本题导读
(1)设 ,过 得 ;(2)联立椭圆与抛物线消去 得 ,,,,,。
📌【题干】
Question
学校科技小组在计算机上模拟航天器变轨返回试验。设计方案如图:航天器运行(按顺时针方向)的轨迹方程为 ,变轨(即航天器运行轨迹由椭圆变为抛物线)后返回的轨迹是以 轴为对称轴、 为顶点的抛物线的实线部分,降落点为 。观测点 、 同时跟踪航天器。 (1)求航天器变轨后的运行轨迹所在的曲线方程; (2)当航天器在 轴上方时,观测点 、 测得离航天器的距离分别为多少时,应向航天器发出变轨指令?
🔍【思路分析】
破题导航
- (1)抛物线以 轴为对称轴、顶点 ,设 。
- 过降落点 :,得 。
- (2)变轨点是椭圆与抛物线的公共点,联立两方程消去 。
- 由 与 得 , 或 。
- 航天器在 轴上方取 ,代回得 ,结合顺时针方向取 ,。
- ,。
✅【答案】
Success
(1);(2)当观测点 、 测得离航天器的距离分别为 和 时,应向航天器发出变轨指令。
✍【详细解析】
Abstract
(1)设曲线方程为 。 由题意知抛物线过点 ,故 ,解得 。 所以变轨后运行轨迹所在的曲线方程为 。 (2)设变轨点为 。由题意可知 由第二个方程得 ,代入第一个方程: ,整理得 , 故 或 。 因为航天器在 轴上方,所以 。 代回得 , 或 。结合图形(顺时针运行)取 ,故 。 于是 , 。 答:当观测点 、 测得离航天器的距离分别为 和 时,应向航天器发出变轨指令。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:椭圆抛物线联立变轨
核心方法:待定系数与联立消元
避坑指南:顶点定截距 ,过 定 ;联立消 得 ,取 ,别忘按运行方向取
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:圆锥曲线实际应用
结论推广:顶点+一点定抛物线,联立两曲线消元求交点(变轨点)
方法推广:应用题中交点取舍要结合实际情境(运行方向、 轴上方等)筛选
🔗【关联脉络】
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