《2.3.2双曲线第二定义》教学案2
课时2-2.3双曲线_教学设计_教案

教学准备1. 教学目标1 知识与技能[1]了解平面解析几何研究的主要问题:(1)根据条件,求出表示曲线的方程;(2)通过方程,研究曲线的性质.[2]使学生能运用双曲线的标准方程讨论双曲线的范围、对称性、顶点、离心率、渐近线等几何性质;能运用双曲线的几何性质解决双曲线的一些基本问题;[3]掌握双曲线的标准方程、会用双曲线的定义解决实际问题;掌握双曲线标准方程中a、b、c、e、的几何意义,理解双曲线的渐近线的概念;[4]通过例题和探究了解双曲线的第二定义,准线及焦半径的概念,利用信息技术进一步见识圆锥曲线的统一定义.2 过程与方法[1]提高运用坐标法解决几何问题的能力及运算能力。
[2]通过定义及标准方程的挖掘与探究,使学生进一步体验类比及数形结合等思想方法的运用.[3]培养学生的类比推理能力、观察能力、归纳能力、探索发现能力。
3 情感态度与价值观[1]亲身经历双曲线及其标准方程的获得过程,感受数学美的熏陶。
.[2]通过主动探索,合作交流,感受探索的乐趣和成功的体验,体会数学的理性和严谨。
[3]养成实事求是的科学态度和契而不舍的钻研精神.通过自主学习、主动参与、积极探究的学习过程,激发学生学习数学的自信心和积极性,培养学生良好的思维习惯,培养学生分析、解决问题的能力。
2. 教学重点/难点重点:[1]应用类比、推导的方法,通过双曲线的标准方程推知双曲线的简单几何性质。
[2]双曲线的离心率表达式和渐近线方程及其应用。
[3]直线和双曲线的位置关系研究。
难点:[1]通过双曲线的标准方程推知双曲线的简单几何性质。
[2]双曲线的渐近研究。
[3]直线和双曲线的位置关系研究。
3. 教学用具多媒体设备4. 标签教学过程教学过程设计2 新知介绍[1]双曲线的简单几何性质【师】类比椭圆,我们只研究焦点在x轴的双曲线的性质,焦点在y轴的双曲线性质可类比得到。
谁来说一下双曲线的性质。
【生】(依次找不同学生来回答)①范围:由双曲线的标准方程得,,进一步得:,或.这说明双曲线在不等式,或所表示的区域;②对称性:利用F(-x)=F(x),F(-y)=F(y)以及F(-x,-y)=F(x,y),得到双曲线以x轴和y轴为对称轴,原点为对称中心;③顶点:圆锥曲线的顶点的统一定义,即圆锥曲线的对称轴与圆锥曲线的交点叫做圆锥曲线的顶点.因此双曲线有两个顶点,由于双曲线的对称轴有实虚之分,焦点所在的对称轴叫做实轴,焦点不在的对称轴叫做虚轴;在方程中取y=0,得到,故两顶点分别为(-a,0)和(a,0).④渐近线:直线叫做双曲线的渐近线;⑤离心率:双曲线的焦距与实轴长的比叫做双曲线的离心率().【师】请将双曲线与椭圆对比记忆。
2.2双曲线(2)(教学设计)

2.2双曲线(2)(教学设计) 2.2.2双曲线的简单几何性质教学目标: 知识与技能目标了解平面解析几何研究的主要问题:(1)根据条件,求出表示曲线的方程;(2)通过方程,研究曲线的性质.理解双曲线的范围、对称性及对称轴,对称中心、离心率、顶点、渐近线的概念;掌握双曲线的标准方程、会用双曲线的定义解决实际问题。
过程与方法目标通过观察、类比、转化、概括等探究,提高运用方程研究双曲线的性质的能力。
情感、态度与价值观目标使学生在合作探究活动中体验成功,激发学习热情,感受曲线美、数学美。
教学重点:双曲线的范围、对称性、顶点、渐近线、离心率等几何性质 教学难点:渐近线的性质。
教学过程:一、复习回顾: 1、双曲线的标准方程:12222=-by a x ,(a>0,b>0)…… 表示焦点在x 轴上的双曲线()222210,0y x a b ba-=>>……表示焦点在y 轴上的双曲线2、求双曲线标准方程的方法:待定系数法二、创设情境、新课引入类比椭圆简单几何性质,探究双曲线的简单几何性质。
三、师生互动、新课讲解: 问题1:作图:221169xy-=和221916yx-=问题2:12222=-by ax (a>0,b>0)和()222210,0yx a b ba-=>>有哪些性质?通过对双曲线的范围、对称性及特殊点的讨论,可以从整体上把握曲线的形状、大小和位置.要从范围、对称性、顶点、渐近线及其他特征性质来研究曲线的几何性质.1、双曲线的简单几何性质(列表解析)①范围:由双曲线的标准方程得,222210y x ba=-≥,进一步得:x a ≤-,或x a ≥.这说明双曲线在不等式x a ≤-,或x a ≥所表示的区域;②对称性:由以x -代x ,以y -代y 和x -代x ,且以y -代y 这三个方面来研究双曲线的标准方程发生变化没有,从而得到双曲线是以x 轴和y 轴为对称轴,原点为对称中心;③顶点:圆锥曲线的顶点的统一定义,即圆锥曲线的对称轴与圆锥曲线的交点叫做圆锥曲线的顶点.因此双曲线有两个顶点,由于双曲线的对称轴有实虚之分,焦点所在的对称轴叫做实轴,焦点不在的对称轴叫做虚轴;④离心率: 双曲线的焦距与实轴长的比ac e =叫做双曲线的离心率(1e >).⑤渐近线:直线b y x a=±叫做双曲线22221x y ab-=的渐近线;双曲线的渐近线方程推导:先取双曲线在第一象限内的部分进行证明,这一部分的方程可写为 y=)(22a x a x ab >-设M(x,y)是它上面的点,N(x,y)是直线y=x ab 上与M 有相同横坐标的点,则Y=x a b ,因为,y=Y x abx a x a bax ab =<-=-222)(1 所以,|MN|=Y-y=22(a x x ab --)=22ax x ab -+因此,把两条直线y=x a b ±叫做双曲线)0,0(12222>>=-b a b y a x 的渐近线。
双曲线高中数学教案

双曲线高中数学教案
教学目标:
1. 了解双曲线的定义和性质
2. 能够将双曲线的标准方程转化为一般方程
3. 能够根据给定的信息绘制双曲线的图像
4. 能够求解双曲线的焦点、直线渐近线等相关问题
教学重点:
1. 双曲线的定义
2. 双曲线的图像及性质
3. 双曲线的标准方程及一般方程的转化
4. 双曲线的焦点、渐近线等相关问题
教学过程:
一、导入:
通过展示一个双曲线的图像,引导学生了解什么是双曲线以及其特点。
二、讲解:
1. 双曲线的定义和性质
2. 双曲线的标准方程及一般方程的推导和转化
3. 双曲线的图像及相关参数的含义
三、练习:
1. 练习转化双曲线的标准方程为一般方程
2. 练习绘制双曲线的图像
3. 练习求解双曲线的焦点、渐近线等相关问题
四、总结:
总结本节课所学内容,强化学生对双曲线的理解。
五、作业:
布置相关练习作业以加深学生对双曲线的理解,并要求学生在下节课前完成。
教学反思:
通过本节课的学习,学生能够对双曲线有一个初步的了解,并能够运用所学知识解决相关问题。
在教学中要注意引导学生从图像入手,帮助他们更好地理解双曲线的性质和特点。
高中数学双曲线教案模板

高中数学双曲线教案模板教学目标:1. 了解双曲线的定义和基本性质;2. 掌握双曲线的标准方程和基本图形;3. 能够应用双曲线解决实际问题。
教学重点:1. 双曲线的定义和基本性质;2. 双曲线的标准方程和基本图形。
教学难点:1. 双曲线的性质证明;2. 双曲线的应用问题解决。
教学过程:一、导入新课通过展示双曲线的图像,引导学生观察并讨论双曲线的特点,引出双曲线的定义和基本性质。
二、讲解双曲线的定义和基本性质1. 定义:双曲线是平面上到两定点的距离之差等于常数的动点的轨迹;2. 基本性质:双曲线在原点对称,包含两支曲线,分别称为实轴和虚轴。
三、引导学生推导双曲线的标准方程1. 让学生思考双曲线的标准方程应该是什么形式;2. 结合双曲线的定义和基本性质,引导学生推导双曲线的标准方程。
四、讲解双曲线的基本图形1. 展示双曲线的标准方程,并解释各参数对双曲线的形状的影响;2. 让学生画出几种不同参数值的双曲线图形,加深他们对双曲线形状的认识。
五、练习1. 完成课堂练习题,巩固对双曲线的理解;2. 解答一些应用问题,训练学生运用双曲线解决实际问题的能力。
六、作业布置布置相关的作业,巩固学生对本节课知识点的理解。
七、课堂小结总结本节课的重点内容,并强调需要学生掌握的知识点。
教学反思:本节课主要围绕双曲线的定义、基本性质、标准方程和基本图形展开讲解,并引导学生进行练习和应用题目。
通过本节课的教学,学生应该能够掌握双曲线的相关概念和方法,为以后的学习打下基础。
在以后的教学中可以进一步引导学生进行深入的应用题目练习,巩固他们的知识掌握和解决问题的能力。
第二章 2.3.2 双曲线的简单几何性质

2.3.2双曲线的简单几何性质学习目标 1.掌握双曲线的简单几何性质.2.理解双曲线离心率的定义、取值范围和渐近线方程.3.了解直线与双曲线相交的相关问题.知识点一双曲线的性质标准方程x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)图形性质范围x≥a或x≤-a y≤-a或y≥a对称性对称轴:坐标轴;对称中心:原点顶点坐标A1(-a,0),A2(a,0)A1(0,-a),A2(0,a)渐近线y=±ba x y=±ab x离心率e=ca,e∈(1,+∞),其中c=a2+b2a,b,c间的关系c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)知识点二等轴双曲线实轴和虚轴等长的双曲线,它的渐近线方程是y=±x,离心率为 2.1.双曲线x2a2-y2b2=1与y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)的形状相同.(√)2.双曲线x2a2-y2b2=1与y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)的渐近线相同.(×)3.等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率e= 2.(√)4.椭圆的离心率与双曲线的离心率取值范围相同.(×)5.双曲线有四个顶点,分别是双曲线与其实轴及虚轴的交点.(×)一、由双曲线方程研究其几何性质例1 求双曲线9y 2-4x 2=-36的顶点坐标、焦点坐标、实轴长、虚轴长、离心率、渐近线方程. 解 将9y 2-4x 2=-36化为标准方程为x 29-y 24=1,即x 232-y 222=1, 所以a =3,b =2,c =13.因此顶点坐标为A 1(-3,0),A 2(3,0), 焦点坐标为F 1(-13,0),F 2(13,0), 实轴长2a =6,虚轴长2b =4, 离心率e =c a =133,渐近线方程为y =±b a x =±23x .延伸探究求双曲线nx 2-my 2=mn (m >0,n >0)的实半轴长、虚半轴长、焦点坐标、离心率、顶点坐标和渐近线方程. 解 把方程nx 2-my 2=mn (m >0,n >0)化为标准方程为x 2m -y 2n=1(m >0,n >0), 由此可知,实半轴长a =m , 虚半轴长b =n ,c =m +n ,焦点坐标为(m +n ,0),(-m +n ,0),离心率e =ca=m +nm=1+n m, 顶点坐标为(-m ,0),(m ,0), 所以渐近线方程为y =±n mx ,即y =±mn m x .反思感悟 由双曲线的方程研究几何性质的解题步骤 (1)把双曲线方程化为标准形式是解决此类题的关键.(2)由标准方程确定焦点位置,确定a,b的值.(3)由c2=a2+b2求出c的值,从而写出双曲线的几何性质.跟踪训练1 求双曲线9y 2-16x 2=144的实半轴长和虚半轴长、焦点坐标、离心率、渐近线方程.解 把方程9y 2-16x 2=144化为标准方程为 y 242-x 232=1. 由此可知,实半轴长a =4,虚半轴长b =3; c =a 2+b 2=42+32=5,焦点坐标是(0,-5),(0,5);离心率e =c a =54;渐近线方程为y =±43x .二、由双曲线的几何性质求标准方程 例2 根据以下条件,求双曲线的标准方程. (1)过点P (3,-5),离心率为2;(2)与椭圆x 29+y 24=1有公共焦点,且离心率e =52;(3)与双曲线x 29-y 216=1有共同渐近线,且过点(-3,23).解 (1)若双曲线的焦点在x 轴上, 设其方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),∵e =2,∴c 2a2=2,即a 2=b 2.①又双曲线过P (3,-5),∴9a 2-5b 2=1,②由①②得a 2=b 2=4,故双曲线方程为x 24-y 24=1. 若双曲线的焦点在y 轴上, 设其方程为y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0),同理有a 2=b 2,③ 5a 2-9b 2=1,④ 由③④得a 2=b 2=-4(舍去). 综上,双曲线的标准方程为x 24-y 24=1.(2)由椭圆方程x 29+y 24=1,知半焦距为9-4=5,∴焦点是F 1(-5,0),F 2(5,0). 因此双曲线的焦点为(-5,0),(5,0). 设双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),由已知条件,有⎩⎪⎨⎪⎧c a =52,a 2+b 2=c 2,c =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =1.∴所求双曲线的标准方程为x 24-y 2=1.(3)设所求双曲线方程为x 29-y 216=λ(λ≠0),将点(-3,23)代入得λ=14,∴双曲线方程为x 29-y 216=14,即双曲线的标准方程为x 294-y 24=1.反思感悟 (1)根据双曲线的某些几何性质求双曲线方程,一般用待定系数法转化为解方程(组),但要注意焦点的位置,从而正确选择方程的形式. (2)巧设双曲线方程的六种方法与技巧①焦点在x 轴上的双曲线的标准方程可设为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0).②焦点在y 轴上的双曲线的标准方程可设为y 2a 2-x 2b2=1(a >0,b >0).③与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1共焦点的双曲线方程可设为x 2a 2-λ-y 2b 2+λ=1(λ≠0,-b 2<λ<a 2).④与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1具有相同渐近线的双曲线方程可设为x 2a 2-y 2b 2=λ(λ≠0).⑤渐近线为y =kx 的双曲线方程可设为k 2x 2-y 2=λ(λ≠0). ⑥渐近线为ax ±by =0的双曲线方程可设为a 2x 2-b 2y 2=λ(λ≠0). 跟踪训练2 求适合下列条件的双曲线的标准方程:(1)焦点在x 轴上,虚轴长为8,离心率为53;(2)渐近线方程为y =±12x 且过点A (2,-3).解 (1)设所求双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),由题意知2b =8,e =c a =53,从而b =4,c =53a ,代入c 2=a 2+b 2,得a 2=9, 故双曲线的标准方程为x 29-y 216=1.(2)方法一 ∵双曲线的渐近线方程为y =±12x ,若焦点在x 轴上,设所求双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),则b a =12.①∵A (2,-3)在双曲线上,∴4a 2-9b 2=1.②由①②联立,无解.若焦点在y 轴上,设所求双曲线的标准方程为y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0),则a b =12.③∵A (2,-3)在双曲线上,∴9a 2-4b 2=1.④由③④联立,解得a 2=8,b 2=32. ∴所求双曲线的标准方程为y 28-x 232=1.方法二 由双曲线的渐近线方程为y =±12x ,可设双曲线方程为x 222-y 2=λ(λ≠0),∵A (2,-3)在双曲线上, ∴2222-(-3)2=λ,∴λ=-8 ∴所求双曲线的标准方程为y 28-x 232=1.三、双曲线的离心率例3 设F 1,F 2分别为双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,双曲线上存在一点P 使得|PF 1|+|PF 2|=3b ,|PF 1|·|PF 2|=94ab ,则该双曲线的离心率为________.答案 53解析 不妨设P 为双曲线右支上一点, |PF 1|=r 1,|PF 2|=r 2.根据双曲线的定义,得r 1-r 2=2a , 又r 1+r 2=3b ,故r 1=3b +2a 2,r 2=3b -2a 2.又r 1·r 2=94ab ,所以3b +2a 2·3b -2a 2=94ab ,解得b a =43(负值舍去),故e =c a =a 2+b 2a 2=⎝⎛⎭⎫b a 2+1 =⎝⎛⎭⎫432+1=53. 反思感悟 求双曲线离心率的两种方法(1)直接法:若已知a ,c 可直接利用e =ca求解,若已知a ,b ,可利用e =1+⎝⎛⎭⎫b a 2求解.(2)方程法:若无法求出a ,b ,c 的具体值,但根据条件可确定a ,b ,c 之间的关系,可通过b 2=c 2-a 2,将关系式转化为关于a ,c 的齐次方程,借助于e =ca ,转化为关于e 的n 次方程求解.跟踪训练3 (1)已知F 1,F 2是双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两焦点,以线段F 1F 2为边作正三角形MF 1F 2,若边MF 1的中点P 在双曲线上,则双曲线的离心率是( ) A .4+2 3 B .23-1 C.3+12D.3+1答案 D解析 因为MF 1的中点P 在双曲线上,所以|PF 2|-|PF 1|=2a ,因为△MF 1F 2为正三角形,边长都是2c ,所以3c -c =2a, 所以e =c a =23-1=3+1.(2)如果双曲线x 2a 2-y 2b 2=1右支上总存在到双曲线的中心与右焦点距离相等的两个相异点,则双曲线离心率的取值范围是________. 答案 (2,+∞)解析 如图,因为AO =AF ,F (c ,0),所以x A =c2,因为A 在右支上且不在顶点处,所以c 2>a ,所以e =c a>2.1.双曲线mx 2+y 2=1的虚轴长是实轴长的2倍,则m 的值为( ) A .4 B .-4 C .-14D.14答案 C解析 由双曲线方程mx 2+y 2=1,知m <0, 则双曲线方程可化为y 2-x 2-1m=1, 则a 2=1,a =1,又虚轴长是实轴长的2倍, ∴b =2,∴-1m =b 2=4,∴m =-14,故选C.2.中心在原点,焦点在x 轴上,且一个焦点在直线3x -4y +12=0上的等轴双曲线的方程是( )A .x 2-y 2=8B .x 2-y 2=4C .y 2-x 2=8D .y 2-x 2=4答案 A解析 令y =0,得x =-4, ∴等轴双曲线的一个焦点为(-4,0), ∴c =4,a 2=b 2=12c 2=12×16=8,故选A.3.双曲线x 2-y 2m=1的离心率大于2的充要条件是( ) A .m >12B .m ≥1C .m >1D .m >2 答案 C解析 由题意得,a 2=1,b 2=m >0,∴c 2=m +1 ∴e =c a=m +1>2,∴m >1.4.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为233,则其渐近线方程为________________.答案 y =±33x解析 由题意知,e =c a =233,得c 2a 2=43.又c 2=b 2+a 2,所以b 2+a 2a 2=43. 故b 2a 2=13. 所以b a =33,所以该双曲线的渐近线方程为y =±33x .5.若直线y =kx 与双曲线4x 2-y 2=16相交,则实数k 的取值范围为________. 答案 (-2,2)解析 易知k ≠±2,将y =kx 代入4x 2-y 2=16得关于x 的一元二次方程(4-k 2)x 2-16=0,由Δ>0可得-2<k <2.1.知识清单: (1)双曲线的几何性质. (2)双曲线的离心率的求法.2.方法归纳:定义法、函数与方程、数形结合. 3.常见误区:忽略双曲线中x ,y 的范围.1.已知双曲线x 2a 2-y 25=1(a >0)的右焦点为(3,0),则双曲线的离心率等于( )A.31414B.324C.32D.43答案 C解析 由题意知a 2+5=9,解得a =2,e =c a =32.2.双曲线x 2-y 2=1的顶点到其渐近线的距离等于( ) A.12 B.22 C .1 D. 2 答案 B解析 双曲线x 2-y 2=1的渐近线方程为x ±y =0,顶点坐标为(1,0),(-1,0),故顶点到渐近线的距离为22. 3.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为52,则双曲线C 的渐近线方程为( )A .y =±14xB .y =±13xC .y =±12xD .y =±x答案 C解析 已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为52,故有a 2+b 2a 2=54,所以b 2a 2=14,解得b a =12. 故双曲线C 的渐近线方程为y =±12x ,故选C. 4.已知双曲线方程为x 2-y 24=1,过点P (1,0)的直线l 与双曲线只有一个公共点,则l 共有( ) A .4条 B .3条 C .2条 D .1条答案 B解析 因为双曲线方程为x 2-y 24=1,则P (1,0)是双曲线的右顶点,所以过P (1,0)并且和x 轴垂直的直线是双曲线的一条切线,与双曲线只有一个公共点,另外两条就是过P (1,0)分别和两条渐近线平行的直线,所以符合要求的有3条.5.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1的焦距为10,点P (2,1)在C 的渐近线上,则双曲线C 的方程为( )A.x 220-y 25=1 B.x 25-y 220=1 C.x 280-y 220=1 D.x 220-y 280=1 答案 A解析 双曲线C 的渐近线方程为y =±b a x ,点P (2,1)在渐近线上,∴4a 2-1b 2=0,即a 2=4b 2, 又a 2+b 2=c 2=25,解得b 2=5,a 2=20,故选A.6.过双曲线x 2-y 23=1的右焦点且与x 轴垂直的直线,交该双曲线的两条渐近线于A ,B 两点,则|AB |等于________.答案 4 3解析 由题意知,双曲线x 2-y 23=1的渐近线方程为y =±3x ,将x =c =2代入得y =±23,所以|AB |=4 3.7.已知双曲线方程为8kx 2-ky 2=8(k ≠0),则其渐近线方程为________________. 答案 y =±22x解析 由已知令8kx 2-ky 2=0,得渐近线方程为y =±22x .8.过双曲线x 2-y 23=1的左焦点F 1作倾斜角为π6的弦AB ,则|AB |=________.答案 3解析 易得双曲线的左焦点F 1(-2,0),∴直线AB 的方程为y =33(x +2), 与双曲线方程联立,得8x 2-4x -13=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=12,x 1x 2=-138, ∴|AB |=1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2 =1+13×⎝⎛⎭⎫122-4×⎝⎛⎭⎫-138=3. 9.求适合下列条件的双曲线的标准方程.(1)两顶点间的距离是6,两焦点所连线段被两顶点和中心四等分;(2)渐近线方程为2x ±3y =0,且两顶点间的距离是6.解 (1)由两顶点间的距离是6,得2a =6,即a =3.由两焦点所连线段被两顶点和中心四等分可得2c =4a =12,即c =6,于是有b 2=c 2-a 2=62-32=27.由于焦点所在的坐标轴不确定,故所求双曲线的标准方程为x 29-y 227=1或y 29-x 227=1. (2)设双曲线方程为4x 2-9y 2=λ(λ≠0),即x 2λ4-y 2λ9=1(λ≠0),由题意得a =3. 当λ>0时,λ4=9,λ=36, 双曲线方程为x 29-y 24=1; 当λ<0时,-λ9=9,λ=-81, 双曲线方程为y 29-x 2814=1. 故所求双曲线的标准方程为x29-y24=1或y29-x2814=1.10.过双曲线C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的右焦点作一条与其渐近线平行的直线,交C于点P.若点P的横坐标为2a,求双曲线C的离心率.解如图所示,不妨设与渐近线平行的直线l的斜率为ba,又直线l过右焦点F(c,0),则直线l的方程为y=ba(x-c).因为点P的横坐标为2a,代入双曲线方程得4a2a2-y2b2=1,化简得y=-3b或y=3b(点P在x轴下方,故舍去),故点P的坐标为(2a,-3b),代入直线方程得-3b=ba(2a-c),化简可得离心率e=ca=2+ 3.11.如图,双曲线C:x29-y210=1的左焦点为F1,双曲线上的点P1与P2关于y轴对称,则|P2F1|-|P1F1|的值是()A.3 B.4 C.6 D.8答案 C解析 设F 2为右焦点,连接P 2F 2(图略),由双曲线的对称性,知|P 1F 1|=|P 2F 2|,所以|P 2F 1|-|P 1F 1|=|P 2F 1|-|P 2F 2|=2×3=6.12.如图,中心均为原点O 的双曲线与椭圆有公共焦点,M ,N 是双曲线的两顶点,若M ,O ,N 将椭圆的长轴四等分,则双曲线与椭圆的离心率的比值是()A .3B .2 C. 3 D. 2答案 B解析 设椭圆与双曲线的标准方程分别为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0), x 2m 2-y 2n 2=1(m >0,n >0), 因为它们共焦点,所以设它们的半焦距均为c ,所以椭圆与双曲线的离心率分别为e 1=c a ,e 2=c m, 由点M ,O ,N 将椭圆长轴四等分可知m =a -m ,即2m =a ,所以e 2e 1=c m c a=a m=2. 13.已知F 为双曲线C :x 29-y 216=1的左焦点,P ,Q 为C 上的点.若PQ 的长等于虚轴长的2倍,点A (5,0)在线段PQ 上,则△PQF 的周长为________.答案 44解析 由双曲线C 的方程,知a =3,b =4,c =5,∴点A (5,0)是双曲线C 的右焦点,且|PQ |=|QA |+|P A |=4b =16,点P ,Q 在双曲线的右支上,由双曲线的定义,得|PF |-|P A |=6,|QF |-|QA |=6.∴|PF |+|QF |=12+|P A |+|QA |=28,∴△PQF 的周长为|PF |+|QF |+|PQ |=28+16=44.14.设双曲线x 2-y 22=1上有两点A ,B ,AB 中点M (1,2),则直线AB 的方程为________________. 答案 y =x +1解析 方法一 (用根与系数的关系解决)显然直线AB 的斜率存在.设直线AB 的方程为y -2=k (x -1),即y =kx +2-k ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +2-k ,x 2-y 22=1,得(2-k 2)x 2-2k (2-k )x -k 2+4k -6=0,当Δ>0时,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则1=x 1+x 22=k (2-k )2-k 2, 所以k =1,满足Δ>0,所以直线AB 的方程为y =x +1.方法二 (用点差法解决)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则⎩⎨⎧ x 21-y 212=1,x 22-y 222=1,两式相减得(x 1-x 2)(x 1+x 2)=12(y 1-y 2)(y 1+y 2). 因为x 1≠x 2,所以y 1-y 2x 1-x 2=2(x 1+x 2)y 1+y 2, 所以k AB =2×1×22×2=1, 所以直线AB 的方程为y =x +1,代入x 2-y 22=1满足Δ>0. 所以直线AB 的方程为y =x +1.15.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,点P 在双曲线的右支上,且|PF 1|=4|PF 2|,则此双曲线的离心率e 的最大值为( ) A.43 B.53 C .2 D.73答案 B解析 ∵P 在双曲线的右支上,∴由双曲线的定义可得|PF 1|-|PF 2|=2a , ∵|PF 1|=4|PF 2|,∴4|PF 2|-|PF 2|=2a ,即|PF 2|=23a , 根据点P 在双曲线的右支上,可得|PF 2|=23a ≥c -a , ∴53a ≥c ,又∵e >1,∴1<e ≤53, ∴此双曲线的离心率e 的最大值为53. 16.已知双曲线C 1:x 2-y 24=1. (1)求与双曲线C 1有相同的焦点,且过点P (4,3)的双曲线C 2的标准方程;(2)直线l :y =x +m 分别交双曲线C 1的两条渐近线于A ,B 两点,当OA →·OB →=3时,求实数m的值.解 (1)双曲线C 1的焦点坐标为(5,0),(-5,0),设双曲线C 2的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0), 则⎩⎪⎨⎪⎧ a 2+b 2=5,16a 2-3b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=1, 所以双曲线C 2的标准方程为x 24-y 2=1. (2)双曲线C 1的渐近线方程为y =2x ,y =-2x ,设A (x 1,2x 1),B (x 2,-2x 2),由⎩⎪⎨⎪⎧ x 2-y 24=0,y =x +m ,消去y 化简得3x 2-2mx -m 2=0, 由Δ=(-2m )2-4×3×(-m 2)=16m 2>0,得m ≠0.因为x 1x 2=-m 23, OA →·OB →=x 1x 2+2x 1(-2x 2)=-3x 1x 2=m 2, 所以m 2=3,即m =±3.。
高二数学双曲线的第二定义 人教版 教案

高二数学双曲线的第二定义课题:双曲线的简单几何性质(第3课时)教学目标:1.掌握双曲线的第二定义及有关概念2.体会类比的思想方法3.进一步对学生进行运动变化和对立统一的观点的教育教学重点:双曲线的第二定义及应用教学难点:双曲线的第二定义的应用教学方法:比较法教学用具:多媒体投影仪教学过程:一、复习引入:(多媒体演示)通过上述内容的提问复习,教师特别强调两点:对于前面内容的学习,一是通过方程研究曲线的几何性质的:二是通过与椭圆的类比研究双曲线的。
本课仍然通过类比方法研究双曲线的几何性质二、新课教学1.投影课本100页例4点M(x,y)与定点F(c,o)的距离和它到定直线l::x=ca2的距离的比是常数),(>>caac求点M的轨迹.教师提问,在学生回答的同时板书以下解题过程:解:设d是点M到直线l的距离.根据题意,所求轨迹是集合p=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧=acdMFM,由此得accaxycx=-+-222)(.化简得0).b0,(a12222>>=+byax这是椭圆的标准方程,所以点M的轨迹是长轴长、短轴长分别为2a、2b的椭圆.2.类比探讨:在解决上面问题的基础上引导学生思考如下问题:如果把上题中的条件0>>ca改为0>>ac,其他条件不变,所求点M的轨迹又是什么?引导学生分析上面解题过程,发现:)()(22222222caayaxca-=+-可改写为)()(22222222acayaxac-=--设222bac=-,就可化为:12222=-byax(0,0>>ba)这是双曲线的标准方程,所以点M的轨迹是实轴长、虚轴长分别为2a、2b的双曲线3.总结说明:进一步类比研究椭圆第二定义过程,引导学生得到以下结论:(1)到定点的距离与到定直线的距离之比是常数e (1>e )的点的轨迹是双曲线;定点叫焦点,定直线叫准线,常数e 叫离心率。
(第二定义)(2)对于双曲线12222=-by a x ,相应与焦点F (c ,0)的准线方程是c a x 2=,相应与焦点F (-c ,0)的准线方程是cax 2-=; 对于双曲线12222=-b x a y ,相应与焦点F (0,c )的准线方程是c a y 2=,相应与焦点F (0,-c )的准线方程是cay 2-=;(3)若定点是)0,(c F ,定直线是l : c a x 2=,常数ace =,则轨迹为双曲线的标准方程12222=-b y a x ;若定点是),(b a F ,定直线是l :0=++C By Ax ,常数)1(>e e ,则轨迹一定是双曲线,但轨迹方程却不一定是标准方程。
高中数学优秀教案第二册上.双曲线的第二定义

课 题:8.4双曲线的第二定义教学目的:1.使学生掌握双曲线的范围、对称性、顶点、渐近线、离心率等几何性质2.掌握双曲线的另一种定义及准线的概念3.掌握等轴双曲线,共轭双曲线等概念4.进一步对学生进行运动变化和对立统一的观点的教育教学重点:双曲线的渐近线、离心率、双曲线的另一种定义及其得出过程教学难点:渐近线几何意义的证明,离心率与双曲线形状的关系,双曲线的另一种定义的得出过程授课类型:新授课课时安排:1课时教 具:多媒体、实物投影仪教学过程: 一、复习引入:1.范围、对称性由标准方程12222=-by a x ,从横的方向来看,直线x=-a,x=a 之间没有图象,从纵的方向来看,随着x 的增大,y 的绝对值也无限增大,所以曲线在纵方向上可无限伸展,不像椭圆那样是封闭曲线 双曲线不封闭,但仍称其对称中心为双曲线的中心2.顶点顶点:()0,),0,(21a A a A -特殊点:()b B b B -,0),,0(21实轴:21A A 长为2a , a 叫做半实轴长虚轴:21B B 长为2b ,b 叫做虚半轴长双曲线只有两个顶点,而椭圆则有四个顶点,这是两者的又一差异3.渐近线过双曲线12222=-by a x 的两顶点21,A A ,作Y 轴的平行线a x ±=,经过21,BB 作X 轴的平行线b y ±=,四条直线围成一个矩形 矩形的两条对角线所在直线方程是x ab y ±=(0=±by ax ),这两条直线就是双曲线的渐近线4.等轴双曲线定义:实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线,这样的双曲线叫做等轴双曲线等轴双曲线的性质:(1)渐近线方程为:x y ±=;(2)渐近线互相垂直;(3)离心率=e等轴双曲线可以设为:)0(22≠=-λλy x,当0>λ时交点在x 轴,当0<λ时焦点在y 轴上5.共渐近线的双曲线系如果已知一双曲线的渐近线方程为x ab y ±=)0(>±=k x kakb ,那么此双曲线方程就一定是:)0(1)()(2222>±=-k kb y ka x 或写成λ=-2222by a x6.双曲线的草图具体做法是:画出双曲线的渐近线,先确定双曲线的顶点及第一象限内任意一点的位置,然后过这两点并根据双曲线在第一象限从渐近线下方逐渐接近渐近线的特点画出双曲线的一部分,最后利用双曲线的对称性画出完整的双曲线7.离心率双曲线的焦距与实轴长的比ac a c e ==22,叫做双曲线的离心率范围:1>e 双曲线形状与e的关系:1122222-=-=-==e ac a a c a b k ,e 越大,即渐近线的斜率的绝对值就大,这是双曲线的形状就从扁狭逐渐变得开阔由此可知,双曲线的离心率越大,它的开口就越阔8.共轭双曲线以已知双曲线的实轴为虚轴,虚轴为实轴,这样得到的双曲线称为原双曲线的共轭双曲线 区别:三量a,b ,c 中a ,b 不同(互换)c 相同共用一对渐近线 双曲线和它的共轭双曲线的焦点在同一圆上确定双曲线的共轭双曲线的方法:将1变为—1共用同一对渐近线kx y ±=的双曲线的方程具有什么样的特征:可设为)0(1222≠=-λλky x ,当0>λ时交点在x 轴,当0<λ时焦点在y 轴上二、讲解新课:9. 双曲线的第二定义:到定点F 的距离与到定直线l 的距离之比为常数)0(>>=a c ac e 的点的轨迹是双曲线 其中,定点叫做双曲线的焦点,定直线叫做双曲线的准线 常数e 是双曲线的离心率.10.准线方程:对于12222=-b y a x 来说,相对于左焦点)0,(1c F -对应着左准线c a x l 21:-=,相对于右焦点)0,(2c F 对应着右准线ca x l 22:=;位置关系:2>>≥ca a x焦点到准线的距离cb p 2=(也叫焦参数)对于12222=-b x a y 来说,相对于上焦点),0(1c F -对应着上准线c a y l 21:-=;相对于下焦点),0(2c F 对应着下准线ca y l 22:=11 。
2.3.2双曲线的简单几何性质教学设计(优秀教案)

双曲线的简单几何性质教案一、学习目标知识目标: 了解双曲线的简单几何性质,如范围、对称性、顶点、渐近线、离心率。
能力目标: 通过观察、类比、转化、概括等探究,提高学生运用方程研究双曲线的性质的能力. 情感目标: 使学生在合作探究活动中体验成功, 激发学习热情,感受事物之间处处存在联系.二、学习重点、难点1. 教学重点:双曲线的范围、对称性、顶点、渐近线、离心率等几何性质;2. 教学难点:双曲线的渐近线.三、学习过程:(一)复习式导入:在椭圆部分,我们曾经从图形和标准方程两个角度来研究椭圆的几何性质。
那么,你认为应该研究双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的哪些性质呢?范围、对称性、顶点、离心率等.这就是我们今天要共同学习的内容:双曲线的简单几何性质 (二)新课:我们先来研究一下焦点坐标在x 轴上的双曲线的简单几何性质。
1双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的简单几何性质(1)范围从图形看,x 的取值范围是什么? 师生: 从标准方程能否得出这个结论呢? y 的范围呢?R y ∈(2)对称性从图形看,双曲线关于什么对称性? 生:关于x 轴、y 轴和原点都是对称的那么,类比椭圆几何性质的推导,从标准方程如何得出这个结论呢?提示:用y -代替原方程中的y ,若方程不变,则该曲线……关于x 轴对称。
同理,若用x -代替原方程中的x ,若方程不变,则该曲线关于y 轴对称。
若用y x --,分别代替原方程中的y x ,,若方程不变,则该曲线关于原点对称。
所以,双曲线是关于x 轴、y 轴和原点都是对称的。
x 轴、y 轴是双曲线的对称轴,原点是对称中心,又叫做双曲线的中心。
(3)顶点椭圆的顶点有几个?(4个)它是如何定义的?(椭圆与对称轴的交点)类比椭圆顶点的定义,我们把双曲线与对称轴的交点,叫做双曲线的顶点。
由图形可以看到,双曲a x a x -≤≥或012222≥-=ax b y 2222,1a x ax≥≥∴即ax a x -≤≥∴或线22221(0,0)x y a b a b-=>>的顶点有几个?顶点坐标是?(,0)a ± 虽然对比椭圆,双曲线只有两个顶点,但我们仍然把(0,)b ±标在图形上。
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《双曲线第二定义》教学案学法指导:以问题为诱导,结合图形,引导学生进行必要的联想、类比、化归、转化.教学目标知识目标:椭圆第二定义、准线方程;能力目标:1使学生了解椭圆第二定义给出的背景; 2了解离心率的几何意义;3使学生理解椭圆第二定义、椭圆的准线定义; 4使学生掌握椭圆的准线方程以及准线方程的应用; 5使学生掌握椭圆第二定义的简单应用;情感与态度目标:通过问题的引入和变式,激发学生学习的兴趣,应用运动变化的观点看待问题,体现数学的美学价值.教学重点与难点教学重点:椭圆第二定义、焦半径公式、准线方程; 教学难点:椭圆的第二定义的运用; 教具准备:与教材内容相关的资料.教学设想:激发学生的学习热情,激发学生的求知欲,培养严谨的学习态度,培养积极进取的精神.教学过程: 学生探究过程:复习回顾1.椭圆81922=+y x 的长轴长为 18 ,短轴长为 6 ,半焦距为26,离心率为322,焦点坐标为)26,0(±,顶点坐标为)9,0(±)0,3(±,(准线方程为4227±=y ). 2.短轴长为8,离心率为53的椭圆两焦点分别为1F 、2F ,过点1F 作直线l 交椭圆于A 、B 两点,则2ABF ∆的周长为 20 .引入课题【习题4(教材P 50例6)】椭圆的方程为1162522=+y x ,M 1,M 2为椭圆上的点① 求点M 1(4,2.4)到焦点F (3,0)的距离 2.6 .② 若点M 2为(4,y 0)不求出点M 2的纵坐标,你能求出这点到焦点F (3,0)的距离吗?解:22)34(||y MF +-=且116254202=+y 代入消去20y 得51325169||==MF 【推广】你能否将椭圆12222=+by a x 上任一点),(y x M 到焦点)0)(0,(>c c F 的距离表示成点M 横坐标x 的函数吗?解:⎪⎩⎪⎨⎧=++-=1)(||222222b y ax y c x MF 代入消去2y 得2222222)(2||a x a cx ab bc cx x MF -=-++-=||||||22ca x e c a x a c a x a c -=-=-= 问题1:你能将所得函数关系叙述成命题吗?(用文字语言表述)椭圆上的点M 到右焦点)0,(c F 的距离与它到定直线ca x 2=的距离的比等于离心率a c问题2:你能写出所得命题的逆命题吗?并判断真假?(逆命题中不能出现焦点与离心率)动点M 到定点)0,(c F 的距离与它到定直线ca x 2=的距离的比等于常数)(c a a c >的点的轨迹是椭圆.【引出课题】椭圆的第二定义当点M 与一个定点的距离和它到一条定直线的距离的比是常数)10(<<=e ace 时,这个点的轨迹是椭圆.定点是椭圆的焦点,定直线叫做椭圆的准线,常数e 是椭圆的离心率.对于椭圆12222=+b y a x ,相应于焦点)0,(c F 的准线方程是ca x 2=.根据对称性,相应于焦点)0,(c F -'的准线方程是c a x 2-=.对于椭圆12222=+b x a y 的准线方程是cay 2±=.可见椭圆的离心率就是椭圆上一点到焦点的距离与到相应准线距离的比,这就是离心率的几何意义.由椭圆的第二定义e dMF =∴||可得:右焦半径公式为ex a c a x e ed MF -=-==||||2右;左焦半径公式为ex a ca x e ed MF +=--==|)(|||2左典型例题例1、求椭圆1162522=+y x 的右焦点和右准线;左焦点和左准线;解:由题意可知右焦点)0,(c F 右准线c a x 2=;左焦点)0,(c F -和左准线ca x 2-=变式:求椭圆81922=+y x 方程的准线方程;解:椭圆可化为标准方程为:198122=+x y ,故其准线方程为42272±=±=c a y 小结:求椭圆的准线方程一定要化成标准形式,然后利用准线公式即可求出例2、椭圆1162522=+y x 上的点M 到左准线的距离是5.2,求M 到左焦点的距离为.变式:求M 到右焦点的距离为 .解:记椭圆的左右焦点分别为21,F F 到左右准线的距离分别为21,d d 由椭圆的第二定义可知:e d MF =||53||11===a c e d MF 5.15.253||11=⨯==∴ed MF 5.1||1=∴MF 又由椭的第一定义可知:5.8||102||||221=∴==+MF a MF MF 另解:点M 到左准线的距离是2.5,所以点M 到右准线的距离为685253505.222=-=-c a 5.868553||||2222=⨯==∴=ed MF e d MF小结:椭圆第二定义的应用和第一定义的应用例1、 点P 与定点A (2,0)的距离和它到定直线8=x 的距离的比是1:2,求点P 的轨迹;解法一:设),(y x P 为所求轨迹上的任一点,则21|8|)2(22=-+-x y x 由化简得1121622=+y x ,故所的轨迹是椭圆.解法二:因为定点A (2,0)所以2=c ,定直线8=x 所以82==ca x 解得4=a ,又因为21==a c e 故所求的轨迹方程为1121622=+y x变式:点P 与定点A (2,0)的距离和它到定直线5=x 的距离的比是1:2,求点P 的轨迹; 分析:这道题目与刚才的哪道题目可以说是同一种类型的题目,那么能否用上面的两种方法来解呢?解法一:设),(y x P 为所求轨迹上的任一点,则21|5|)2(22=-+-x y x 由化简得0946322=-+-y x x 配方得134)1(22=+-y x ,故所的轨迹是椭圆,其中心在(1,0)解法二:因为定点A (2,0)所以2=c ,定直线8=x 所以52==ca x 解得102=a ,故所求的轨迹方程为161022=+y x问题1:求出椭圆方程13422=+y x 和134)1(22=+-y x 的长半轴长、短半轴长、半焦距、离心率;问题2:求出椭圆方程13422=+y x 和134)1(22=+-y x 长轴顶点、焦点、准线方程;解:因为把椭圆13422=+y x 向右平移一个单位即可以得到椭圆134)1(22=+-y x 所以问题1中的所有问题均不变,均为21,1,3,3=====a c e c b a 13422=+y x 长轴顶点、焦点、准线方程分别为:)0,2(±,)0,1(±4±=x ; 134)1(22=+-y x 长轴顶点、焦点、准线方程分别为:)0,12(+±,)0,11(+±14+±=x ; 反思:由于是标准方程,故只要有两上独立的条件就可以确定一个椭圆,而题目中有三个条件,所以我们必须进行检验,又因为102==a c e 另一方面离心率就等于21这是两上矛盾的结果,所以所求方程是错误的.又由解法一可知,所求得的椭圆不是标准方程.小结:以后有涉及到“动点到定点的距离和它到定直线的距离的比是常数时”最好的方法是采用求轨迹方程的思路,但是这种方法计算量比较大;解法二运算量比较小,但应注意到会不会是标准方程,即如果三个数据可以符合课本例4的关系的话,那么其方程就是标准方程,否则非标准方程,则只能用解法一的思维来解.例4、设AB 是过椭圆右焦点的弦,那么以AB 为直径的圆必与椭圆的右准线( ) A .相切 B .相离 C .相交 D .相交或相切 分析:如何判断直线与圆的位置关系呢?解:设AB 的中点为M ,则M 即为圆心,直径是|AB |;记椭圆的右焦点为F ,右准线为l ; 过点A 、B 、M 分别作出准线l 的垂线,分别记为d d d ,,21由梯形的中位线可知221d d d +=又由椭圆的第二定义可知e d AF =1||e d BF =2||即)(||||21d d e BF AF +=+ 又22||||2||21d de BF AF AB +⋅=+=且10<<e 2||AB d >∴故直线与圆相离 例5、已知点M 为椭圆1162522=+y x 的上任意一点,1F 、2F 分别为左右焦点;且)2,1(A 求||35||1MF MA +的最小值 分析:应如何把||351MF 表示出来 解:左准线1l :3252-=-=c a x ,作1l MD ⊥于点D ,记||MD d =由第二定义可知:53||1===a c e d MF ⇒ d MF 53||1= ⇒ ||351MF d =故有||||||||35||1MD MA d MA MF MA +=+=+所以有当A 、M 、D 三点共线时,|MA |+|MD |有最小值:3251+ 即||35||1MF MA +的最小值是328变式1:||5||31MF MA +的最小值; 解:283283)||35||(3||5||311=⨯=+=+MF MA MF MA变式2:||||531MF MA +的最小值; 解:52832853|)|35|(|53||||5311=⨯=+=+MF MA MF MA,由椭圆定义有,所以,则,中点到右准线距离为 ,于是到左准线距离为,,所求椭圆方程为.思考:1.方程|2|)1()1(222++=-+-y x y x 表示什么曲线?解:222|2|)1()1(22=++-+-y x y x 122<;即方程表示到定点的距离与到定直线的距离的比常数(且该常数小于1)∴方程表示椭圆例Ⅱ、(06四川高考15)如图把椭圆的长轴AB 分成8等分,过每个等分点作x 轴的垂线交椭圆的上半部分于721,P P P 七个点,F 是椭圆的一个焦点,则||||||721F P F P F P +++ =解法一:53==a c e ,设i P 的横坐标为i x ,则i x i 455+-=不妨设其焦点为左焦点 由53||===a c e d F P i 得i i ex a c a x e F P i i i 432)455(535)(||2+=+-⋅+=+=+=35)721(4372||||||721=++++⨯=+++ F P F P F P解法二:由题意可知1P 和7P 关于y 轴对称,又由椭圆的对称性及其第一定义可知a F P F P 2||||71=+,同理可知a F P F P 2||||62=+,a F P F P 2||||53=+,a F P =||4故357||||||721==+++a F P F P F P。