双曲线的几何性质导学案
学案5:2.2.2 双曲线的简单几何性质
2.2.2 双曲线的简单几何性质学习目标:1.掌握直线与双曲线的位置关系.2.掌握与直线、双曲线有关的弦长、中点等问题.学习重点:直线与双曲线的位置关系.学习难点:直线、双曲线有关的弦长、中点等问题.课内探究案新课导学:探究点一直线与双曲线的位置关系研究直线与双曲线的位置关系,一般通过直线方程与双曲线方程所组成的方程组{y=kx+m,①x2a2-y2b2=1②的解的个数进行判断.①代入②得(b2-a2k2)x2-2a2mkx-a2m2-a2b2=0.当b2-a2k2=0,即k=±ba,直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线交于一点.当b2-a2k2≠0,即k≠±ba时,Δ=(-2a2mk)2-4(b2-a2k2)(-a2m2-a2b2).Δ>0⇔直线与双曲线有两个交点,称直线与双曲线相交;Δ=0⇔直线与双曲线有一个交点,称直线与双曲线相切;Δ<0⇔直线与双曲线没有交点,称直线与双曲线相离.注意:直线与双曲线相切时,它们只有一个公共点,但当直线与双曲线只有一个公共点时,它们不一定相切,这时它们还可以相交.例1 若直线y=2x+m与双曲线x2-y2=4相切,则实数m的值为.探究点二根据双曲线标准方程研究几何性质由双曲线的方程,求双曲线的相关性质的步骤为:先将双曲线方程化为标准形式x 2a2−y2b2=1(或y2 a2-x2b2=1),再根据它确定a,b的值(注意分母分别为a2,b2,而不是a,b),进而求出c;再对照双曲线的几何性质得到相应的答案.画近似图形,要先画双曲线的两条渐近线(即以2a,2b为两条邻边的矩形的对角线所在直线)和两个顶点,然后根据双曲线的变化趋势,就可画出双曲线的近似图形.例2 求双曲线144x2-25y2=-3 600的实轴长和虚轴长,焦点坐标,顶点坐标,离心率,渐近线方程.探究点三根据双曲线的几何性质求标准方程1.根据双曲线几何性质求标准方程时,常用方法是先定型(焦点在哪个轴上),再定量(确定a2,b2的值).要特别注意a2+b2=c2的应用,并注意不要与椭圆中的关系相混淆.2.如果已知双曲线的方程为标准形式,但不知焦点所处的位置,也可把双曲线方程设为mx2-ny2=1(m,n同号),然后由条件求m,n.3.与双曲线x2a2−y2b2=1具有共同渐近线的双曲线的标准方程可设为x2a2−y2b2=λ(λ≠0),然后再结合其他条件求出λ的值即可得到双曲线方程.例3 根据下列条件,求双曲线的标准方程:(1)与双曲线x2-2y2=2有共同渐近线,且过点M(2,-2);(2)过点P(3,-√2),离心率为√52.当堂检测1.双曲线2x 2-y 2=8的实轴长是 ( )A .2B .2 2C .4D .422.双曲线的实轴长与虚轴长之和等于其焦距的2倍,且一个顶点的坐标为(0,2),则双曲线的标准方程为( )A.x 24-y 24=1B.y 24-x 24=1C.y 24-x 28=1D.x 28-y 24=13.已知双曲线x 2a 2-y 25=1的右焦点为(3,0),则该双曲线的离心率等于( ) A.31414 B.324 C.32 D.434.椭圆x 24+y 2a =1与双曲线x 2a -y 22=1有相同的焦点,则a 的值是________.四、课后反思课后训练案1.已知双曲线与椭圆x 29+y 225=1共焦点,它们的离心率之和为145,双曲线的方程应是()A.x 212-y 24=1B.x 24-y 212=1C .-x 212+y 24=1D .-x 24+y 212=12.焦点为(0,±6)且与双曲线x 22-y 2=1有相同渐近线的双曲线方程是( )A.x 212-y 224=1 B.y 212-x 224=1C.y 224-x 212=1 D.x224-y 212=13.若0<k <a ,则双曲线x 2a 2-k 2-y 2b 2+k 2=1与x 2a 2-y 2b 2=1有( )A .相同的实轴B .相同的虚轴C .相同的焦点D .相同的渐近线4.中心在坐标原点,离心率为53的双曲线的焦点在y 轴上,则它的渐近线方程为( )A .y =±54x B .y =±45xC .y =±43x D .y =±34x5.双曲线x 24+y 2b=1的离心率e ∈(1,2),则b 的取值范围是________. 6.椭圆x 24+y 2a 2=1与双曲线x 2a 2-y 2=1焦点相同,则a =________.7.已知动圆与⊙C 1:(x +3)2+y 2=9外切,且与⊙C 2:(x -3)2+y 2=1内切,求动圆圆心M 的轨迹方程.8.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)过点A (14,5),且点A 到双曲线的两条渐近线的距离的积为43.求此双曲线方程.答 案新课导学探究点一 直线与双曲线的位置关系例1 【解析】联立方程组{y =2x +m ,x 2-y 2=4,则3x 2+4mx+m 2+4=0,由题意知Δ=(4m )2-12(m 2+4)=0,解得m=±2√3.【答案】±2√3探究点二 根据双曲线标准方程研究几何性质例2 【答案】 解:把双曲线方程化成标准方程为y 2144−x 225=1,则a 2=144,b 2=25,∴c 2=a 2+b 2=169. ∴a=12,b=5,c=13.由此可知,该双曲线的实轴长2a=24,虚轴长2b=10,焦点坐标为(0,-13),(0,13),顶点坐标为(0,-12),(0,12),离心率e=1312,渐近线方程为y=±125x.探究点三 根据双曲线的几何性质求标准方程例3 【答案】 解:(1)设与双曲线x 22-y 2=1有公共渐近线的双曲线方程为x 22-y 2=k (k ≠0), 将点(2,-2)代入,得k=222-(-2)2=-2,故双曲线的标准方程为y 22−x 24=1.当堂检测1.【解析】双曲线方程可变形为x 24-y 28=1,所以a 2=4,a =2,2a =4.故选C. 【答案】C2.【解析】2a +2b =22c ,即a +b =2c ,又a =2,且a 2+b 2=c 2,∴a =2,b =2.【答案】B3.【解析】根据离心率的定义求解.由双曲线中a ,b ,c 的关系c 2=a 2+b 2,得32=a 2+5,∴a 2=4,∴e =c a =32. 【答案】C4.【解析】∵a >0,∴焦点在x 轴上,∴4-a =a +2,∴a =1.【答案】1课后训练案1.【答案】 C【解析】 ∵椭圆x 29+y 225=1的焦点为(0,±4),离心率e =45, ∴双曲线的焦点为(0,±4),离心率为145-45=105=2, ∴双曲线方程为:y 24-x 212=1. 2.【答案】 B【解析】 与双曲线x 22-y 2=1有共同渐近线的双曲线方程可设为x 22-y 2=λ(λ≠0), 又因为双曲线的焦点在y 轴上,∴方程可写为y 2-λ-x 2-2λ=1. 又∵双曲线方程的焦点为(0,±6),∴-λ-2λ=36.∴λ=-12.∴双曲线方程为y 212-x 224=1. 3.【答案】 C【解析】 ∵0<k <a ,∴a 2-k 2>0.∴c 2=(a 2-k 2)+(b 2+k 2)=a 2+b 2.4.【答案】 D【解析】 ∵c a =53,∴c 2a 2=a 2+b 2a 2=259,∴b 2a 2=169, ∴b a =43,∴a b =34. 又∵双曲线的焦点在y 轴上,∴双曲线的渐近线方程为y =±a bx , ∴所求双曲线的渐近线方程为y =±34x . 5.【答案】 -12<b <0【解析】 ∵b <0,∴离心率e =4-b 2∈(1,2), ∴-12<b <0.6.【答案】 62 【解析】 由题意得4-a 2=a 2+1,∴2a 2=3,a =62. 7.【答案】解:设动圆圆心M 的坐标为(x ,y ),半径为r , 则|MC 1|=r +3,|MC 2|=r -1,∴|MC 1|-|MC 2|=r +3-r +1=4<|C 1C 2|=6,由双曲线的定义知,点M 的轨迹是以C 1、C 2为焦点的双曲线的右支,且2a =4,a =2,双曲线的方程为:x 24-y 25=1(x ≥2). 8.【答案】解:双曲线x 2a 2-y 2b2=1的两渐近线的方程为bx ±ay =0. 点A 到两渐近线的距离分别为d 1=|14b +5a |a 2+b 2,d 2=|14b -5a |a 2+b 2已知d 1d 2=43,故|14b 2-5a 2|a 2+b 2=43(ⅰ) 又A 在双曲线上,则14b 2-5a 2=a 2b 2(ⅱ)(ⅱ)代入(ⅰ),得3a 2b 2=4a 2+4b 2(ⅲ)联立(ⅱ)、(ⅲ)解得b 2=2,a 2=4.故所求双曲线方程为x 24-y 22=1.。
高二数学 2.2.2双曲线的简单几何性质导学案(1)新人教A版选修1-1
高中数学 2.2.2双曲线的简单几何性质(1)导学案 【自主学习】(预习教材P49~ P51) 问题1:由椭圆的哪些几何性质出发,类比探究双曲线22221x y a b-=的几何性质?范围:x : y :对称性:双曲线关于 轴、 轴及 都对称.顶点:( ),( ).实轴,其长为 ;虚轴,其长为 .离心率:1c e a=>. 渐近线:双曲线22221x y a b -=的渐近线方程为:0x y a b±=.问题2:双曲线22221y x a b-=的几何性质? 图形:范围:x : y :对称性:双曲线关于 轴、 轴及 都对称.顶点:( ),( )实轴,其长为 ;虚轴,其长为 .离心率:1c e a=>. 渐近线:双曲线22221y x a b-=的渐近线方程为: .新知:实轴与虚轴等长的双曲线叫 双曲线.【合作探究】例1.(教材P51例3)求双曲线22916144y x-=的实半轴长和虚半轴长、焦点坐标、离心率、渐近线方程.例2求双曲线的标准方程:⑴实轴的长是10,虚轴长是8,焦点在x轴上;⑶渐近线方程为23y x=±,经过点9(,1)2M-.【目标检测】1.双曲线221168x y-=实轴和虚轴长分别是().A.8、42 B.8、22 C.4、42 D.4、22 2.双曲线224x y-=-的顶点坐标是().A.(0,1)± B.(0,2)± C.(1,0)± D.(2,0±)3.双曲线22148x y-=的离心率为().A.1 B.2 C.3D.2 4.双曲线2241x y-=的渐近线方程是.5、已知双曲线的离心率2e=(5,3)M-,求其标准方程。
2.2.2双曲线的几何性质导学案(公开课)
2.2.2双曲线的几何性质使用时间:2016-4-18【使用说明及学法指导】1.先精读一遍教材P51—P54,用红色笔进行勾画,并完成导学案预习自学部分时间不超过20分钟;2.限时、认真、独立完成合作探究设置的问题;3.找出自己的疑惑和需要讨论的问题准备课堂上讨论质疑。
【学习目标】1.探究、推导并初步掌握双曲线的几何性质。
2.培养学生运用数形结合的思想和联想、类比归纳的方法,解决实际问题。
3.通过合作探究,培养学生团队协作能力。
课前案.一、 基础知识储备:二、 预习效果检测:1.求函数 的最小值为( ) A .1 B. 2C. 3D. 42.若x>4,则函数41-+=x x y ( ) A. 有最大值 -6 B. 有最小值6 C .有最大值 -2 D .有最小值23.已知x 、y 都是正数,(1)如果xy=15,则x+y 的最小值是_________; (2)如果x+y=15,则xy 的最大值是_________;课中案合作探究1.已知.111b a ,的最小值,求且、ba Rb a +=+∈+跟踪训练:求满足已知正数,12,=+y x y x 的最小值yx 11+.小结:__________________________________________________________2.().__________1142的值域为->++=x x x y跟踪训练:若x>-1,求.1222的最小值+--=x x x y小结:_________________________________________________________3.(1)一个矩形的面积为100 问:这个矩形的长、宽各为多少时,矩形的周长最短?最短周长是多少?(2)已知矩形的周长为36m,问这个矩形的长、宽各为多少时,矩形的面积最大?最大面积是多少?小结:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________【我的收获】____________________________________________________________________________________________课后案1. 求函数()的值的最大值以及相应的x x x xy 042>--=2.下列各式中,最小值为2的是 ( )xyy x A.+ 414B.22+++x xx x e e -+221.3 θθtan 1tan .+D3.求函数()的值的最小值及相应的x x x x x y 1142>-+-=4.某工厂建造一个长方体无盖蓄水池,其容积为4800 ,深度为3m .如果池底每1 的造价为150元,池壁每1 的造价为120元,怎样设计水池能使总造价最低?最低造价是多少元?2m 2m 2m 2m。
数学《双曲线的几何性质》教案设计
数学《双曲线的几何性质》教案设计数学《双曲线的几何性质》教案设计在教学工作者实际的教学活动中,通常需要用到教案来辅助教学,借助教案可以提高教学质量,收到预期的教学效果。
那么优秀的教案是什么样的呢?下面是店铺为大家整理的数学《双曲线的几何性质》教案设计,欢迎阅读与收藏。
数学《双曲线的几何性质》教案设计篇1一课时目标1、熟悉双曲线的几何性质。
2、能理解离心率的大小对双曲线形状的影响。
3、能运用双曲线的几何性质或图形特征,确定焦点的位置,会求双曲线的标准方程。
二教学过程[情景设置]叙述椭圆的几何性质,并填写下表:方程性质图像(略)范围—a≤x≤a,—b≤y≤b对称性对称轴、对称中心顶点(±a,0)、(±b,0)离心率e=(几何意义)[探索研究]1、类比椭圆的几何性质,探讨双曲线的几何性质:范围、对称性、顶点、离心率。
双曲线的实轴、虚轴、实半轴长、虚半轴长及离心率的定义。
双曲线与椭圆的几何性质对比如下:方程性质图像(略)(略)范围—a≤x≤a,—b≤y≤bx≥a,或x≤—a,y∈R对称性对称轴、对称中心对称轴、对称中心顶点(±a,0)、(±b,0)(—a,0)、(a,0)离心率0<e=<1e=>1 下面继续研究离心率的几何意义:(a、b、c、e关系:c2=a2+b2,e=>1)2、渐近线的发现与论证根据椭圆的上述四个性质,能较为准确地把画出来吗?(能)根据上述双曲线的四个性质,能较为准确地把画出来吗?(不能)通过列表描点,能把双曲线的顶点及附近的点,比较精确地画出来,但双曲线向何处伸展就不很清楚。
我们能较为准确地画出曲线y=,这是为什么?(因为当双曲线伸向远处时,它与x轴、y轴无限接近)此时,x轴、y轴叫做曲线y=的渐近线。
问:双曲线有没有渐近线呢?若有,又该是怎样的直线呢?引导猜想:在研究双曲线的范围时,由双曲线的标准方程可解出:y=±=±当x无限增大时,就无限趋近于零,也就是说,这是双曲线y=±与直线y=±无限接近。
双曲线的简单几何性质(一)导学案
1标准方程 错误!-错误!=1 (a 〉0,b>0) 错误!-错误!=1(a 〉0,b 〉0) a ,b,c 关系 a 2+b 2=c 2 a 2+b 2=c 2
渐近
线
探究点二由性质求标准方程(定型→设方程→定量→作答)
例2 求满足下列条件的双曲线的标准方程:
(1)双曲线的焦点为(2,0),右顶点为(错误!,0); (2)实半轴长为8,离心率为错误!;
变式:求满足下列条件的双曲线方程
(1)双曲线C的焦点为(0,5),虚轴长为4; (2)实轴长为2,离心率为2;
四、巩固提高(链接高考):
1、(2013陕西卷)双曲线x2
16
-错误!=1的离心率为______,两条渐近线的方程为_____.
2、(2011年高考安徽卷)双曲线2x2-y2=8的实轴长是
3、(2011年高考江西卷)若双曲线错误!-错误!=1的离心率e=2,则m=__ __.
4、思考:若a=b,则渐近线的方程为_____,离心率e=
五、小结(方法总结):
(1)双曲线的简单性质(2)应用:①方程→性质②性质→方程
六、作业:1、P835 2、补充:求适合下列条件的双曲线的标准方程:
(1)焦点分别为F1(-3,0),F2(3,0),离心率e= 3
(2)虚轴长为12,离心率为4
5
;。
高中数学《双曲线的简单几何性质》导学案
2.2.2双曲线的简单几何性质1.双曲线的简单几何性质2.等轴双曲线(1)□14实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线.(2)等轴双曲线具有以下性质:①方程形式为□15x-y=λ(λ≠0);②渐近线方程为□16y=±x,它们互相垂直,并且平分双曲线实轴和虚轴所成的角;③实轴长和虚轴长都等于□172a,离心率e=□18 2.对双曲线的简单几何性质的四点认识(1)双曲线的焦点决定双曲线的位置;(2)双曲线的范围决定了双曲线的开放性和无限延展性,由双曲线的方程x2 a2-y2b2=1(a>0,b>0),得x2a2=1+y2b2≥1,∴x2≥a2,∴|x|≥a,即x≤-a或x≥a;(3)双曲线的离心率和渐近线刻画了双曲线的开口大小,离心率越大,双曲线的开口越大,反之亦然;(4)对称性:由双曲线的方程x2a2-y2b2=1(a>0,b>0),若P(x,y)是双曲线上任意一点,则P1(-x,y),P2(x,-y)均在双曲线上,故P与P1,P2分别关于y轴、x轴对称,因此双曲线分别关于y轴、x轴对称,只不过双曲线的顶点只有两个,而椭圆有四个.1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)等轴双曲线的离心率为 2.()(2)方程y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±ba x.()(3)与双曲线渐近线平行的直线与此双曲线有且只有一个公共点.() 答案(1)√(2)×(3)√2.做一做(请把正确的答案写在横线上)(1)双曲线x2-y23=1的渐近线方程为________,离心率e=________.(2)双曲线x2-16y2=1的实半轴长为________,虚半轴长为________.(3)焦点在x轴上,且焦距为4的等轴双曲线方程为________.答案(1)y=±3x2(2)114(3)x22-y22=1探究1双曲线的简单几何性质例1求双曲线9y2-4x2=-36的顶点坐标、焦点坐标、实轴长、虚轴长、离心率和渐近线方程,并作出草图.[解]将9y2-4x2=-36变形为x29-y24=1,即x232-y222=1,∴a=3,b=2,c=13,因此顶点为A1(-3,0),A2(3,0),焦点坐标F1(-13,0),F2(13,0),实轴长是2a=6,虚轴长是2b=4,离心率e=ca =133,渐近线方程y=±ba x=±23x.作草图:拓展提升(1)由双曲线的标准方程求几何性质的四个步骤(2)双曲线共有两个焦点、两个顶点、两个虚轴端点六个特殊点,注意双曲线的焦点一定在双曲线的实轴所在的直线上.(3)直线x=±a,y=±b或x=±b,y=±a围成的矩形中,双曲线的渐近线即两条对角线所在的直线.依据(2)(3)两点,可画出双曲线的大致图形.【跟踪训练1】(1)已知0<θ<π4,则双曲线C1:x2cos2θ-y2sin2θ=1与C2:y2sin2θ-x 2sin 2θtan 2θ=1的( )A .实轴长相等B .虚轴长相等C .离心率相等D .焦距相等 答案 C解析 因为0<θ<π4,所以sin θ>0,cos θ>0,所以双曲线C 1的实轴长为2cos θ,虚轴长为2sin θ,焦距为2,离心率e 1=1cos θ,双曲线C 2的实轴长为2sin θ,虚轴长为2sin θtan θ=2sin 2θcos θ,焦距2sin 2θ+sin 2θtan 2θ=2sin θcos θ,离心率e 2=1cos θ,所以两个双曲线的离心率相等.(2)设双曲线x 2a 2-y 29=1(a >0)的渐近线方程为3x ±2y =0,则a 的值为( ) A .4 B .3 C .2 D .1 答案 C解析 令x 2a 2-y 29=0,得x a =±y 3,所以双曲线x 2a 2-y 29=1的渐近线方程为3x ±ay=0,与已知方程比较系数得a =2.探究2 双曲线的离心率问题例2 (1)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),若过右焦点F 且倾斜角为30°的直线与双曲线的右支有两个交点,则此双曲线离心率的取值范围是( )A .(1,2) B.⎝⎛⎭⎪⎫1,233 C .[2,+∞)D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫233,+∞(2)我们把离心率e =5+12的双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)称为黄金双曲线.如图是双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0,c =a 2+b 2)的图象,给出以下几个说法:①若b 2=ac ,则该双曲线是黄金双曲线;②若F 1,F 2为左右焦点,A 1,A 2为左右顶点,B 1(0,b ),B 2(0,-b )且∠F 1B 1A 2=90°,则该双曲线是黄金双曲线;③若MN 经过右焦点F 2且MN ⊥F 1F 2,∠MON =90°,则该双曲线是黄金双曲线.其中正确命题的序号为________.[解析] (1)由题意知,过右焦点F 且倾斜角为30°的直线与双曲线右支有两个交点,需满足b a <tan30°,即b <33a .∴3b 2<a 2,∴3(c 2-a 2)<a 2,c 2<43a 2,∴e 2<43,∴-233<e <233.又e >1,∴1<e <233.(2)①正确.由⎩⎨⎧b 2=ac ,c 2=a 2+b 2得c 2-ac -a 2=0,所以e 2-e -1=0,解得e =5+12或e =1-52(舍去),该双曲线是黄金双曲线. ②正确.F 1B 1→=(c ,b ),A 2B 1→=(-a ,b ). 因为∠F 1B 1A 2=90°,所以F 1B 1→·A 2B 1→=0.所以-ac +b 2=0,即b 2=ac ,由①可知该双曲线是黄金双曲线. ③正确.由⎩⎪⎨⎪⎧x =c ,x 2a 2-y 2b 2=1解得M ,N 的坐标分别为⎝ ⎛⎭⎪⎫c ,-b 2a ,⎝ ⎛⎭⎪⎫c ,b 2a ,所以OM→=⎝ ⎛⎭⎪⎫c ,-b 2a , ON →=⎝ ⎛⎭⎪⎫c ,b 2a . 因为∠MON =90°,所以OM →·ON →=c 2-b 4a 2=0,即b 2=ac ,由①知该双曲线是黄金双曲线.[答案] (1)B (2)①②③[条件探究] 若把例2(1)的条件“30°”改为“60°”,“有两个”改为“有且只有一个”,其他条件不变,应如何解答?解 由题可得直线的斜率为3,要使直线l 与双曲线的右支有且只有一个交点,只要b a ≥ 3,∴e 2=1+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2≥4.∴e ≥2,离心率取值范围为[2,+∞).拓展提升1.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.2.求双曲线离心率范围的思路求双曲线离心率的范围,关键是根据题目条件得到不等关系,并想办法转化为关于a ,b ,c 的不等关系,结合c 2=a 2+b 2和ca =e 得到关于e 的不等式,然后求解.在建立不等式求e 时,经常用到结论:双曲线上一点到相应焦点距离的最小值为c -a .双曲线的离心率常以双曲线的渐近线为载体进行命题,注意二者参数之间的转化.【跟踪训练2】 (1)若双曲线x 2a 2-y 2b 2=1与x 2a 2-y 2b 2=-1(a >0,b >0)的离心率分别为e 1,e 2,则必有( )A.e1=e2B.e1e2=1C.1e1+1e2=1 D.1e21+1e22=1答案 D解析依题意,知e21=a2+b2a2,e22=a2+b2b2,所以1e21+1e22=a2+b2a2+b2=1.故选D.(2)已知F1,F2是双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的两焦点,以线段F1F2为边作正三角形MF1F2,若边MF1的中点在双曲线上,则双曲线的离心率是() A.4+2 3 B.3+1C.3-1D.3+1 2答案 B解析设边MF1的中点为P,由题意知,MF1⊥PF2,在Rt△PF1F2中,|PF1|=|F1F2|cos60°=2c×12=c,|PF2|=|F1F2|sin60°=2c×32=3c,根据双曲线的意义可知2a=|PF2|-|PF1|=3c-c,所以e=ca =23-1=3+1.探究3由双曲线的几何性质求标准方程例3求与双曲线x216-y29=1共渐近线且过点A(23,-3)的双曲线的方程及其离心率.[解]解法一:双曲线x216-y29=1的渐近线方程为y=±34x.(1)设所求双曲线方程为x2a2-y2b2=1(a>0,b>0).因为ba=34,所以b=34a①.因为点A(23,-3)在所求的双曲线上,所以12a2-9b2=1②.联立①②所得的方程组无解.(2)设所求的双曲线方程为y2a2-x2b2=1(a>0,b>0).因为ab=34,所以a=34b③.因为点A(23,-3)在所求的双曲线上,所以9a2-12b2=1④,联立③④得a2=94,b2=4.所以所求双曲线方程为y294-x24=1且离心率e=53.解法二:设与双曲线x216-y29=1共渐近线的双曲线的方程为x216-y29=λ(λ≠0).因为点A (23,-3)在所求的双曲线上,所以λ=1216-99=-14,所以所求双曲线方程为x 216-y 29=-14,即y 294-x 24=1.从而可求得离心率e =53.拓展提升巧设双曲线方程的六种常用方法(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 2b 2=1(a >0,b >0). (3)与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1共焦点的方程可设为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3】 根据以下条件,求双曲线的标准方程.(1)以圆C :x 2+y 2-6x -4y +8=0与坐标轴的交点分别作为双曲线的一个焦点和一个顶点;(2)焦点在x 轴上,渐近线方程为y =±33x ,且顶点到渐近线的距离为1. (3)中心在原点,焦点F 1,F 2在坐标轴上,离心率为2,且过点P (4,-10). 解 (1)对圆C 的方程,令y =0,得x 2-6x +8=0,解得x 1=2,x 2=4,即圆C 与x 轴的两个交点分别为(2,0),(4,0). 令x =0,得y 2-4y +8=0,此方程无解,即圆C 与y 轴没有交点. 因此点(2,0)为双曲线的右顶点,点(4,0)为双曲线的右焦点. 设双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0), 则a =2,c =4,所以b 2=c 2-a 2=12, 从而双曲线的标准方程为x 24-y 212=1.(2)由焦点在x轴上,可设双曲线的标准方程为x2a2-y2b2=1(a>0,b>0),渐近线方程为y=±ba x=±33x,则a=3b.由顶点(a,0)到渐近线y=33x的距离为1,得|a|2=1,得a=2,b=33a=233.从而双曲线的标准方程为x24-y243=1.(3)因为离心率e=2,所以可设双曲线的方程为x2-y2=λ(λ≠0).由双曲线过点P(4,-10),得16-10=λ,即λ=6,所以双曲线的标准方程为x26-y26=1.探究4直线与双曲线的位置关系例4双曲线C与椭圆x28+y24=1有相同的焦点,直线y=3x为C的一条渐近线.(1)求双曲线C的方程;(2)如右图,过点P(0,4)的直线l交双曲线C于A,B两点,交x轴于Q点(Q 点与C的顶点不重合).当PQ→=λ1QA→=λ2QB→,且λ1+λ2=-83时,求Q点的坐标.[解](1)设双曲线的方程为x2a2-y2b2=1(a>0,b>0).由椭圆x28+y24=1求得两焦点为(-2,0),(2,0),∴对于双曲线C:c=2,焦点在x轴上.又y=3x为双曲线C的一条渐近线,∴ba=3,解得a2=1,b2=3,∴双曲线C的方程为x2-y23=1.(2)解法一:由题意知直线l 的斜率k 存在且不等于零. 设l 的方程:y =kx +4,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫-4k ,0,∵PQ →=λ1QA →,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫-4k ,-4=λ1⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+4k ,y 1, ∴⎩⎪⎨⎪⎧-4k=λ1⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+4k ,-4=λ1y 1⇒⎩⎪⎨⎪⎧x 1=-4kλ1-4k ,y 1=-4λ1,∵A (x 1,y 1)在双曲线C 上, ∴16k 2⎝⎛⎭⎪⎫1+λ1λ12-163λ21-1=0, ∴16+32λ1+16λ21-163k 2-k 2λ21=0, ∴(16-k 2)λ21+32λ1+16-163k 2=0. 同理有(16-k 2)λ22+32λ2+16-163k 2=0. 若16-k 2=0,则直线l 过顶点,不符合题意,∴16-k 2≠0,∴λ1,λ2是一元二次方程(16-k 2)x 2+32x +16-163k 2=0的两根,∴λ1+λ2=32k 2-16=-83,∴k 2=4,此时Δ>0,∴k =±2,所求Q 的坐标为(±2,0). 解法二:由题意知直线l 的斜率k 存在且不等于零. 设l 的方程y =kx +4,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫-4k ,0,∵PQ →=λ1QA →=λ2QB →,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫-4k ,-4=λ1⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+4k ,y 1=λ2⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+4k ,y 2, ∴-4=λ1y 1=λ2y 2,∴λ1=-4y 1,λ2=-4y 2.又λ1+λ2=-83,∴1y 1+1y 2=23,即3(y 1+y 2)=2y 1y 2.将y =kx +4代入x 2-y 23=1得(3-k 2)y 2-24y +48-3k 2=0.∵3-k 2≠0,否则l 与渐近线平行, ∴y 1+y 2=243-k 2,y 1y 2=48-3k 23-k 2, ∴3×243-k 2=2×48-3k 23-k 2, ∴k =±2,∴Q (±2,0). 拓展提升(1)判断直线与双曲线的位置关系时,通常是将直线方程与双曲线方程联立方程组,方程组解的个数就是直线与双曲线交点的个数,联立方程消去x 或y 中的一个后,得到的形如一元二次方程的式子中,要注意x 2项或y 2项系数是否为零的情况,否则容易漏解.(2)直线y =kx +b 与双曲线相交所得的弦长d = 1+k 2·|x 1-x 2|=1+1k 2|y 1-y 2|.【跟踪训练4】 已知双曲线x 2-y 22=1,问:过点A (1,1)能否作直线l ,使l与双曲线交于P ,Q 两点,并且A 为线段PQ 的中点?若能,求出直线l 的方程;若不能,请说明理由.解 假设符合题意的直线l 存在,并设P (x 1,y 1),Q (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).① 又A (1,1)为线段PQ 的中点,所以⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=2,②y 1+y 2=2.③将②③代入①,得x 1-x 2=12(y 1-y 2), 由题意,知直线l 的斜率存在,则x 1≠x 2, 则直线l 的斜率k =y 1-y 2x 1-x 2=2,所以直线l 的方程为2x -y -1=0.而由⎩⎨⎧2x -y -1=0,x 2-y22=1,得2x 2-4x +3=0,根据Δ=(-4)2-4×2×3=-8<0,说明所求直线不存在.1.双曲线的几何性质主要包括“六点”——实轴端点、虚轴端点、焦点;“四线”——对称轴、渐近线;“两比率”——离心率、渐近线的斜率.双曲线的实轴长、虚轴长、焦距、离心率只与双曲线的形状和大小有关而与双曲线的位置无关.双曲线的顶点坐标、实轴端点坐标、虚轴端点坐标、焦点坐标、渐近线方程不仅与双曲线的形状和大小有关,而且与双曲线的实轴位置有关.2.已知双曲线的几何性质确定双曲线的标准方程,常用待定系数法,首先要依据焦点的位置设出方程的形式,再由题设条件确定参数的值;当双曲线焦点位置不确定时,方程可能有两种形式,此时应注意分类讨论,以防止遗漏.3.求双曲线离心率的常用方法 (1)依据条件求出a ,c ,计算e =c a ;(2)依据条件建立a ,b ,c 的关系式,一种方法是消去b 转化成离心率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 2a 2求解.4.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(λ≠0),再结合其他条件求得λ就可得双曲线方程.5.直线与双曲线有一个公共点的两种情况 (1)直线与双曲线相切; (2)直线与双曲线的渐近线平行.1.双曲线x 216-y 29=1的一个焦点到它的一条渐近线的距离等于( ) A .4 B .8 C .3 D .6 答案 C解析 双曲线x 216-y 29=1的焦点坐标为(-5,0),(5,0),渐近线方程为x 4±y3=0,即3x ±4y =0,根据双曲线的对称性,不妨求(5,0)到直线3x -4y =0的距离,d =|3×5-4×0|32+(-4)2=3.2.已知双曲线x 2a 2-y 23=1(a >0)的离心率为2,则a =( )A .2 B.62 C.52 D .1 答案 D解析 因为双曲线的方程为x 2a 2-y 23=1,所以e 2=1+3a 2=4,因此a 2=1,a =1.选D.3.等轴双曲线的一个焦点是F 1(-6,0),则其标准方程为( ) A.x 29-y 29=1 B.y 29-x 29=1 C.y 218-x 218=1 D.x 218-y 218=1 答案 D解析 由题意知双曲线焦点在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),则由已知得⎩⎪⎨⎪⎧a =b ,a 2+b 2=36,解得a 2=b 2=18,所以所求双曲线的标准方程为x 218-y 218=1. 4.双曲线x 25-y 24=1的实轴长等于________,虚轴长等于________,焦点坐标是________,离心率是________,渐近线方程是________.答案 25 4 (-3,0)和(3,0) 355 y =±255x解析 由题意知a =5,b =2,c =3,∴实轴长2a =25,虚轴长2b =4,焦点坐标为(-3,0),(3,0),离心率e =c a =35=355,渐近线方程y =±b a x =±255x . 5.已知双曲线两顶点间距离为6,渐近线方程为y =±32x ,求双曲线的标准方程.解 设以y =±32x 为渐近线的双曲线方程为x 24-y 29=λ(λ≠0), 当λ>0时,a 2=4λ, ∴2a =24λ=6⇒λ=94. 当λ<0时,a 2=-9λ, ∴2a =2-9λ=6⇒λ=-1.∴双曲线的标准方程为x 29-y 2814=1和y 29-x 24=1.A 级:基础巩固练一、选择题1.双曲线mx 2+y 2=1的虚轴长是实轴长的2倍,则实数m 的值为( ) A .-14 B .-4 C .4 D.14 答案 A解析 双曲线的标准方程为y 2-x 2-1m=1,∴a 2=1,b 2=-1m .由题意,得b 2=4a 2,∴-1m =4,∴m =-14.2.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 |=( )A.433 B .2 3 C .6 D .4 3 答案 D解析 由双曲线的标准方程x 2-y23=1得,右焦点F (2,0),两条渐近线方程为y =±3x ,直线AB :x =2,所以不妨取A (2,23),B (2,-23),则|AB |=43,选D.3.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=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=1C.3x 220-3y 25=1 D.3x 25-3y 220=1答案 A解析 由题意得c =5,b a =12,则a =2,b =1,所以双曲线的方程为x 24-y 2=1.4.过原点作直线,与双曲线x 2-y 2=1恰有一个交点的直线有( ) A .0条 B .1条 C .2条 D .4条 答案 A解析 设l 的方程为y =kx .由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx ,x 2-y 2=1,得(1-k 2)x 2=1.显然方程不可能只有一个解.故过原点与双曲线x 2-y 2=1恰有一个交点的直线有0条.5.已知直线y =12x 与双曲线x 29-y 24=1交于A ,B 两点,P 为双曲线上不同于A ,B 的点,当直线P A ,PB 的斜率k P A ,k PB 存在时,k P A ·k PB =( )A.49B.12C.23 D .与P 点位置有关 答案 A解析 设A (x 0,y 0),B (-x 0,-y 0),P (x ,y ),∴k P A ·k PB =y -y 0x -x 0·y +y 0x +x 0=y 2-y 2x 2-x 2= 4⎝ ⎛⎭⎪⎫x 29-1-4⎝ ⎛⎭⎪⎫x 209-1x 2-x 20=49(x 2-x 20)x 2-x 20=49.故选A. 6.若双曲线x 2a 2-y 2b 2=1与椭圆x 2m 2+y 2b 2=1(m >b >0)的离心率之积等于1,则以a ,b ,m 为边长的三角形一定是( )A .等腰三角形B .钝角三角形C .锐角三角形D .直角三角形 答案 D解析 双曲线的离心率e 1=a 2+b 2a,椭圆的离心率e 2=m 2-b 2m,由e 1e 2=1得(a 2+b 2)(m 2-b 2)=a 2m 2,故a 2+b 2=m 2,因此三角形为直角三角形.二、填空题7.已知双曲线过点(4,3),且渐近线方程为y =±12x ,则该双曲线的标准方程为________.答案 x 24-y 2=1解析 根据渐近线方程为x ±2y =0,可设双曲线方程为x 2-4y 2=λ(λ≠0).因为双曲线过点(4,3),所以42-4×(3)2=λ,即λ=4.故双曲线的标准方程为x 24-y 2=1.8.已知F 1,F 2是椭圆和双曲线的公共焦点,P 是它们的一个公共点,且∠F 1PF 2=π3,椭圆和双曲线的离心率分别为e 1,e 2,则1e 21+3e 22=________.答案 4解析 如图,设椭圆的长半轴长为a 1,双曲线的实半轴长为a 2,则根据椭圆及双曲线的定义:⎩⎪⎨⎪⎧|PF 1|+|PF 2|=2a 1,|PF 1|-|PF 2|=2a 2,∴|PF 1|=a 1+a 2,|PF 2|=a 1-a 2,设|F 1F 2|=2c ,∠F 1PF 2=π3,则在△PF 1F 2中,由余弦定理得4c 2=(a 1+a 2)2+(a 1-a 2)2-2(a 1+a 2)(a 1-a 2)·cos π3,化简得a 21+3a 22=4c 2,该式可变形为a 21c 2+3a 22c 2=4,∴1e 21+3e 22=4.9.已知双曲线E 的中心为原点,F (3,0)是E 的焦点,过F 的直线l 与E 相交于A ,B 两点,且AB 的中点为N (-12,-15),则E 的方程为________.答案 x 24-y 25=1解析 设双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0), 由题意知c =3,a 2+b 2=9,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则有:⎩⎪⎨⎪⎧x 21a 2-y 21b2=1,x 22a 2-y 22b 2=1,两式作差得,y 1-y 2x 1-x 2=b 2(x 1+x 2)a 2(y 1+y 2)=-12b 2-15a 2=4b 25a 2, 又AB 的斜率是-15-0-12-3=1,所以4b 2=5a 2,代入a 2+b 2=9得a 2=4,b 2=5, 所以双曲线标准方程是x 24-y 25=1. 三、解答题10.已知双曲线E 与双曲线x 22-y 2=1共渐近线,且过点(2,-2),若双曲线M 以双曲线E 的实轴为虚轴,虚轴为实轴,试求双曲线M 的标准方程.解 由题意,设E 的方程为x 22-y 2=t (t ≠0). ∵点(2,-2)在E 上,∴222-(-2)21=t ,∴t =-2, ∴双曲线E 的标准方程为y 22-x 24=1,又双曲线M 与E 为共轭双曲线,则双曲线M 的标准方程为x 24-y 22=1.B 级:能力提升练1.求两条渐近线为x ±2y =0且截直线x -y -3=0所得弦长为833的双曲线方程.解 设双曲线方程为x 2-4y 2=λ(λ≠0).联立方程组得:⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4y 2=λ,x -y -3=0,消去y 得,3x 2-24x +(36+λ)=0.设直线被双曲线截得的弦为AB , 且A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),那么⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=8,x 1x 2=36+λ3,Δ=242-12(36+λ)>0.那么|AB |=(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]=(1+1)⎝ ⎛⎭⎪⎫82-4×36+λ3 =8(12-λ)3=833. 解得λ=4,所以,所求双曲线方程是x 24-y 2=1.2.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率e =233,直线l 过A (a,0),B (0,-b )两点,原点O 到l 的距离是32.(1)求双曲线的方程;(2)过点B 作直线m 交双曲线于M ,N 两点,若OM →·ON →=-23,求直线m 的方程.解 (1)依题意,直线l 的方程为:x a +y -b =1,即bx -ay -ab =0.由原点O 到l 的距离是32,得aba 2+b 2=abc =32, 又e =c a =233,所以b =1,a = 3. 故所求双曲线方程为x 23-y 2=1.(2)显然直线m 不与x 轴垂直,设m 方程为y =kx -1,设点M ,N 坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),联立方程⎩⎨⎧y =kx -1,x 23-y 2=1消去y ,得(1-3k 2)x 2+6kx -6=0.(*)依题意知1-3k 2≠0,由根与系数的关系知x 1+x 2=6k 3k 2-1,x 1x 2=63k 2-1.OM →·ON →=x 1x 2+y 1y 2=x 1x 2+(kx 1-1)(kx 2-1)=(1+k 2)x 1x 2-k (x 1+x 2)+1=6(1+k 2)3k 2-1-6k 23k 2-1+1=-23,解得k =±12,当k =±12时,判别式Δ=15>0,方程(*)有两个不等的实数根,满足条件. 故直线m 方程为y =12x -1或y =-12x -1.。
双曲线的几何性质教案
双曲线的几何性质教案教案标题:双曲线的几何性质教案目标:1. 了解双曲线的定义和基本性质。
2. 掌握双曲线的几何性质,包括焦点、准线、渐近线等。
3. 能够应用所学知识解决与双曲线相关的几何问题。
教案步骤:引入活动:1. 引导学生回顾并复习椭圆和抛物线的几何性质,引出双曲线的概念。
2. 引导学生思考双曲线与椭圆、抛物线的异同之处。
知识讲解:3. 介绍双曲线的定义,以及与椭圆和抛物线的区别。
4. 解释双曲线的标准方程,并讲解如何根据方程确定双曲线的形状和位置。
性质探究:5. 讲解双曲线的焦点和准线的定义,以及它们与双曲线方程中的参数的关系。
6. 引导学生通过计算实例,理解焦点和准线对双曲线形状的影响。
应用实践:7. 引导学生通过实例,探究双曲线的渐近线的性质和方程。
8. 给学生一些实际问题,要求他们应用所学知识解决问题,如:给定双曲线的焦点和准线,求双曲线的方程。
巩固练习:9. 提供一些练习题,让学生巩固所学知识。
总结回顾:10. 总结双曲线的几何性质,强调重点和难点。
11. 鼓励学生提问和解答疑惑。
教学辅助:- 演示板或投影仪,用于展示双曲线的图形和方程。
- 教科书或教学PPT,用于讲解和示范。
- 计算器,用于计算实例。
教学评估:- 在课堂上观察学生的参与度和理解情况。
- 布置作业,检查学生对双曲线几何性质的掌握程度。
- 进行小组或个人演示,让学生展示他们对双曲线的理解和应用能力。
教案扩展:- 引导学生进一步探究双曲线的其他性质,如离心率、直线的切线等。
- 引导学生应用双曲线的性质解决更复杂的几何问题,如求解交点、证明性质等。
注意事项:- 确保讲解清晰,语言简明扼要,避免过于抽象或复杂的表达。
- 鼓励学生思考和提问,激发他们的兴趣和参与度。
- 根据学生的实际情况和学习进度,适当调整教学内容和步骤。
双曲线的简单几何性质教导学案
x2 y2 = 1 的离心率为 5 , 2、 (2012· 江苏) 在平面直角坐标系 xoy 中, 若双曲线 - 2 m m +4
则 m 的值为 。 。 3、双曲线 x 2-y 2 = 1 的顶点到其渐近线的距离等于
①
②
4、如图(1) ,火力发电厂的冷却塔的外形是由双曲线绕其虚轴旋转所成的
以焦点在 x 轴为双曲线为例,根据其的图像及标准方程 ,研究它的几何性质。
知识与技能 教 学 目 标 过程与方法 情感态度 与价值观 重点 难点 教学 方法 学生 自学 反馈
①能运用双曲线的标准方程讨论双曲线的范围、对称点、顶点、离心 率、渐近线等几何性质。 ②掌握双曲线标准方程中 a、b、c 的几何意义,理解双曲线的渐近线的 概念及证明,能运用双曲线的几何性质解决双曲线的一些基本问题。 ③使学生进一步掌握利用方程研究曲线方程的基本方法,加深对直角 坐标系中曲线与方程的概念的理解。 通过对问题的类比探究活动,让学生类比已知的知识,通过观察、推 导、形成新知识,进一步理解坐标系中根据曲线的方程研究曲线的几 何性质的一般方法,领悟其中所蕴涵的数学思想。 通过类比探究体验挫折的艰辛与成功的快乐,激发学习热情,逐步培 养正确的数学观、创新艺术与科学精神。
寺前中学高二数学教(学)案
年级: 高 课题 班级 二 编写人: 郝贵川 审核人:__________ 编制时间: 双曲线的简单几何性质 授课(完成)时间 教师(学生)
解类” C“应 问题 2:我们研究过椭圆的哪些性质?我们是用什么思想方法研究的?双曲 用类” D“能 线是否也有类似性质?又该怎样研究? 力提 对称性: 范围: 升类” 顶点: 【探索新知】
离心率:
双曲线的简单几何性质+导学案- 高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第一册
3.2.2 双曲线的简单几何性质导学案课时目标:1.掌握双曲线的简单几何性质,了解双曲线的渐近线及渐近线的求法;2理解离心率的几何意义.活动一、复习回顾1.双曲线的定义:一般地,把平面内与两个定点F 1,F 2的距离的______________ 等于非零常数(小于|F 1F 2|)的点的轨迹叫做_________ .这两个定点叫做双曲线的________,两焦点间的距离叫做双曲线的_______ .2. 焦点位置 焦点在x轴上 焦点在y 轴上图形标准方程 焦点坐标a, b, c 的关系活动二:类比探究1.思考:我们前面在学习椭圆的几何性质时,主要从哪几方面学习了椭圆的几何性质?2.类比探究双曲线的几何性质 (1焦点位置焦点在x 轴上焦点在y 轴上图形标准方程x 2a 2-y 2b 2=1 (a>0,b>0)y 2a 2-x 2b 2=1 (a>0,b>0)性质范围对称性顶点轴及轴长 实轴长=____,虚轴长=____离心率渐近线(2)重、难点突破:双曲线的渐近线渐近线方程:____________________ 渐近线方程:____________________(3)思考归纳:结合双曲线的离心率与渐近线斜率的关系总结出离心率的几何意义.活动三:练习巩固例. 求双曲线 229-16=144y x 的顶点坐标、焦点坐标、实轴长、虚轴长、离心率及渐近线方程.活动四:课堂小结1.知识清单:双曲线的几何性质:范围、对称性、顶点、渐近线及离心率;结论1:渐近线方程为:y =±ba x (焦点在x 轴上)或y =±ab x (焦点在y 轴上). 结论2:离心率越大,双曲线开口越___ ;离心率越小,开口越___.2.数学思想方法归纳: 类比、数形结合等.3.常见误区:忽略焦点位置致错.活动五:作业布置课后思考:设双曲线方程为22(0)x y k k R k -=∈≠且,求该双曲线的渐近线方程与离心率,并观察该双曲线有什么特点?。
双曲线的几何性质导学案
四川省古蔺中学课改高2012级导学案课题: 2.2.2 双曲线的几何性质(理)层次: 教师评价: 学科组长评价: 检查时间: 月 日 课前预习学案一﹑ 预习目标及重难点预习目标: 1、理解双曲线的几何性质并会简单应用。
重点:双曲线的几何性质难点: 双曲线的渐近线。
二﹑ 教材助读 预习教材(1)掌握双曲线的简单几何性质,并能根据已知条件求双曲线的标准方程 (2)理解双曲线的几何性质并能简单应用。
三、知识再现(预习教材,完成以下内容) 1:由椭圆的哪些几何性质出发,类比探究双 曲线的标准方程及简单的几何性质?. 2.渐近线方程可令双曲线标准方程右边等于0得到。
在等一象限,有成立一方面,M N b bY x Y a a ==,即<M N Y Y ,另一方面,随着x 增大,M Y 距离N Y 逐渐接近,但是永远不相等。
3.渐近线斜率b a ===离心率e 越大,渐近线斜率ba 越_______,古蔺中学课改高212级班姓名:小组:第组双曲线“张口”越_______.4.等轴双曲线a=b ,渐近线方程为________,离心率=_________. 实轴与虚轴等长的双曲线叫___________ 双曲线.四,探究案1求双曲线 92y -162x = 144 的实半轴长和虚半轴长、焦点坐标、离心率、渐近线方程.2、求适合下列条件的双曲线的标准方程:⑴实轴的长是 10,虚轴长是 8,焦点在x 轴上;⑵离心率 e = 2 ,经过点 M (-5 ,3) ;⑶渐近线方程为y = ±32x ,经过点 (29 ,-1). 3、点 M (x , y ) 到定点 F (5,0) 的距离和它到定直线l :516=x 的距离的比是常数45,求点M 的轨迹.五,课后巩固1.双曲线181622=-y x 实轴和虚轴长分别是( ).A . 8 、、. 4 、 、2.双曲线2x -2y = - 4 的顶点坐标是( ).A .(0,± 1)B .(0,± 2)C .(± 1,0)D .( ± 2,0 )3. 双曲线18422=-y x 的离心率为( ). A .1 B .2 C .3 D .24.双曲线2x -42y = 1的渐近线方程是_____ .5.求与双曲线221169x y -=共渐近线且过A (-3)的双曲线的方程. 58P 聚焦课堂★1,2,3,4,5,6 ★★ 7,8 ★★★ 9。
高中数学-双曲线的几何性质导学案doc
双曲线的几何性质(导学案)完成导学案以前先阅读教材 学习导航类比椭圆的性质,能根据双曲线的标准方程,讨论它的几何性质,能够运用双曲线的性质解决简单问题. 学习目标 1.类比椭圆的性质,能根据双曲线的标准方程,讨论它的几何性质.2.掌握双曲线的渐近线及离心率的应用.3.能够运用双曲线的性质解决简单问题.重点:双曲线的几何性质及其初步应用.难点:双曲线的渐近线、离心率的应用. 新知初探·思维启动想一想:做一做.1.范围(1)双曲线2222x y a b-=1(a>0,b>0)在不等式 与 所表示的区域内; (2)双曲线2222yx a b -=1(a>0,b>0)在不等式 与 所表示的区域内. 2.对称性 双曲线既是轴对称图形,也是中心对称图形.其对称轴是 ,对称中心是 ,双曲线的对称中心叫做双曲线的 .3.顶点 (1)双曲线与其对称轴的两个交点叫做双曲线的 .(2)对于双曲线2222xy a b-=1(a>0,b>0),它与x 轴有两个交点A 1(-a ,0)和A 2(a ,0),则A 1A 2叫做双曲线的 ,长度等于 ,a 叫做双曲线 ;设B 1(0,b ),B 2(0,-b ),则线段B 1B 2叫做双曲线的 ,长度等于,b 叫做双曲线 .4.渐近线(1)双曲线2222x y a b-=1的渐近线方程为 . 双曲线2222yx a b -=1的渐近线方程为 . (2)实轴长与虚轴长相等的双曲线叫 ,其渐近线方程为5.离心率双曲线的 与 的比c a,叫做双曲线的离心率.双曲线的离心率的取值范围是 .预习交流3双曲线的离心率的大小如何决定双曲线的开口大小?提示:由于e=ca ,所以2222b c ae1a a-=-因此离心率的大小决定了渐近线斜率的大小,从而决定了双曲线的开口大小.离心率越大,开口越开阔;离心率越小,双曲线开口越扁狭.小组交流,展示提升例1 :求双曲线16x2-9y2=-144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例2.根据下列条件,求双曲线的标准方程:(1)已知双曲线的渐近线方程为y=±12x,焦距为10;(2)已知双曲线的渐近线方程为y=±23x,且过点M9,-12⎛⎫⎪⎝⎭;的双曲线是等轴双曲线离心率2=e(3)与椭圆22x y 94+=1有公共焦点,且离心率例3.已知双曲线顶点间的距离是16,离心率45=e ,焦点在x 轴上,中心在原点,写出双曲线的方程,并求出它的渐近线和焦点坐标.反思拓展本节课收获: .本节课不足: .以后努力方向: .堂清训练: 1.双曲线mx 2+y 2=1的虚轴长是实轴长的2倍,则m 等于(). A .-14 B .-4 C .4 D .142.双曲线3x 2-y 2=3的渐近线方程是( ).A .y=±3xB .y=±13x C D 3.双曲线的两个顶点将焦距三等分,则它的离心率为( ).A.32 B.3 C.434.双曲线22x y169-=1的一个焦点到其一条渐近线的距离等于 .5.求下列双曲线的标准方程。
双曲线(经典导学案及练习答案详解)
§8.7双曲线学习目标1.了解双曲线的定义、几何图形和标准方程.2.掌握双曲线的几何性质(范围、对称性、顶点、离心率、渐近线).3.了解双曲线的简单应用.知识梳理1.双曲线的定义把平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F 1F2|)的点的轨迹叫做双曲线.两个定点F1,F2叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.2.双曲线的标准方程和简单几何性质标准方程x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)图形性质焦点F1(-c,0),F2(c,0)F1(0,-c),F2(0,c)焦距|F1F2|=2c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A1(-a,0),A2(a,0)A1(0,-a),A2(0,a)轴实轴:线段A1A2,长:2a;虚轴:线段B1B2,长:2b,实半轴长:a,虚半轴长:b离心率e=ca∈(1,+∞)渐近线y=±ba x y=±ab xa,b,c的关系c2=a2+b2 (c>a>0,c>b>0)常用结论(1)双曲线的焦点到其渐近线的距离为b.(2)若P是双曲线右支上一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,则|PF1|min=a+c,|PF2|min=c -a .(3)同支的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于实轴的弦),其长为2b 2a.(4)若P 是双曲线上不同于实轴两端点的任意一点,F 1,F 2分别为双曲线的左、右焦点,则12PF F S △=b 2tan θ2,其中θ为∠F 1PF 2.(5)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).思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)到两定点的距离差的绝对值等于常数的点的轨迹是双曲线.( × ) (2)方程x 2m -y 2n =1(mn >0)表示焦点在x 轴上的双曲线.( × )(3)双曲线x 2m 2-y 2n 2=1(m >0,n >0)的渐近线方程是x m ±yn =0.( √ )(4)等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率等于 2.( √ ) 教材改编题1.若双曲线x 2a 2-y 2b 2=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 答案 A解析 由题意知焦点到其渐近线的距离等于实轴长,即b =2a , 又a 2+b 2=c 2,∴5a 2=c 2. ∴e 2=c 2a 2=5,∴e = 5. 2.设P 是双曲线x 216-y 220=1上一点,F 1,F 2分别是双曲线的左、右焦点,若|PF 1|=9,则|PF 2|等于( )A .1B .17C .1或17D .以上均不对 答案 B解析 根据双曲线的定义得||PF 1|-|PF 2||=8⇒|PF 2|等于1或17.又|PF 2|≥c -a =2,故|PF 2|=17. 3.(2022·汕头模拟)写一个焦点在y 轴上且离心率为3的双曲线方程________. 答案y 2-x 22=1(答案不唯一,符合要求就可以) 解析 取c =3,则e =ca=3,可得a =1,∴b =c 2-a 2=2, 因此,符合条件的双曲线方程为y 2-x 22=1(答案不唯一,符合要求就可以).题型一 双曲线的定义及应用例1 (1)已知定点F 1(-2,0),F 2(2,0),N 是圆O :x 2+y 2=1上任意一点,点F 1关于点N 的对称点为M ,线段F 1M 的中垂线与直线F 2M 相交于点P ,则点P 的轨迹是( ) A .椭圆 B .双曲线 C .抛物线 D .圆答案 B解析 如图,连接ON ,由题意可得|ON |=1,且N 为MF 1的中点,又O 为F 1F 2的中点,所以|MF 2|=2.因为点F 1关于点N 的对称点为M ,线段F 1M 的中垂线与直线F 2M 相交于点P ,由垂直平分线的性质可得|PM |=|PF 1|, 所以||PF 2|-|PF 1||=||PF 2|-|PM || =|MF 2|=2<|F 1F 2|,所以由双曲线的定义可得,点P 的轨迹是以F 1,F 2为焦点的双曲线.(2)已知F 1,F 2为双曲线C :x 2-y 2=2的左、右焦点,点P 在C 上,∠F 1PF 2=60°,则△F 1PF 2的面积为______. 答案 2 3解析 不妨设点P 在双曲线的右支上, 则|PF 1|-|PF 2|=2a =22, 在△F 1PF 2中,由余弦定理,得 cos ∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1|·|PF 2|=12, ∴|PF 1|·|PF 2|=8,∴12F PF S △=12|PF 1|·|PF 2|·sin 60°=2 3.延伸探究 在本例(2)中,若将“∠F 1PF 2=60°”改为“PF 1―→·PF 2―→=0”,则△F 1PF 2的面积为_____.答案 2解析 不妨设点P 在双曲线的右支上, 则|PF 1|-|PF 2|=2a =22, ∵PF 1―→·PF 2―→=0,∴PF 1―→⊥PF 2―→,∴在△F 1PF 2中,有|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2, 即|PF 1|2+|PF 2|2=16, ∴|PF 1|·|PF 2|=4,∴12F PF S △=12|PF 1|·|PF 2|=2.教师备选1.已知圆C 1:(x +3)2+y 2=1,C 2:(x -3)2+y 2=9,动圆M 同时与圆C 1和圆C 2相外切,则动圆圆心M 的轨迹方程为( ) A .x 2-y 28=1B.x 28-y 2=1 C .x 2-y 28=1(x ≤-1) D .x 2-y 28=1(x ≥1) 答案 C解析 设圆M 的半径为r ,由动圆M 同时与圆C 1和圆C 2相外切, 得|MC 1|=1+r ,|MC 2|=3+r , |MC 2|-|MC 1|=2<6,所以点M 的轨迹是以点C 1(-3,0)和C 2(3,0)为焦点的双曲线的左支, 且2a =2,a =1,又c =3, 则b 2=c 2-a 2=8, 所以点M 的轨迹方程为x 2-y 28=1(x ≤-1). 2.(2022·长春模拟)双曲线C 的渐近线方程为y =±233x ,一个焦点为F (0,-7),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,△P AF 周长的最小值为( ) A .8 B .10 C .4+37 D .3+317答案 B解析 由已知得双曲线方程为y 24-x 23=1,设双曲线的另一个焦点为F ′,则|PF |=|PF ′|+4,△P AF 的周长为|PF |+|P A |+|AF |=|PF ′|+4+|P A |+3,当F ′,P ,A 三点共线时, |PF ′|+|P A |有最小值,为|AF ′|=3, 故△P AF 的周长的最小值为10.思维升华 在“焦点三角形”中,常利用正弦定理、余弦定理,结合||PF 1|-|PF 2||=2a ,运用平方的方法,建立与|PF 1|·|PF 2|的联系.跟踪训练1 (1)(2022·扬州、盐城、南通联考)已知双曲线C 的离心率为3,F 1,F 2是C 的两个焦点,P 为C 上一点,|PF 1|=3|PF 2|,若△PF 1F 2的面积为2,则双曲线C 的实轴长为( ) A .1 B .2 C .3 D .6 答案 B解析 由题意知,|PF 1|-|PF 2|=2a , 所以|PF 2|=a ,|PF 1|=3a , 又离心率e =ca =3,|F 1F 2|=2c =23a ,所以cos ∠F 1PF 2=9a 2+a 2-12a 22·3a ·a=-2a 26a 2=-13, sin ∠F 1PF 2=223,所以12PF F S △=12·a ·3a ·223=2a 2=2,所以a =1,实轴长2a =2.(2)已知F 是双曲线x 24-y 212=1的左焦点,A (1,4),P 是双曲线右支上的动点,则|PF |+|P A |的最小值为________. 答案 9解析 设双曲线的右焦点为F 1,则由双曲线的定义,可知|PF |=4+|PF 1|, 所以当|PF 1|+|P A |最小时满足|PF |+|P A |最小. 由双曲线的图象,可知当点A ,P ,F 1共线时, 满足|PF 1|+|P A |最小,|AF 1|+4即|PF |+|P A |的最小值. 又|AF 1|=5,故所求的最小值为9. 题型二 双曲线的标准方程例2 (1)(2021·北京)双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1过点(2,3),且离心率为2,则该双曲线的标准方程为( )A .x 2-y 23=1B.x 23-y 2=1 C .x 2-3y 23=1D.3x 23-y 2=1答案 A解析 ∵e =ca=2,则c =2a ,b =c 2-a 2=3a , 则双曲线的方程为x 2a 2-y 23a2=1,将点(2,3)的坐标代入双曲线的方程可得2a 2-33a 2=1a 2=1,解得a =1,故b =3,因此,双曲线的方程为x 2-y 23=1. (2)若双曲线经过点(3,2),且渐近线方程是y =±13x ,则双曲线的标准方程是________.答案y 2-x 29=1 解析 设双曲线的方程是y 2-x 29=λ(λ≠0). 因为双曲线过点(3,2), 所以λ=2-99=1,故双曲线的标准方程为y 2-x 29=1. 教师备选1.过双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >b >0)的右顶点作x 轴的垂线,与C 的一条渐近线相交于点A .若以C 的右焦点F 为圆心、半径为4的圆经过A ,O 两点(O 为坐标原点),则双曲线C 的标准方程为( ) A.x 24-y 212=1 B.x 27-y 29=1 C.x 28-y 28=1 D.x 212-y 24=1 答案 A解析 因为渐近线y =ba x 与直线x =a 交于点A (a ,b ),c =4且(4-a )2+b 2=4,解得a 2=4,b 2=12,因此双曲线的标准方程为x 24-y 212=1. 2.经过点P (3,27),Q (-62,7)的双曲线的标准方程为________.答案 y 225-x 275=1解析 设双曲线方程为mx 2-ny 2=1(mn >0).∴⎩⎪⎨⎪⎧9m -28n =1,72m -49n =1, 解得⎩⎨⎧m =-175,n =-125.∴双曲线的标准方程为y 225-x 275=1.思维升华 求双曲线的标准方程的方法(1)定义法:由题目条件判断出动点轨迹是双曲线,确定2a ,2b 或2c ,从而求出a 2,b 2. (2)待定系数法:“先定型,再定量”,如果焦点位置不好确定,可将双曲线方程设为x 2m 2-y 2n 2=λ(λ≠0),再根据条件求λ的值.跟踪训练2 (1)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 答案 C解析 因为双曲线的渐近线方程为y =±3x ,所以可设双曲线的方程为x 2-y 23=λ(λ≠0),将点(2,3)代入其中,得λ=1,所以该双曲线的标准方程为x 2-y 23=1. (2)(2022·佛山调研)已知F 1,F 2分别为双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,P 为双曲线上一点,PF 2与x 轴垂直,∠PF 1F 2=30°,且虚轴长为22,则双曲线的标准方程为( ) A.x 24-y 22=1 B.x 23-y 22=1 C.x 24-y 28=1 D .x 2-y 22=1 答案 D解析 由题意可知|PF 1|=43c3, |PF 2|=23c3, 2b =22,由双曲线的定义可得43c 3-23c3=2a ,即c =3a .又b =2,c 2=a 2+b 2,∴a =1,∴双曲线的标准方程为x 2-y 22=1.题型三 双曲线的几何性质 命题点1 渐近线例3 (1)由伦敦著名建筑事务所Steyn Studio 设计的南非双曲线大教堂惊艳世界,该建筑是数学与建筑完美结合造就的艺术品.若将如图所示的大教堂外形弧线的一段近似看成双曲线y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)下支的一部分,且此双曲线的下焦点到渐近线的距离为2,离心率为2,则该双曲线的方程为( )A.y 212-x 24=1 B.3y 24-x 24=1 C.x 24-y 24=1 D.y 216-x 24=1 答案 B解析 由题意知,b =2, 又因为e =ca =1+⎝⎛⎭⎫b a 2=2,解得a 2=43,所以双曲线的方程为3y 24-x 24=1.(2)设O 为坐标原点,直线x =a 与双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两条渐近线分别交于D ,E 两点,若△ODE 的面积为8,则C 的焦距的最小值为( ) A .4 B .8 C .16 D .32 答案 B解析 由题意知双曲线的渐近线方程为y =±bax .因为D ,E 分别为直线x =a 与双曲线C 的两条渐近线的交点, 所以不妨设D (a ,b ),E (a ,-b ),所以S △ODE =12×a ×|DE |=12×a ×2b =ab =8,所以c 2=a 2+b 2≥2ab =16(当且仅当a =b 时等号成立), 所以c ≥4,所以2c ≥8, 所以C 的焦距的最小值为8.思维升华 (1)渐近线的求法:求双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线的方法是令x 2a 2-y 2b 2=0,即得两渐近线方程x a ±yb =0⎝⎛⎭⎫y =±b a x . (2)在双曲线的几何性质中重点是渐近线方程和离心率,在双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)中,离心率e 与双曲线的渐近线的斜率k =±ba ,满足关系式e 2=1+k 2.命题点2 离心率例4 (1)(2021·全国甲卷)已知F 1,F 2是双曲线C 的两个焦点,P 为C 上一点,且∠F 1PF 2=60°,|PF 1|=3|PF 2|,则C 的离心率为( ) A.72 B.132C.7D.13 答案 A解析 设|PF 2|=m ,则|PF 1|=3m , 在△F 1PF 2中,|F 1F 2|=m 2+9m 2-2×3m ×m ×cos 60° =7m ,所以C 的离心率e =c a =2c 2a =|F 1F 2||PF 1|-|PF 2|=7m 2m =72. 高考改编已知双曲线E :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,点A 在双曲线E 的左支上,且∠F 1AF 2=120°,|AF 2|=2|AF 1|,则双曲线E 的离心率为( ) A. 3 B. 5 C.7 D .7答案 C解析 点A 在双曲线E 的左支上,左、右焦点分别为F 1,F 2, 设|AF 1|=m ,由|AF 2|=2|AF 1|知|AF 2|=2m ,由双曲线定义得|AF 2|-|AF 1|=2m -m =m =2a , 在△AF 1F 2中,|AF 1|=2a ,|AF 2|=4a ,∠F 1AF 2=120°, 由余弦定理知,|F 1F 2|2=|AF 1|2+|AF 2|2-2|AF 1||AF 2|cos 120° =4a 2+16a 2+8a 2=28a 2, ∴|F 1F 2|=27a , 又|F 1F 2|=2c ,∴27a =2c ,e =ca=7.(2)(2022·滨州模拟)已知F 1,F 2分别是双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,点P是双曲线C 上在第一象限内的一点,若sin ∠PF 2F 1=3sin ∠PF 1F 2,则双曲线C 的离心率的取值范围为( ) A .(1,2) B .(1,3) C .(3,+∞) D .(2,3)答案 A解析 在△PF 1F 2中, sin ∠PF 2F 1=3sin ∠PF 1F 2, 由正弦定理得,|PF 1|=3|PF 2|,又点P 是双曲线C 上在第一象限内的一点, 所以|PF 1|-|PF 2|=2a , 所以|PF 1|=3a ,|PF 2|=a ,在△PF 1F 2中,由|PF 1|+|PF 2|>|F 1F 2|, 得3a +a >2c ,即2a >c , 所以e =ca <2,又e >1,所以1<e <2. 教师备选1.(2022·济南模拟)已知双曲线x 2m +1-y 2m =1(m >0)的渐近线方程为x ±3y =0,则m 等于( )A.12B.3-1C.3+12D .2答案 A解析 由渐近线方程y =±b a x =±33x , 所以b a =33, 则b 2a 2=13, 即m m +1=13,m =12. 2.设F 为双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点,O 为坐标原点,以OF 为直径的圆与圆x 2+y 2=a 2交于P ,Q 两点.若|PQ |=|OF |,则C 的离心率为( )A. 2B. 3 C .2D. 5答案 A解析 令双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点F 的坐标为(c ,0),则c =a 2+b 2. 如图所示,由圆的对称性及条件|PQ |=|OF |可知,PQ 是以OF 为直径的圆的直径,且PQ ⊥OF .设垂足为M ,连接OP ,则|OP |=a ,|OM |=|MP |=c 2, 由|OM |2+|MP |2=|OP |2,得⎝⎛⎭⎫c 22+⎝⎛⎭⎫c 22=a 2,∴c a=2,即离心率e = 2. 思维升华 求双曲线的离心率时,将提供的双曲线的几何关系转化为关于双曲线基本量a ,b ,c 的方程或不等式,利用c 2=a 2+b 2和e =c a转化为关于e 的方程(或不等式),通过解方程(或不等式)求得离心率的值(或范围).跟踪训练3 (1)(多选)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的离心率e =2,C 上的点到其焦点的最短距离为1,则( )A .双曲线C 的焦点坐标为(0,±2)B .双曲线C 的渐近线方程为y =±3xC .点(2,3)在双曲线C 上D .直线mx -y -m =0(m ∈R )与双曲线C 恒有两个交点答案 BC解析 双曲线C 上的点到其焦点的最短距离为c -a =1,离心率e =c a =2,所以a =1,c =2,所以b 2=3,所以双曲线C 的方程为x 2-y 23=1,所以C 的焦点坐标为(±2,0),A 错误; 双曲线C 的渐近线方程为y =±b ax =±3x ,B 正确; 因为22-323=1,所以点(2,3)在双曲线C 上,C 正确; 直线mx -y -m =0即y =m (x -1),恒过点(1,0),当m =±3时,直线与双曲线C 的一条渐近线平行,此时直线与双曲线只有一个交点,D 错误.(2)(2022·威海模拟)若双曲线C 1:y 24-x 29=1与双曲线C 2:x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)有公共点,则双曲线C 2的离心率的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫1,132B.⎝⎛⎭⎫1,133 C.⎝⎛⎭⎫132,+∞ D.⎝⎛⎭⎫133,+∞ 答案 D解析 因为双曲线C 1:y 24-x 29=1的渐近线方程为y =±23x , 双曲线C 2:x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线方程为y =±b ax , 为使双曲线C 1:y 24-x 29=1与双曲线C 2:x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)有公共点, 只需b a >23, 则离心率为e =c a =a 2+b 2a 2=1+⎝⎛⎭⎫b a 2>1+49=133. 课时精练1.双曲线9x 2-16y 2=1的焦点坐标为( )A.⎝⎛⎭⎫±512,0 B.⎝⎛⎭⎫0,±512 C .(±5,0) D .(0,±5)答案 A解析 将双曲线的方程化为标准形式为x 219-y 2116=1, 所以c 2=19+116=25144, 所以c =512, 所以焦点坐标为⎝⎛⎭⎫±512,0. 2.已知双曲线x 2m -y 2m +6=1(m >0)的虚轴长是实轴长的2倍,则双曲线的标准方程为( ) A.x 22-y 24=1 B.x 24-y 28=1 C .x 2-y 28=1 D.x 22-y 28=1 答案 D解析 由题意,得2m =m +6,解得m =2,所以双曲线的标准方程为x 22-y 28=1. 3.若双曲线E :x 29-y 216=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,点P 在双曲线E 上,且|PF 1|=3,则|PF 2|等于( )A .11B .9C .5D .3答案 B解析 方法一 依题意知,点P 在双曲线的左支上,根据双曲线的定义,得|PF 2|-|PF 1|=2×3=6,所以|PF 2|=6+3=9.方法二 根据双曲线的定义,得||PF 2|-|PF 1||=2×3=6,所以||PF 2|-3|=6,所以|PF 2|=9或|PF 2|=-3(舍去).4.(2022·大连模拟)若双曲线C :x 29-y 2b 2=1的右焦点到它的一条渐近线的距离是33,则C 的离心率为( )A .2 B. 3 C.43 D.233答案 A解析 双曲线C :x 29-y 2b 2=1的右焦点坐标为(9+b 2,0),渐近线方程为y =±b 3x ,即bx ±3y =0, ∵双曲线C :x 29-y 2b 2=1的右焦点到它的一条渐近线的距离是33, ∴b 9+b 2b 2+9=33, 解得b =33,∴c =9+b 2=9+(33)2=6,∴离心率e =c a =63=2. 5.(多选)已知双曲线C 的方程为x 216-y 29=1,则下列说法正确的是( ) A .双曲线C 的实轴长为8B .双曲线C 的渐近线方程为y =±34x C .双曲线C 的焦点到渐近线的距离为3D .双曲线C 上的点到焦点距离的最小值为94答案 ABC解析 因为a 2=16,所以a =4,2a =8,故A 正确;因为a =4,b =3,所以双曲线C 的渐近线方程为y =±b a x =±34x ,故B 正确; 因为c =a 2+b 2=16+9=5,所以焦点坐标为(-5,0),(5,0),焦点(5,0)到渐近线3x -4y =0的距离为|15|32+(-4)2=3,故C 正确;双曲线C 上的点到焦点距离的最小值为c -a =1,故D 错误. 6.(多选)(2022·潍坊模拟)已知双曲线C :x 2a 2-y 29=1(a >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,一条渐近线方程为y =34x ,P 为C 上一点,则以下说法正确的是( ) A .C 的实轴长为8B .C 的离心率为53 C .|PF 1|-|PF 2|=8D .C 的焦距为10 答案 AD解析 由双曲线方程知,渐近线方程为y =±3a x ,而一条渐近线方程为y =34x , ∴a =4,故C :x 216-y 29=1, ∴双曲线实轴长为2a =8,离心率e =c a =16+94=54, 由于P 可能在C 不同分支上,则有||PF 1|-|PF 2||=8,焦距为2c =2a 2+b 2=10.∴A ,D 正确,B ,C 错误.7.(2021·新高考全国Ⅱ)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的离心率e =2,则该双曲线C 的渐近线方程为________.答案 y =±3x解析 因为双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的离心率为2, 所以e =c 2a 2=a 2+b 2a 2=2,所以b 2a2=3, 所以该双曲线的渐近线方程为y =±b ax =±3x . 8.设双曲线x 29-y 216=1的右顶点为A ,右焦点为F .过点F 且平行于双曲线的一条渐近线的直线与双曲线交于点B ,则△AFB 的面积为________.答案 3215解析 因为a 2=9,b 2=16,所以c =5.所以A (3,0),F (5,0),不妨设直线BF 的方程为y =43(x -5), 代入双曲线方程解得B ⎝⎛⎭⎫175,-3215. 所以S △AFB =12|AF |·|y B |=12×2×3215=3215. 9.已知双曲线x 216-y 24=1的左、右焦点分别为F 1,F 2. (1)若点M 在双曲线上,且MF 1-→·MF 2-→=0,求M 点到x 轴的距离;(2)若双曲线C 与已知双曲线有相同的焦点,且过点(32,2),求双曲线C 的方程. 解 (1)不妨设M 在双曲线的右支上,M 点到x 轴的距离为h ,∵MF 1-→·MF 2-→=0,∴MF 1⊥MF 2.设|MF 1|=m ,|MF 2|=n ,由双曲线的定义知m -n =2a =8.①在Rt △F 1MF 2中,由勾股定理得m 2+n 2=(2c )2=80,②由①②得m ·n =8.∵12MF F S △=12mn =4=12×2ch , ∴h =255. 即M 点到x 轴的距离为255. (2)设双曲线C 的方程为x 216-λ-y 24+λ=1(-4<λ<16). ∵双曲线C 过点(32,2),∴1816-λ-44+λ=1, 解得λ=4或λ=-14(舍去),∴双曲线C 的方程为x 212-y 28=1. 10.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,渐近线方程是y =±255x ,点A (0,b ),且△AF 1F 2的面积为6.(1)求双曲线C 的标准方程;(2)直线l :y =kx +m (k ≠0,m ≠0)与双曲线C 交于不同的两点P ,Q ,若|AP |=|AQ |,求实数m 的取值范围. 解 (1)由题意得b a =255,① 12AF F S △=12×2c ·b =6,②a 2+b 2=c 2,③由①②③可得a 2=5,b 2=4,∴双曲线C 的标准方程是x 25-y 24=1. (2)由题意知直线l 不过点A .设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),线段PQ 的中点为D (x 0,y 0),连接AD (图略).将y =kx +m 与x 25-y 24=1联立,消去y , 整理得(4-5k 2)x 2-10kmx -5m 2-20=0,由4-5k 2≠0且Δ>0,得⎩⎪⎨⎪⎧4-5k 2≠0,80(m 2-5k 2+4)>0,④ ∴x 1+x 2=10km 4-5k 2,x 1x 2=-5m 2+204-5k 2, ∴x 0=x 1+x 22=5km 4-5k 2, y 0=kx 0+m =4m 4-5k 2. 由|AP |=|AQ |知,AD ⊥PQ ,又A (0,2),∴k AD =y 0-2x 0=4m 4-5k 2-25km 4-5k 2=-1k, 化简得10k 2=8-9m ,⑤由④⑤,得m <-92或m >0. 由10k 2=8-9m >0,得m <89. 综上,实数m 的取值范围是m <-92或0<m <89.11.(多选)双曲线C :x 24-y 22=1的右焦点为F ,点P 在双曲线C 的一条渐近线上,O 为坐标原点,则下列说法正确的是( )A .双曲线C 的离心率为62B .双曲线y 24-x 28=1与双曲线C 的渐近线相同 C .若PO ⊥PF ,则△PFO 的面积为 2D .|PF |的最小值为2答案 ABC解析 因为a =2,b =2,所以c =a 2+b 2=6,所以e =c a =62, 故A 正确;双曲线y 24-x 28=1的渐近线方程为y =±22x ,双曲线C 的渐近线方程为y =±22x ,故B 正确; 因为PO ⊥PF ,点F (6,0)到渐近线2x -2y =0的距离d =|2×6|6=2, 所以|PF |=2,所以|PO |=(6)2-(2)2=2,所以△PFO 的面积为12×2×2=2, 故C 正确;|PF |的最小值即为点F 到渐近线的距离,即|PF |=2,故D 不正确.12.(2022·湖南师大附中模拟)已知双曲线C: x 24-y 2b2=1(b >0),以C 的焦点为圆心,3为半径的圆与C 的渐近线相交,则双曲线C 的离心率的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫1,32 B.⎝⎛⎭⎫1,132 C.⎝⎛⎭⎫ 32,132 D .(1,13) 答案 B解析 由题意可知双曲线的其中一条渐近线为y =b 2x ,即bx -2y =0, 又该圆的圆心为(c ,0),故圆心到渐近线的距离为bc b 2+4, 则由题意可得bc b 2+4<3,即b 2c 2<9(b 2+4), 又b 2=c 2-a 2=c 2-4,则(c 2-4)c 2<9c 2,解得c 2<13,即c <13,则e =c a =c 2<132,又e >1, 故离心率的取值范围是⎝⎛⎭⎫1,132. 13.已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的一条渐近线方程为x -2y =0,双曲线的左焦点在直线x +y +5=0上,A ,B 分别是双曲线的左、右顶点,点P 为双曲线右支上位于第一象限的动点,直线P A ,PB 的斜率分别为k 1,k 2,则k 1+k 2的取值范围为( )A .(1,+∞)B .(2,+∞)C .(2,+∞)D .[2,+∞)答案 A 解析 由双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一条渐近线方程为x -2y =0,可得a =2b ,由双曲线的左焦点在直线x +y +5=0上,可得c =5,则由a 2+b 2=c 2,得a =2,b =1,双曲线的方程为x 24-y 2=1, 由题意可得A (-2,0),B (2,0),设P (m ,n )(m >2,n >0),则m 24-n 2=1,即n 2m 2-4=14, k 1k 2=n m +2·n m -2=n 2m 2-4=14, 易知k 1,k 2>0,则k 1+k 2≥2k 1k 2=1,由A ,B 分别为双曲线的左、右顶点,可得k 1≠k 2,则k 1+k 2>1.14.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,O 为原点,若以F 1F 2为直径的圆与C 的渐近线的一个交点为P ,且|F 1P |=3|OP |,则C 的渐近线方程为________. 答案 y =±3x解析 根据双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点为F 1,F 2,O 为原点,以F 1F 2为直径的圆与C 的渐近线的一个交点为P ,如图所示,则|F 1O |=|OP |=c ,|F 1P |=3|OP |=3c ,所以在△POF 1中,由余弦定理可得cos ∠POF 1=|OP |2+|OF 1|2-|PF 1|22|OP |·|OF 1|=c 2+c 2-()3c 22×c ×c=-12. 所以∠POF 1=2π3,则∠POF 2=π3,所以tan ∠POF 2=tan π3=3, 则渐近线方程为y =±3x .15.(多选)双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的焦点在圆O :x 2+y 2=13上,圆O 与双曲线C 的渐近线在第一、二象限分别交于点M ,N ,点E (0,a )满足EO →+EM →+EN →=0(其中O 为坐标原点),则( )A .双曲线C 的一条渐近线方程为3x -2y =0B .双曲线C 的离心率为132C .|OE →|=1D .△OMN 的面积为6答案 ABD解析 如图,设双曲线C 的焦距为2c =213,MN 与y 轴交于点P ,由题意可知|OM |=c =13,则P (0,b ),由EO →+EM →+EN →=0得点E 为△OMN 的重心,可得|OE |=23|OP |, 即a =23b ,b 2a 2=c 2-a 2a 2=94, 所以a =2,b =3,e =132. 双曲线C 的渐近线方程为3x ±2y =0,|OE →|=2,M 的坐标为(2,3),S △OMN =6.16.双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左顶点为A ,右焦点为F ,动点B 在C 上.当BF ⊥AF 时,|AF |=|BF |.(1)求C 的离心率;(2)若B 在第一象限,证明:∠BF A =2∠BAF .(1)解 设双曲线的半焦距为c ,则F (c ,0),B ⎝⎛⎭⎫c ,±b 2a , 因为|AF |=|BF |,所以b 2a=a +c , 所以c 2-a 2a=a +c , 所以c -a =a ,即c =2a ,所以e =2.(2)证明 设B (x 0,y 0),其中x 0>a ,y 0>0. 因为e =2,故c =2a ,b =3a , 故双曲线的渐近线方程为y =±3x ,所以∠BAF ∈⎝⎛⎭⎫0,π3,∠BF A ∈⎝⎛⎭⎫0,2π3. 当∠BF A =π2时, 由题意易得∠BAF =π4, 此时∠BF A =2∠BAF .当∠BF A ≠π2时, 因为tan ∠BF A =-y 0x 0-c =-y 0x 0-2a, tan ∠BAF =y 0x 0+a, 所以tan 2∠BAF =2y 0x 0+a 1-⎝⎛⎭⎫y 0x 0+a 2=2y 0(x 0+a )(x 0+a )2-y 20 =2y 0(x 0+a )(x 0+a )2-b 2⎝⎛⎭⎫x 20a 2-1 =2y 0(x 0+a )(x 0+a )2-3a 2⎝⎛⎭⎫x 20a 2-1 =2y 0(x 0+a )(x 0+a )2-3(x 20-a 2) =2y 0(x 0+a )-3(x 0-a ) =-y 0x 0-2a=tan ∠BF A ,因为2∠BAF ∈⎝⎛⎭⎫0,2π3,故∠BF A =2∠BAF . 综上,∠BF A =2∠BAF .。
2.2.2.2双曲线的简单的几何性质学案
2.2.2.双曲线的简单的几何性质学案2学习目标:1、掌握直线与双曲线的位置关系;2、掌握直线与双曲线有关的弦长,中点等问题,会求与双曲线有关的简单的轨迹方程 自主学习:一、直线与双曲线的位置关系一般地,设直线l :)0(≠+=m m kx y -------------------------①双曲线C :12222=-b y a x(a >0,b >0)---------------------②把①代入②得:02)(222222222=----b a m a mkx a x k a b⑴当0222=-k a b ,即a b k ±=时,直线l 与双曲线的渐进线( ),直线与双曲线C 相交于一点;⑵当0222≠-k a b ,即b k ±≠时,△=22)2(mk a --))((42222222b a m a k a b ---。
1、 思考:点与双曲线有几种位置关系,如何来判断它们?2、 直线与双曲线只有一个公共点,则直线与双曲线必定相切吗?为什么?3、 直线1+=ax y 与双曲线1322=-y x 相交于A 、B 点,当a 为何值时时,以AB 为直径的圆过原点。
二、弦长公式斜率为k (0≠k )的直线l 与双曲线相交于点),(11y x A ,),(22y x B , 则AB =2121x x k-+=2122124)(1x x x x k -++ =21211y y k -+=2122124)(11y y y y k -++1、 思考:若直线斜率k =0或不存在,如何求弦长公式?2、直线x y =与双曲线1422=-y x 有两个交点A 、B ,则A 、B 两坐标分别是( )A 、(332,332±±) B 、(332,332),(332,332) C 、(33,33),(33,33--) D 、(32,32),(32,32--)3、斜率为1的直线l 过双曲线1222=-y x 的左焦点1F 与双曲线交于PQ 两点,则PQ 的长为 。
《2.2.2双曲线的几何性质》导学案(新部编)2
教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期]任教学科:_____________任教年级:_____________任教老师:_____________xx市实验学校《2.2.2双曲线的几何性质》导学案【学习目标】类比椭圆几何性质的研究方法研究双曲线:范围、对称性、顶点、渐近线、离心率,了解双曲线的第二定义.【学习难点】双曲线的几何性质【学习难点】渐进线、离心率对双曲线的影响【问题导学】1.画出双曲线)0,0(12222>>=-b a b y a x 与)0,0(12222>>=-b a bx a y 的图象.2.根据1画出的图象类比椭圆几何性质的研究方法,分别指出双曲线 )0,0(12222>>=-b a b y a x 与)0,0(12222>>=-b a bx a y 中x ,y 的范围、对称性、顶点、实轴长、实半轴长、虚轴长、虚半轴长.3.认真阅读课本,分别指出)0,0(12222>>=-b a b y a x 与)0,0(12222>>=-b a bx a y 的渐近 线的定义,求法,特征.什么是等轴双曲线?等轴双曲线有何特征?4.类比椭圆,双曲线的离心率是什么?它刻画了双曲线的什么性质?【典型例题】例1、求与双曲线2222=-y x 有公共渐近线,且过点)2,2(-M 的双曲线的标准方程.【基础题组】1.求下列双曲线的实轴、虚轴长,顶点、焦点坐标、离心率和渐近线方程.(1)4x 2-3y 2=12 (2)16x 2-9y 2=-144 328)3(22=-y x 819)4(22=-y x 8)5(22-=-y x (6)1254922-=-y x2.双曲线14322=-y x 的实轴长和虚轴长分别是( ) A . 32,4 B .4,32 C .3,4 D . 2,33.双曲线12222=-by a x (a >0,b >0)的焦点到它的渐近线的距离等于( )A . 22b a b +B .bC . aD . 22b a a + 4.如果双曲线的实半轴长为2,焦距为6,那么双曲线的离心率为( )A .23B . 26 C . 23 D .2 5.双曲线的渐近方程是x y 21±=,焦点在坐标轴上,焦距为10,其方程为( ) A . 152022=-y x B . 152022=-y x 或 152022=-x y C . 120522=-y x D . 152022±=-x y 6.已知双曲线的渐近线方程为x y 43±=,则此双曲线的 ( ) A .焦距为10 B .实轴长与虚轴长分别为8与6C .离心率e 只能是45或35D .离心率e 不可能是45或35 7.等轴双曲线的一个焦点是F 1(4,0),则它的标准方程是_________,渐近线方程是 ______________.8.已知双曲线1222=-b y x (b >0)的一条渐近线方程为x y 2=,则b =____________ 9.已知双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 的离心率为2,焦点与椭圆192522=+y x 的焦点相同,那么双曲线的焦点坐标为____________,渐近线方程为____________10.若双曲线的实轴长,虚轴长,焦距依次成等差数列,则其离心率为____________11.设圆过双曲线116922=-y x 的一个顶点和一个焦点,圆心在此双曲线上,则圆心到双曲线中心的距离是 ____________12.已知双曲线191622=-y x 上一点M 到左焦点F 1的距离是它到右焦点距离的5倍,则M 点的坐标为____________13.双曲线的渐近线方程为x y ±=,两顶点之间的距离为2的标准方程:____________14.双曲线的其中一条渐近线的斜率为72,求此双曲线的离心率.。
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双曲线的几何性质(一)导学案
学习目标:
1、用类比的方法分析双曲线的范围,对称性,顶点等几何性质。
2、明确标准方程中a,b,c 的几何意义。
学习过程:
复习巩固:
1、已知a=3,b=4焦点在x 轴上,双曲线的标准方程为
2、已知a=3,b=4焦点在y 轴上,双曲线的标准方程为
3、a=25,经过点A (2,5),焦点在Y 轴上,双曲线的标准方程为
一、定向自学: 阅读教材P 49---P 51页内容(独学) 1 、双曲线 的几何性质
(1)
、范围 方程中的x 的范围是 y 的范围是 (2)、对称性 双曲线的图象关于 成轴对称图形,
关于 成中心对称图形。
(3)、顶点:作出图形,然后指出顶点坐标,
实轴是 长度是 实半轴长是
虚轴 长度是 虚半轴长是
(4)、渐近线:(作图指出渐近线) 双曲线 的渐近线方程是 双曲线 的渐近线方程是
问题:什么是等轴双曲线?它的方程是什么?
(5)、离心率e= 其范围是
例1、(1)求双曲线9y2-16x2=144的实半轴长、虚半轴长、焦点坐标、离心
率和渐近线方程;
(2)求双曲线9y2-16x2=-144的实半轴长、虚半轴长、焦点坐标、离
心率和渐近线方程;
)0,0(122
22>>=-b a b y a x )0,0(12222>>=-b a b y a x ),b (a b x a y 00 1 >>=-22
22
二、 小组讨论(对学、群学)
对独学的中存在的问题进行讨论
三、 全班交流(展示,提出疑问或质疑)
展示组在黑板上展示内容,其他组认真倾听并提出疑问或质疑
四、 归纳小结
这节课我们学到了什么知识?
五、 巩固提升
1、 求下列双曲线的实轴,虚轴的长顶点的、焦点的坐标和离心率:
(1)X 2-8y 2=32 (2)9 X 2- y 2=81
(3) X 2- y 2=-4 (4) 492x -252
y =-1
2.方程 表示双曲线时,则m 的取值
范围是_________________.
3求以椭圆492x +25
2
y =1 的焦点为顶点,以椭圆的顶点为焦点的双曲线的方程。
知识拓展:焦点在Y 轴上的双曲线的几何性质? 11222=++-m y m x。