平面解析几何双曲线

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高考数学一轮总复习教学课件第八章 平面解析几何第6节 双曲线

高考数学一轮总复习教学课件第八章 平面解析几何第6节 双曲线

A.1

B.17
C.1或17
D.8

解析:(2)对于 - =1 ,a2=16,b2=20,

所以c2=a2+b2=36,a=4,c=6,
又|PF1|=9<a+c,所以点P在双曲线的左支,则有|PF2|-|PF1|=2a=8,
所以|PF2|=17,故选B.
)
考点二
双曲线的标准方程



| | +| | -
cos∠F1PF2=
| || |
= ,
整理得|PF1|2+|PF2|2-|PF1||PF2|=100,①
根据点P在双曲线上可得||PF1|-|PF2||=6,
则(|PF1|-|PF2|)2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|=36,②
解析:(1)由题意,双曲线 C1 的焦距 2c=4 ,又 C1 过点(3,1),

若 C1 的焦点在 x 轴上,设双曲线 C1 的方程为 -=1(a>0,b>0),

将点(3,1)代入 - =1(a>0,b>0),


得 - =1,①


2
2
2
又 a +b =c =8,②
)
解析:(2)设双曲线的方程为mx2+ny2=1(mn<0),

= - ,
+ = ,

解得

+ = ,
= ,

故双曲线的标准方程为 - =1.故选 B.

考点三
双曲线的简单几何性质
角度一
渐近线

平面解析几何的双曲线性质与像

平面解析几何的双曲线性质与像

平面解析几何的双曲线性质与像双曲线是平面解析几何中一个重要的曲线类型,它具有独特的性质和特点。

在本文中,我将介绍双曲线的一些基本概念和定义,并详细讨论它的性质以及如何确定双曲线的像。

一、双曲线的定义和基本性质在平面直角坐标系中,双曲线可以通过以下方程表示:x^2/a^2 - y^2/b^2 = 1,其中a和b分别是双曲线的半轴长度。

双曲线具有以下基本性质:1. 双曲线是对称图形,关于x轴和y轴两者都对称。

2. 双曲线有两个分支,分别称为实部和虚部。

3. 双曲线的焦点与直角坐标系的原点之间的距离为c,满足a^2 = b^2 + c^2。

4. 双曲线的渐近线是两条直线,分别与实部和虚部分支无限地靠近但永远不会相交。

二、确定双曲线的像确定双曲线的像需要考虑以下几个要素:焦点、顶点、直角坐标系和平行线。

1. 焦点:双曲线的焦点对于确定双曲线的像至关重要。

焦点是双曲线上的两个特殊点,它们在x轴上与顶点的距离分别为ae和-be,其中e是双曲线的离心率。

通过确定离心率和焦点的位置,可以确定双曲线的形状和大小。

2. 顶点:双曲线的顶点是双曲线的中心点,也是双曲线的对称轴与垂直轴的交点。

通过确定顶点的位置,可以确定双曲线的中心位置。

3. 直角坐标系:在平面直角坐标系中绘制双曲线时,可以确定双曲线的位置和方向。

通过绘制直角坐标系,然后确定双曲线的中心和顶点的位置,可以绘制出双曲线的形状。

4. 平行线:平行线可以帮助确定双曲线的位置和大小。

通过绘制与双曲线的渐近线平行的直线,可以确定双曲线的近似位置和范围。

综上所述,通过确定焦点、顶点、直角坐标系和平行线,我们可以确定双曲线的像。

在确定了这些要素后,我们可以根据需要进行绘制并研究双曲线的性质和特点。

总结:双曲线是平面解析几何中重要的曲线类型,具有独特的性质和特点。

确定双曲线的像需要考虑焦点、顶点、直角坐标系和平行线等要素。

通过确定这些要素,我们可以确定双曲线的形状、大小和位置,从而深入研究双曲线的性质和像。

高中数学知识点总结(第九章 平面解析几何 第七节 双曲线)

高中数学知识点总结(第九章 平面解析几何 第七节 双曲线)

第七节 双曲线一、基础知识1.双曲线的定义平面内到两个定点F 1,F 2的距离的差的绝对值等于常数2a (2a <|F 1F 2|)的点P 的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.当|PF 1|-|PF 2|=2a2a <|F 1F 2|时,点P 的轨迹为靠近F 2的双曲线的一支.当|PF 1|-|PF 2|=-2a 2a <|F 1F 2|时,点P 的轨迹为靠近F 1的双曲线的一支. 若2a =2c ,则轨迹是以F 1,F 2为端点的两条射线;若2a >2c ,则轨迹不存在;若2a =0,则轨迹是线段F 1F 2的垂直平分线.2.双曲线的标准方程(1)中心在坐标原点,焦点在x 轴上的双曲线的 标准方程为x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0).(2)中心在坐标原点,焦点在y 轴上的双曲线的 标准方程为y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0).3.双曲线的几何性质标准方程 x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0) y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0) 范围 |x |≥a ,y ∈R|y |≥a ,x ∈R对称性 对称轴:x 轴,y 轴;对称中心:原点 焦点 F 1(-c,0),F 2(c,0) F 1(0,-c ),F 2(0,c ) 顶点 A 1(-a,0),A 2(a,0)A 1(0,-a ),A 2(0,a )轴 线段A 1A 2,B 1B 2分别是双曲线的实轴和虚轴;实轴长为2a ,虚轴长为2b焦距|F 1F 2|=2c离心率e =c a= 1+b 2a2∈(1,+∞) e 是表示双曲线开口大小的 一个量,e 越大开口越大.渐近线 y =±b axy =±a bxa ,b ,c 的关系a 2=c 2-b 2二、常用结论(1)过双曲线的一个焦点且与实轴垂直的弦的长为2b 2a,也叫通径.(2)与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)有共同渐近线的方程可表示为x 2a 2-y 2b 2=t (t ≠0).(3)双曲线的焦点到其渐近线的距离为b .(4)若P 是双曲线右支上一点,F 1,F 2分别为双曲线的左、右焦点,则|PF 1|min =a +c ,|PF 2|min =c -a .考点一 双曲线的标准方程[典例] (1)(2018·石家庄摸底)已知双曲线过点(2,3),渐近线方程为y =±3x ,则该双曲线的标准方程是( )A.7x 216-y 212=1 B.y 23-x 22=1 C .x 2-y 23=1 D.3y 223-x 223=1 (2)(2018·天津高考)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2,过右焦点且垂直于x 轴的直线与双曲线交于A ,B 两点.设A ,B 到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d 1和d 2,且d 1+d 2=6,则双曲线的方程为( )A.x 24-y 212=1 B.x 212-y 24=1 C.x 23-y 29=1 D.x 29-y 23=1 [解析] (1)法一:当双曲线的焦点在x 轴上时,设双曲线的标准方程是x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0),由题意得⎩⎨⎧4a 2-9b 2=1,ba =3,解得⎩⎨⎧a =1,b =3,所以该双曲线的标准方程为x 2-y 23=1;当双曲线的焦点在y 轴上时,设双曲线的标准方程是y 2a 2-x 2b2=1(a >0,b >0),由题意得⎩⎨⎧9a 2-4b 2=1,a b =3,无解.故该双曲线的标准方程为x 2-y 23=1,选C. 法二:当其中的一条渐近线方程y =3x 中的x =2时,y =23>3,又点(2,3)在第一象限,所以双曲线的焦点在x 轴上,设双曲线的标准方程是x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0),由题意得⎩⎨⎧4a 2-9b 2=1,b a =3,解得⎩⎨⎧a =1,b =3,所以该双曲线的标准方程为x 2-y 23=1,故选C.法三:因为双曲线的渐近线方程为y =±3x ,即y3=±x ,所以可设双曲线的方程是x 2-y 23=λ(λ≠0),将点(2,3)代入,得λ=1,所以该双曲线的标准方程为x 2-y 23=1,故选C. (2)法一:如图,不妨设A 在B 的上方,则A ⎝⎛⎭⎫c ,b 2a ,B ⎝⎛⎭⎫c ,-b2a . 又双曲线的一条渐近线为bx -ay =0, 则d 1+d 2=bc -b 2+bc +b 2a 2+b 2=2bcc =2b=6,所以b =3.又由e =ca =2,知a 2+b 2=4a 2,所以a = 3.所以双曲线的方程为x 23-y 29=1.法二:由d 1+d 2=6,得双曲线的右焦点到渐近线的距离为3,所以b =3.因为双曲线 x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2,所以ca =2,所以a 2+b 2a 2=4,所以a 2+9a 2=4,解得a 2=3,所以双曲线的方程为x 23-y 29=1,故选C.[答案] (1)C (2)C [题组训练]1.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,若|PF 1|-|PF 2|=4b ,且双曲线的焦距为25,则该双曲线的标准方程为( )A.x 24-y 2=1 B.x 23-y 22=1 C .x 2-y 24=1 D.x 22-y 23=1 解析:选A 由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧|PF 1|-|PF 2|=2a =4b ,c 2=a 2+b 2,2c =25,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=1,则该双曲线的标准方程为x 24-y 2=1.2.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的实轴长为4,离心率为 5,则双曲线的标准方程为( )A.x 24-y 216=1 B .x 2-y 24=1C.x 22-y 23=1 D .x 2-y 26=1 解析:选A 因为双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的实轴长为4,所以a =2,由离心率为5,可得c a =5,c =25,所以b =c 2-a 2=20-4=4,则双曲线的标准方程为x 24-y 216=1.3.经过点P (3,27),Q(-62,7)的双曲线的标准方程为____________. 解析:设双曲线方程为mx 2+ny 2=1(mn <0), 因为所求双曲线经过点P (3,27),Q(-62,7),所以⎩⎪⎨⎪⎧9m +28n =1,72m +49n =1,解得⎩⎨⎧m =-175,n =125.故所求双曲线方程为y 225-x 275=1.答案:y 225-x 275=1考点二 双曲线定义的应用考法(一) 利用双曲线的定义求双曲线方程[典例] 已知动圆M 与圆C 1:(x +4)2+y 2=2外切,与圆C 2:(x -4)2+y 2=2内切,则动圆圆心M 的轨迹方程为( )A.x 22-y 214=1(x ≥ 2) B.x 22-y 214=1(x ≤-2) C.x 22+y 214=1(x ≥ 2) D.x 22+y 214=1(x ≤-2) [解析] 设动圆的半径为r ,由题意可得|MC 1|=r +2,|MC 2|=r -2,所以|MC 1|-|MC 2|=22=2a ,故由双曲线的定义可知动点M 在以C 1(-4,0),C 2(4,0)为焦点,实轴长为2a =22的双曲线的右支上,即a =2,c =4⇒b 2=16-2=14,故动圆圆心M 的轨迹方程为x 22-y 214=1(x ≥ 2). [答案] A[解题技法]利用双曲线的定义判定平面内动点与两定点的轨迹是否为双曲线,进而根据要求可求出双曲线方程.考法(二) 焦点三角形问题[典例] 已知F 1,F 2为双曲线C :x 2-y 2=1的左、右焦点,点P 在C 上,∠F 1PF 2=60°,则|PF 1|·|PF 2|等于( )A .2B .4C .6D .8[解析] 由双曲线的方程得a =1,c =2, 由双曲线的定义得||PF 1|-|PF 2||=2. 在△PF 1F 2中,由余弦定理得|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|cos 60°, 即(22)2=|PF 1|2+|PF 2|2-|PF 1|·|PF 2| =(|PF 1|-|PF 2|)2+|PF 1|·|PF 2| =22+|PF 1|·|PF 2|, 解得|PF 1|·|PF 2|=4. [答案] B [解题技法]在双曲线中,有关焦点三角形的问题常用双曲线定义和解三角形的知识来解决,尤其是涉及|PF 1|,|PF 2|的问题,一般会用到双曲线定义.涉及焦点三角形的面积问题,若顶角θ已知,则用S △PF 1F 2=12|PF 1||PF 2|sin θ,|||PF 1|-|PF 2|=2a 及余弦定理等知识;若顶角θ未知,则用S △PF 1F 2=12·2c ·|y 0|来解决.[题组训练]1.已知点F 1(-3,0)和F 2(3,0),动点P 到F 1,F 2的距离之差为4,则点P 的轨迹方程为( )A.x 24-y 25=1(y >0) B.x 24-y 25=1(x >0) C.y 24-x 25=1(y >0) D.y 24-x 25=1(x >0) 解析:选B 由题设知点P 的轨迹方程是焦点在x 轴上的双曲线的右支,设其方程为x 2a 2-y 2b 2=1(x >0,a >0,b >0),由题设知c =3,a =2,b 2=9-4=5,所以点P 的轨迹方程为x 24-y 25=1(x >0). 2.已知双曲线x 2-y 224=1的两个焦点为F 1,F 2,P 为双曲线右支上一点.若|PF 1|=43|PF 2|,则△F 1PF 2的面积为( )A .48B .24C .12D .6解析:选B 由双曲线的定义可得 |PF 1|-|PF 2|=13|PF 2|=2a =2,解得|PF 2|=6,故|PF 1|=8,又|F 1F 2|=10, 由勾股定理可知三角形PF 1F 2为直角三角形, 因此S △F 1PF 2=12|PF 1|·|PF 2|=24.考点三 双曲线的几何性质考法(一) 求双曲线的离心率(或范围)[典例] (2018·长春二测)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|,则双曲线离心率的取值范围是( )A.⎝⎛⎦⎤53,2B.⎝⎛⎦⎤1,53 C .(1,2]D.⎣⎡⎭⎫53,+∞ [解析] 由双曲线的定义可知|PF 1|-|PF 2|=2a ,又|PF 1|=4|PF 2|,所以|PF 2|=2a3,由双曲线上的点到焦点的最短距离为c -a ,可得2a 3≥c -a ,解得c a ≤53, 即e ≤53,又双曲线的离心率e >1,故该双曲线离心率的取值范围为⎝⎛⎦⎤1,53,故选B. [答案] B [解题技法]1.求双曲线的离心率或其范围的方法(1)求a ,b ,c 的值,由c 2a 2=a 2+b 2a 2=1+b 2a2直接求e .(2)列出含有a ,b ,c 的齐次方程(或不等式),借助于b 2=c 2-a 2消去b ,然后转化成关于e 的方程(或不等式)求解.2.求离心率的口诀归纳离心率,不用愁,寻找等式消b 求; 几何图形寻迹踪,等式藏在图形中. 考法(二) 求双曲线的渐近线方程[典例] (2019·武汉部分学校调研)已知双曲线C :x 2m 2-y 2n 2=1(m >0,n >0)的离心率与椭圆x 225+y 216=1的离心率互为倒数,则双曲线C 的渐近线方程为( ) A .4x ±3y =0 B .3x ±4y =0C .4x ±3y =0或3x ±4y =0D .4x ±5y =0或5x ±4y =0[解析] 由题意知,椭圆中a =5,b =4,∴椭圆的离心率e = 1-b 2a 2=35,∴双曲线的离心率为 1+n 2m 2=53,∴n m =43,∴双曲线的渐近线方程为y =±n m x =±43x ,即4x ±3y =0.故选A.[答案] A[解题技法] 求双曲线的渐近线方程的方法求双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)或y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线方程的方法是令右边的常数等于0,即令x 2a 2-y 2b 2=0,得y =±b a x ;或令y 2a 2-x 2b 2=0,得y =±ab x .反之,已知渐近线方程为y =±b a x ,可设双曲线方程为x 2a 2-y 2b2=λ(a >0,b >0,λ≠0).[题组训练]1.(2019·潍坊统一考试)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的焦点到渐近线的距离为3,且离心率为2,则该双曲线的实轴的长为( )A .1 B.3 C .2D .23解析:选C 由题意知双曲线的焦点(c,0)到渐近线bx -ay =0的距离为bca 2+b 2=b =3,即c 2-a 2=3,又e =ca=2,所以a =1,该双曲线的实轴的长为2a =2.2.已知直线l 是双曲线C :x 22-y 24=1的一条渐近线,P 是直线l 上一点,F 1,F 2是双曲线C 的左、右焦点,若PF 1―→·PF 2―→=0,则点P 到x 轴的距离为( )A.233B.2 C .2D.263解析:选C 由题意知,双曲线的左、右焦点分别为F 1(-6,0),F 2(6,0),不妨设直线l 的方程为y =2x ,设P (x 0,2x 0).由PF 1―→·PF 2―→=(-6-x 0,-2x 0)·(6-x 0,-2x 0)=3x 20-6=0,得x 0=±2,故点P 到x 轴的距离为|2x 0|=2,故选C.3.(2019·成都一诊)如图,已知双曲线E :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),长方形ABCD 的顶点A ,B 分别为双曲线E 的左、右焦点,且点C ,D 在双曲线E 上,若|AB |=6,|BC |=52,则双曲线E 的离心率为( )A. 2B.32C.52D.5解析:选B 根据|AB |=6可知c =3,又|BC |=52,所以b 2a =52,b 2=52a ,所以c 2=a 2+52a=9,解得a =2(舍负),所以e =c a =32.4.(2018·郴州二模)已知双曲线y 2m -x 29=1(m >0)的一个焦点在直线x +y =5上,则双曲线的渐近线方程为( )A .y =±34xB .y =±43xC .y =±223xD .y =±324x解析:选B 由双曲线y 2m -x 29=1(m >0)的焦点在y 轴上,且在直线x +y =5上,直线x+y =5与y 轴的交点为(0,5),有c =5,则m +9=25,得m =16, 所以双曲线的方程为y 216-x 29=1,故双曲线的渐近线方程为y =±43x .故选B.[课时跟踪检测]A 级1.(2019·襄阳联考)直线l :4x -5y =20经过双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一个焦点和虚轴的一个端点,则双曲线C 的离心率为( )A.53 B.35 C.54D.45解析:选A 由题意知直线l 与两坐标轴分别交于点(5,0),(0,-4),从而c =5,b =4,∴a =3,双曲线C 的离心率e =c a =53.2.设F 1,F 2分别是双曲线x 2-y 29=1的左、右焦点,若点P 在双曲线上,且|PF 1|=6,则|PF 2|=( )A .6B .4C .8D .4或8解析:选D 由双曲线的标准方程可得a =1,则||PF 1|-|PF 2||=2a =2,即|6-|PF 2||=2,解得|PF 2|=4或8.3.(2018·全国卷Ⅲ)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2,则点(4,0)到C的渐近线的距离为( )A. 2 B .2 C.322D .22解析:选D ∵e =ca=1+b 2a 2=2,∴b a=1. ∴双曲线的渐近线方程为x ±y =0. ∴点(4,0)到C 的渐近线的距离d =42=2 2. 4.若实数k 满足0<k <9,则曲线x 225-y 29-k =1与曲线x 225-k -y 29=1的( )A .离心率相等B .虚半轴长相等C .实半轴长相等D .焦距相等解析:选D 由0<k <9,易知两曲线均为双曲线且焦点都在x 轴上,由25+9-k =25-k +9,得两双曲线的焦距相等.5.(2018·陕西部分学校摸底)在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线C 1:2x 2-y 2=1,过C 1的左顶点引C 1的一条渐近线的平行直线,则该直线与另一条渐近线及x 轴所围成的三角形的面积为( )A.24B.22C.28D.216解析:选C 设双曲线C 1的左顶点为A ,则A ⎝⎛⎭⎫-22,0,双曲线的渐近线方程为y =±2x ,不妨设题中过点A 的直线与渐近线y =2x 平行,则该直线的方程为y =2⎝⎛⎭⎫x +22,即y =2x +1.联立⎩⎨⎧y =-2x ,y =2x +1,解得⎩⎨⎧x =-24,y =12.所以该直线与另一条渐近线及x 轴所围成的三角形的面积S =12·|OA |·12=12×22×12=28,故选C.6.(2019·辽宁五校协作体模考)在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a>0,b >0)的离心率为5,从双曲线C 的右焦点F 引渐近线的垂线,垂足为A ,若△AFO 的面积为1,则双曲线C 的方程为( )A.x 22-y 28=1 B.x 24-y 2=1 C.x 24-y 216=1 D .x 2-y 24=1 解析:选D 因为双曲线C 的右焦点F 到渐近线的距离|F A |=b ,|OA |=a ,所以ab =2,又双曲线C 的离心率为5,所以 1+b 2a2=5,即b 2=4a 2,解得a 2=1,b 2=4,所以双曲线C 的方程为x 2-y 24=1,故选D. 7.(2018·北京高考)若双曲线x 2a 2-y 24=1(a >0)的离心率为52,则a =________.解析:由e =ca =a 2+b 2a 2,得a 2+4a 2=54, ∴a 2=16. ∵a >0,∴a =4. 答案:48.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 |=________.解析:双曲线的右焦点为F (2,0),过F 与x 轴垂直的直线为x =2,渐近线方程为x 2-y 23=0,将x =2代入x 2-y 23=0,得y 2=12,y =±23,故|AB |=4 3. 答案:43 9.(2018·海淀期末)双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线为正方形OABC 的边OA ,OC 所在的直线,点B 为该双曲线的焦点.若正方形OABC 的边长为2,则a =________.解析:双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的渐近线方程为y =±b ax ,由已知可得两条渐近线互相垂直,由双曲线的对称性可得b a=1.又正方形OABC 的边长为2,所以c =22,所以a 2+b 2=c 2=(22)2,解得a =2.答案:210.(2018·南昌摸底调研)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点为F ,过点F 作圆(x -a )2+y 2=c 216的切线,若该切线恰好与C 的一条渐近线垂直,则双曲线C 的离心率为________.解析:不妨取与切线垂直的渐近线方程为y =b a x ,由题意可知该切线方程为y =-a b(x -c ),即ax +by -ac =0.圆(x -a )2+y 2=c 216的圆心为(a,0),半径为c 4,则圆心到切线的距离d =|a 2-ac |a 2+b2=ac -a 2c =c 4,又e =c a ,则e 2-4e +4=0,解得e =2,所以双曲线C 的离心率e =2. 答案:211.已知双曲线的中心在原点,焦点F 1,F 2在坐标轴上,离心率为2,且过点(4, -10),点M (3,m )在双曲线上.(1)求双曲线的方程;(2)求证:MF 1―→·MF 2―→=0;(3)求△F 1MF 2的面积.解:(1)∵e =2,∴双曲线的实轴、虚轴相等.则可设双曲线方程为x 2-y 2=λ.∵双曲线过点(4,-10),∴16-10=λ,即λ=6.∴双曲线方程为x 26-y 26=1. (2)证明:不妨设F 1,F 2分别为双曲线的左、右焦点, 则MF 1―→=(-23-3,-m ),MF 2―→=(23-3,-m ).∴MF 1―→·MF 2―→=(3+23)×(3-23)+m 2=-3+m 2,∵M 点在双曲线上,∴9-m 2=6,即m 2-3=0,∴MF 1―→·MF 2―→=0.(3)△F 1MF 2的底边长|F 1F 2|=4 3.由(2)知m =± 3.∴△F 1MF 2的高h =|m |=3,∴S △F 1MF 2=12×43×3=6. 12.中心在原点,焦点在x 轴上的椭圆与双曲线有共同的焦点F 1,F 2,且|F 1F 2|=213,椭圆的长半轴长与双曲线实半轴长之差为4,离心率之比为3∶7.(1)求椭圆和双曲线的方程;(2)若P 为这两曲线的一个交点,求cos ∠F 1PF 2的值.解:(1)由题知c =13,设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),双曲线方程为x 2m 2-y 2n 2=1(m >0,n >0),则⎩⎪⎨⎪⎧ a -m =4,7·13a =3·13m ,解得a =7,m =3.则b =6,n =2.故椭圆方程为x 249+y 236=1,双曲线方程为x 29-y 24=1. (2)不妨设F 1,F 2分别为椭圆与双曲线的左、右焦点,P 是第一象限的交点, 则|PF 1|+|PF 2|=14,|PF 1|-|PF 2|=6,所以|PF 1|=10,|PF 2|=4.又|F 1F 2|=213,所以cos ∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1||PF 2|=102+42-21322×10×4=45.B 级1.已知圆(x -1)2+y 2=34的一条切线y =kx 与双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)有两个交点,则双曲线C 的离心率的取值范围是( )A .(1,3)B .(1,2)C .(3,+∞)D .(2,+∞)解析:选D 由题意,知圆心(1,0)到直线kx -y =0的距离d =|k |k 2+1=32,∴k =±3, 由题意知b a >3,∴1+b 2a 2>4,即a 2+b 2a 2=c 2a 2>4,∴e >2. 2.(2019·吉林百校联盟联考)如图,双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,直线l 过点F 1且与双曲线C 的一条渐近线垂直,与两条渐近线分别交于M ,N 两点,若|NF 1|=2|MF 1|,则双曲线C 的渐近线方程为( )A .y =±33x B .y =±3x C .y =±22x D .y =±2x解析:选B ∵|NF 1|=2|MF 1|,∴M 为NF 1的中点,又OM ⊥F 1N ,∴∠F 1OM =∠NOM ,又∠F 1OM =∠F 2ON ,∴∠F 2ON =60°,∴双曲线C 的渐近线的斜率k =±tan 60°=±3,即双曲线C 的渐近线方程为y =±3x .故选B.3.设A ,B 分别为双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右顶点,双曲线的实轴长为43,焦点到渐近线的距离为 3.(1)求双曲线的方程;(2)已知直线y =33x -2与双曲线的右支交于M ,N 两点,且在双曲线的右支上存在点D ,使OM ―→+ON ―→=t OD ―→,求t 的值及点D 的坐标.解:(1)由题意知a =23,∵一条渐近线为y =b ax ,∴bx -ay =0.由焦点到渐近线的距离为3,得|bc |b 2+a 2= 3. 又∵c 2=a 2+b 2,∴b 2=3,∴双曲线的方程为x 212-y 23=1. (2)设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),D (x 0,y 0),则x 1+x 2=tx 0,y 1+y 2=ty 0.将直线方程y =33x -2代入双曲线方程x 212-y 23=1得 x 2-163x +84=0,则x 1+x 2=163,y 1+y 2=33(x 1+x 2)-4=12. ∴⎩⎨⎧ x0y 0=433,x 2012-y 203=1.解得⎩⎨⎧x 0=43,y 0=3. ∴t =4,点D 的坐标为(43,3).。

高考数学第九章 平面解析几何 双曲线7

高考数学第九章 平面解析几何  双曲线7

基础自测
题组一 思考辨析 1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)平面内到点F1(0,4),F2(0,-4)距离之差的绝对值等于8的点的轨迹是 双曲线.( × ) (2)方程 xm2-yn2=1 (mn>0)表示焦点在x轴上的双曲线.( × ) (3)双曲线方程 mx22-ny22=λ (m>0,n>0,λ≠0)的渐近线方程是 mx22-ny22 =
的一点P,则||PF1|-|PF2||=8.
由双曲线的定义知,a=4,b=3.
故曲线 C2 的标准方程为4x22-3y22=1.
即1x62 -y92=1.
解析 答案
(2)(2016·天津)已知双曲线 x42-by22 =1(b>0),以原点为圆心,双曲线的实 半轴长为半径长的圆与双曲线的两条渐近线相交于A,B,C,D四点,
解答
思维升华
(1)利用双曲线的定义判定平面内动点与两定点的轨迹是否为双曲线, 进而根据要求可求出双曲线方程. (2)在“焦点三角形”中,常利用正弦定理、余弦定理,经常结合|PF1 -PF2|=2a,运用平方的方法,建立与|PF1|·|PF2|的联系. (3)利用待定系数法求双曲线方程要先定形,再定量,如果已知双曲线 的渐近线方程,可设有公共渐近线的双曲线方程为 ax22-by22=λ (λ≠0) , 再由条件求出λ的值即可.
0,即 mx ±ny =0.( √ )
123456
(4)等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率等于 2.( √ ) (5)若双曲线ax22-by22=1(a>0,b>0)与bx22-ay22=1(a>0,b>0)的离心率分别是 e1,e2,则e121+e122=1(此条件中两条双曲线称为共轭双曲线).( √ )

高中数学第二章平面解析几何2.6双曲线及其方程2.6.2双曲线的几何性质课件新人教B版选择性必修第一

高中数学第二章平面解析几何2.6双曲线及其方程2.6.2双曲线的几何性质课件新人教B版选择性必修第一

e=

=
从而

2

5
,
3
5
b=4,c=3a,代入 c2=a2+b2,得 a2=9,
2
故双曲线的标准方程为
9
2
− =1.
16
2 =1(a>0,b>0),由题意知
2b=8,
(2)由题意知,所求双曲线的焦点在 x 轴上,
2
2
故可设其方程为64 − 16=λ(λ>0),
将点(2,0)的坐标代入方程得
且实用的是把双曲线标准方程中等号右边的“1”改成“0”,就得到了此双曲
线的渐近线方程.
2
2
2
2.与双曲线 2 − 2 =1(a>0,b>0)有共同渐近线的双曲线方程可设为 2 −



2


2 =λ(λ≠0);若已知双曲线的渐近线方程 ± =0 或 y=±x,则双曲线方程可设为

2
k2x2-y2=λ(λ≠0)
渐近线为 ax±by=0 的双曲线
a2x2-b2y2=λ(λ≠0)
变式训练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
5
8,离心率为3;
2
2
(2)过点(2,0),与双曲线64 − 16=1
的离心率相等.
2
解(1)设所求双曲线的标准方程为2
2
A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|= 1 + 2 |x1-x2|= 1 + 2 · (1 + 2 ) -41 2 或
|AB|= 1 +
1
1

2

解析几何中的双曲线与双曲函数

解析几何中的双曲线与双曲函数

解析几何中的双曲线与双曲函数双曲线和双曲函数是解析几何中的重要概念,它们在数学和物理学中有着广泛的应用。

本文将对双曲线和双曲函数进行解析,并探讨它们的特点及应用。

一、双曲线双曲线是平面解析几何研究的一个重要曲线类别。

它是一个平面上的一条曲线,满足一定的数学关系。

双曲线的定义可以有多种形式,其中一种常见的定义为:平面上到两个焦点的距离之差等于常数的点的集合。

根据这个定义,我们可以得到双曲线的一些基本特点。

首先,双曲线具有两个焦点。

这两个焦点分别位于双曲线的两条渐近线上,且与双曲线的中心对称。

其次,双曲线还具有两条渐近线,这两条渐近线与曲线无限远处的两个分支趋于平行,且两条渐近线的夹角等于曲线的离心率对应的角。

双曲线具有丰富多样的形状,可以是打开的、闭合的或同心双曲线。

在应用中,双曲线经常用来描述电磁波的传播、流体的动力学特性以及椭圆轨道的运动等。

二、双曲函数双曲函数是以指数为函数的双曲线函数。

它包括双曲正弦函数(sinh)、双曲余弦函数(cosh)、双曲正切函数(tanh)等。

在解析几何中,双曲函数常常与双曲线相关联。

双曲函数具有一些独特的性质。

首先,双曲函数是奇函数,即满足f(-x)=-f(x)。

其次,双曲函数的定义域为整个实数集,值域可正可负。

另外,对于双曲函数来说,它的导数还是双曲函数本身。

这一性质使得双曲函数在微积分和微分方程的求解中有着重要的应用。

双曲函数在物理学、工程学以及经济学等领域中都有广泛的应用。

例如,双曲函数可以描述弹性体的变形、电路中的电流变化以及金融领域中的利息计算等。

三、双曲线与双曲函数的应用举例1. 光学中的双曲线:双曲线可以用来描述折射光线在介质边界上的传播规律。

根据双曲线的定义,可以得到折射定律以及反射光线与法线的夹角关系,从而解释折射现象和光线的传播路径。

2. 物理学中的震荡现象:双曲函数可以用来描述机械波、电磁波以及量子力学中的粒子波函数的振动特性。

通过双曲函数的性质和方程的求解,可以计算出波函数的频率、振幅以及波速等重要参数。

第八章 平面解析几何 第6节 双曲线

第八章 平面解析几何 第6节 双曲线

点 A( 2,0),点 P 为双曲线第一象限内的点,则当点 P 的位置变化时,△PAF
周长的最小值为( )
A.8 B.10
C.4+3 7
D.3+3 17
解 析 (1) x2+(y-3)2 的 几 何 意 义 为 点 M(x , y) 到点 F1(0 , 3) 的 距 离 , x2+(y+3)2 的 几 何 意 义 为 点 M(x , y) 到 点 F2(0 , - 3) 的 距 离 , 则 x2+(y-3)2- x2+(y+3)2=4 表示点 M(x,y)到点 F1(0,3)的距离与到
∴sin ∠PF2F1=2c-3 a,∴c2-c-2aa2+(2c-3 a)2=1,化简得(c-2a)2+3=(2c- a)2,即 c2-a2=b2=1,又a42-b32=1,∴a2=1,∴双曲线的方程为 x2-y2=1, 故选 A. 答案 (1)A (2)A
规律方法 1.用待定系数法求双曲线的方程时,先确定焦点在 x 轴还是 y 轴上,
2.(老教材选修2-1P62A6改编)经过点A(3,-1),且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲 线方程为________________. 解析 设双曲线方程为:x2-y2=λ(λ≠0),把点 A(3,-1)代入,得 λ=8,故所 求双曲线方程为x82-y82=1. 答案 x82-y82=1
3.(老教材选修 2-1P61A1 改编)已知双曲线 x2-1y62 =1 上一点 P 到它的一个焦点 的距离等于 4,那么点 P 到另一个焦点的距离等于________. 解析 设双曲线的焦点为 F1,F2,|PF1|=4,则||PF1|-|PF2||=2,故|PF2|=6 或 2,又双曲线上的点到同侧焦点的距离的最小值为 c-a= 17-1,故|PF2|=6. 答案 6

数学(理)一轮复习 第八章 平面解析几何 第讲 双曲线

数学(理)一轮复习 第八章 平面解析几何 第讲 双曲线

第6讲 双曲线1.双曲线的定义 条件 结论1 结论2 平面内的动点M与平面内的两个定点F 1,F 2M 点的 轨迹为 双曲线 F 1、F 2为双曲线的焦点 ||MF 1|-|MF 2||=2a|F 1F 2|为双曲线的焦距 2a <|F 1F 2|2.双曲线的标准方程和几何性质 标准方程 错误!-错误!=1 (a >0,b >0) 错误!-错误!=1 (a >0,b >0)图形性质 范围x ≥a 或x ≤-a ,y ∈R y ≤-a 或y ≥a ,x ∈R 对称性 对称轴:坐标轴,对称中心:原点顶点 A 1(-a ,0),A 2(a ,0) A 1(0,-a ),A 2(0,a )渐近线y=±ba xy=±错误!x离心率e=错误!,e∈(1,+∞)实虚轴线段A1A2叫做双曲线的实轴,它的长|A1A2|=2a;线段B1B2叫做双曲线的虚轴,它的长|B1B2|=2b;a叫做双曲线的实半轴长,b叫做双曲线的虚半轴长a、b、c的关系c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)1.辨明三个易误点(1)双曲线的定义中易忽视2a<|F1F2|这一条件.若2a=|F1F2|,则轨迹是以F1,F2为端点的两条射线,若2a>|F1F2|,则轨迹不存在.(2)区分双曲线中a,b,c的关系与椭圆中a,b,c的关系,在椭圆中a2=b2+c2,而在双曲线中c2=a2+b2。

(3)双曲线的离心率e∈(1,+∞),而椭圆的离心率e∈(0,1).2.求双曲线标准方程的两种方法(1)定义法根据题目的条件,判断是否满足双曲线的定义,若满足,求出相应的a,b,c,即可求得方程.(2)待定系数法①与双曲线错误!-错误!=1共渐近线的可设为错误!-错误!=λ(λ≠0);②若渐近线方程为y =±b ax ,则可设为错误!-错误!=λ(λ≠0); ③若过两个已知点,则可设为错误!+错误!=1(mn <0).3.双曲线几何性质的三个关注点(1)“六点”:两焦点、两顶点、两虚轴端点;(2)“四线”:两对称轴(实、虚轴)、两渐近线;(3)“两形”:中心、顶点、虚轴端点构成的三角形;双曲线上的一点(不包括顶点)与两焦点构成的三角形.1。

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x2 y2 故所求方程为 8 - 8 =1.
1
2
3
4
5
6
解析
答案
题组三 易错自纠
x y 4.(2016· 全国Ⅰ)已知方程 2 - 2 =1 表示双曲线,且该双曲线两 m +n 3m -n 焦点间的距离为 4,则 n 的取值范围是 A.(-1,3) √ B.(-1, 3) C.(0,3) D.(0, 3)
知识梳理 1.双曲线定义 平面内与两个定点F1,F2的 距离的差的绝对值 双曲线的焦距 . 集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0. (1)当 2a<|F1F2| 时,P点的轨迹是双曲线; (2)当 2a=|F1F2| 时,P点的轨迹是两条射线; (3)当 2a>|F1F2| 时,P点不存在. 等于常数(小于|F1F2|)的点 的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做 双曲线的焦点 ,两焦点间的距离叫做
2 2
解析
x2 y2 ∵方程 2 - 2 =1 表示双曲线, m +n 3m -n
∴(m2+n)· (3m2-n)>0,解得-m2<n<3m2,
由双曲线性质,知c2=(m2+n)+(3m2-n)=4m2(其中c是半焦距),
∴焦距2c=2×2|m|=4,解得|m|=1,
∴-1<n<3,故选A.
1
2
3
4
5 ∴25a =9c ,∴e=3.故选 D.
2 2
1
2
3
4
5
6
解析
答案
1 6.已知双曲线过点(4, 3),且渐近线方程为 y=± x,则该双曲线的标准 2 x2 2 方程为_____________. 4 -y =1 1 解析 由双曲线的渐近线方程为 y=± x , 2 x2 2 可设该双曲线的标准方程为 4 -y =λ(λ≠0),
x2 y2 (2)方程m- n =1(mn>0)表示焦点在 x 轴上的双曲线.( × ) x2 y2 x2 y2 (3)双曲线方程m2-n2=λ(m>0,n>0,λ≠0)的渐近线方程是m2-n2=0,
x y 即m± n=0.( √ )
1 2 3 4 5 6
(4)等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率等于 2.( √ ) x2 y2 x2 y2 (5)若双曲线a2-b2=1(a>0,b>0)与b2-a2=1(a>0,b>0)的离心率分别是 1 1 e1,e2,则e2+e2=1(此条件中两条双曲线称为共轭双曲线).( √ ) 1 2
5
6
解析
答案
x2 y2 5.若双曲线a2-b2=1(a>0,b>0)的一条渐近线经过点(3,-4),则此双 曲线的离心率为 7 A. 3
解析
5 D.3 3b b 由条件知 y=-ax 过点(3,-4),∴ a =4,
5 B.4
4 C.3

即3b=4a,∴9b2=16a2,∴9c2-9a2=16a2,
几何画板展示
解析
答案
命题点2 利用待定系数法求双曲线方程
典例 根据下列条件,求双曲线的标准方程: 5 (1)虚轴长为12,离心率为 ; 4 解 设双曲线的标准方程为
x2 y2 y2 x2 2- 2=1 或 2- 2=1(a>0,b>0). a b a b c 5 由题意知,2b=12,e=a=4,
【知识拓展】
巧设双曲线方程
x2 y2 x2 y2 (1)与双曲线a2-b2=1(a>0,b>0)有共同渐近线的方程可表示为a2-b2= t(t≠0). x2 y2 (2)过已知两个点的双曲线方程可设为m+ n =1(mn<0).
基础自测 题组一 思考辨析 1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)平面内到点F1(0,4),F2(0,-4)距离之差的绝对值等于8的点的轨迹是 双曲线.( × )
2.双曲线的标准方程和几何性质
2 y x 2 - 2 =1 b a
2
标准方程
y2- x2 =1 2 2 a b
(a>0,b>0)
(a>0,b>0)
图形
范围 对称性 顶点坐标 性 渐近线 离心率
x≥a或x≤-a,y∈R ______________________ 对称轴: 坐标轴 A1(-a,0),A2(a,0) b y=± x a _____________
2 c ∴e2=a2=5,∴e= 5.
123来自456
解析
答案
3.[P54A组T6]经过点A(3,-1),且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线 x2 y2 方程为__________. 8 - 8 =1
解析 x2 y2 设双曲线的方程为a2-a2=± 1(a>0),
把点A(3,-1)代入,得a2=8(舍负),
x∈R,y≤-a或y≥a ___________________
_______________
对称中心: 原点
A1(0,-a),A2(0,a) a y=± x b ________
___________________________

c e= a ,e∈ (1,+∞) ,其中c=
a2+b2
线段A1A2叫做双曲线的实轴,它的长|A1A2|= 2a ,线段 实虚轴 a,b,c的关系 B1B2叫做双曲线的虚轴,它的长|B1B2|= 2b ;a叫做双曲 线的实半轴长,b叫做双曲线的虚半轴长 c2= a2+b2 (c>a>0,c>b>0)
1
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题组二 教材改编
x2 y2 2.[P53T1] 若双曲线a2-b2=1(a>0,b>0)的焦点到其渐近线的距离等于实 轴长,则该双曲线的离心率为 A. 5 √ B.5 C. 2 D.2
解析 由题意知焦点到其渐近线的距离等于实轴长, x y 双曲线的渐近线方程为a± ay=0, b=0,即 bx± bc 2 2 2 2 2 ∴2a= 2 = b . 又 a + b = c , ∴ 5 a = c . 2 a +b
4 2 已知该双曲线过点(4, 3),所以 4 -( 3) =λ,即 λ=1,
x2 2 故所求双曲线的标准方程为 4 -y =1.
1 2 3 4 5 6
2
解析
答案
题型分类
深度剖析
题型一 双曲线的定义及标准方程
多维探究
命题点1 利用定义求轨迹方程
典例 已知圆C1: (x+3)2 + y2=1 和圆C2 :(x-3)2+ y2 =9,动圆 M同时与 2 y x2- 8 =1(x≤-1) 圆C1及圆C2相外切,则动圆圆心M的轨迹方程为_________________.
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