【精品】高中数学 选修1-1_双曲线及其标准方程_ 知识点讲解 讲义+巩固练习(含答案)提高
苏教版数学高二-选修1-1 双曲线及其标准方程
2.2.1 双曲线及其标准方程问题导学一、双曲线定义的应用活动与探究1若一动点P (x ,y )到两个定点A (-2,0),B (2,0)的距离之差的绝对值为定值a ,讨论点P 的轨迹.迁移与应用1.已知双曲线的方程是x 216-y 28=1,点P 在双曲线上,且到其中一个焦点F 1的距离为10,点N 是PF 1的中点,求|ON |的大小(O 为坐标原点).2.设P 为双曲线x 216-y 29=1上一点,F 1,F 2是该双曲线的两个焦点,若∠F 1PF 2=60°,求△PF 1F 2的面积.(1)求双曲线上一点到某一焦点的距离时,若已知该点的横、纵坐标,则根据两点间距离公式可求结果;若已知该点到另一焦点的距离,则根据||PF 1|-|PF 2||=2a 求解,注意对所求结果进行必要的验证(负数应该舍去,且所求距离应该不小于c -a ).(2)在解决双曲线中与焦点三角形有关的问题时,首先要注意定义中的条件||PF 1|-|PF 2||=2a 的应用;其次是要利用余弦定理、勾股定理等知识进行运算,在运算中要注意整体思想和一些变形技巧的应用.二、双曲线的标准方程及应用活动与探究2设双曲线与椭圆x 227+y 236=1有相同的焦点,且与椭圆相交,一个交点A 的纵坐标为4,求此双曲线的方程.迁移与应用若椭圆x 2m +y 2n =1(m >n >0)和双曲线x 2a -y 2b =1(a >0,b >0)有相同的焦点,P 是两曲线的一个交点,则|PF 1|·|PF 2|的值为( )A .m -aB .m -bC .m 2-a 2D .m -b(1)求双曲线的标准方程时,若焦点位置不确定,可按焦点在x 轴和y 轴上两种情况讨论求解,此方法思路清晰,但过程复杂,注意到双曲线过两定点,可设其方程为mx2+ny2=1(mn<0),通过解方程组即可确定m,n,避免了讨论.(2)待定系数法求双曲线标准方程的步骤:①作判断:根据条件判断双曲线的焦点在x轴上还是在y轴上,还是两个坐标轴都有可能.②设方程:根据上述判断设方程为x2a2-y2b2=1或y2a2-x2b2=1(a>0,b>0).③寻关系:根据已知条件列出关于a,b,c的方程组.④得方程:解方程组,将a,b代入所设方程即为所求.三、与双曲线有关的轨迹问题活动与探究3如图,在△ABC中,已知|AB|=42,且三内角A,B,C满足2sin A+sin C=2sin B,建立适当的坐标系,求顶点C的轨迹方程.迁移与应用设圆C与两圆(x+5)2+y2=4,(x-5)2+y2=4中的一个内切,另一个外切,求C的圆心轨迹L的方程.(1)求解与双曲线有关的点的轨迹问题,常见的方法有两种:①列出等量关系,化简得到方程;②寻找几何关系,根据双曲线的定义,从而得出对应的方程.(2)求解双曲线的轨迹问题时要特别注意:①双曲线的焦点所在的坐标轴;②检验所求的轨迹对应的是双曲线的一支还是两支.答案:课前·预习导学【预习导引】1.差的绝对值两个定点两焦点间的距离预习交流1提示:当2a=|F1F2|时,点M的轨迹是以F1,F2为端点的两条射线(包括端点);当2a=0时,点M的轨迹是线段F1F2的垂直平分线;当2a>|F1F2|时,点M的轨迹不存在.当|MF1|-|MF2|=2a<|F1F2|时,点M的轨迹是双曲线的一支.2.x2a2-y2b2=1y2a2-x2b2=1F1(-c,0),F2(c,0)F1(0,-c),F2(0,c)a2+b2预习交流2(1)提示:在x2,y2的系数异号且双曲线方程化为标准方程的前提下,如果x2项的系数是正的,那么焦点在x轴上,如果y2项的系数是正的,那么焦点在y轴上.对于双曲线,a不一定大于b,因此,不能像椭圆那样用比较分母的大小来判定焦点在哪一个坐标轴上.(2)提示:x(-5,0)和(5,0)课堂·合作探究【问题导学】活动与探究1思路分析:由于a≥0,|AB|=4,所以讨论a应分以下四种情况:a=0,0<a<4,a=4,a>4.解:∵|AB|=4,∴(1)当a=0时,轨迹是线段AB的垂直平分线,即y轴,方程为x=0;(2)当0<a<4时,轨迹是以A,B为焦点的双曲线;(3)当a=4时,轨迹是两条射线y=0(x≥2)或y=0(x≤-2);(4)当a>4时,无轨迹.迁移与应用1.解:连接ON,ON是△PF1F2的中位线,所以|ON|=12|PF2|.因为||PF1|-|PF2||=8,|PF1|=10,所以|PF2|=2或18,|ON|=12|PF2|=1或9.2.解:由方程x216-y29=1,得a=4,b=3,故c=16+9=5,所以|F 1F 2|=2c =10.又由双曲线的定义,得||PF 1|-|PF 2||=8,两边平方,得|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1||PF 2|=64.① 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|PF 1|2+|PF 2|2-|PF 1||PF 2|=100.② ①-②,得|PF 1||PF 2|=36,所以12PF F S ∆=12|PF 1||PF 2|sin 60°=12×36×32=93.活动与探究2 思路分析:(1)利用待定系数法求双曲线的标准方程时,应首先明确焦点在哪个坐标轴上;(2)若考虑到双曲线与椭圆有相同的焦点,则可设双曲线为x 227-λ+y 236-λ=1(27<λ<36),再将点A (±15,4)代入求λ,进而求方程.不过这种解题方法有一定的技巧性.解:方法一:设双曲线方程为y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0),由题意知c 2=36-27=9,c =3.又点A 的纵坐标为4,则横坐标为±15,于是有⎩⎪⎨⎪⎧42a 2-(±15)2b 2=1,a 2+b 2=9,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=5.所以双曲线方程为y 24-x 25=1.方法二:将点A 的纵坐标代入椭圆方程可得A (±15,4).因为双曲线与椭圆有相同的焦点,所以双曲线的方程为x 227-λ+y 236-λ=1(27<λ<36),将A (±15,4)代入方程得(±15)227-λ+4236-λ=1,解得λ1=32,λ2=0(舍去).所以双曲线方程为y 24-x 25=1.迁移与应用 A 解析:设点P 为双曲线右支上的点, 由椭圆定义得|PF 1|+|PF 2|=2m . 由双曲线定义得|PF 1|-|PF 2|=2a .∴|PF 1|=m +a ,|PF 2|=m -a . ∴|PF 1|·|PF 2|=m -a .活动与探究3 思路分析:建立直角坐标系,根据所给的三角函数式借助正弦定理得到边的关系式,然后根据双曲线的定义,得到其轨迹方程.解:如图所示,以AB 边所在的直线为x 轴,AB 的垂直平分线为y 轴,建立直角坐标系,则A (-22,0),B (22,0). ∵2sin A +sin C =2sin B ,由正弦定理得,2|CB |+|AB |=2|AC |, 从而有|CA |-|CB |=12|AB |=22<|AB |.由双曲线的定义知,点C 的轨迹为双曲线的右支(除去双曲线的右支与x 轴的交点). ∵a =2,c =22,∴b 2=c 2-a 2=6. 又A ,B ,C 三点不共线,∴顶点C 的轨迹方程为x 22-y 26=1(x >2).迁移与应用 解:依题意得两圆的圆心分别为F 1(-5,0),F 2(5,0), 从而可得|CF 1|+2=|CF 2|-2或|CF 2|+2=|CF 1|-2, 所以||CF 2|-|CF 1||=4<|F 1F 2|=25.∴圆心C 的轨迹是以F 1,F 2为焦点的双曲线,且2a =4,2c =25. ∴a =2,c =5.∴b 2=c 2-a 2=1. ∴C 的圆心轨迹L 的方程为x 24-y 2=1.当堂检测1.平面内有两个定点F 1(-5,0)和F 2(5,0),动点P 满足|PF 1|-|PF 2|=6,则动点P 的轨迹方程是( )A .22=1169x y -(x ≤-4) B .22=1916x y -(x ≤-3) C .22=1169x y -(x ≥4) D .22=1916x y -(x ≥3) 答案:D 解析:由已知动点P 的轨迹是以F 1,F 2为焦点的双曲线的右支,且a =3,c =5,b 2=c 2-a 2=16,∴所求轨迹方程为22=1916x y -(x ≥3). 2.已知双曲线为22=12x y λ+,则此双曲线的焦距为( ) AB.CD.答案:D 解析:由已知λ<0,a 2=2,b 2=-λ,c 2=2-λ,∴焦距2c =.3.已知双曲线22=1169x y -上的点P 到(5,0)的距离为15,则点P 到点(-5,0)的距离为( )A .7B .23C .5或25D .7或23答案:D 解析:设F 1(-5,0),F 2(5,0), 则由双曲线的定义知:||PF 1|-|PF 2||=2a =8, 而|PF 2|=15,解得|PF 1|=7或23.4.在平面直角坐标系xOy 中,已知△ABC 的顶点A (-6,0)和C (6,0),顶点B 在双曲线22=12511x y -的左支上,则sin sin sin A C B-=______. 答案:56 解析:如图,||||sin sin ||||210522||sin ||21262BC AB A C BC AB a R R AC B AC c R---=====.5.在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线22=1412x y -上一点M 的横坐标为3,则点M 到此双曲线的右焦点的距离为__________.答案:4 解析:设右焦点为F ,则点F 的坐标为(4,0).把x =3代入双曲线方程得y =±15,即M 点的坐标为(3,±15). 由两点间距离公式得 |MF |=(3-4)2+(±15-0)2=4.。
选修1-1-选修2-1双曲线(讲义)
双曲线1.双曲线的定义平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数(小于|F F |21)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双曲线的焦距. 2.双曲线的标准方程及简单几何性质(1)定义:实轴和虚轴长相等的双曲线,叫做等轴双曲线.其方程的一般形式λ=-22y x .(2)性质:①渐近线方程:x y ±=;②离心率2e =.4.有共同渐近线的双曲线方程(1)当已知双曲线的渐近线方程x a b y ±=,可设双曲线方程为)0(b y a x 2222≠λλ=-.(2)与双曲线1b y a x 2222=-有相同的渐近线的双曲线方程可设为)0(by a x 2222≠λλ=-.基础巩固:1.双曲线216x-29y=1的左、右焦点分别为F1,F2,P在双曲线上,且|PF1|=2,则|PF2|等于___________.2.已知点F1(-4,0)和F2(4,0),一曲线上的动点P到F1,F2距离之差为6,该曲线方程是________________.3.已知方程23xk-+25yk-=1表示双曲线,则k的取值范围为____________________.4.双曲线24x-25y=1的离心率e等于__________.5.已知双曲线C:22xa-22yb=1(a>0,b>0)的离心率为,则C的渐近线方程为____________.6.已知双曲线过点),且渐近线方程为y=±12x,则该双曲线的标准方程为.7.椭圆24x+22ym=1与双曲线22xm-22y=1有相同的焦点,则m的值是___________.8.已知双曲线225x-29y=1的左、右焦点分别为F1,F2,若双曲线的左支上有一点M到右焦点F2的距离为18,N是MF2的中点,O为坐标原点,则|NO|等于_________.例题讲解:例1双曲线x2+my2=1的虚轴长是实轴长的2倍,求双曲线的渐近线方程变式训练:设双曲线22xa-22yb=1(a>0,b>0)的右焦点是F,左、右顶点分别是A1,A2,过F作A1A2的垂线与双曲线交于B,C两点.若A1B⊥A2C,求双曲线的渐近线的斜率例2已知中心在原点,x-y=0,求双曲线的离心率.过双曲线C:22xa-22yb=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,则C的离心率为.例3已知中心在原点的双曲线 C的右焦点为(2,0),右顶点为(1)求双曲线C的方程;(2)若直线C恒有两个不同的交点A和B,且OA·OB>2(其中O为原点),求k的取值范围.变式训练:已知点N(1,2),过点N的直线交双曲线x2-22y=1于A,B两点,且ON=12(OA+OB).(1)求直线AB的方程;(2)若过N的直线交双曲线于C,D两点,且CD·AB=0,那么A,B,C,D四点是否共圆?为什么?1.已知双曲线的左、右焦点分别为F1,F2,过F1的直线与双曲线的左支交于A,B两点,且|AB|=5,若实轴长为8,则△ABF2的周长为( )(A)16 (B)18 (C)21 (D)262.设P是双曲线-=1上一点,F1,F2分别是双曲线左右两个焦点,若|PF1|=9,则|PF2|等于( )(A)1 (B)17 (C)1或17 (D)以上答案均不对3.若k∈R,方程+=1表示焦点在x轴上的双曲线,则k的取值范围是( )(A)(-3,-2) (B)(-∞,-3) (C)(-∞,-3)∪(-2,+∞) (D)(-2,+∞)4.已知双曲线22xa-23y=1(a>0)的离心率为2,则a等于( )(A)2 (B) (C) (D)15.以椭圆24x+22y=1的长轴端点为焦点,以椭圆焦点为顶点的双曲线方程为_____________.6.设F1,F2是双曲线C的两焦点,点M在双曲线上,且∠MF2F1=,若|F1F2|=8,|F2M|=,则双曲线C的实轴长为_______________.7.设F1,F2分别为双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右焦点.若在双曲线右支上存在点P,满足|PF2|=|F1F2|,且F2到直线PF1的距离等于双曲线的实轴长,则该双曲线的渐近线方程为_____________8.已知直线l:x-y+m=0与双曲线x2-=1交于不同的两点A,B,若线段AB的中点在圆x2+y2=5上,则m的值是.9.过双曲线x2-=1的左焦点F1作倾斜角为的直线AB,其中A,B分别为直线与双曲线的交点,则|AB|的长为___________.10.F1,F2分别是双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右焦点,过点F1的直线l与双曲线的左、右两支分别交于A,B两点.若△ABF2是等边三角形,则该双曲线的离心率为( )(A)(B) (C) (D)。
高中数学选修内容复习讲义(选修1-1)
第1讲命题及其关系、充分条件与必要条件1.了解“p,则q”形式的命题及其逆命题、否命题与逆否命题,会分析四种命题的相互关系.2.理解必要条件、充分条件与充要条件的意义.1.命题的概念在数学中用语言、符号或式子表达的,可以的陈述句叫做命题.其中的语句叫真命题,的语句叫假命题.2.四种命题及其关系(1)四种命题(2)四种命题间的关系(3)四种命题的真假关系①两个命题互为逆否命题,它们有的真假性;②两个命题互为逆命题或互为否命题,它们的真假性[思考探究]一个命题的“否命题”与“否定”是同一个命题吗?提示:不是.命题的否命题既否定命题的条件又否定命题的结论,而命题的否定仅是否定命题的结论.3.充分条件与必要条件(1)如果p⇒q,则p是q的,q是p的;(2)如果p⇒q,q⇒p,则p是q的.1.命题真假的判定对于命题真假的判定,关键是分清命题的条件与结论,只有将条件与结论分清,再结合所涉及的知识才能正确地判断命题的真假.2.四种命题的关系的应用掌握原命题和逆否命题,否命题和逆命题的等价性,当一个命题直接判断它的真假不易进行时,可以转而判断其逆否命题的真假.[特别警示]当一个命题有大前提而写出其他三种命题时,必须保留大前提,大前提不动.※ 分别写出下列命题的逆命题、否命题、逆否命题、命题的否定,并判断它们的真假: (1)若q ≤1,则方程x 2+2x +q =0有实根;(2)若x 、y 都是奇数,则x +y 是偶数;(3)若xy =0,则x =0或y =0;(4)若x 2+y 2=0,则x 、y 全为0.1.利用定义判断(1)若p ⇒q ,则p 是q 的充分条件; (2)若q ⇒p ,则p 是q 的必要条件;(3)若p ⇒q 且q ⇒p ,则p 是q 的充要条件;(4)若p ⇒q 且q p ,则p 是q 的充分不必要条件; (5)若p q 且q ⇒p ,则p 是q 的必要不充分条件;(6)若p q 且q p ,则p 是q 的既不充分也不必要条件. 2.利用集合判断记条件p 、q 对应的集合分别为A 、B ,则: 若A ⊆B ,则p 是q 的充分条件; 若A B ,则p 是q 的充分不必要条件; 若A ⊇B ,则p 是q 的必要条件; 若A B ,则p 是q 的必要不充分条件; 若A =B ,则p 是q 的充要条件;若A ⊈ B ,且A ⊉ B ,则p 是q 的既不充分也不必要条件.[特别警示] 从集合的角度理解,小范围可以推出大范围,大范围不能推出小范围. ※ 指出下列各组命题中,p 是q 的什么条件?(1) p :a +b =2,q :直线x +y =0与圆(x -a )2+(y -b )2=2相切; (2) p :|x |=x ,q :x 2+x ≥0;(3) 设l ,m 均为直线,α为平面,其中l ⊄α,m ⊂α,p :l ∥α,q :l ∥m ; (4) 设α∈)2,2(ππ-,β∈)2,2(ππ-,p :α<β,q :tan α<tan β.1.条件已知证明结论成立是充分性.结论已知推出条件成立是必要性;2.证明分为两个环节,一是充分性;二是必要性.证明时,不要认为它是推理过程的“双向书写”,而应该进行由条件到结论,由结论到条件的两次证明;3.证明时易出现必要性与充分性混淆的情形,这就要分清哪是条件,哪是结论.※求证:关于x的方程x2 +mx +1=0有两个负实根的充要条件是m≥2.若关于x的方程x2 +mx +1=0有两个正实根,求m的取值范围?第2讲简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词1.简单的逻辑联结词:了解逻辑联结词“或”、“且”、“非”的含义.2.全称量词与存在量词(1)理解全称量词与存在量词的意义(2)能正确地对含有一个量词的命题进行否定.1.命题p∧p2.全称量词3.1.判断含有逻辑联结词的命题真假的关键是对逻辑联结词“或”、“且”、“非”含义的理解. 数学中的逻辑联结词“或”与日常生活中的“或”意义不同,日常生活中的“或”带有不能同时具备之意.数学中的逻辑联结词“且”与日常生活中的“且”意义基本一致,表示而且的意思. 数学中的逻辑联结词“非”与日常生活中的“非”意义基本一致,表示否定的意思.2.解决该类问题基本步骤为:(1)弄清构成它的命题p 、q 的真假; (2)弄清它的结构形式;(3)根据真值表判断构成新命题的真假.※ 已知命题p :∃x ∈R ,使tan x =1,命题q :x 2-3x +2<0的解集是{x |1<x <2},下列结论: ①命题“p ∧q ”是真命题; ②命题“p ∧q ”是假命题; ③命题“p ∨q ”是真命题; ④命题“p ∨q ”是假命题. 其中正确的是 ( )A. ②③B. ①②④C. ①③④D. ①②③④1.要判断一个全称命题是真命题,必须对限定的集合M 中的每一个元素x ,验证p (x )成立.2.要判断一个全称命题是假命题,只要能举出集合M 中的一个x =x 0,使p (x 0)不成立即可.3.要判断一个特称命题是真命题,只要在限定的集合M 中,至少能找到一个x =x 0,使p (x 0)成立即可,否则这一特称命题就是假命题.※ 判断下列命题是否是全称命题或特称命题,若是,用符号表示,并判断其真假. (1)有一个实数α,sin 2α+cos 2α≠1;(2)任何一条直线都存在斜率;(3)所有的实数a ,b ,方程ax +b =0有唯一解; (4)存在实数x ,使得2112=+-x x 。
人教新课标版数学高二选修1-1课件双曲线及其标准方程
(2)求双曲线的标准方程时,应注意两个问题: ①正确判断焦点的位置;②设出标准方程后,再运用待定系数法求解. 求双曲线的标准方程也是从“定形”“定式”和“定量”三个方面去考 虑.“定形”是指对称中心在原点,以坐标轴为对称轴的情况下,焦点在 哪条坐标轴上;“定式”是根据“形”设双曲线标准方程的具体形式; “定量”是指用定义法或待定系数法确定a,b的值.
解析 由题意得(10-k)(5-k)<0,解得5<k<10.
解析答案
1 2345
4.设 m 是常数,若点 F(0,5)是双曲线ym2-x92=1 的一个焦点,则 m=_1_6_. 解析 由已知条件知m+9=52,所以m=16.
解析答案
1 2345
5.已知双曲线x92-1y62 =1 上一点 M 的横坐标为 5,则点 M 到左焦点的距离 34
答案
知识点二 双曲线的标准方程 (1)两种形式标准方程
焦点所在的坐标轴 标准方程
x轴 ax22-by22=1 (a>0,b>0)
y轴 ay22-bx22=1 (a>0,b>0)
图形
焦点坐标 a、b、c的关系式
__F__1(_-__c_,0_)_,__F_2_(c_,_0_)
__F_1_(_0_,__-__c_),__F_2_(_0_,__c)
答案
问题2 双曲线的标准方程的推导过程是什么?
答案
问题3 双曲线中a,b,c的关系如何?与椭圆中a、b、c的关系有何不同? 答案 双曲线标准方程中的两个参数a和b,确定了双曲线的形状和大小, 是双曲线的定形条件,这里b2=c2-a2,即c2=a2+b2,其中c>a,c>b,a 与b的大小关系不确定;而在椭圆中 b2=a2-c2,即a2=b2+c2,其中 a>b>0,a>c,c与b大小不确定.
北师大版高中数学选修1-1课件3.1双曲线及其标准方程
提示:双曲线的一支.
如图,取一条拉链,拉开它的一部分,在拉开的两边
上各选择一点,分别固定在点F1,F2上, F1到F2的长 为2c(c>0).把笔尖放在
拉链开口的咬合处M,M与
点F1的距离减去M与点F2 的距离所得的差等于2a
(c>a>0),随着拉链逐渐拉
开或者闭拢,笔尖就画出
一条曲线.这条曲线上的点
y2
x2
a2 b2 1
【提升总结】双曲线的的两种形式
y
y
M
M
F2 x
F1 O F2 x
O
F1
(a 0,b 0)
1.
x2 y2 1
16 9
c2 a2 b2
1.
3.
x2 y2 1
16 9
y2
x2
1
16 9
思考1:若已知一个曲线的轨迹是双曲线,如何求 其标准方程呢? 提示:设出其双曲线的标准方程,求出参数a,b的 值即可. 思考2:在设双曲线标准方程时,首先应注意什么 问题? 提示:应注意双曲线焦点的位置,是在x轴上还是 在y轴上.
M
双曲线上任一点到两焦点之差的绝对 值为2a(0<a<c),以直线F1F2为x轴, F1 O F2 x
线段F1F2的垂直平分线为y轴,建立
平面直角坐标系,焦点F1,F2的坐标
分别为F1(-c,0), F2(c,0).则双曲线的标准方
程如何求?
提示:设M(x,y)是双曲线上任意一点,由双曲线的
定义,点M满足
C.充要条件
D.既不充分又不必要条件
提示:由“这一动点的轨迹为双曲线”能推出“平面
内一动点到两定点距离之差为常数”反之不成立.
人教A版高中数学选修1—1第二章2.2.1双曲线及其标准方程复习课件
知识点三 用双曲线的定义求轨迹方程
5.(2019·绵阳月考)已知圆 O1 和圆 O2 的半径分别为 2 和 4, 且|O1O2|=8,若动圆 M 与圆 O1 内切,与圆 O2 外切,则动圆圆 心 M 的轨迹是( )
A.圆
B.椭圆
C.双曲线
D.双曲线的一支
解析:设动圆 M 的半径为 R,由题意得|MO1|=R-2,|MO2| =R+4,
2.2.1 双曲线及其标准方程
基础知识梳理
小于 焦距
焦点
2.双曲线的集合描述 设点 M 是双曲线上任意一点,点 F1,F2 是双曲线的焦点, 则由双曲线的定义可知,双曲线就是集合 P={M|||MF1|-|MF2|| =2a,0<2a<|F1F2|}.
3.双曲线的标准方程 焦点位置 焦点在 x 轴上 焦点在 y 轴上
|AP|+|PF1|+2≥17+|AF1|=32,
故当 AF1 与双曲线交于 P 点时,周长最小,最小值为 32. 答案:32
知识点二 双曲线n>m”是“方程xm2+yn2=1 表示焦点
在 y 轴上的双曲线”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.既不充分也不必要条件 D.充要条件
2.(2019·四川棠湖中学月考)已知 F2 是双曲线 C:x2-y82=1
的右焦点,P 是 C 左支上一点,A(0,6 6),则△APF2 周长的最
小值为
.
解析:由题可知 F2(3,0),设双曲线的左焦点为 F1(-3,0),
∴|AF1|=|AF2|= 6 62+9=15,
△APF2 的周长为|AF2|+|PF2|+|AP|=15+|AP|+|PF2|=15+
∴|MO2|-|MO1|=6(常数),且 6<8, ∴动圆圆心 M 的轨迹是以 O1,O2 为焦点的双曲线的一支, 故选 D. 答案:D
【精编】人教A版高中数学选修1-1课件双曲线课件-精心整理
3
M
1的 满足
典 | MF1 | | MF2 | 2 则动点 M 的轨迹是( )
型 A.双曲线
B.双曲线的一个分支
例 题
B.C.两条射线
D. 一条射线
五 、
x2 y2 2、过双曲线 4 3 1 左焦点 F1 的
直线交双曲线的左支于M、N 两点,F2
典 为其右焦点,则| MF2 | | NF2 | | MN | ___
高 | PF1 | | PF2 | 等于( )
考 A. m a
B. 1 (m a)
2
C. m2 a2
D. m a
制作不易 尽请参考
六 、 走
3.设F1、F2
是双曲线
x2 9
y2 16
1
的两个
焦点,点 P 在双曲线上,且 F1PF2 60
求F1PF2 的面积______
线段F1F2的中点为原点建立直角
y
曲
坐标系
P
线 2.设点.设P(x , y),双曲线的焦
的 距为2c(c>0),F1(-c,0),F2(c,0) F1
o F2 x
标 常数=2a
准 3.列式. |PF1 - PF2|= 2a
方 程
即| (x+c)2 + y2 -
(x-c)2 + y2 |= 2a
4.代点化简.
王彪
一、复习与回顾
1、椭圆的定义
平面内与两个定点 F1,F2 的距离之
和等于常数(大于| F1F2 |)的点轨
迹叫做椭圆
2、椭圆的标准方程
x2 a2
y2 b2
1
或
高中数学选修1课件1-2.2.1双曲线及其标准方程
由双曲线的定义知,点 C 的轨迹为双曲线的右支(除去与 x 轴 的交点).
由题意,设所求轨迹方程为ax22-by22=1(x>a),
∵a= 2,c=2 2,∴b2=c2-a2=6. 即所求轨迹方程为x22-y62=1(x> 2).
所以所求双曲线的标准方程是1y62 -2x02 =1.
(3)由题意得,双曲线的焦点在 x 轴上,且 c=2 2. 设双曲线的标准方程为ax22-by22=1(a>0,b>0),
则有 a2+b2=c2=8,a92-1b02=1,解得 a2=3,b2=5. 故所求双曲线的标准方程为x32-y52=1.
状元随笔 对双曲线定义的两点说明
(1)定义中距离的差要加绝对值,否则只为双曲线的一支.设 F1,F2 表示双曲线的左、右焦点,
若|MF1|-|MF2|=2a,则点 M 在右支上; 若|MF2|-|MF1|=2a,则点 M 在左支上. (2)双曲线定义的双向运用 ①若||MF1|-|MF2||=2a(0<2a<|F1F2|),则动点 M 的轨迹为双 曲线.
(3)设双曲线的方程为 Ax2+By2=1,AB<0.
∵点
P,Q
在
双
曲
线
上
,
∴
9A+21265B=1, 2956A+25B=1,
A=-116, B=19.
故双曲线的标准方程为y92-1x62 =1.
解得
状元随笔
(1)结合 a 的值设出标准方程的两种形式,将点 A 的坐标代入求 解;(2)因为焦点相同,所以所求双曲线的焦点也在 x 轴上,且 c2 =16+4=20,利用待定系数法求解,或设出统一方程求解;(3)双 曲线焦点的位置不确定,可设出一般方程求解.
高中数学新人教B版选修1-1课件:第二章圆锥曲线与方程2.2.1双曲线及其标准方程
1.请说出下列方程所表示曲线的焦点位置及 a ,b
x2 y2
x2 y2
x2 y2
(1) 1 (2) 1 (3) 1
94
49
49
(4)4x2 y2 64
(六)例题讲解,巩固强化
已知双曲线两个焦点分别为F1(-5,0),F2(5,0), 双曲线上一点P到F1,F2距离差的绝对值等于6,
F1 o F2
注意
(1)2a<2c ; (2)2a >0 ;问 是题 什1么:?若2a = 0,则图形
问题2:定义中为什么要强调差的绝对值?
1.若 MF1 MF2 2a 0 2a F1F2
则图形为 ___双__曲__线__右__支___________
F1
F2
2.若 MF1 MF2 2a 0 2a F1F2
F1 O F2 x
(c2 a2 )x2 a2 y2 a2 (c2 a2 )
y M
x2 a2
c2
y2 a2
1
c2 a2
b2
F2
x
O
F1
x2 y2 1(a 0,b 0)
a2 b2
(x c)2 y2 (x c)2 y2 2a
y2 a2
x2 b2
1(a 0, b 0)
(2)双曲线方程中 a 0,b 0 ,但 a 不一定椭大圆于中:b用;“+”相连
(3)双曲线标准方程中左边用“-确”定相焦连点,位右置边: 为1.
椭圆看分母的大小,焦点跟着大的跑;
(4)如果 x2 的系数是正的,那么双焦曲点线在看系x数轴的上正,负,焦点跟着正的去.
如 果 y2 的系数是正的,那么焦点在 y 轴上.
一个动点
笔尖滑动 图钉不动
高中数学选修1-1双曲线
800 PA PB 680 0 ,
因此炮弹爆炸点的轨迹方程为
x
0
x2
y2
1( x 0)
115600 44400
第十五页,共29页。
思考 1:若在 A,B 两地同时听到炮弹爆炸声,则炮弹爆 炸点的轨迹是什么?
答: 爆炸点的轨迹是线段 AB 的垂直平分线.
思考 2:根据两个不同的观测点测得同一炮弹爆炸声的 时间差,可以确定爆炸点在某条曲线上,但不能确定 爆炸点的准确位置. 而现实生活中为了安全,我们最 关心的是炮弹爆炸点的准确位置,怎样才能确定爆炸 点的准确位置呢?
线段 AP 的垂直平分线 l 和直线 OP
相交于点 Q,当点 P 在圆 O 上运动时,
点 Q 的轨迹是什么?为什么?
练习第1题详细答案
几何画板演示第2题的轨迹
第十九页,共29页。
本课小结
学习小结: 本节课主要是进一步了解双曲线的定义
及其标准方程,并运用双曲线的定义及其标 准方程解决问题, 体会双曲线在实际生活中 的一个重要应用. 其实全球定位系统就是根 据例 2 这个原理来定位的.
第十四页,共29页。
例3.
已知A,B两地相距800m,在A地听到炮弹爆炸声比在B地晚
2s,且声速为340m/s,求炮弹爆炸点的轨迹方程.
解: 由声速及在A地听到炮弹爆炸声比在B地晚2s,可知A地与爆炸点的距离比B地 与爆炸点的距离远680m.因为|AB|>680m,所以爆炸点的轨迹是以A、B为焦点的双
曲线在靠近B处的一支上.
如图所示,建立直角坐标系xOy, 与线段AB的中点重合
设爆炸点P的坐标为(x,y),则
使A、B两点在x轴上,并且点O
y P
PA PB 340 2 680
高中数学 选修1-1 新课讲义 第2章 2.2.2 第1课时 双曲线的简单几何性质
2.2.2双曲线的简单几何性质第1课时双曲线的简单几何性质学习目标 1.了解双曲线的简单性质,如范围、对称性、顶点、渐近线和离心率等.2.能用双曲线的简单性质解决一些简单问题.3.能区别椭圆与双曲线的性质.知识点一双曲线的几何性质标准方程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)实轴和虚轴线段A1A2叫做双曲线的实轴;线段B1B2叫做双曲线的虚轴渐近线y=±ba x y=±ab x离心率e=ca,e∈(1,+∞)知识点二等轴双曲线思考在双曲线标准方程中,若a=b,其渐近线方程是什么?答案y=±x.梳理实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线,它的渐近线是y=±x.1.双曲线有四个顶点,分别是双曲线与其实轴及虚轴的交点.( × ) 2.双曲线的离心率越大,双曲线的开口越开阔.( √ ) 3.方程y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线方程为y =±ba x .( × )4.等轴双曲线的离心率为 2.( √ )类型一 双曲线的几何性质例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.考点 双曲线的几何性质题点 由双曲线的方程研究几何性质 解 将9y 2-4x 2=-36化为标准方程x 29-y 24=1,即x 232-y 222=1,∴a =3,b =2,c =13. 因此顶点为A 1(-3,0),A 2(3,0), 焦点为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 .反思与感悟 讨论双曲线的几何性质,先要将双曲线方程化为标准形式,然后根据双曲线两种形式的特点得到几何性质.跟踪训练1 求双曲线x 2-3y 2+12=0的实轴长、虚轴长、焦点坐标、顶点坐标、渐近线方程、离心率.考点 双曲线的几何性质题点 由双曲线的方程研究几何性质解 将方程x 2-3y 2+12=0化为标准方程y 24-x 212=1,∴a 2=4,b 2=12,∴a =2,b =23, ∴c =a 2+b 2=16=4.∴双曲线的实轴长2a =4,虚轴长2b =4 3.焦点坐标为F 1(0,-4),F 2(0,4),顶点坐标为A 1(0,-2),A 2(0,2),渐近线方程为y =±33x ,离心率e =2.类型二 由双曲线的几何性质求标准方程 例2 求满足下列条件的双曲线的标准方程: (1)以直线2x ±3y =0为渐近线,过点(1,2);(2)与双曲线y 24-x 23=1具有相同的渐近线,且过点M (3,-2);(3)过点(2,0),与双曲线y 264-x 216=1离心率相等;(4)与椭圆x 225+y 216=1有公共焦点,离心率为32.考点 双曲线性质的应用 题点 由双曲线的几何性质求方程解 (1)方法一 由题意可设所求双曲线方程为4x 2-9y 2=λ(λ≠0),将点(1,2)的坐标代入方程解得λ=-32.因此所求双曲线的标准方程为y 2329-x 28=1.方法二 由题意可设所求双曲线方程为x 2m -y 2n=1(mn >0).由题意,得⎩⎨⎧1m -4n=1,n m =49,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-8,n =-329.因此所求双曲线的标准方程为y 2329-x 28=1.(2)设所求双曲线方程为y 24-x 23=λ(λ≠0).由点M (3,-2)在双曲线上,得44-93=λ,λ=-2.故所求双曲线的标准方程为x 26-y 28=1.(3)当所求双曲线的焦点在x 轴上时,可设其方程为x 264-y 216=λ(λ>0),将点(2,0)的坐标代入方程得λ=116,故所求双曲线的标准方程为x 24-y 2=1;当所求双曲线的焦点在y 轴上时,可设其方程为y 264-x 216=λ(λ>0),将点(2,0)的坐标代入方程得λ=-14<0(舍去).综上可知,所求双曲线的标准方程为x 24-y 2=1.(4)方法一 由椭圆方程可得焦点坐标为(-3,0),(3,0),即c =3且焦点在x 轴上. 设双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0).因为e =1=c a =32,所以a =2,则b 2=c 2-a 2=5,故所求双曲线的标准方程为x 24-y 25=1.方法二 因为椭圆焦点在x 轴上,所以可设双曲线的标准方程为x 225-λ-y 2λ-16=1(16<λ<25).因为e =32,所以λ-1625-λ=94-1,解得λ=21.故所求双曲线的标准方程为x 24-y 25=1.反思与感悟 (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 2b2=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 求满足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)两顶点间的距离是6,两焦点的连线被两顶点和中心四等分; (3)焦点在x 轴上,离心率为2,且过点(5,4). 考点 双曲线性质的应用 题点 由双曲线的几何性质求方程 解 (1)由题意知,2b =8,c a =53,又c 2=a 2+b 2,∴a =3,b =4, 故双曲线方程为x 29-y 216=1.(2)由题意知,2a =6,2c =4a =12, 又b 2=c 2-a 2, ∴a 2=9,b 2=27,∴双曲线方程为x 29-y 227=1或y 29-x 227=1.(3)∵ca=2,∴双曲线为等轴双曲线,则可设双曲线方程为x 2-y 2=λ(λ>0), 将点(5,4)代入双曲线方程,得λ=9, ∴双曲线方程为x 29-y 29=1.类型三 与双曲线有关的离心率问题 命题角度1 求双曲线离心率的值例3 双曲线的两条渐近线的夹角为60°,则双曲线的离心率为( )A .2或233B .2 C.233D. 3考点 双曲线的几何性质 题点 求双曲线的离心率 答案 A解析 因为双曲线的两条渐近线的夹角为60°,所以有以下两种情况(以焦点在x 轴上为例):(1)如图①所示,其中一条渐近线的倾斜角为60°;(2)如图②所示,其中一条渐近线的倾斜角为30°.所以该渐近线的斜率为k =3或k =33.当双曲线焦点在x 轴上时, 有b a =3或b a =33. 因为b 2=c 2-a 2,所以c 2-a 2a 2=3或c 2-a 2a 2=13,所以e 2=4或e 2=43,得e =2或e =233;同理,当双曲线焦点在y 轴上时, 则a b =3或a b =33, 所以b a =33或ba = 3.同理可得e =233或e =2.故选A.反思与感悟 求双曲线离心率的常见方法(1)依据条件求出a ,c ,再计算e =ca.(2)依据条件建立参数a ,b ,c 的关系式,一种方法是消去b 转化为离心率e 的方程求解,另一种方法是消去c 转化成含b a 的方程,求出ba后,利用e =1+⎝⎛⎭⎫b a 2求解.跟踪训练3 双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(0<a <b )的半焦距为c ,直线l 过A (a,0),B (0,b )两点,且原点到直线l 的距离为34c .则双曲线的离心率为________. 考点 双曲线的几何性质 题点 求双曲线的离心率 答案 2解析 如图所示,在△OAB 中, |OA |=a ,|OB |=b ,|OE |=34c , |AB |=a 2+b 2=c .因为|AB |·|OE |=|OA |·|OB |, 所以c ·34c =ab ,即34(a 2+b 2)=ab , 两边同除以a 2,得34⎝⎛⎭⎫b a 2-b a +34=0, 解得b a =3或b a =33(舍去).所以e =c a=a 2+b 2a 2=1+⎝⎛⎭⎫b a 2=2.命题角度2 求离心率的取值范围例4 已知F 1,F 2是双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a ,b >0)的左、右焦点,过F 1且垂直于x 轴的直线与双曲线交于A ,B 两点,若△ABF 2为钝角三角形,则该双曲线的离心率e 的取值范围为( ) A .(1,+∞) B .(2+1,+∞) C .(1,2+1) D .(1,3)考点 双曲线的几何性质 题点 求双曲线离心率的取值范围答案 B解析 由题设条件可知△ABF 2为等腰三角形,且AF 2=BF 2, 只要∠AF 2B 为钝角即可. 由题设可得AF 1=b 2a ,所以有b 2a >2c ,即2ac <c 2-a 2,解得e ∈(1+2,+∞). 故选B.反思与感悟 求离心率的取值范围技巧 (1)根据条件建立a ,b ,c 的不等式;(2)通过解不等式得c a 或ba的取值范围,求得离心率的取值范围.跟踪训练4 若在双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右支上到原点O 和右焦点F 距离相等的点有两个,则双曲线的离心率的取值范围为________. 考点 双曲线的几何性质 题点 求双曲线离心率的取值范围 答案 (2,+∞)解析 由于到原点O 和右焦点F 距离相等的点在线段OF 的垂直平分线上,其方程为x =c2.依题意,在双曲线x 2a 2-y 2b 2=1 (a >0,b >0)的右支上到原点和右焦点距离相等的点有两个,所以直线x =c 2与右支有两个交点,故应满足c 2>a ,即ca>2,得e >2.1.双曲线2x 2-y 2=8的实轴长是( ) A .2 B .2 2 C .4 D .4 2 考点 双曲线的几何性质题点 由双曲线的方程研究几何性质 答案 C解析 双曲线的标准方程为x 24-y 28=1,故实轴长为4.2.中心在原点,实轴长为10,虚轴长为6的双曲线的标准方程是( ) A.x 225-y 29=1 B.x 225-y 29=1或y 225-x 29=1 C.x 2100-y 236=1 D.x 2100-y 236=1或y 2100-x 236=1 考点 双曲线性质的应用 题点 由双曲线的几何性质求方程 答案 B解析 由题意知,a =5,b =3,∴双曲线标准方程为x 225-y 29=1或y 225-x 29=1.3.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.3414B.324C.32D.43 考点 双曲线的几何性质 题点 求双曲线的离心率 答案 C解析 由题意知a 2+5=9, 解得a =2,则e =c a =32.4.双曲线x 2-y 2=1的顶点到其渐近线的距离等于( ) A.22B.12 C .1D. 2考点 双曲线的几何性质题点 由双曲线的方程研究几何性质 答案 A解析 双曲线x 2-y 2=1的顶点坐标为(±1,0),渐近线y =±x ,所以x ±y =0,所以顶点到渐近线的距离为d =|±1±0|2=22.5.已知双曲线x 29-y 2m =1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考点 双曲线性质的应用题点 以离心率或渐近线为条件的简单问题 答案 B解析 根据题意,双曲线的方程为x 29-y 2m =1,则其焦点在x 轴上,直线x +y =5与x 轴交点的坐标为(5,0),则双曲线的焦点坐标为(5,0),则有9+m =25,解得m =16,则双曲线的方程为x 29-y 216=1,其渐近线方程为y =±43x ,故选B.1.渐近线是双曲线特有的性质,两方程联系密切,把双曲线的标准方程x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)右边的常数“1”换为“0”,就是渐近线方程.反之由渐近线方程ax ±by =0变为a 2x 2-b 2y 2=λ,再结合其他条件求得λ就可得双曲线方程.2.准确画出几何图形是解决解析几何问题的第一突破口.利用双曲线的渐近线来画双曲线特别方便,而且较为精确,只要作出双曲线的两个顶点和两条渐近线,就能画出它的近似图形.一、选择题1.双曲线25x 2-9y 2=225的实轴长、虚轴长、离心率分别是( ) A .10,6,345B .6,10,343C .10,6,45D .6,10,43考点 双曲线的几何性质题点 由双曲线的方程研究几何性质 答案 B解析 双曲线25x 2-9y 2=225即为x 29-y 225=1,可得a =3,b =5,c =a 2+b 2=34,则实轴长为2a =6,虚轴长为2b =10,离心率e =c a =343. 2.双曲线x 24-y 212=1的焦点到渐近线的距离为( ) A .1B. 3 C .2 3D .2 考点 双曲线的几何性质题点 由双曲线的方程研究几何性质答案 C解析 ∵双曲线x 24-y 212=1的一个焦点为F (4,0),其中一条渐近线方程为y =3x ,∴点F (4,0)到3x -y =0的距离为432=2 3. 3.已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的焦距为25,且双曲线的一条渐近线与直线2x +y =0垂直,则双曲线的方程为( )A.x 24-y 2=1 B .x 2-y 24=1 C.3x 220-3y 25=1 D.3x 25-3y 220=1 考点 双曲线性质的应用题点 由双曲线的几何性质求方程答案 A解析 由焦距为25,得c = 5.因为双曲线的一条渐近线与直线2x +y =0垂直,所以b a =12. 又c 2=a 2+b 2,解得a =2,b =1,所以双曲线的方程为x 24-y 2=1. 4.若a >1,则双曲线x 2a2-y 2=1的离心率的取值范围是( ) A .(2,+∞)B .(2,2)C .(1,2)D .(1,2)考点 双曲线的几何性质题点 求双曲线离心率的取值范围答案 C解析 若a >1,则双曲线x 2a 2-y 2=1的离心率为c a =1+1a 2∈(1,2).故选C. 5.若实数k 满足0<k <5,则曲线x 216-y 25-k =1与曲线x 216-k -y 25=1的( ) A .实半轴长相等B .虚半轴长相等C .离心率相等D .焦距相等 考点 双曲线的几何性质题点 由双曲线的方程研究几何性质答案 D解析 因为0<k <5, 所以两曲线都表示双曲线.在x 216-y 25-k=1中,a 2=16,b 2=5-k . 在x 216-k -y 25=1中,a 2=16-k ,b 2=5. 由c 2=a 2+b 2知,两双曲线的焦距相等,故选D.6.已知双曲线my 2-x 2=1(m ∈R )与椭圆y 25+x 2=1有相同的焦点,则该双曲线的渐近线方程为( ) A .y =±3xB .y =±33xC .y =±13x D .y =±3x 考点 双曲线性质的应用题点 双曲线与椭圆结合的有关问题答案 A 解析 椭圆y 25+x 2=1的焦点坐标为(0,±2). 双曲线my 2-x 2=1(m ∈R )的焦点坐标为⎝⎛⎭⎫0,± 1m +1, ∴1m +1=2,∴m =13, ∴双曲线的渐近线方程为y =±3x .故选A.7.已知双曲线x 22-y 2b =1(b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,其中一条渐近线方程为y =x ,点P (3,y 0)在该双曲线上,则PF 1→·PF 2→等于( )A .-12B .-2C .0D .4考点 双曲线性质的应用题点 以离心率或渐近线为条件的简单问题答案 C解析 ∵y =x 为渐近线方程,则b =2,即双曲线方程为x 2-y 2=2.当x =3时,y 20=1.又双曲线的半焦距为2,∴F 1(-2,0),F 2(2,0),∴PF 1→·PF 2→=(-2-3,-y 0)·(2-3,-y 0)=-1+y 20=-1+1=0.故选C.8.已知A ,B 为双曲线E 的左、右顶点,点M 在E 上,△ABM 为等腰三角形,且顶角为120°,则E 的离心率为( )A. 5B .2 C. 3D. 2考点 双曲线的几何性质题点 求双曲线的离心率答案 D解析 如图,设双曲线E 的方程为x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0),则|AB |=2a ,由双曲线的对称性,可设点M (x 1,y 1)在第一象限内,过M 作MN ⊥x 轴于点N (x 1,0),∵△ABM 为等腰三角形,且∠ABM =120°,∴|BM |=|AB |=2a ,∠MBN =60°,∴y 1=|MN |=|BM |sin ∠MBN =2a sin 60°=3a ,x 1=|OB |+|BN |=a +2a cos 60°=2a .将点M (x 1,y 1)的坐标代入x 2a 2-y 2b 2=1,可得a 2=b 2,∴e =c a= a 2+b 2a 2=2,故选D. 二、填空题 9.已知双曲线x 2m 2+16-y 24m -3=1的实轴长为10,则该双曲线的渐近线的斜率为________. 考点 双曲线的几何性质题点 由双曲线的方程研究几何性质答案 ±35解析 由题意m 2+16=25,4m -3>0,∴m =3,4m -3=3,∴该双曲线的渐近线的斜率为±35. 10.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两条渐近线方程为y =±33x ,若顶点到渐近线的距离为1,则双曲线方程为________________.考点 双曲线性质的应用题点 由双曲线的几何性质求方程答案 x 24-y 243=1 解析 ∵顶点(±a,0)到渐近线的距离为1, ∴33a 1+13=1, 解得a =2.∵b a =33,∴b =233. ∴双曲线方程为x 24-y 243=1. 11.已知F 1,F 2是双曲线E :x 2a 2-y 2b2=1的左、右焦点,点M 在E 上,MF 1与x 轴垂直,sin ∠MF 2F 1=13,则E 的离心率为________. 考点 双曲线的几何性质题点 求双曲线的离心率答案 2解析 设F 1(-c,0),将x =-c 代入双曲线方程,得c 2a 2-y 2b 2=1,所以y 2b 2=c 2a 2-1=b 2a 2, 所以y =±b 2a. 因为sin ∠MF 2F 1=13,所以tan ∠MF 2F 1=|MF 1||F 1F 2|=b 2a 2c =b 22ac =c 2-a 22ac =c 2a -a 2c =e 2-12e =24,所以e 2-22e -1=0,所以e =2(负值舍去). 12.若双曲线与椭圆4x 2+y 2=64有公共的焦点,它们的离心率互为倒数,则双曲线方程为________________.考点 双曲线性质的应用题点 双曲线与椭圆结合的有关问题答案 y 236-x 212=1 解析 椭圆4x 2+y 2=64,即x 216+y 264=1,焦点为(0,±43),离心率为32,所以双曲线的焦点在y 轴上,c =43,e =23,所以a =6,b =c 2-a 2=23,所以双曲线方程为y 236-x 212=1. 三、解答题13.已知双曲线E :x 2m -y 25=1. (1)若m =4,求双曲线E 的焦点坐标、顶点坐标和渐近线方程;(2)若双曲线E 的离心率为e ∈⎝⎛⎭⎫62,2,求实数m 的取值范围. 考点 双曲线的几何性质题点 由双曲线的方程研究几何性质解 (1)当m =4时, 双曲线方程化为x 24-y 25=1, 所以a =2,b =5,c =3,所以焦点坐标为(-3,0),(3,0),顶点坐标为(-2,0),(2,0),渐近线方程为y =±52x .(2)因为e 2=c 2a 2=m +5m =1+5m ,e ∈⎝⎛⎭⎫62,2, 所以32<1+5m<2, 解得5<m <10,所以实数m 的取值范围是(5,10).四、探究与拓展14.过双曲线x 23-y 25=1的左焦点F 引圆x 2+y 2=3的切线FP 交双曲线右支于点P ,T 为切点,M 为线段FP 的中点,O 为坐标原点,则|MO |-|MT |等于( )A. 3B. 5C.5- 3D.5+ 3 考点 双曲线的定义题点 双曲线定义的应用答案 C解析 由双曲线x 23-y 25=1,知a =3,b =5, 设双曲线的右焦点为F 1,连接PF 1,可以得到|MO |=12|PF 1|, 又∵|PF 1|=|FP |-2a ,∴|MO |=|FP |-2a 2. 连接OT ,∵|FT |2=|OF |2-|OT |2=c 2-a 2=b 2,∴|FT |=b ,∴|MT |=|MF |-|FT |=|FP |2-b , ∴|MO |-|MT |=b -a =5- 3.15.已知等轴双曲线的顶点在x 轴上,两顶点间的距离是4,右焦点为F .(1)求双曲线的标准方程和渐近线方程;(2)椭圆E 的中心在原点O ,右顶点与F 点重合,上述双曲线中斜率大于0的渐近线交椭圆于A ,B 两点(A 在第一象限),若AB ⊥AF ,试求椭圆E 的离心率.考点 双曲线的几何性质题点 求双曲线的离心率解 (1)设双曲线的方程为x 2a 2-y 2a 2=1(a >0), 则2a =4,解得a =2,∴双曲线的方程为x 24-y 24=1,渐近线方程为y =±x . (2)设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0), 由(1)知F (22,0),于是a =2 2.设A (x 0,y 0),则x 0=y 0.①∵AB ⊥AF ,且AB 的斜率为1,∴AF 的斜率为-1,故y 0x 0-22=-1,② 由①②解得x 0=2,∴A (2,2),代入椭圆方程为2(22)2+2b2=1, 解得b 2=83,∴c 2=a 2-b 2=8-83=163, 得c =433,∴椭圆E 的离心率e =c a =43322=63.。
2018学年高中数学北师大版选修1-1课件:2.3.1 双曲线及其标准方程 精品
a12-bБайду номын сангаас2=1, 所以-a222-5b22=1,
解得a2=78, b2=7.
若焦点在 y 轴上, 设双曲线的标准方程为ay22-bx22=1(a>0,b>0).
a12-b12=1, 同理有5a22--b22 2=1,
a2=-7,
解得b2=-78
(不合题意,舍去).
所以所求双曲线的标准方程为x72-y72=1. 8
2.在求双曲线的方程时,若不知道焦点的位置,则进行讨论,或可直接设 双曲线的方程为 Ax2+By2=1(AB<0).
3.与双曲线ax22-by22=1 共焦点的双曲线的标准方程可设为a2x-2 λ-b2y+2 λ= 1(-b2<λ<a2).
[再练一题] 1.(1)已知双曲线的焦点在 y 轴上,并且双曲线过点(3,-4 2)和94,5, 求双曲线的标准方程;
2.符号表示 ||MF1|-|MF2||=2a(常数)(0<2a<|F1F2|). 3.焦点 两个________. 4.焦距 ________的距离,表示为|F1F2|.
【答案】 1.绝对值 大于零且小于 3.定点 F1,F2 4.两个焦点之间
若 F1,F2 是两定点,动点 P 满足|PF1|-|PF2|=2a(0<2a<|F1F2|),则动点 P 的轨迹是( )
【自主解答】 (1)由双曲线方程知, a=2,b=3,c= 13,设|MF1|=r1,|MF2|=r2(r1>r2). 由双曲线定义知,有 r1-r2=2a=4,两边平方得 r21+r22-2r1·r2=16,即|F1F2|2-4S△F1MF2=16, 也即 52-16=4S△F1MF2,求得 S△F1MF2=9.
双曲线定义及应用
人教课标版高中数学选修1-1《双曲线及其标准方程(第1课时)》名师课件
知识回顾 问题探究 课堂小结 随堂检测 探究二:双曲线的标准方程
活动一 双曲线的两种标准方程
焦点在x轴上的双曲线标准方程为___ax_22___by_22 __1__a__0_,_b__0____ 焦点在y轴上的双曲线标准方程为___ay_22___bx_22 __1__a__0_,_b__0____
探究三:运用待定系数法、定义法求解双曲线标准方程
★▲ 重难点
例2 求适合下列条件的双曲线的标准方程: (2)双曲线过M(1,1),N(2,-5)两点.
方法二:设所求双曲线的方程为 Ax2 By2 1 AB 0
∵点M,N在双曲线上
A B 1 4A 25B
解得 1
A
B
8 7
1
7
x2
故所求双曲线的标准方程为 7
知识回顾 问题探究 课堂小结 随堂检测
探究一:椭圆的定义
活动二
1. | F1F2 | 与a之间有何大小关系? 2. 去掉定义中”绝对值”三个字对结论有影响吗? 在双曲线的定义中,条件 0<2a |F1F2| 不应忽视, 若 2a |F1F2| ,则动点轨迹是两条射线; 若 2a |F1F2| ,则动点轨迹不存在. 双曲线定义中应注意关键字”绝对值”三个字. 若去掉”绝对值”三个字,动点轨迹只能是双曲线一支.
★▲ 重难点
例2 求适合下列条件的双曲线的标准方程: (1)一个焦点坐标是(0,-6),双曲线经过点A(-5,6); 详解:方法一 由已知得c=6,且焦点在y轴上,则另一焦点坐标为(0,6).
因为点A(-5,6)在双曲线上,所以根据双曲线定义可得:
2a | (5)2 (6 6)2 (5)2 (6 6)2 ||13 5 | 8,
2.类比椭圆标准方程的推导方法,建立适当坐标系,推导出双曲线的标 准方程,但要注意在椭圆标准方程中是令b2 a2 c2 ,而在双曲线中是 令 b2 c2 a2 .
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双曲线及其标准方程【学习目标】 1.知识与技能:从具体情境中抽象出双曲线的模型;掌握双曲线的定义、标准方程及几何图形;能正确推导双曲线的标准方程.2.过程与方法:学生亲自动手尝试画图、发现双曲线的形成过程进而归纳出双曲线的定义、图象和标准方程.3.情感态度与价值观:了解双曲线的实际背景,感受双曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用,进一步感受数形结合的基本思想在解析几何中的作用.【要点梳理】要点一:双曲线的定义把平面内到两定点1F 、2F 的距离之差的绝对值等于常数(大于零且小于12F F )的点的集合叫作双曲线.定点1F 、2F 叫双曲线的焦点,两个焦点之间的距离叫作双曲线的焦距. 要点诠释:1. 双曲线的定义中,常数应当满足的约束条件:常数=1212PF PF F F -<,这可以借助于三角形中边的相关性质“两边之差小于第三边”来理解;2. 若常数分别满足以下约束条件,则动点的轨迹各不相同:若 常数=1212PF PF F F -<(常数0>),则动点轨迹仅表示双曲线中靠焦点2F 的一支; 若 常数=2112PF PF F F -<(常数0>),则动点轨迹仅表示双曲线中靠焦点1F 的一支. 若 常数=1212PF PF F F -=,则动点轨迹是以F 1、F 2为端点的两条射线(包括端点); 若 常数=1212PF PF F F ->,则动点轨迹不存在;若 常数=12=0PF PF -,则动点轨迹为线段F 1F 2的垂直平分线.要点二:双曲线的标准方程1.双曲线的标准方程2.标准方程的推导如何建立双曲线的方程?根据求曲线方程的一般步骤,可分为4步:建系、设点、列式、化简.(1)建系取过焦点F1、F2的直线为x轴,线段F1F2的垂直平分线为y轴建立平面直角坐标系.(2)设点设M(x,y)为双曲线上任意一点,双曲线的焦距是2c(c>0),那么F1、F2的坐标分别是(-c,0)、(c,0).(3)列式设点M与F1、F2的距离的差的绝对值等于常数2a.由定义可知,双曲线就是集合:P={M||M F1|-|M F2||=2a}={M|M F1|-|M F2|=±2a}.∵222212||(),||(),MF x c y MF x c y++=-+∴2222()()2x c y x c y a++-+=±(4)化简将这个方程移项,得当焦点在x轴上时,22221x ya b-=(0,0)a b>>,其中222c a b=+;当焦点在y轴上时,22221y xa b-=(0,0)a b>>,其中222c a b=+2a =两边平方得:22222()44()x c y a x c y ++=±-+化简得:2cx a -=±两边再平方,整理得:()()22222222c a x a y a c a --=- ①(以上推导完全可以仿照椭圆方程的推导) 由于方程①形式较复杂,继续化简.由双曲线定义,22c a > 即c a >,所以220c a ->. 令222(0)c a b b -=>,代入上式得:222222b x a y a b -=, 两边同除以22a b ,得:即22221x y a b-=(0,0)a b >>,其中222c a b =+. 这就是焦点在x 轴的双曲线的标准方程.要点诠释:若在第(1)步中以“过焦点F 1、F 2的直线为y 轴,线段F 1F 2的垂直平分线为x轴建立平面直角坐标系”,就可以得到焦点在y 轴的双曲线方程:22221y x a b-=(0,0)a b >>,其中222c a b =+.3. 两种不同双曲线的相同点与不同点不 同 点图形标准方程 22221x y a b -=(0,0)a b >> 22221y x a b -=(0,0)a b >> 焦点坐标()10F c , ,()20F c ,()10F c , ,()20F c ,相 同 点 a 、b 、c 的关系 222c a b =+焦点位置的判断哪项为正,项的未知数就是焦点所在的轴要点诠释:1.当且仅当双曲线的对称中心在坐标原点,对称轴是坐标轴,双曲线的方程才是标准方程形式. 此时,双曲线的焦点在坐标轴上.2.双曲线标准方程中,a 、b 、c 三个量的大小与坐标系无关,是由双曲线本身所确定的,分别表示双曲线的实半轴长、虚半轴长和半焦距长,均为正数,且三个量的大小关系为:c >a ,c >b ,且c 2=b 2+a 2.3.双曲线的焦点总在实轴上,因此已知标准方程,判断焦点位置的方法是:看x 2、y 2的系数,如果x 2项的系数是正的,那么焦点在x 轴上;如果y 2项的系数是正的,那么焦点在y 轴上.4.对于双曲线,a 不一定大于b ,因此不能像椭圆那样通过比较分母的大小来判定焦点在哪一条坐标轴上.要点三:椭圆、双曲线的区别和联系 1. 椭圆、双曲线的标准方程对照表:椭圆双曲线图象定义 根据|MF 1|+|MF 2|=2a 根据||MF 1|-|MF 2||=2a a 、b 、c 关系a 2-c 2=b 2(a 最大) (a >c >0,b >0)c 2-a 2=b 2(c 最大) (0<a <c ,b >0)标准方程22221x y a b +=,(焦点在x 轴) 22221y x a b +=,(焦点在y 轴) 其中a >b >022221x y a b -=,(焦点在x 轴) 22221y x a b -=,(焦点在y 轴) 其中a >0,b >0,a 不一定大于b )标准方程的 统一形式 221x y m n+= (当0,0,m n m n >>≠时,表示椭圆;当0mn <时,表示双曲线)2. 方程Ax 2+By 2=C (A 、B 、C 均不为零)表示双曲线的条件方程Ax 2+By 2=C 可化为221Ax By C C+=,即221x y C C A B+=, 所以只有A 、B 异号,方程表示双曲线. 当0,0C CA B ><时,双曲线的焦点在x 轴上; 当0,0C CA B<>时,双曲线的焦点在y 轴上.要点四:求双曲线的标准方程①待定系数法:由题目条件确定焦点的位置,从而确定方程的类型,设出标准方程,再由条件确定方程中的参数a 、b 、c 的值. 其主要步骤是“先定型,再定量”;②定义法:由题目条件判断出动点的轨迹是什么图形,然后再根据定义确定方程. 要点诠释:若定义中“差的绝对值”中的绝对值去掉,点的集合成为双曲线的一支,先确定方程类型,再确定参数a 、b ,即先定型,再定量. 若两种类型都有可能,则需分类讨论.【典型例题】类型一:双曲线的定义例1. 若一个动点P (x ,y )到两个定点A (-1,0)、A ′(1,0)的距离差的绝对值为定值a ,求点P 的轨迹方程,并说明轨迹的形状.【解析】∵|AA ′|=2,∴(1)当a =2时,轨迹方程是y =0(x ≥1或x ≤-1),轨迹是两条射线. (2)当a =0时,轨迹是线段AA ′的垂直平分线x =0.(3)当0<a <2时,轨迹方程是2222144x y a a --=1,轨迹是双曲线.【总结升华】对于双曲线的定义必须抓住两点: 一是平面内到两个定点的距离之差的绝对值是一个常数,二是这个常数要小于12||F F ,若不满足这些条件,则其轨迹不是双曲线,而是双曲线的一支或射线或轨迹不存在.举一反三:【变式1】已知点F 1(-4,0)和F 2(4,0),曲线上的动点P 到F 1、F 2距离之差为6,则曲线方程为( )A .22197x y -=B . 22197x y -= (y>0)C . 22197x y -=或22179x y -=D . 22197x y -=(x > 0)【答案】D【变式2】已知点F 1(-8, 3 )、F 2(2,3),动点P 满足|PF 1|-|PF 2|= 7,则P 点的轨迹是( ) A . 双曲线 B . 双曲线一支 C . 直线 D . 一条射线 【答案】B【变式3】已知点F 1(0,-13)、F 2(0,13),动点P 到F 1与F 2的距离之差的绝对值为26,则动点P 的轨迹方程为( )A .y =0B .y =0(x ≤-13或x ≥13)C .x =0(|y |≥13)D .以上都不对 【答案】C例2. 已知双曲线过点A (-2,4)、B (4,4),它的一个焦点是1(1,0)F ,求它的另一个焦点2F 的轨迹方程.【思路点拨】利用几何法求2F 的轨迹方程:利用双曲线的定义,可知22|5||||5|||AF BF -=-,化简可知2F 的轨迹是一条直线或椭圆,注意限制条件.【解析】因为11||||5AF BF ==,又由双曲线定义知1212||||||||||||AF AF BF BF -=- 所以22|5||||5|||AF BF -=-①225||5||AF BF -=- 即22||||AF BF =,此时点2F 的轨迹为线段AB 的中垂线,其方程为x =1(y ≠0) ②225||(5||)AF BF -=-- 即22||||10AF BF +=,此时点2F 的轨迹为以A 、B 为焦点,长轴长为10的椭圆,其方程为22(1)(4)12516x y --+=(y ≠0). 【总结升华】双曲线的定义应用中要注意绝对值的意义,比如本例中是1212||||||||||||AF AF BF BF -=-,不要产生漏解.举一反三:【变式1】已知点P (x ,y )4,则动点P 的轨迹是( )A .椭圆B .双曲线中的一支C .两条射线D .以上都不对 【答案】B【变式2】动圆与圆x 2+y 2=1和x 2+y 2-8x +12=0都相外切,则动圆圆心的轨迹为( ) A .双曲线的一支 B .圆C .抛物线D .双曲线 【答案】A类型二:双曲线的标准方程例3.判断下列方程是否表示双曲线,若是,求出 a ,b ,c .22(1)142x y -=; 22(2)4936y x -=; 22(3)638x y -=;8=; 22(5)134x y +=; 22(6)1515x y +=-.【思路点拨】先看方程能否等价转化为双曲线的标准形式,若不能,则不能表示双曲线;反之,找出相应的a 2,b 2,再利用c 2= a 2+b 2得到c 的值. 【解析】(1)能.该双曲线焦点在x 轴上,2a =4,2b =2,222=c a b +=6,所以a =2,b,c. (2)能.双曲线可化为:22194x y -=,它的焦点在x 轴上,2a =9,2b =4,222=c a b +=13. 所以a =3,b =2,c(3)能.双曲线可化为:2214833x y -=,它的焦点在x 轴上,2a =43,2b =83,222=c a b +=4,所以abc =2. (4)能. 该方程表示到定点(-5,0)和(5,0)的距离为8,由于8<10,所以表示双曲线,其中a =4,c =5,则222=b c a =9,所以b =3.. (6)不能表示双曲线,这是椭圆的方程. (7)不能表示双曲线,该曲线不存在.【总结升华】化双曲线22Ax By C +=为标准方程的步骤为: (1)常数化为1:两边同除以C ,将双曲线化为 221Ax By C C+=;(2)分子上22x y ,的系数化为1:利用1b a b a⨯=,将双曲线化为221x y C CA B +=; (3)注意符号:若双曲线的焦点在x 轴,则将双曲线化为 221x y C CA B =; 若双曲线的焦点在y 轴,则将双曲线化为 221y x C CB A=. 举一反三:【变式1】双曲线2kx 2-ky 2=1的一个焦点是F (0,4),则k 为( ) A .332-B . 332C . 316-D . 316 【答案】A【解析】由题意可知,双曲线的焦点在y 轴上,故k <0.双曲线2kx 2-ky 2=1的标准方程为221112y x k k-=--, 所以a 2=1k-,b 2=12k -,222=c a b +=1k -12k -=16,解得k =332-. 【变式2】若双曲线8kx 2-ky 2=8的一个焦距为6,则k =______. 【答案】1± 【解析】当k>0时,双曲线的标准方程为22118x y k k=,此时22183a b c k k =====,,,解得k=1;当k<0时,双曲线的标准方程为22181x y k k=,此时22813a b c k k ====,, ,解得k =-1.所以k 的值为1±.例4.已知双曲线的两个焦点F 1、F 2之间的距离为26,双曲线上一点到两焦点的距离之差的绝对值为24,求双曲线的标准方程.【解析】由题意得2a =24,2c =26.∴a =12,c =13,b 2=132-122=25.当双曲线的焦点在x 轴上时,双曲线的方程为22114425x y -=;当双曲线的焦点在y 轴上时,双曲线的方程为22114425y x -=.【总结升华】求双曲线的标准方程就是求a 2、b 2的值,同时还要确定焦点所在的坐标轴. 双曲线所在的坐标轴,不像椭圆那样看x 2、y 2的分母的大小,而是看x 2、y 2的系数的正负.举一反三:【高清课堂:双曲线的方程 357256例1】 【变式1】求适合下列条件的双曲线的标准方程:(1)已知两焦点12(5,0),(5,0)F F -,双曲线上的点与两焦点的距离之差的绝对值等于8. (2)双曲线的一个焦点坐标为(0,6)-,经过点(5,6)A -.【答案】(1)221169x y -=,(2)2211620y x -=.【变式2】求与双曲线221164x y -=有公共焦点,且过点2)的双曲线的标准方程.【解析】解法一:依题意设双曲线方程为22x a -22y b=1由已知得22220a b c +==,又双曲线过点2),∴2224a b-=∴222222012481a b a b b ⎧+=⎧=⎪⇒⎨=-=⎪⎩ 故所求双曲线的方程为221128x y -=.解法二:依题意设双曲线方程为221164x y k k -=-+,将点2)代入221164x y k k-=-+,解得4k =.类型三:双曲线与椭圆例5.讨论221259x y k k+=--表示何种圆锥曲线,它们有何共同特征.【思路点拨】 观察题目所给方程是关于x ,y 的二次形式,故只可能表示椭圆或双曲线.对于221x y m n+=: 当0,0,.m n m n >⎧⎪>⎨⎪≠⎩时,方程表示椭圆;当0mn <时,方程表示双曲线. 【解析】(1)当k <9时,25-k >0,9-k >0,所给方程表示椭圆,由于25-k >9-k ,c 2=a 2-b 2=16,所以这些椭圆的焦点都在x 轴上,且焦点坐标都为(-4,0)和(4,0).(2)当9<k <25时,25-k >0,9-k <0,所给方程表示双曲线,其标准方程为221259x y k k -=--.此时,a 2=25-k ,b 2=k -9,c 2=a 2+b 2=16,这些双曲线也有共同的焦点(-4,0),(4,0).(3)当k >25时,所给方程没有轨迹.【总结升华】椭圆和双曲线都是二次曲线系,注意它们各自定义在方程中的区别,它们a ,b ,c 的关系区别.举一反三:【变式1】设k >1,则关于x ,y 的方程(1-k )x 2+y 2=k 2-1所表示的曲线是( ) A .焦点在x 轴上的椭圆 B .焦点在y 轴上的双曲线 C .焦点在y 轴上的椭圆 D .焦点在x 轴上的双曲线 【答案】B【变式2】35m <<是方程222156x y m m m +=---表示双曲线的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件 【答案】A方程222156x y m m m +=---表示双曲线≡()()2560m m m ---<≡35m <<或2m < . 由于{}|35m m <<◊{}|352m m m <<<或 ,所以35m <<是35m <<或2m < 的充分不必要条件.即35m <<是方程222156x y m m m +=---表示双曲线的充分不必要条件. 【变式3】在ABC ∆中,若B A B A sin sin cos cos >,则方程1cos cos 22=+C y A x 表示( ) A. 焦点在x 轴上的椭圆B. 焦点在y 轴上的椭圆C. 焦点在x 轴上的双曲线D. 焦点在y 轴上的双曲线【答案】C【解析】0)cos(sin sin cos cos >+⇒>B A B A B A ,即πππ<<⇒<⇒>-C C C 20cos 0)cos(.所以20π<<A ,0cos >A ,所以1cos cos 22=+C y A x 表示焦点在x 轴上的双曲线,故选C .例6. 已知椭圆)0(12222>>=+b a b y a x 与双曲线)0,0(12222>>=-n m ny m x 有相同的焦点)0,(c -和)0,(c )0(>c ,若c 是m a ,的等比中项,2n 是22m 与2c 的等差中项,则c a的值为__________.【思路点拨】分别列椭圆和双曲线中a ,b ,c 的关系式,结合由等差中项、等比中项得到的关系式,利用整体的思想,可得a 、c 的关系,从而求得c a的值.【答案】12【解析】由题意得⎪⎩⎪⎨⎧+=+==)3()2(22)1(2222222n m c c m n am c由(2)(3)可得2c m =,代入(1)得12c a =.【总结升华】双曲线与椭圆的共焦点的问题要注意区分,区分焦点所在轴. 举一反三:【变式1】设双曲线方程与椭圆2212736x y +=有共同焦点,且与椭圆相交,在第一象限的交点为A ,且A 的纵坐标为4,求双曲线的方程.【答案】22145y x -=【变式2】若双曲线221x y m n -=(M >0,n >0)和椭圆221x y a b+=(a >b >0)有相同的焦点F 1,F 2,M 为两曲线的交点,则|MF 1|·|MF 2|等于________.【答案】 a -M【解析】由双曲线及椭圆定义分别可得 |MF1|-|MF 2|=± ① |MF1|+|MF 2|= ②②2-①2得,4|MF 1|·|MF 2|=4a -4M , ∴|MF 1|·|MF 2|=a -M .类型四:双曲线方程的综合应用【高清课堂:双曲线的方程 357256例2】例7. 已知A ,B 两地相距2000 m ,在A 地听到炮弹爆炸声比在B 地晚4 s ,且已知当时的声速是330 m/s ,求炮弹爆炸点所在的曲线方程.【解析】由题知爆炸点P 应满足||||330413202000PA PB -=⨯=<,又||||,PA PB >所以点P 在以AB 为焦点的双曲线的靠近于B 点的那一支上. 以直线AB 为x 轴,线段AB 的中垂线为y 轴建立平面直角坐标系,21320,22000a c ==得660,1000,a c ==∴222564400b c a =-=∴点P 所在曲线的方程是221(0)435600564400x y x -=>【总结升华】应用问题,应由题干抽象出数学问题即数学模型,在解决数学问题之后,再回归到实际应用中.举一反三:【变式】设声速为a 米/秒,在相距10a 米的A ,B 两个观察所听到一声爆破声的时间差为6秒,且记录B 处的声强是A 处声强的4倍,若已知声速340a = 米/秒,声强与距离的平方成反比,试确定爆炸点P 到AB 中点M 的距离. 【答案】米【巩固练习】 一、选择题1.已知方程22111x y k k-=+-表示双曲线,则k 的取值范围是( )A .-1< k <1B .k >0C .k ≥0D .k >1或k <-12.以椭圆22134x y +=的焦点为顶点,以这个椭圆的长轴的端点为焦点的双曲线方程是( )A .2213x y -=B .2213x y -=C .22134x y -=D .22134y x -=3.双曲线方程为x 2-2y 2=1,则它的右焦点坐标为( )A .⎫⎪⎪⎝⎭B .⎫⎪⎪⎝⎭C .⎫⎪⎪⎝⎭D .)4.设θ∈(34π,π),则关于x ,y 的方程221sin cos x y θθ-= 所表示的曲线是( )A .焦点在y 轴上的双曲线B .焦点在x 轴上的双曲线C .焦点在y 轴上的椭圆D .焦点在x 轴上的椭圆5.已知双曲线221259x y -=的左、右焦点分别为F 1、F 2,若双曲线的左支上有一点M 到右焦点F 2的距离为18,N 是MF 2的中点,O 为坐标原点,则|NO |等于( )A .23B .1C .2D .46.已知双曲线的两个焦点为F 1(,0)、F 2,0),P 是此双曲线上的一点,且PF 1⊥PF 2,|PF 1|·|PF 2|=2,则该双曲线的方程是( )A .22123x y -=B .22132x y -=C .2214x y -=D .2214y x -=二、填空题7.若双曲线x 2-y 2=1右支上一点P (a ,b )到直线y =x 的距离是则a +b =________.8.过双曲线22134x y -=的焦点且与x 轴垂直的弦的长度为________.9.如果椭圆22214x y a +=与双曲线2212x y a -=的焦点相同,那么a =________.10. 设F 1、F 2分别是双曲线2219y x -=的左、右焦点.若点P 在双曲线上,且12=0PF PF ,则12+PF PF =__________.三、解答题11.一动圆过定点A (-4,0),且与定圆B :(x -4)2+y 2=16相外切,求动圆圆心的轨迹方程.12.设声速为a 米/秒,在相距10a 米的A 、B 两哨所,听到炮弹爆炸声的时间差6秒,求炮弹爆炸点所在曲线的方程.13.P 是双曲线2216436x y -=上一点,12,F F 双曲线的两个焦点,且1||17PF =,求2||PF 的值.14.若椭圆221x y m n +=(M >N >0)和双曲线221x y a b-=(a >0,b >0)有相同的焦点,P 是两曲线的一个交点,求|PF 1|·|PF 2|的值.15.在面积为1的△PMN 中,tan ∠PMN =12,tan ∠MNP =-2,建立适当坐标系.求以M 、N 为焦点且过点P 的双曲线方程.【答案与解析】 1.【答案】A【解析】 由题意得(1+k )(1-k )>0,∴(k -1)(k +1)<0,∴-1<k <1. 2.【答案】B【解析】 由题意知双曲线的焦点在y 轴上,且a =1,c =2,∴b 2=3,双曲线方程为2213x y -=.3.【答案】C【解析】将方程化为标准方程22112y x -=∴213122c =+=,∴c =,故选C . 4.【答案】C【解析】 方程即是221sin cos x y θθ+=-,因θ∈(34π,π), ∴si N θ>0,cO sθ<0,且-cO sθ>si N θ,故方程表示焦点在y 轴上的椭圆,故答案为C . 5.【答案】D【解析】 NO 为△MF 1F 2的中位线,所以|NO |=12|MF 1|,又由双曲线定义知,|MF 2|-|MF 1|=10,因为|MF 2|=18,所以|MF 1|=8,所以|NO |=4,故选D .6.【答案】C【解析】 ∵c,|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2=4c 2, ∴(|PF 1|-|PF 2|)2+2|PF 1|·|PF 2|=4c 2, ∴4a 2=4c 2-4=16,∴a 2=4,b 2=1. 7.【答案】12【解析】由条件知,221a b ⎧-=⎪=∴122a b a b ⎧+=⎪⎨⎪-=⎩ 或 122a b a b ⎧+=-⎪⎨⎪-=-⎩,∵a >0,∴a +b =12. 8.【答案】【解析】 ∵a 2=3,b 2=4,∴c 2=7,∴c该弦所在直线方程为x,由22134x x y ⎧=⎪⎨-=⎪⎩得2163y =,∴||y =. 9.【答案】1【解析】 由题意得a >0,且4-a 2=a +2,∴a =1.10.【答案】【解析】依题意,△PF 1F 2构成直角三角形,O 为F 1F 2的中点,故|PO |=12|F 1F 2|,又12+=2PF PF PO ,故1212+=2==2PF PF PO F F c11.【答案】221412x y -=(x ≤-2)【解析】设动圆圆心为P (x ,y ),由题意得 |PB |-|P A |=4<|AB |=8,由双曲线定义知,点P 的轨迹是以A 、B 为焦点,且2a =4,a =2的双曲线的左支.其方程为:221412x y -=(x ≤-2).12.【解析】以A 、B 两哨所所在直线为x 轴,它的中垂线为y 轴,建立直角坐标系,得炮弹爆炸点的轨迹方程为22221916x y a a-=.13.【解析】在双曲线221164x y -=中,8,6,a b ==故10c =由P 是双曲线上一点,得12||||||16PF PF -=. ∴2||1,PF =或2||33,PF = 又2||2,PF c a ≥-=得2||33,PF =14.【解析】不妨设点P 为双曲线右支上的点,由椭圆定义得|PF 1|+|PF 2|=由双曲线定义得|PF 1|-|PF 2|=.∴|PF 1|,|PF 2|.同理可求P 为左支上的点时情况,都能得到: |PF 1|·|PF 2|=M -a .15.【解析】解法一:以MN 所在直线为x 轴,MN 的中垂线为y 轴建立直角坐标系.设P(x0,y0),M(-c,0),N(c,0)(y0>0,c>0).(如图)则122121 2yx cyx cc y⎧=⎪+⎪⎪=⎨-⎪⎪⋅⋅=⎪⎩解得53233xyc⎧=⎪⎪⎪⎪=⎨⎪⎪=⎪⎪⎩设双曲线方程为2222134x ya a-=-,将点5323,P⎛⎫= ⎪⎪⎝⎭代入,可得a2=512.∴所求双曲线方程为22151123x y-=.解法二:以MN所在直线为x轴,MN的中垂线为y轴建立直角坐标系,作P A⊥x轴于A 点.设P(x0,y0),M(-c,0),N(c,0),(y0>0,c>0)(如图所示)因为tan∠MNP=-2,所以tan∠xNP=2,故2PAAN=,12PAAM=,即02yAN=,AM=2y0,所以322c y=,即43y c=,又因为S△PMN=1,所以12MN·P A=1,即142123c c⨯⨯=,∴3c=,而2a=PM-PN=00y==,∴a=,故所求双曲线方程为22151123x y-=.。