ P }\) 點的軌跡方程。

根據 \(\displaystyle{ P }\) 點的軌跡特徵及幾何特征,求得軌跡方程。

解:根據提供的條件可知,\(\displaystyle{ P }\) 點的軌跡是一條位於直線 \(\displaystyle{{{L}_{1}} }\) 與 \(\displaystyle{ {{L}_{2}} }\) 之間且平行於 \(\displaystyle{ {{L}_{1}} }\) 和 \(\displaystyle{ {{L}_{2}} }\) 的直線 \(\displaystyle{ {{L}_{3}} }\),如圖所示。

假設直線 \(\displaystyle{ {{L}_{1}} }\)、\(\displaystyle{ {{L}_{2}} }\)、\(\displaystyle{ {{L}_{3}} }\) 與 \(\displaystyle{ y }\) 軸分別交於點 \(\displaystyle{ A }\)、\(\displaystyle{ C }\)、\(\displaystyle{ B }\) ,畫一條經過點 \(\displaystyle{ C }\),且與直線 \(\displaystyle{ {{L}_{1}} }\) 和 \(\displaystyle{ {{L}_{2}} }\) 垂直的直線,該直線與 \(\displaystyle{ {{L}_{1}} }\) 交於點 \(\displaystyle{ M }\),與 \(\displaystyle{ {{L}_{2}} }\) 交於點 \(\displaystyle{ N }\),則直線 \(\displaystyle{ {{L}_{3}} }\) 到直線 \(\displaystyle{ {{L}_{1}} }\) 和 \(\displaystyle{ {{L}_{2}} }\) 的距離分別為 \(\displaystyle{CM }\) 和 \(\displaystyle{CN}\)。

\(\displaystyle{\because {{ L }_{1}}//{{L}_{2}} }\),\(\displaystyle{\angle CMA=\angle CNB={{90}^{\circ }} }\),\(\displaystyle{ CM=CN }\)

\(\displaystyle{\therefore \Delta ACM\cong \Delta BCN }\) (\(\text{ASA}\))

\(\displaystyle{\therefore AC=BC }\)

\(\displaystyle{\therefore C }\) 是 \(\displaystyle{ AB }\) 的中點

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由 \(\displaystyle{ {{L}_{1}} }\) 與 \(\displaystyle{ {{L}_{2}} }\) 的方程可知:\(\displaystyle{ A }\) 點的坐標為 \(\displaystyle{\left( 0,2 \right) }\),\(\displaystyle{ B }\) 點的坐標為 \(\displaystyle{\left( 0,-3 \right) }\)

\(\displaystyle{ \therefore C }\) 點的坐標為 \(\displaystyle{\left( 0,-\frac{1}{2} \right) }\)

下一步

\(\displaystyle{\because {{ L}_{1}}//{{L}_{2}}//{{L}_{3}} }\)

\(\displaystyle{\therefore {{L}_{3}} }\) 的斜率為 \(\displaystyle{-\frac{3}{2} }\)

下一步

\(\displaystyle{\therefore {{L}_{3}} }\) 的方程為 \(\displaystyle{3x+2y+1=0 }\)

\(\displaystyle{ \therefore P }\) 點的軌跡方程是直線 \(\displaystyle{ {{L}_{3}}:3x+2y+1=0 }\)

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\(P\) 點的軌跡方程
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