軌跡及軌跡方程

軌跡是動點 P(x, y) 按指定條件移動時所走出的路徑。求軌跡方程時,設 P = (x, y),用距離公式寫出條件,兩邊平方再化簡。在 DSE 中,答案幾乎必定是一條直線、一對直線或一個圓。

用 AI 逐步解軌跡題目練習 42 條 DSE 模擬題

點擊圖表以互動方式探索 →

軌跡公式:常見軌跡及其方程

距離公式PA = √((x − x₁)² + (y − y₁)²):用它寫出條件,再兩邊平方
與 A、B 兩點等距PA = PB ⟹ AB 的垂直平分線
與 C(h, k) 保持距離 r(x − h)² + (y − k)² = r²(圓)
與直線 Ax + By + C = 0 保持距離 d|Ax + By + C| / √(A² + B²) = d(一對平行線)
點至直線距離d = |Ax₀ + By₀ + C| / √(A² + B²)
與兩條相交直線等距|A₁x + B₁y + C₁| / √(A₁² + B₁²) = |A₂x + B₂y + C₂| / √(A₂² + B₂²)(一對角平分線)

如何逐步求軌跡方程

  1. 設動點為 P(x, y)。
  2. 用距離公式把條件寫成方程,例如 PA = PB 或 PA = 2PB;與直線的距離用 |Ax + By + C| / √(A² + B²)。
  3. 兩邊平方消去根號,或把 |…| = |…| 拆成正、負兩種情況。
  4. 展開並化簡。若 x² 及 y² 項互相抵消,軌跡是直線;若保留且係數相同,則是圓,再求圓心及半徑。
  5. 如題目要求,用文字描述軌跡,例如「AB 的垂直平分線」。

核心概念

什麼是軌跡?軌跡是由一個移動點 P(x, y) 按照特定規則(條件)所走出的路徑。在 DSE 中,這條路徑最終必定是一條直線(Ax + By + C = 0)或一個圓形(x² + y² + Dx + Ey + F = 0)。

DSE 軌跡 公式速查表 — 5 個重點

快速瀏覽此精簡對照表,10 秒內重溫所有核心概念、步驟與應試技巧。

考試重點核心步驟奪星技巧
1. 與兩點等距 A 及 BAB 的垂直平分線AB 的中點 + 負倒數斜率:
m垂直平分線 = −1 / mAB
2. 與一點保持固定距離 r C(h, k)圓形標準式:
(x − h)² + (y − k)² = r²
3. 與一直線保持固定距離 d L一對平行線,位於直線兩側與 L 斜率相同,使用點至線距離公式計算距離。
4. 與兩條相交直線等距一對角平分線點至線距離方程:
|A₁x + B₁y + C₁| / √(A₁² + B₁²) = |A₂x + B₂y + C₂| / √(A₂² + B₂²)
5. 混合條件(乙部)圓形與直線的交點將 y = mx + c 代入圓方程,使用判別式(Δ)求解。

軌跡例題詳解

例題 1:與兩點等距(垂直平分線)

求與 A(−2, 3) 及 B(4, 1) 等距的動點 P(x, y) 的軌跡方程。

  1. 寫出條件並兩邊平方:PA² = PB²,即 (x + 2)² + (y − 3)² = (x − 4)² + (y − 1)²。
  2. 展開:x² + 4x + 4 + y² − 6y + 9 = x² − 8x + 16 + y² − 2y + 1。
  3. x² 及 y² 項互相抵消:12x − 4y − 4 = 0,即 3x − y − 1 = 0。
  4. 驗算:AB 的中點 (1, 2) 滿足方程,而斜率 3 是 mAB = −1/3 的負倒數 ✓

答案: 3x − y − 1 = 0,即 AB 的垂直平分線。

例題 2:距離比的軌跡是圓

動點 P(x, y) 與 A(1, 0) 的距離是它與 B(4, 0) 的距離的兩倍。求 P 的軌跡方程,並描述該軌跡。

  1. 條件:PA = 2PB,所以 PA² = 4PB²。
  2. (x − 1)² + y² = 4[(x − 4)² + y²]。
  3. 展開:x² − 2x + 1 + y² = 4x² − 32x + 64 + 4y²。
  4. 整理:3x² + 3y² − 30x + 63 = 0,即 x² + y² − 10x + 21 = 0。
  5. 圓心 (5, 0),半徑 √(25 − 21) = 2。驗算:(3, 0) 時 PA = 2 = 2 × PB ✓

答案: x² + y² − 10x + 21 = 0:圓心 (5, 0)、半徑 2 的圓。

例題 3:與兩條直線等距(角平分線)

求與 L₁: 3x − 4y + 1 = 0 及 L₂: 4x + 3y − 2 = 0 等距的點 P 的軌跡。

  1. 兩條直線的 √(A² + B²) 都是 5,所以條件為 |3x − 4y + 1| = |4x + 3y − 2|。
  2. 正號情況:3x − 4y + 1 = 4x + 3y − 2,得 x + 7y − 3 = 0。
  3. 負號情況:3x − 4y + 1 = −(4x + 3y − 2),得 7x − y − 1 = 0。
  4. 驗算:兩斜率 −1/7 與 7 之積為 −1,兩條角平分線互相垂直 ✓

答案: 一對直線 x + 7y − 3 = 0 及 7x − y − 1 = 0。

💡 應試陷阱與秘訣 (DSE 奪星陷阱)

⚠️「一對直線」陷阱在情況 3(與一直線保持固定距離)及情況 4(角平分線)中,軌跡必定是一對直線。若你在卷一只寫出一條方程,將損失一半分數。
⚠️「軌跡不存在」陷阱有時乙部題目會要求找出兩個軌跡的交點。若直線不與圓形相交(即 Δ < 0),則組合條件的軌跡不存在。你必須明確指出此點才能取得最後一分。

✏️ 自我測試:互動練習

溫習方法:點擊以下任何題目,即時在坐標網格載入並核對計算步驟。

(垂直平分線)求與 A(−2, 3) 及 B(4, 1) 等距的移動點 P(x, y) 的軌跡方程。
(圓方程)求與原點 (0, 0) 恆保持距離 5 的點 P(x, y) 的軌跡。
(角平分線)求與 3x − 4y + 1 = 0 及 x + 2y − 5 = 0 等距的點 P 的軌跡。

軌跡練習題(DSE 模擬題)

SketchMath 題庫內的 DSE 風格練習,選擇題及長題目均附解答。

圓的方程及軌跡 · 中五
32 條選擇題 · 10 條長題目

常見問題

相關主題

直線方程圓的方程HKDSE 數學全部課題DSE 數學公式表(全課題)DSE 數學練習(按年級)
軌跡 DSE 練習題