2.3.2双曲线的简单几何性质(1)
2.3.2 双曲线的简单几何性质
思路分析将双曲线方程化为标准方程,先求出参数a,b,c的值,再写
出各个结果.
解双曲线的方程化为标准形式是������2
9
−
���4���2=1,
∴a2=9,b2=4,
∴a=3,b=2,c= 13.
又双曲线的焦点在 x 轴上,
∴顶点坐标为(-3,0),(3,0),
焦点坐标为(- 13,0),( 13,0),
������2+������2 ������2
=
1+
������ ������
2,所以������������ =
������2-1,所以离心率
的大小决定了渐近线斜率的大小,从而决定了双曲线开口的大小,离
心率越大,开口越开阔,离心率越小,开口越扁狭.
4.等轴双曲线是指实轴长与虚轴长相等的双曲线,其渐近线方程
������2
������
−
������2
������
=1(λ≠0),由题意得
49
a=3.
当 λ>0 时,4������=9,λ=36,双曲线方程为���9���2 − ���4���2=1;
当 λ<0 时,-9������=9,λ=-81,双曲线方程为���9���2 − 48���1���2=1.
为 y=±x,离心率等于 2.
课前篇自主预习
【做一做1】 若点M(x0,y0)是双曲线
������2 4
−
������2 25
=1上支上的任意一点,
则x0的取值范围是
,y0的取值范围是
.
解析因为a2=4,b2=25,所以a=2,b=5,所以x0∈R,y0≥2.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
教学设计2:3.2.2 第1课时 双曲线的简单几何性质
21yb的哪些代数特性获得的?椭圆的顶点、长轴、短轴、中心是如何定义的?类比椭圆几何性质的研究,从双曲线方程21yb,你可以独立发现哪些几何性质?有没有双曲线所特有的性质?问题1如何研究双曲线的几何性质?师生活动:类比椭圆几何性质的研究方法,对双曲线21,(0,0)ya bb的角度分析)类比椭圆的范围、对称性、顶点的研究,通过方程2221x yb研究双曲线的范21yb,可以直观发现双曲线上的(,纵坐标的范围是y R.“数”的角度:根据方程22221x y ab ①, 得到222211x y a b,∴x ≤-a ,或x ≥a ;y R .由(x ,y )的范围,可以发现双曲线不是封闭的曲线.双曲线位于直线x a 及其左侧,以及直线x a 及其右侧的区域,并且两支都向外无限延伸. (2)对称性“形”的角度:双曲线既关于坐标轴对称,又关于原点对称.“数”的角度:用−x 代x ,−y 代y ,−x ,−y 分别代x ,y ,方程的形式不变,所以双曲线关于坐标轴、原点对称.双曲线的对称中心叫做双曲线的中心. (3)顶点“形”的角度:从图形直观上可以发现双曲线与x 轴有两个交点A 1(-a ,0)和A 2(a ,0),与y 轴没有公共点.这与椭圆不同. “数”的角度:令y =0,得到x =a 或x =−a ,所以A 1(-a ,0)和A 2(a ,0), 令x =0,y 2=−b 2,没有实数解。
追问2:能否类比椭圆把B 1(0,-b ),B 2(0,b )两点画在y 轴上?线段B 1B 2有何几何意义?师生活动:引导学生画图,学习线段B 1B 2称为双曲线的虚轴,△22A OB 是直角三角形,且2OA a ,22A B c ,2OB b ,线段A 1A 2叫做双曲线的实轴,它的长等于2a ,a 叫做双曲线的实半轴长;线段B 1B 2叫做双曲线的虚轴,它的长等于2b ,b 叫做双曲线的虚半轴长.并且在紧接着的渐近线的研究中就要用到它.追问3:在双曲线29x -24y =1位于第一象限的曲线上画一点M ,测量点M 的横坐标x M 以及它到直线3x -2y=1的距离d ,向右拖动点M ,观察x M 与d 的大小关系,你发现了什么? 师生活动:通过GGB 软件作图,在向右拖动点M 时,点M 的横坐标M x 越来越大,d 越来越小,但是d 始终不等于0.经过两点A 1,A 2作y 轴的平行线x =±3,经过两点B 1,B 2作x 轴的平行线y =±2,四条直线围成一个矩形,矩形的两条对角线所在直线的方程是032xy .可以发现,双曲线22194x y 的两支向外延伸时,与两条直线032x y 逐渐接近,但永远不相交.一般地,双曲线22221x y ab (0a ,0b )的两支向外延伸时,与两条直线0x ya b逐渐接近,我们把这两条直线叫做双曲线的渐近线.实际上,双曲线与它的渐近线无限接近,但永远不相交。
高中数学选修2-1第二章第8课时同步练习§2.3.2双曲线的简单几何性质(1)
§2.3.2双曲线的简单几何性质(1)1、双曲线22154x y -=的( )A 、实轴长为 4B 、23实轴长为8C 、实轴长为10,虚轴长为4D 、实轴长为820,2),则双曲线的标准方程为( )A 、22144x y -=B 、22144y x -=C 、22148y x -=D 、22184x y -= 3、椭圆222134x y n +=和双曲线222116x y n -=有共同的焦点,则实数n 的值是( ) A 、5± B 、3± C 、25 D 、94、P 是双曲线22219x y a -=上一点,双曲线的一条渐近线方程为320x y -=, 1F 、2F 分别为双曲线左、右焦点,若1||3PF =,则2||PF =( )A 、1或5B 、6C 、7D 、95、双曲线的渐近线方程为34y x =±,则双曲线的离心率为( )A 、53BCD 、53或546 )A 、045B 、030C 、060D 、090 7、双曲线与椭圆2211664x y +=有相同的焦点,它的一条渐近线为y x =,则双曲线的方程为 ;8、双曲线22194x y -=的渐近线方程为 。
9、已知1(F ,2F ,动点P 满足21||||2PF PF -=,当点P 的纵坐标是12时,点P 到原点的距离是 ;10、已知平面内有一条长度为4的定线段AB ,动点P 满足||||3PA PB -=,O 为AB 的中点,则||OP 的最小值为 ; 11、过双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左焦点且垂直于x 轴的直线与以曲线相交于M 、N 两点,以MN 为直径的圆恰好过双曲线的右顶点,则双线的离心率等于 ;12、已知双曲线的中心在原点,焦点1F 、2F 在坐标轴上,e =(4,P 。
(1)求此双曲线的方程;(2)若(3,)M m 在双曲线上,求证12MF MF ⊥(3)求12F MF ∆的面积。
2021_2022高中数学第二章圆锥曲线与方程3双曲线2双曲线的简单几何性质1课件新人教A版选修2
渐近线方程为
y=±
2 2 x.
典例剖析
一.已知双曲线的方程,研究其几何性质
• 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.
• [分析] 将双曲线方程化成标准方程,求出a、b、c的值,然后依 据各几何量的定义作答.
[解析] 将 9y2-4x2=-36 变形为x92-y42=1, 即3x22-2y22=1,∴a=3,b=2,c= 13, 因此顶点为 A1(-3,0),A2(3,0), 焦点坐标为 F1(- 13,0),F2( 13,0), 实轴长是 2a=6,虚轴长是 2b=4,
∴双曲线的标准方程为y22-x42=1.
三.双曲线的离心率
已知 F1、F2 是双曲线ax22-by22=1(a>0,b>0)的两个焦点,PQ 是经过 F1 且垂直于 x 轴的双曲线的弦.如果∠PF2Q=90°,求 双曲线的离心率.
• [解析] 设F1(c,0),由|PF2|=|QF2|, ∠PF2Q=90°,
)
B.x42-y52=1 D.x22- y25=1
• [答案] B
[解析] e=32,c=3,∴a=2,∴b2=c2-a2=5, 即双曲线的标准方程为x42-y52=1.
4.已知双曲线ax22-y52=1 的右焦点为(3,0),则该双曲线的
离心率等于( )
A.3 1414
B.3 4 2
C.32
D.43
第二章 圆锥曲线与方程
2.3 双曲线
2.3.2 双曲线的简单几何性质
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.能运用双曲线的性质解决一些简单的问题.
2.3.2双曲线的简单几何性质
2.3.2双曲线的简单几何性质【知识目标】 1.完成下表2.直线与双曲线的位置关系断定(与椭圆的区别):3.直线与椭圆相交的弦长公式。
【能力目标】题型一:双曲线的几何性质研究运用例1.求14416922=-x y 双曲线的半实轴和半虚轴长、焦点坐标、离心率,渐近线方程、准线方程。
例2根据下列条件求出双曲线的标准方程 (1)已知双曲线的渐近线的方程x y 21±=,焦距为10;(2)已知双曲线的渐近线的方程x y 32±=,且过点,1,29⎪⎭⎫⎝⎛-M ;(3)与椭圆14922=+yx有公共焦点,且离心率25=e 。
例3.(课本)双曲线型冷却塔外形是双曲线的一部分绕虚轴旋转成的曲面,他的最小半径为12m,上口半径为13m.下口半径25m,高为55m ,建立适当坐标系,求出此双曲线的的方程。
2010福建理7.若点O 和点F (-2,0)分别为双曲线)0(1222>=-a ya x的中心和左焦点,点P 为双曲线右支上的任意一点,则FP OP ⋅的取值范围为( )A .),323[+∞-B .),323[∞++C .),47[+∞-D .),47[+∞题型二:第二定义及其双曲线的离心率求解(jianjingxian ) 例1.双曲线1366422=-yx上的一点到它的右焦点距离为8,那么它到左准线的距离为( ) A.10 B.7732 C.212 D.532例2.求适合下列条件的双曲线离心率 (1)双曲线的渐近线的方程x y 21±=;(2)过焦点求垂直于实轴的弦与另一焦点的连线所成角为直角。
(3)双曲线)0(12222b a by ax <<=-的半焦距为c ,直线l 过两点),0(),0,(b a ,且原点到直线的距离为.43c2011全国新理(7)设直线L 过双曲线C 的一个焦点,且与C 的一条对称轴垂直,L 与C 交于A ,B 两点,A B 为C 的实轴长的2倍,则C 的离心率为 (A)(B)(C )2 (D )3例3(综合)双曲线的中心为原点O ,焦点在x 轴上,两条渐近线分别为12l l ,,经过右焦点F 垂直于1l 的直线分别交12l l ,于A B ,两点.已知O A AB O B 、、成等差数列,且BF与FA同向.(Ⅰ)求双曲线的离心率;(Ⅱ)设A B 被双曲线所截得的线段的长为4,求双曲线的方程.练习:双曲线)1,0(12222a b by ax <<=-的焦距为2c,直线l 过点(a,0),(0,b ),且点(1,0)到直线l 的距离与点(-1,0)到直线l 的距离之和c s 54≥,求双曲线的离心率e 。
第二章 2.3.2 双曲线的简单几何性质
2.3.2双曲线的简单几何性质学习目标 1.掌握双曲线的简单几何性质.2.理解双曲线离心率的定义、取值范围和渐近线方程.3.了解直线与双曲线相交的相关问题.知识点一双曲线的性质标准方程x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)图形性质范围x≥a或x≤-a y≤-a或y≥a对称性对称轴:坐标轴;对称中心:原点顶点坐标A1(-a,0),A2(a,0)A1(0,-a),A2(0,a)渐近线y=±ba x y=±ab x离心率e=ca,e∈(1,+∞),其中c=a2+b2a,b,c间的关系c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)知识点二等轴双曲线实轴和虚轴等长的双曲线,它的渐近线方程是y=±x,离心率为 2.1.双曲线x2a2-y2b2=1与y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)的形状相同.(√)2.双曲线x2a2-y2b2=1与y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)的渐近线相同.(×)3.等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率e= 2.(√)4.椭圆的离心率与双曲线的离心率取值范围相同.(×)5.双曲线有四个顶点,分别是双曲线与其实轴及虚轴的交点.(×)一、由双曲线方程研究其几何性质例1 求双曲线9y 2-4x 2=-36的顶点坐标、焦点坐标、实轴长、虚轴长、离心率、渐近线方程. 解 将9y 2-4x 2=-36化为标准方程为x 29-y 24=1,即x 232-y 222=1, 所以a =3,b =2,c =13.因此顶点坐标为A 1(-3,0),A 2(3,0), 焦点坐标为F 1(-13,0),F 2(13,0), 实轴长2a =6,虚轴长2b =4, 离心率e =c a =133,渐近线方程为y =±b a x =±23x .延伸探究求双曲线nx 2-my 2=mn (m >0,n >0)的实半轴长、虚半轴长、焦点坐标、离心率、顶点坐标和渐近线方程. 解 把方程nx 2-my 2=mn (m >0,n >0)化为标准方程为x 2m -y 2n=1(m >0,n >0), 由此可知,实半轴长a =m , 虚半轴长b =n ,c =m +n ,焦点坐标为(m +n ,0),(-m +n ,0),离心率e =ca=m +nm=1+n m, 顶点坐标为(-m ,0),(m ,0), 所以渐近线方程为y =±n mx ,即y =±mn m x .反思感悟 由双曲线的方程研究几何性质的解题步骤 (1)把双曲线方程化为标准形式是解决此类题的关键.(2)由标准方程确定焦点位置,确定a,b的值.(3)由c2=a2+b2求出c的值,从而写出双曲线的几何性质.跟踪训练1 求双曲线9y 2-16x 2=144的实半轴长和虚半轴长、焦点坐标、离心率、渐近线方程.解 把方程9y 2-16x 2=144化为标准方程为 y 242-x 232=1. 由此可知,实半轴长a =4,虚半轴长b =3; c =a 2+b 2=42+32=5,焦点坐标是(0,-5),(0,5);离心率e =c a =54;渐近线方程为y =±43x .二、由双曲线的几何性质求标准方程 例2 根据以下条件,求双曲线的标准方程. (1)过点P (3,-5),离心率为2;(2)与椭圆x 29+y 24=1有公共焦点,且离心率e =52;(3)与双曲线x 29-y 216=1有共同渐近线,且过点(-3,23).解 (1)若双曲线的焦点在x 轴上, 设其方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),∵e =2,∴c 2a2=2,即a 2=b 2.①又双曲线过P (3,-5),∴9a 2-5b 2=1,②由①②得a 2=b 2=4,故双曲线方程为x 24-y 24=1. 若双曲线的焦点在y 轴上, 设其方程为y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0),同理有a 2=b 2,③ 5a 2-9b 2=1,④ 由③④得a 2=b 2=-4(舍去). 综上,双曲线的标准方程为x 24-y 24=1.(2)由椭圆方程x 29+y 24=1,知半焦距为9-4=5,∴焦点是F 1(-5,0),F 2(5,0). 因此双曲线的焦点为(-5,0),(5,0). 设双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),由已知条件,有⎩⎪⎨⎪⎧c a =52,a 2+b 2=c 2,c =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =1.∴所求双曲线的标准方程为x 24-y 2=1.(3)设所求双曲线方程为x 29-y 216=λ(λ≠0),将点(-3,23)代入得λ=14,∴双曲线方程为x 29-y 216=14,即双曲线的标准方程为x 294-y 24=1.反思感悟 (1)根据双曲线的某些几何性质求双曲线方程,一般用待定系数法转化为解方程(组),但要注意焦点的位置,从而正确选择方程的形式. (2)巧设双曲线方程的六种方法与技巧①焦点在x 轴上的双曲线的标准方程可设为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0).②焦点在y 轴上的双曲线的标准方程可设为y 2a 2-x 2b2=1(a >0,b >0).③与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1共焦点的双曲线方程可设为x 2a 2-λ-y 2b 2+λ=1(λ≠0,-b 2<λ<a 2).④与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1具有相同渐近线的双曲线方程可设为x 2a 2-y 2b 2=λ(λ≠0).⑤渐近线为y =kx 的双曲线方程可设为k 2x 2-y 2=λ(λ≠0). ⑥渐近线为ax ±by =0的双曲线方程可设为a 2x 2-b 2y 2=λ(λ≠0). 跟踪训练2 求适合下列条件的双曲线的标准方程:(1)焦点在x 轴上,虚轴长为8,离心率为53;(2)渐近线方程为y =±12x 且过点A (2,-3).解 (1)设所求双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),由题意知2b =8,e =c a =53,从而b =4,c =53a ,代入c 2=a 2+b 2,得a 2=9, 故双曲线的标准方程为x 29-y 216=1.(2)方法一 ∵双曲线的渐近线方程为y =±12x ,若焦点在x 轴上,设所求双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),则b a =12.①∵A (2,-3)在双曲线上,∴4a 2-9b 2=1.②由①②联立,无解.若焦点在y 轴上,设所求双曲线的标准方程为y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0),则a b =12.③∵A (2,-3)在双曲线上,∴9a 2-4b 2=1.④由③④联立,解得a 2=8,b 2=32. ∴所求双曲线的标准方程为y 28-x 232=1.方法二 由双曲线的渐近线方程为y =±12x ,可设双曲线方程为x 222-y 2=λ(λ≠0),∵A (2,-3)在双曲线上, ∴2222-(-3)2=λ,∴λ=-8 ∴所求双曲线的标准方程为y 28-x 232=1.三、双曲线的离心率例3 设F 1,F 2分别为双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,双曲线上存在一点P 使得|PF 1|+|PF 2|=3b ,|PF 1|·|PF 2|=94ab ,则该双曲线的离心率为________.答案 53解析 不妨设P 为双曲线右支上一点, |PF 1|=r 1,|PF 2|=r 2.根据双曲线的定义,得r 1-r 2=2a , 又r 1+r 2=3b ,故r 1=3b +2a 2,r 2=3b -2a 2.又r 1·r 2=94ab ,所以3b +2a 2·3b -2a 2=94ab ,解得b a =43(负值舍去),故e =c a =a 2+b 2a 2=⎝⎛⎭⎫b a 2+1 =⎝⎛⎭⎫432+1=53. 反思感悟 求双曲线离心率的两种方法(1)直接法:若已知a ,c 可直接利用e =ca求解,若已知a ,b ,可利用e =1+⎝⎛⎭⎫b a 2求解.(2)方程法:若无法求出a ,b ,c 的具体值,但根据条件可确定a ,b ,c 之间的关系,可通过b 2=c 2-a 2,将关系式转化为关于a ,c 的齐次方程,借助于e =ca ,转化为关于e 的n 次方程求解.跟踪训练3 (1)已知F 1,F 2是双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两焦点,以线段F 1F 2为边作正三角形MF 1F 2,若边MF 1的中点P 在双曲线上,则双曲线的离心率是( ) A .4+2 3 B .23-1 C.3+12D.3+1答案 D解析 因为MF 1的中点P 在双曲线上,所以|PF 2|-|PF 1|=2a ,因为△MF 1F 2为正三角形,边长都是2c ,所以3c -c =2a, 所以e =c a =23-1=3+1.(2)如果双曲线x 2a 2-y 2b 2=1右支上总存在到双曲线的中心与右焦点距离相等的两个相异点,则双曲线离心率的取值范围是________. 答案 (2,+∞)解析 如图,因为AO =AF ,F (c ,0),所以x A =c2,因为A 在右支上且不在顶点处,所以c 2>a ,所以e =c a>2.1.双曲线mx 2+y 2=1的虚轴长是实轴长的2倍,则m 的值为( ) A .4 B .-4 C .-14D.14答案 C解析 由双曲线方程mx 2+y 2=1,知m <0, 则双曲线方程可化为y 2-x 2-1m=1, 则a 2=1,a =1,又虚轴长是实轴长的2倍, ∴b =2,∴-1m =b 2=4,∴m =-14,故选C.2.中心在原点,焦点在x 轴上,且一个焦点在直线3x -4y +12=0上的等轴双曲线的方程是( )A .x 2-y 2=8B .x 2-y 2=4C .y 2-x 2=8D .y 2-x 2=4答案 A解析 令y =0,得x =-4, ∴等轴双曲线的一个焦点为(-4,0), ∴c =4,a 2=b 2=12c 2=12×16=8,故选A.3.双曲线x 2-y 2m=1的离心率大于2的充要条件是( ) A .m >12B .m ≥1C .m >1D .m >2 答案 C解析 由题意得,a 2=1,b 2=m >0,∴c 2=m +1 ∴e =c a=m +1>2,∴m >1.4.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为233,则其渐近线方程为________________.答案 y =±33x解析 由题意知,e =c a =233,得c 2a 2=43.又c 2=b 2+a 2,所以b 2+a 2a 2=43. 故b 2a 2=13. 所以b a =33,所以该双曲线的渐近线方程为y =±33x .5.若直线y =kx 与双曲线4x 2-y 2=16相交,则实数k 的取值范围为________. 答案 (-2,2)解析 易知k ≠±2,将y =kx 代入4x 2-y 2=16得关于x 的一元二次方程(4-k 2)x 2-16=0,由Δ>0可得-2<k <2.1.知识清单: (1)双曲线的几何性质. (2)双曲线的离心率的求法.2.方法归纳:定义法、函数与方程、数形结合. 3.常见误区:忽略双曲线中x ,y 的范围.1.已知双曲线x 2a 2-y 25=1(a >0)的右焦点为(3,0),则双曲线的离心率等于( )A.31414B.324C.32D.43答案 C解析 由题意知a 2+5=9,解得a =2,e =c a =32.2.双曲线x 2-y 2=1的顶点到其渐近线的距离等于( ) A.12 B.22 C .1 D. 2 答案 B解析 双曲线x 2-y 2=1的渐近线方程为x ±y =0,顶点坐标为(1,0),(-1,0),故顶点到渐近线的距离为22. 3.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为52,则双曲线C 的渐近线方程为( )A .y =±14xB .y =±13xC .y =±12xD .y =±x答案 C解析 已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为52,故有a 2+b 2a 2=54,所以b 2a 2=14,解得b a =12. 故双曲线C 的渐近线方程为y =±12x ,故选C. 4.已知双曲线方程为x 2-y 24=1,过点P (1,0)的直线l 与双曲线只有一个公共点,则l 共有( ) A .4条 B .3条 C .2条 D .1条答案 B解析 因为双曲线方程为x 2-y 24=1,则P (1,0)是双曲线的右顶点,所以过P (1,0)并且和x 轴垂直的直线是双曲线的一条切线,与双曲线只有一个公共点,另外两条就是过P (1,0)分别和两条渐近线平行的直线,所以符合要求的有3条.5.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1的焦距为10,点P (2,1)在C 的渐近线上,则双曲线C 的方程为( )A.x 220-y 25=1 B.x 25-y 220=1 C.x 280-y 220=1 D.x 220-y 280=1 答案 A解析 双曲线C 的渐近线方程为y =±b a x ,点P (2,1)在渐近线上,∴4a 2-1b 2=0,即a 2=4b 2, 又a 2+b 2=c 2=25,解得b 2=5,a 2=20,故选A.6.过双曲线x 2-y 23=1的右焦点且与x 轴垂直的直线,交该双曲线的两条渐近线于A ,B 两点,则|AB |等于________.答案 4 3解析 由题意知,双曲线x 2-y 23=1的渐近线方程为y =±3x ,将x =c =2代入得y =±23,所以|AB |=4 3.7.已知双曲线方程为8kx 2-ky 2=8(k ≠0),则其渐近线方程为________________. 答案 y =±22x解析 由已知令8kx 2-ky 2=0,得渐近线方程为y =±22x .8.过双曲线x 2-y 23=1的左焦点F 1作倾斜角为π6的弦AB ,则|AB |=________.答案 3解析 易得双曲线的左焦点F 1(-2,0),∴直线AB 的方程为y =33(x +2), 与双曲线方程联立,得8x 2-4x -13=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=12,x 1x 2=-138, ∴|AB |=1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2 =1+13×⎝⎛⎭⎫122-4×⎝⎛⎭⎫-138=3. 9.求适合下列条件的双曲线的标准方程.(1)两顶点间的距离是6,两焦点所连线段被两顶点和中心四等分;(2)渐近线方程为2x ±3y =0,且两顶点间的距离是6.解 (1)由两顶点间的距离是6,得2a =6,即a =3.由两焦点所连线段被两顶点和中心四等分可得2c =4a =12,即c =6,于是有b 2=c 2-a 2=62-32=27.由于焦点所在的坐标轴不确定,故所求双曲线的标准方程为x 29-y 227=1或y 29-x 227=1. (2)设双曲线方程为4x 2-9y 2=λ(λ≠0),即x 2λ4-y 2λ9=1(λ≠0),由题意得a =3. 当λ>0时,λ4=9,λ=36, 双曲线方程为x 29-y 24=1; 当λ<0时,-λ9=9,λ=-81, 双曲线方程为y 29-x 2814=1. 故所求双曲线的标准方程为x29-y24=1或y29-x2814=1.10.过双曲线C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的右焦点作一条与其渐近线平行的直线,交C于点P.若点P的横坐标为2a,求双曲线C的离心率.解如图所示,不妨设与渐近线平行的直线l的斜率为ba,又直线l过右焦点F(c,0),则直线l的方程为y=ba(x-c).因为点P的横坐标为2a,代入双曲线方程得4a2a2-y2b2=1,化简得y=-3b或y=3b(点P在x轴下方,故舍去),故点P的坐标为(2a,-3b),代入直线方程得-3b=ba(2a-c),化简可得离心率e=ca=2+ 3.11.如图,双曲线C:x29-y210=1的左焦点为F1,双曲线上的点P1与P2关于y轴对称,则|P2F1|-|P1F1|的值是()A.3 B.4 C.6 D.8答案 C解析 设F 2为右焦点,连接P 2F 2(图略),由双曲线的对称性,知|P 1F 1|=|P 2F 2|,所以|P 2F 1|-|P 1F 1|=|P 2F 1|-|P 2F 2|=2×3=6.12.如图,中心均为原点O 的双曲线与椭圆有公共焦点,M ,N 是双曲线的两顶点,若M ,O ,N 将椭圆的长轴四等分,则双曲线与椭圆的离心率的比值是()A .3B .2 C. 3 D. 2答案 B解析 设椭圆与双曲线的标准方程分别为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0), x 2m 2-y 2n 2=1(m >0,n >0), 因为它们共焦点,所以设它们的半焦距均为c ,所以椭圆与双曲线的离心率分别为e 1=c a ,e 2=c m, 由点M ,O ,N 将椭圆长轴四等分可知m =a -m ,即2m =a ,所以e 2e 1=c m c a=a m=2. 13.已知F 为双曲线C :x 29-y 216=1的左焦点,P ,Q 为C 上的点.若PQ 的长等于虚轴长的2倍,点A (5,0)在线段PQ 上,则△PQF 的周长为________.答案 44解析 由双曲线C 的方程,知a =3,b =4,c =5,∴点A (5,0)是双曲线C 的右焦点,且|PQ |=|QA |+|P A |=4b =16,点P ,Q 在双曲线的右支上,由双曲线的定义,得|PF |-|P A |=6,|QF |-|QA |=6.∴|PF |+|QF |=12+|P A |+|QA |=28,∴△PQF 的周长为|PF |+|QF |+|PQ |=28+16=44.14.设双曲线x 2-y 22=1上有两点A ,B ,AB 中点M (1,2),则直线AB 的方程为________________. 答案 y =x +1解析 方法一 (用根与系数的关系解决)显然直线AB 的斜率存在.设直线AB 的方程为y -2=k (x -1),即y =kx +2-k ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +2-k ,x 2-y 22=1,得(2-k 2)x 2-2k (2-k )x -k 2+4k -6=0,当Δ>0时,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则1=x 1+x 22=k (2-k )2-k 2, 所以k =1,满足Δ>0,所以直线AB 的方程为y =x +1.方法二 (用点差法解决)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则⎩⎨⎧ x 21-y 212=1,x 22-y 222=1,两式相减得(x 1-x 2)(x 1+x 2)=12(y 1-y 2)(y 1+y 2). 因为x 1≠x 2,所以y 1-y 2x 1-x 2=2(x 1+x 2)y 1+y 2, 所以k AB =2×1×22×2=1, 所以直线AB 的方程为y =x +1,代入x 2-y 22=1满足Δ>0. 所以直线AB 的方程为y =x +1.15.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,点P 在双曲线的右支上,且|PF 1|=4|PF 2|,则此双曲线的离心率e 的最大值为( ) A.43 B.53 C .2 D.73答案 B解析 ∵P 在双曲线的右支上,∴由双曲线的定义可得|PF 1|-|PF 2|=2a , ∵|PF 1|=4|PF 2|,∴4|PF 2|-|PF 2|=2a ,即|PF 2|=23a , 根据点P 在双曲线的右支上,可得|PF 2|=23a ≥c -a , ∴53a ≥c ,又∵e >1,∴1<e ≤53, ∴此双曲线的离心率e 的最大值为53. 16.已知双曲线C 1:x 2-y 24=1. (1)求与双曲线C 1有相同的焦点,且过点P (4,3)的双曲线C 2的标准方程;(2)直线l :y =x +m 分别交双曲线C 1的两条渐近线于A ,B 两点,当OA →·OB →=3时,求实数m的值.解 (1)双曲线C 1的焦点坐标为(5,0),(-5,0),设双曲线C 2的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0), 则⎩⎪⎨⎪⎧ a 2+b 2=5,16a 2-3b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=1, 所以双曲线C 2的标准方程为x 24-y 2=1. (2)双曲线C 1的渐近线方程为y =2x ,y =-2x ,设A (x 1,2x 1),B (x 2,-2x 2),由⎩⎪⎨⎪⎧ x 2-y 24=0,y =x +m ,消去y 化简得3x 2-2mx -m 2=0, 由Δ=(-2m )2-4×3×(-m 2)=16m 2>0,得m ≠0.因为x 1x 2=-m 23, OA →·OB →=x 1x 2+2x 1(-2x 2)=-3x 1x 2=m 2, 所以m 2=3,即m =±3.。
2014-2015学年高中数学(人教版选修2-1)配套课件第二章 2.3.2 双曲线的简单几何性质(一)
栏 目 链 接
x2 y2 - =1(a>0,b>0). a2 b2 c 5 由题设知:2b=12, = ,且 c2=a2+b2, a 4 ∴b=6,c=10,a=8, x2 y2
∴所求的双曲线标准方程为 - =1. 64 36
(2)设与双曲线 -y2=1 有公共渐进线的双曲线方程为 2 2 -y2=λ (λ ≠0). 将点 M(2,-2)代入 -y2=λ (λ ≠0)得:λ =-2. 2 y2 x2 ∴所求的双曲线标准方程为 - =1. 2 4
n mn 渐近线方程为 y=± x=± x. m m
点评:已知双曲线的方程求其几何性质时,若方程不是标准形式的 先化成标准方程,弄清方程中的 a,b 对应的值,再利用 c2=a2+b2 得到
栏 目 链 接
c,然后确定双曲线的焦点位置,从而写出双曲线的几何性质.
变 式 迁 移
x 2 y2 1.(2013·北京卷)若双曲线 2- 2=1 的离心率为 a b
解析:把方程 nx2-my2=mn 化为标准方程
栏 目 链 接
x2 y2 - =1 , m n
由此可知,实半轴长 a= m, 虚半轴长 b= n,c= m+n, 焦点坐标是(- m+n,0),( m+n,0),
c m+n m2+mn 离心率 e= = = . a m m
顶点坐标为(- m,0),( m,0).
x2
y2
)
3 A.y=± x 4 9 C.y=± x 4
栏 目 链 接
解析:由双曲线方程可得焦点在 x 轴上,a=4,b=3. b 3 ∴渐近线方程为 y=± x=± x. a 4 答案:A
自 测 自 评
1.双曲线 - =1 的( A ) 5 4 A.实轴长为 2 5,虚轴长为 4,渐近线方程为 2 5 3 5 y=± x,离心率 e= 5 5 B.实轴长为 2 5,虚轴长为 4,渐近线方程为
2.3.2双曲线的简单几何性质(第1课时)学案
2.3.2双曲线的简单几何性质(第1课时)【学习目标】1、通过对双曲线标准方程的讨论,掌握双曲线的范围,对称性,顶点,渐近线和离心率等几何性质与双曲线的中心,实轴,虚轴,渐进线,等轴双曲线的概念,加深对a 、b 、c 、e 的关系及其几何意义的理解。
2、能利用双曲线的简单几何性质及标准方程解决相关的基本问题。
【学习重点】双曲线的简单几何性质及其应用。
【学习难点】渐近线方程的导出。
一、课前预习要求及内容回顾:1、双曲线的定义:2、双曲线的标准方程:3、回想我们是怎样利用椭圆的标准方程探究椭圆性质的?二、预习整理(一)试一试类比探究椭圆的简单几何性质的方法,根据双曲线的标准方程)0,0(,12222>>=-b a b y a x ,研究它的几何性质。
①范围 :由双曲线的标准方程可得:=22by 从而得x 的范围: ;即双曲线在不等式 和所表示的区域内。
22ax = 从而得y 的范围为 。
②对称性:以x -代x ,方程不变,这说明所以双曲线关于 对称。
同理,以y -代y ,方程不变得双曲线关于 对称,以x -代x ,且以y -代y ,方程也不变,得双曲线关于 对称。
③顶点:即双曲线与对称轴的交点。
在方程12222=-by a x 里,令y=0,得x= 得到双曲线的顶点坐标为1A ( )2A ( ) ;我们把1B ( )2B ( )也画在y 轴上(如图)。
线段 分别叫做双曲线的实轴和虚轴,它们的长分别为 。
④离心率:双曲线的离心率e= ,范围为 。
(二)想一想1、根据上述四个性质,画出椭圆 191622=+y x 与双曲线191622=-y x 的图象。
2、渐近线:双曲线22221x ya b-=的渐近线方程为,双曲线各支向外延伸时,与它的渐近线,。
叫做等轴双曲线,它的渐近线为,离心率为。
思考:离心率可以刻画椭圆的扁平程度,双曲线的离心率刻画双曲线的什么几何特征?三、合作探究四、小组展示例题1、求下列双曲线的实轴和虚轴的长、顶点和焦点的坐标、离心率,渐近线方程。
2.3.2双曲线的简单几何性质(1)
在a、b、c、e四个参数中,知二可求二
二、导出双曲线 y2 a2
x2 b2
1(a
0,b
0)
的简单几何性质
y
(1)范围: y a, y a
(2)对称性: 关于x轴、y轴、原点都对称
a
(3)顶点: (0,-a)、(0,a)
(4)渐近线: y a x
b
(5)离心率: e c a
-b o b x -a
x2 a2
y2 b2
1( a> b >0)
x2 a2
y2 b2
1
(
a>
0
b>0)
c 2 a 2 b 2 (a> b>0) c 2 a 2 b 2 (a> 0 b>0)
图象
y
M
Y p
F1 0
F2 X
F1 0
F2 X
范围 对称性 顶点
离心率 渐近线
准线
|x|a,|y|≤b
|x| ≥ a,yR
对称轴:x轴,y轴 对称中心:原点
b
例题讲解
例1 :求双曲线 9y2 16x2 144 的实半轴长,虚半轴长,
焦点坐标,离心率.渐近线方程。
解:把方程化为标准方程
y2 42
x2 32
1
可得:实半轴长a=4
虚半轴长b=3
半焦距c= 42 32 5
焦点坐标是(0,-5),(0,5)
离心率: e c 5
a4
渐近线方程: y 4 x 3
y
b B2
A1 -a o a A2
x
-b B1
4、渐近线
双曲线在第一象限内部 分的方程为
(1) y
b双曲x线2 axa22
2(byx22
高中数学第2章2.3.2双曲线的简单几何性质课件新人教A选修21.ppt
【解】 (1)由已知设双曲线的标准方程为xa22-by22 =1(a>0,b>0).则 2a=8,∴a=4.
由 e=ac=54得 c=5. ∴b2=c2-a2=52-42=9. ∴所求双曲线方程为1x62 -y92=1. (2)当焦点在 x 轴上时,
设所求双曲线方程为xa22-by22=1(a>0,b>0).
知新益能
双曲线的几何性质
标准方程
xa22-by22=1 (a>0,b>0)
ay22-xb22=1 (a>0,b>0)
图形
范围
__|x_|≥__a__
__|y_|_≥__a_
_)、__F__2(_c_,0_)_ _F_1_(_0_,-__c_)_、__F_2_(0_,_c_) _A_1_(-__a_,_0_)_、__A_2_(a_,_0_) _A_1_(_0_,-__a_)_、__A_2_(0_,_a_)
例2 分别求适合下列条件的双曲线的标准方程: (1)顶点在 x 轴上,两顶点间的距离为 8,离心率 是54; (2)焦距为 20,渐近线方程为 y=±12x; (3)与双曲线 x2-2y2=2 有公共渐近线,且过点
M(2,-2).
【思路点拨】 分析双曲线的几何性质 → 求a,b,c
→ 确定讨论焦点位置 → 求双曲线的标准方程
例4 已知双曲线3x2-y2=3,直线l过其右焦点 F2,与双曲线交于A、B两点,且倾斜角为45°, 试问A、B两点是否位于双曲线的同一支上?并 求出线段AB的长. 【思路点拨】 先写出直线方程,代入双曲线方 程,利用根与系数的关系判断.
【解】 ∵a=1,b= 3,c=2, 又直线 l 过点 F2(2,0),且斜率 k=tan 45°=1, ∴l 的方程为 y=x-2. 由y3=x2-x-y22=3 消去 y 并整理得 2x2+4x-7=0. 设 A(x1,y1),B(x2,y2),
2.3.2双曲线的简单几何性质(1)
§2.3.2双曲线的简单几何性质(1) 【使用说明】1、课前完成预习学案,掌握基本题型;2、认真限时规范书写,课上小组合作探讨,答疑解惑。
3、A、B层全部掌握,C层选做。
【学习目标】1.理解并掌握双曲线的几何性质.2.能够利用双曲线的几何性质解决有关问题。
【问题导学】(预习教材理P56~ P58,文P49~ P51找出疑惑之处)复习1:写出满足下列条件的双曲线的标准方程:①3,4a b==,焦点在x轴上;②焦点在y轴上,焦距为8,2a=.复习2:前面我们学习了椭圆的哪些几何性质?【合作探究】问题1:由椭圆的哪些几何性质出发,类比探究双曲线22221x ya 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:1cea=>.渐近线:双曲线22221x ya b-=的渐近线方程为:0x ya b±=.问题2:双曲线22221y xa 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:1cea=>.渐近线:双曲线22221y xa 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.我的疑惑:记录下你的疑惑,让我们在课堂上共同解决。
我的疑惑:记录下你的疑惑,让我们在课堂上共同解决。
【深化提高】例1求双曲线2214925x y-=的实半轴长、虚半轴的长、焦点坐标、离心率及渐近线的方程.变式: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.学案编号:B51 第1 页共3 页成功的秘诀公式是A x y z =++其中A 代表成功,x 代表艰苦的劳动,y 代表正确的方法,z 代表少说空话. ——爱因斯坦第 2 页 共 3 页例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;⑵离心率2e =,经过点(5,3)M -;⑶渐近线方程为23y x =±,经过点9(,1)2M -.※ 动手试试练1.求以椭圆22185x y +=的焦点为顶点,以椭圆的顶点为焦点的双曲线的方程.练2.对称轴都在坐标轴上的等到轴双曲线的一个焦点是1(6,0)F -,求它的标准方程和渐近线方程.【当堂检测】1. 双曲线221168x y -=实轴和虚轴长分别是( ). A .8、42 B .8、22C .4、42D .4、222.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 .3 D .24.双曲线2241x y -=的渐近线方程是 .5.经过点(3,1)A -,并且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线的方程是 .【小结】(1)知识与方法方面 。
§2.3.2双曲线的简单几何性质(1)
2 2
解得
所以双曲线方程为
x 1. 6 2
2
y
2
2 y x 例 2 . 设 双 曲 线 2 - 2 = 1 ( a b 0 ) 的 半 焦 距 为 c , 直 线 l 过 点 A ( a ,0 ), B (0 , b ) a b
2
且原点到直线l的距离为
3c ,求 双 曲 线 的 离 心 率 . 4
F2
x
(2) e 的范围: e 1
(3) e的含义:
e是表示双曲线开口大小的一个量, e越大开口越大!
(4)等轴双曲线: 实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线.
x y ( 0)
2 2
y
等轴双曲线的离心率为: e 2 等轴双曲线的两渐近线渐近线为y=±x,
等轴双曲线的两渐近线渐近线互相垂直. 【1】(2000高考)双曲线 互相垂直,那么该双曲线的离心率是( C ) A.2 B.
y
2
2
F ( C , 0)
2 2
F (0, C )
c a b
2
1.请分别写出满足下列条件的双曲线的标准方程 (1) 顶点在 x 轴上,两顶点间的距离是 8, e
x 1 16 9
2
y
2
5 . 4
(2) 焦点在 x 轴上, 实轴长是 10,虚轴长是 8.
x 1 25 16
2
y
设共焦点的双曲线为 x 2 1, 2 2 a 5 a
2
y
2
由
5 5 , a 4
得 a 4,
b 25 16 9.
2
双曲线方程为 x 1. 16 9
2.3.2S双曲线的简单几何性质(1)
当堂检测:5分钟
答案:1-3 ABC 4.
1 y x 2
5.
x
2
8
y
2
8
1
规律方法总结: 1. 已知双曲线方程讨论其几何性质, 应先将方程化为标准形 式,找出对应的 a,b,利用 c2=a2+b2 求出 c,再按定义找出其 焦点、焦距、实轴长、虚轴长、离心率、渐近线方程. 2. 已知双曲线的几何性质求标准方程一般用待定系数法; 与 x2 y2 x 2 y2 双曲线a2-b2=1 共渐近线的双曲线方程为a2-b2=λ.
双曲线的 简单几何性质(1)
一、自学目标
1.类比椭圆的性质,能根据双曲线的标 准方程,讨论得出双曲线的几何性质, 2.会用双曲线的性质求标准方程和渐近 线方程,
3.双曲线的离心率、渐近线的应用。
二、自学指导
• 仔细阅读教材P56-P58页,划出重点和疑难 点,2分钟后汇报自学成果,提出自学中遇 到的问题。 比一比,哪一组的预习更好,小组评价标准: • 1.主动回答问题组长+1,组员+2 • 2.提出疑问+1,解答疑问+2, • 3.小组成员要全员参与讨论,否则一人-1 • 4.当堂检测每答对一题+1分计入小组总分
2 2
(e 1)
y
x y b x a b 0 a
a y x x 0 b a b
等轴双曲线是一种比较特殊的双曲线, 其离心率
e 2
实轴长与虚轴长相等,两条渐近线互相 垂直, 渐进线方程 y= ±x 等轴双曲线的标准方程可表示为:
x y a a
2 2 2 2
y 1或 a
1.根据双曲线的标准方程可以得出双曲线的几何性质, 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. 2.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、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(x 轴、y 轴)有关. 3.已知双曲线的标准方程确定性质时,一定要弄清方程中的 a,b 所 2 2 2 对应的值,再利用 c =a +b 得到 c,从而确定 e.若方程不是标准形式,先化 成标准方程,再确定 a,b,c 的值.
高中数学 2.2.2 双曲线的简单几何性质(1)(含解析)新人教A版高二选修1-1数学试题
课时作业16 双曲线的简单几何性质(1)知识点一由双曲线的标准方程研究几何性质1.若直线x =a 与双曲线x 24-y 2=1有两个交点,则a 的值可以是( )A.4B.2C.1D.-2答案 A解析 ∵双曲线x 24-y 2=1中,x ≥2或x ≤-2,∴若x =a 与双曲线有两个交点,则a >2或a <-2,故只有A 选项符合题意. 2.双曲线x 24-y 212=1的焦点到渐近线的距离为( )A.2 3B.2C. 3D.1答案 A解析 不妨取焦点(4,0)和渐近线y =3x ,则所求距离d =|43-0|3+1=2 3.故选A.3.求双曲线4x 2-y 2=4的顶点坐标、焦点坐标、实半轴长、虚半轴长、离心率和渐近线方程.解 把方程化为标准形式为x 212-y 222=1,由此可知,实半轴长a =1,虚半轴长b =2. 顶点坐标是(-1,0),(1,0).c =a 2+b 2=12+22=5,∴焦点坐标是(-5,0),(5,0). 离心率e =c a=5,渐近线方程为x 1±y2=0,即y =±2x .知识点二求双曲线的离心率 4.下列方程表示的曲线中离心率为62的是( ) A.x 22-y 24=1 B.x 24-y 22=1 C.x 24-y 26=1 D.x 24-y 210=1 答案 B解析 ∵e =c a,c 2=a 2+b 2,∴e 2=c 2a 2=a 2+b 2a 2=1+b 2a 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫622=32.故b 2a 2=12,观察各曲线方程得B 项系数符合,应选B. 5.已知F 1,F 2是双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的两个焦点,PQ 是经过F 1且垂直于x 轴的双曲线的弦,如果∠PF 2Q =90°,求双曲线的离心率.解 设F 1(c,0),将x =c 代入双曲线的方程得c 2a 2-y 2b 2=1,∴y =±b 2a.由|PF 2|=|QF 2|,∠PF 2Q =90°, 知|PF 1|=|F 1F 2|,∴b 2a=2c .∴b 2=2ac . ∴c 2-2ac -a 2=0. ∴⎝ ⎛⎭⎪⎫c a 2-2·c a-1=0. 即e 2-2e -1=0.∴e =1+2或e =1-2(舍去). 所以所求双曲线的离心率为1+ 2. 知识点三由双曲线的几何性质求标准方程6.已知中心在原点的双曲线C 的右焦点为F (3,0),离心率等于32,则C 的方程是( )A.x 24-y 25=1 B.x 24-y 25=1 C.x 22-y 25=1 D.x 22-y 25=1 答案 B解析 由右焦点为F (3,0)可知c =3,又因为离心率等于32,所以c a =32,所以a =2.由c2=a 2+b 2知b 2=5,故双曲线C 的方程为x 24-y 25=1,故选B.7.已知双曲线x 24-y 2b2=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,四边形ABCD 的面积为2b ,则双曲线的方程为( )A.x 24-3y 24=1B.x 24-4y 23=1C.x 24-y 24=1 D.x 24-y 212=1答案 D解析 根据圆和双曲线的对称性,可知四边形ABCD 为矩形.双曲线的渐近线方程为y=±b 2x ,圆的方程为x 2+y 2=4,不妨设交点A 在第一象限,由y =b 2x ,x 2+y 2=4得x A =44+b 2,y A =2b4+b2,故四边形ABCD 的面积为4x A y A =32b 4+b 2=2b ,解得b 2=12,故所求的双曲线方程为x 24-y 212=1,选D.一、选择题1.双曲线2x 2-y 2=8的实轴长是( ) A.2 B.2 2 C.4 D.4 2答案 C解析 双曲线方程可变形为x 24-y 28=1,所以a 2=4,a =2,从而2a =4,故选C.2.若双曲线的实轴长、虚轴长、焦距成等差数列,则它的离心率为( ) A.43 B.53 C.2 D.3 答案 B解析 不妨设双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),则2·2b =2a +2c ,即b =a +c2.又b 2=c 2-a 2,则⎝ ⎛⎭⎪⎫a +c 22=c 2-a 2,所以3c 2-2ac -5a 2=0,即3e 2-2e -5=0,注意到e >1,得e =53. 故选B.3.若中心在坐标原点,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 =±54xB.y =±45xC.y =±43xD.y =±34x答案 D解析 设双曲线的标准方程为y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0).因为c a =53,所以a 2+b 2a 2=259,所以b a =43.所以双曲线的渐近线方程为y =±a b x ,即双曲线的渐近线方程为y =±34x ,故选D. 4.设直线l 过双曲线C 的一个焦点,且与C 的一条对称轴垂直,l 与C 交于A ,B 两点,|AB |为C 的实轴长的2倍,则C 的离心率为( )A. 2B. 3C.2D.3答案 B解析 设双曲线C 的方程为x 2a 2-y 2b 2=1,焦点F (-c,0),将x =-c 代入x 2a 2-y 2b 2=1可得y2=b 4a 2,所以|AB |=2·b 2a=2·2a . ∴b 2=2a 2,c 2=a 2+b 2=3a 2,∴e =ca= 3.5.若点O 和点F (-2,0)分别为双曲线x 2a2-y 2=1(a >0)的中心和左焦点,点P 为双曲线右支上的任意一点,则OP →·FP →的取值X 围为( )A.[3-23,+∞)B.[3+23,+∞)C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-74,+∞ D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫74,+∞答案 B解析 因为F (-2,0)是已知双曲线的左焦点,所以a 2+1=4,即a 2=3,所以双曲线方程为x 23-y 2=1.设点P (x 0,y 0)(x 0≥3),则x 203-y 20=1(x 0≥3),可得y 20=x 203-1(x 0≥3),易知FP →=(x 0+2,y 0),OP →=(x 0,y 0),所以OP →·FP →=x 0(x 0+2)+y 2=x 0(x 0+2)+x 203-1=4x 23+2x 0-1,此二次函数对应的图象的对称轴为x 0=-34.因为x 0≥3,所以当x 0=3时,OP →·FP →取得最小值43×3+23-1=3+23,故OP →·FP →的取值X 围是[3+23,+∞).二、填空题6.已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的一条渐近线为2x +y =0,一个焦点为(5,0),则a =________;b =________.答案 1 2解析 由题意知,渐近线方程为y =-2x ,由双曲线的标准方程以及性质可知b a=2,由c =5,c 2=a 2+b 2,可得b =2,a =1.7.中心在原点,实轴在x 轴上,一个焦点为直线3x -4y +12=0与坐标轴的交点的等轴双曲线方程是________.答案 x 2-y 2=8解析 由双曲线的实轴在x 轴上知其焦点在x 轴上,直线3x -4y +12=0与x 轴的交点坐标为(-4,0),故双曲线的一个焦点为(-4,0),即c =4.设等轴双曲线方程为x 2-y 2=a 2,则c 2=2a 2=16,解得a 2=8,所以双曲线方程为x 2-y 2=8.8.已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的渐近线与圆x 2+y 2-4x +2=0有公共点,则该双曲线离心率的取值X 围是________.答案 (1,2]解析 将圆的方程配方,得(x -2)2+y 2=2.双曲线的渐近线方程为bx ±ay =0.由于双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线与圆x 2+y 2-4x +2=0有公共点,所以|2b ±0|a 2+b 2≤ 2.又c 2=a 2+b 2,所以c 2≤2a 2,即e ≤2,所以离心率的取值X 围为(1,2].三、解答题9.根据下列条件,求双曲线的标准方程: (1)一个顶点是(0,6),且离心率是1.5;(2)与双曲线x 29-y 216=1有共同渐近线,且过点(-3,23).解 (1)∵顶点为(0,6),设所求双曲线方程为y 2a 2-x 2b2=1,∴a =6.又∵e =1.5,∴c =a ×e =6×1.5=9,b 2=c 2-a 2=45. 故所求的双曲线方程为y 236-x 245=1.(2)解法一:双曲线x 29-y 216=1的渐近线为y =±43x ,令x =-3,y =±4,因23<4,故点(-3,23)在射线y =-43x (x ≤0)及x 轴负半轴之间,∴双曲线焦点在x 轴上.设双曲线方程为x 2a 2-y 2b2=1,(a >0,b >0),则⎩⎪⎨⎪⎧b a =43,-32a 2-232b 2=1,解之得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=94,b 2=4.∴双曲线方程为x 294-y 24=1.解法二:设双曲线方程为x 29-y 216=λ(λ≠0),∴-329-23216=λ.∴λ=14,∴双曲线方程为x 294-y24=1.10.中心在原点,焦点在x 轴上的一椭圆与一双曲线有共同的焦点F 1,F 2,且|F 1F 2|=213,椭圆的半长轴长与双曲线半实轴长之差为4,离心率之比为3∶7.(1)求这两曲线方程;(2)若P 为这两曲线的一个交点,求△F 1PF 2的面积.解 (1)设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1,双曲线方程为x 2m 2-y 2n 2=1(a ,b ,m ,n >0,且a >b ),则⎩⎪⎨⎪⎧a -m =4,7×13a =3×13m ,解得a =7,m =3,所以b =6,n =2,所以椭圆方程为x 249+y 236=1,双曲线方程为x 29-y 24=1.(2)不妨设F 1,F 2分别为左、右焦点,P 是第一象限的一个交点,则|PF 1|+|PF 2|=14,|PF 1|-|PF 2|=6,所以|PF 1|=10,|PF 2|=4,所以cos ∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1|·|PF 2|=45,所以S △F 1PF 2=12|PF 1|·|PF 2|·sin∠F 1PF 2=12×10×4×35=12.。
双曲线的简单几何性质
01
课堂小结
渐近线方程
A2
B2
B1
a
b
这时双曲线方程为x2-y2=a2,渐近线方程为x=±y,它们互相垂直,并
A
D
B
C
且平分双曲线实轴和虚轴所成的角.
a=b时,实轴和虚轴等长,这样的
双曲线叫做等轴双曲线.
4.渐近线
新课讲授
渐近线
利用渐近线画双曲线草图 画出双曲线的渐近线; 画出双曲线的顶点、第一象限内双曲 线的大致图象; 利用双曲线的对称性画出完整双曲线.
双曲线
202X
的简单几何性质(一)
两焦点的距离叫做双曲线的焦距.
1. 双曲线的定义:
我们把平面内与两个定点F1、F2的 距离的差的绝对值等于常数(小于| F1F2 |)的点的轨迹叫做双曲线.
复习引入
202X
这两个定点叫做双曲线的焦点.
新课讲授
2. 双曲线的标准方程:
x
y
F1
F2
O
坐标轴是双曲线的对称轴.
原点是双曲线的对称中心.
双曲线的对称中心叫做 双曲线的中心.
新课讲授
3.顶点
令y=0,得x=±a,∴双曲线和x轴 有两个交点A1(-a, 0)、A2(a, 0) .
令x=0,得y2=-b2, 这个方程没有实数根, 则双曲线和y轴无交点.
双曲线和它的对称轴 有两个交点,它们叫做双 曲线的顶点.
渐近线方程.
例题讲解
例1. 求双曲线9y2-16x2=144的实半 轴长和虚半轴长、焦点坐标、离心率、 渐近线方程.
01
练习.教科书P53练习第1、2、3题.
02
例题讲解
例2:
例题讲解
2.3.2双曲线的简单几何性质 课件
研一研· 问题探究、课堂更高效
2.3.2
跟踪训练 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.
2 2 x y 解 将 9y2-4x2=-36 变形为 9 - 4 =1, x2 y2 即32-22=1,∴a=3,b=2,c= 13,
2 2
2
2
2
2
2
2
研一研· 问题探究、课堂更高效
2.3.2
例 1 求双曲线 9y2- 16x2=144 的半实轴长和半虚轴长、 焦点坐标、离心率、渐近线方程.
2 2 y x 把方程 9y2-16x2=144 化为标准方程42-32=1.
解
由此可知,半实轴长 a=4,半虚轴长 b=3; c= a2+b2= 42+32=5, 焦点坐标是(0,-5),(0,5); 4 c 5 离心率 e=a=4;渐近线方程为 y=± 3x.
则 c2=10k,b2=c2-a2=k. x2 y2 y2 x2 于是, 设所求双曲线方程为9k- k =1①或9k- k =1② 把(3,9 2)代入①,得 k=-161 与 k>0 矛盾,无解; 把(3,9 2)代入②,得 k=9, y2 x2 故所求双曲线方程为81- 9 =1.
研一研· 问题探究、课堂更高效
(2)对称性:双曲线关于 x 轴、y 轴和原点都是对称的; (3)顶点:双曲线有两个顶点 A1(-a,0),A2(a,0).
研一研· 问题探究、课堂更高效
2.3.2
问题 2 椭圆中,椭圆的离心率可以刻画椭圆的扁平程度, 在双曲线中,双曲线的“张口”大小是图象的一个重要 特征,怎样描述双曲线的“张口”大小呢? x y 答案 如问题 1 中图,作直线a± b=1,
2.3.2双曲线的简单几何性质教学设计及教学反思
2.3.2 双曲线的简单几何性质教学目标:知识与技能:1、熟悉双曲线的几何性质;2、能说明离心率的大小对双曲线形状的影响。
过程与方法:通过对双曲线几何性质的探究,培养学生研究曲线性质的基本方法。
情感态度与价值观:培养学生数形结合的思想,调动学生主动参与课堂教学的积极性,增强学生学好数学的心理体验,产生热爱数学的情感。
教学重点:1.数形结合思想的贯彻;2.运用曲线方程求性质。
教学难点:运用曲线方程求性质。
教学过程:一、 课前三分钟1.双曲线的定义:2.双曲线的标准方程(1)焦点在x 轴上:(2)焦点在y 轴上:3.双曲线中c b a ,,之间的关系二、新知探究 我们以双曲线的标准方程12222=-by a x ,来研究双曲线的几何性质。
1.范围(1)代数法:由2222222211b y a x b y a x =-⇒=-⇒122≥ax 22a x ≥⇒ 即:a x -≤,或a x ≥(2) 几何法:双曲线在不等式a x -≤,或a x ≥所表示的区域内.2.对称性在双曲线方程12222=-by a x 中, 以x -代x ,方程不变,说明双曲线关于y 轴对称;以y -代y ,方程不变,说明双曲线关于x 轴对称;以()y x --,代()y x ,,方程不变,说明双曲线关于原点对称;故:坐标轴是双曲线的对称轴;原点是双曲线的对称中心,即双曲线的中心.3.顶点(与对称轴的交点坐标)令0=y ,得a x ±=,所以顶点坐标()()0,,0,21a A a A -;令0=x ,得2b y -=,这个方程没有实根,也把()()b B b B -,0,,021画在y 轴上.实轴:21A A ,长度a 2;虚轴:21B B ,长度b 2实半轴长:a ;虚半轴长:b4. 离心率(1)定义:双曲线的焦距与实轴长的比ac ,用e 表示。
即()1>=e ac e (2)双曲线的离心率是描述双曲线“张口”大小的一个重要数据。
2.3.2 双曲线的简单几何性质(共3课时)
双曲线的简单几何性质
双曲线标准方程: x2 a2
y2 b2
1
y
双曲线性质:
1、范围: x a 或 x a
2、对称性: 关于x轴,y轴,原点对称.
3、顶点:A1(-a,0),A2(a,0) 线段A1A2叫实轴 . 线段B1B2叫虚轴 .
B2
A1
A2
F1 O
F2
x
实轴长|A1A2|=2a ,虚轴 |B1B2|=2b .
解:原方程可化为 :
y2 42
x2 32
1
y
实半轴长 a 4,虚半轴长 b 3 .
c a2 b2 42 32 5
4
焦点坐标 (0, 5),(0,5) .
离心率 e c 5 . a4
渐近线方程为:
y
4 3
x
.
-3 O 3
x
-4
应用举例:
例1.求双曲线9y2 – 16x2 =144的实半轴与虚半轴 长,焦点坐标,离心率及渐近线方程,并画出双曲线草图.
4 (2)焦点在 y 轴,焦距是 16, e 4 ;
3 (3)以椭圆 x2 y2 1 的焦点为顶点,以椭圆的顶点为焦点;
85
(4)一个焦点是 F1(-6,0)的等轴双曲线.
解:(1) 2a 8, c 5 , a4
a 4, c 5, b2 c2 a2 9. 故所求标准方程为:x2 y2 1.
解:原方程可化为 :
y2 42
x2 32
1
y
实半轴长 a 4,虚半轴长 b 3 .
c a2 b2 42 32 5
4
焦点坐标 (0, 5),(0,5) .
离心率 e c 5 . a4
渐近线方程为:
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
3、顶点 、
(1)双曲线与对称轴的交点,叫做双曲线的顶点 )双曲线与对称轴的交点,叫做双曲线的顶点
顶点是 A1 ( − a ,0 )、 A2 ( a ,0 )
(2)线段 1A2叫做双曲线的实轴, 线段A 线段 线段B 叫做双曲线的虚轴。 线段B1B2叫做双曲线的虚轴。
实轴的长为2a,虚轴的长为2b; 实轴的长为 ,虚轴的长为 a称为半实轴的长,b称为半虚轴的长;; 称为半实轴的长, 称为半虚轴的长; 称为半实轴的长 称为半虚轴的长
能力提升: 能力提升:
例1.已知焦点在x轴上的双曲线的渐近线方程为 3 x ± y = 0,且焦点到渐近线的距离为3, 求双曲线的标准方程。
x y 例2.已知双曲线 2 − 2 = 1(0 < a < b)的半焦距为c, a b 直线l过(a,0 ), (0, b )两点,且原点到直线的距离为 3 c, 求双曲线的离心率? 4
一、复习回顾: 复习回顾:
平面内与两个定点F 的距离的差的绝对值等于常数(小于 小于|F 平面内与两个定点 1、F2的距离的差的绝对值等于常数 小于 1 F2|)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 的点的轨迹叫做双曲线 这两个定点叫做双曲线的焦点 的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的焦点, 双曲线的焦距。 点的距离叫做双曲线的焦距 点的距离叫做双曲线的焦距。 即 || MF1 | − | MF2 ||= 2a, ( 2a < 2c )
1.双曲线的定义: 双曲线的定义: 双曲线的定义
2.双曲线的标准方程: 双曲线的标准方程: 双曲线的标准方程
c2 = a 2 + b2
x y − 2 = 1(a > 0, b > 0). 2 a b
2 2
y2 x2 − 2 = 1(a > 0, b > 0). 2 a b
3.前面我们学习了椭圆的哪些几何性质? .前面我们学习了椭圆的哪些几何性质?
x
5、离心率 、 c 双曲线的焦距与实轴长 的比 e = ,叫做 (1)定义: )定义: a 双曲线的 离心率。
(2)e的范围 ) 的范围: (3)e的含义: ) 的含义:
c2 − a2 c 2 = ( ) −1 = e2 −1 a a b b ∴当 e ∈ (1,+∞ )时, ∈ (0,+∞ ), 且 e增大 , 也增大 a a ⇒ e增大时,渐近线与实轴 的夹角增大 b = a
你能类比探究出双曲线的几何性质吗? 你能类比探究出双曲线的几何性质吗?
x2 y 2 方程 + 2 = 1(a > b > 0) 2 性质 a b x2 y 2 − 2 = 1(a > 0, b > 0) 2 a b
图形
范围 对称性
− a ≤ x ≤ a,−b ≤ y ≤ b
关于x, y轴及原点对称 A1 (−a,0), A2 (a,0)
y
M
Y
p F2 X
F1
0
F2
X
F1
0
范围
|x|≤a,|y|≤b ≤
对称性
对称轴: 轴 对称轴:x轴,y轴 轴 对称中心: 对称中心:原点
|x| ≥ a,y∈R , ∈
对称轴: 轴 对称轴:x轴,y轴 轴 对称中心: 对称中0,b) (0,-b) 长轴: 短轴: 长轴:2a 短轴:2b
例3.已知双曲线的渐近线方程为2 x ± 3 y = 0. (1)若双曲线过点P ( 6 ,2), 求双曲线的标准方程。
(2)若双曲线的焦距是2 13 , 求双曲线的标准方程。
(3)求双曲线的离心率? )求双曲线的离心率?
x2 y2 例4.求与双曲线 − = 1有相同的渐进线,且经过 25 16 点P(−5,2)的双曲线标准方程。
(-x,y)
(x,y)
-a (-x,-y)
o
a (x,-y)
x
2、对称性 、
关于x轴 轴和原点都是对称。 关于 轴、y轴和原点都是对称 轴和原点都是对称 x轴、y轴是双曲线的对称轴,原点是对称中心, 轴是双曲线的对称轴, 轴 轴是双曲线的对称轴 原点是对称中心, 又叫做双曲线的中心 中心。 又叫做双曲线的中心。
Q c>a>0 ∴
e >1
e是表示双曲线开口大小的一个量,e越大开口越大
6.类比 类比 方程 图形 顶点 对称 范围 焦点 离心率 渐近线
x2 y2 − 2 = 1( a , b > 0 ) 2 a b
y o x
x2 y2 − 2 + 2 = 1( a , b > 0 ) b a
y o x
(±a , 0 ) ±
( 0, ±a )
x 轴、y 轴、原点 ( 原点是双曲线的中心 ) |x|≥a (±c , 0 ) ±
e= c ( e > 1) a
|y|≥a ( 0, ±c )
y = ±
b x a
y = ±
a x b
典例讲解: 典例讲解:
求双曲线9x 的实半轴长和虚半轴长、 例1. 求双曲线 -16y =144的实半轴长和虚半轴长、 的实半轴长和虚半轴长 焦点坐标、离心率、渐近线方程。 焦点坐标、离心率、渐近线方程。
B1 (0,−b), B2 (0, b) A1 A2叫长轴, B1 B2叫短轴
c e = , (0 < e < 1) a
顶点坐标 离心率
课堂新授
一、研究双曲线 1、范围 、 2
x2 y 2 − 2 = 1(a > 0, b > 0) 2 a b
的简单几何性质
y
x Q 2 ≥ 1,即x 2 ≥ a 2 a ∴ x ≥ a, x ≤ −a
(-a,0) (a,0) 实轴: 实轴:2a 虚轴:2b 虚轴:
离心率
e=
c < a ( 0<e <1 )
e=
c (e>1) a
b a x
渐近线
无
a2 x = ± c
y= ±
准线
a2 x = ± c
5 例2 已知双曲线顶点间的距 离是16,离心率 e = , 4 焦点在 x轴上,中心在原点,写 出双曲线的方 程,并且求出它的渐近 线和焦点坐标 .
练一练.求一渐近线为 练一练 求一渐近线为3x+4y=0,一个焦点为 一个焦点为(4,0)的双曲线 的双曲线 求一渐近线为 一个焦点为 的标准方程. 的标准方程
2 2
小
结
椭 圆
双曲线
方程
a b c关系
图象
2 x2 + y = 1 a> b >0) 2 ( > ) 2 a b
x 2 − y 2 = ( a> 0 b>0) > 1 > a 2 b2
c 2= a 2 + b 2 (a> 0 b>0) > >
c 2= a 2 − b 2 (a> b>0) > >
x2 y 2 − 2 =1 2 a b y2 x2 − 2 =1 2 a b x2 y 2 − 2 =0 2 a b
y2 x2 − 2 =0 2 a b
b y = ± x a
3.双曲线的画法: 双曲线的画法: 双曲线的画法
a y=± x b
y
B2 A1 O B1 A2
①定顶点 ③画渐近线 ②画矩形 ④画双曲线
y
(3)实轴与虚轴等长的双曲线叫等轴双曲线。 (3)实轴与虚轴等长的双曲线叫等轴双曲线。 B2 实轴与虚轴等长的双曲线叫等轴双曲线 b
x − y = m (m ≠ 0)
2 2
A1 -a
-b
o
a
A2
x
B1
4、渐近线 、
(1)
x2 y2 双曲线 2 − 2 = 1( a > 0, b > 0 ) a b b 的渐近线为 y = ± x a
x2 y2 解:设双曲线方程为: − = λ , (λ ≠ 0) 25 16
将P(−5,2)代入双曲线方程得:
3 25 4 − =λ ⇒λ = 4 25 16
4x2 y2 ∴ 双曲线方程为: − =1 75 12
小结:与双曲线 小结:与双曲线x2/a2-y2/b2=1有共同渐近线 有共同渐近线 的双曲线方程可设为 可设为: 的双曲线方程可设为:x2/a2-y2/b2=λ。 。
x2 y2 解:把方程化为标准式 2 − 2 = 1 把方程化为标准式 4 3
虚半轴长b=3, c =5 ∴实半轴长 a= 4, 虚半轴长 ± 焦点坐标为 (±5,0)
O
2 2
y
3 y= x 4
x
3 y=− x 4
3 渐近线方程为 y = ± x 4
2 2
5 离心率为 e = 4
练一练. 求双曲线16x -25y =-400的实半轴长和虚半轴 练一练 求双曲线 的实半轴长和虚半轴 焦点坐标、离心率、渐近线方程。 长、焦点坐标、离心率、渐近线方程。
2 2
y Q b
N(x,y’) M(x,y)
等轴双曲线 x − y = m (2) ( m ≠ 0 )的渐近线为
B2
A1
o
A2
a x
y = ±x
(3) 利用渐近线可以较准确的 画出双曲线的草图
B1
b y =− x a
b y= x a
双曲线的渐近线 2 2 x y b 渐近线. 规定: ▲规定:直线 y = ± a x 叫做双曲线 2 − 2 =1 的渐近线.。 a b 2 2 y x 思考: 的渐近线方程是什么? ▲思考: 双曲线 2 − 2 = 1的渐近线方程是什么? a ① y=± x a b b 两种双曲线的渐近线方程,怎样统一记忆? ②两种双曲线的渐近线方程,怎样统一记忆?