双曲线及其标准方程导学案
人教版数学选修2-1新课导学案:2.3.1双曲线及其标准方程
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一、自学指导,阅读P45-P47,回答以下问题
(一)、概念
[1]动手操作教材P45的“拉链实验”。
其轨迹,并用集合表示出该曲线满足的条件
[2]类比椭圆定义,尝试概括出双曲线的定义。你认为定义中哪些地方比较关键?
椭圆定义:平面内到两定点F1,F2的距离之和为常数(大于|F1F2|)的点的轨迹。
学校年级学科导学案
主备:戴海燕审核授课人授课时间班级姓名小组
课题:双曲线的标准方程课型:新课课时:一
【学习目标】
1、通过与椭圆类比学习,探究双曲线的定义以及其标准方程;
2、通过对日常生活的体验和画双曲线的过程,理解双曲线上的点所要满足的条件;
3、掌握双曲线标准方程的各种形式及a、b、c的关系;掌握椭圆、双曲线的标准方程以及它们之间的联系和区别。
1.建立合适的平面直角坐标系
2.设双曲线上任意一点的坐标为M(x、y),|F1F2|=2c,M点与F1、F2的距离的差的绝对值等于,则F1、F2坐标分别是、
3. 由两点间距离公式,得|MF1|=,|MF2|=
由双曲线定义||MF1|-|MF2||=2a,得
去掉绝对值,得
4. 化简方程
=,
两边平方,得(x+c)2+y2=
③、若a=25,经过点A(2,-5),焦点在y轴上.
④、
3、已知方程 分别表示
①椭圆,
②焦点在x轴上的双曲线,
③焦点在y轴上的双曲线,
求m的取值范围。
4、若椭圆 和双曲线 有共同的焦点,则n=
5、已知双曲线与椭圆有相同的焦点,且与椭圆的一个交点的纵坐标为4,求双曲线的方程。
四、课堂小结
五、课后作业
(教师“复备”栏或学生笔记栏)
高中数学双曲线及其标准方程精品导学案
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双曲线及其标准方程一、课前导学1.什么叫做双曲线?为什么常数2a 要小于21F F ?与椭圆有何异同?双曲线的定义: 叫做双曲线, 叫做双曲线的焦点, 叫做双曲线的焦距。
2.双曲线标准方程的推导:(类比求椭圆标准方程的方法);确定,,a b c 的关系3.双曲线定义(1)把椭圆定义中的“距离的和(大于21F F )”改为“距离的差(小于21F F )”,那么点的轨迹会怎样?(2)双曲线定义中动点M 到两定点21,F F 满足几何条件 (3)在椭圆的定义中,强调了c a 22<;若22a c =动点的轨迹是什么? 若c a 22>呢?设动点M ,两定点21,F F 满足a MF MF 221=-(2a 常数),为常数)c c F F 2(221=c a MF MF 2221<=-时 轨迹是 ;c a MF MF 2212<=-时 轨迹是 ; c a MF MF 2221==-时 轨迹是 ; c a MF MF 2212==-时 轨迹是 ;c a MF MF 2221>=-时 轨迹是 要点总结注意:(1)若常数要等于12||F F ,则图形是什么? 二、课堂导学例1已知两定点1(5,0)F -,2(5,0)F ,动点P 满足126PF PF -=, 求动点P 的轨迹方程.变式1:已知两定点1(5,0)F -,2(5,0)F ,动点P 满足1210PF PF -=,求动点P 的轨迹方程.变式2:已知两定点1(5,0)F -,2(5,0)F ,动点P 满足126PF PF -=,求动点P 的轨迹方程.例2.写出适合下列条件的双曲线的标准方程1.a=4,b=3,焦点在x 轴上;2.焦点为(0,-6),(0,6),过点(2,5)3已知双曲线与椭圆1362722=+y x ,有公共的焦点,且过点)4,15( 4.焦点在y 轴上,a=4,过点)3104,1( ⒌经过两点A )26,7(--,B )3,72( 例3.如果方程11222=+-+m y m x 表示双曲线,求m 的取值范围. 变式3:如果方程11222=+-+m y m x :表示焦点在y 轴双曲线时,求m 的取值范围. 变式4:当k 取何值时,方程13522=-+-k y k x 表示圆?椭圆?双曲线? 三、课堂小结1.双曲线方程的推导2.求双曲线方程3.利用定义和标准方程解决一些简单的问题.四、课堂练习1.求适合下列条件的双曲线的标准方程。
学案1:3.2.1 双曲线及其标准方程
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3.2.1双曲线及其标准方程学习目标核心素养1.理解双曲线的定义、几何图形和标准方程的推导过程.(重点)2.掌握双曲线的标准方程及其求法.(重点)3.会利用双曲线的定义和标准方程解决简单的问题.(难点)1.通过双曲线概念的学习,培养学生的数学抽象的核心素养.2.通过双曲线标准方程的求解、与双曲线有关的轨迹问题的学习,提升学生的数学运算、逻辑推理及数学抽象等核心素养.情境导入做下面一个实验.(1)取一条拉链,拉开一部分.(2)在拉开的两边各选择一点,分别固定在点F1,F2上.(3)把笔尖放在M处,随着拉链的拉开或闭拢,画出一条曲线.试观察这是一条什么样的曲线?点M在运动过程中满足什么几何条件?1.双曲线的定义文字语言平面内与两个定点F1,F2的距离的等于非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹.符号语言||PF1|-|PF2||=常数(常数<|F1F2|)焦点定点焦距__________的距离121212变,点的轨迹是什么?(2)双曲线的定义中,F1、F2分别为双曲线的左、右焦点,若|MF1|-|MF2|=2a(常数),且2a<|F1F2|,则点M的轨迹是什么?2.双曲线的标准方程1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)平面内到两定点的距离的差等于常数(小于两定点间距离)的点的轨迹是双曲线. ( ) (2)在双曲线标准方程x 2a 2-y 2b 2=1中,a >0,b >0且a ≠b .( ) (3)双曲线标准方程中,a ,b 的大小关系是a >b . ( )2.双曲线x 210-y 22=1的焦距为( )A .32B .42C .33D .433.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 .x 216-y 29=1(x ≤-4)B .x 29-y 216=1(x ≤-3)C .x 216-y 29=1(x ≥4)D .x 29-y 216=1(x ≥3)4.已知方程x 22+m -y 2m +1=1表示焦点在y 轴上的双曲线,则m 的取值范围是________.合作探究类型1 求双曲线的标准方程例1 根据下列条件,求双曲线的标准方程: (1)a =4,经过点A ⎝⎛⎭⎫1,-4103;(2)与双曲线x 216-y 24=1有相同的焦点,且经过点(32,2);(3)过点P ⎝⎛⎭⎫3,154,Q ⎝⎛⎭⎫-163,5且焦点在坐标轴上. 规律方法1.求双曲线标准方程的步骤(1)定位:是指确定与坐标系的相对位置,在标准方程的前提下,确定焦点位于哪条坐标轴上,以确定方程的形式.(2)定量:是指确定a 2,b 2的数值,常由条件列方程组求解. 2.双曲线标准方程的两种求法(1)定义法:根据双曲线的定义得到相应的a ,b ,c ,再写出双曲线的标准方程.(2)待定系数法:先设出双曲线的标准方程x 2a 2-y 2b 2=1或y 2a 2-x 2b 2=1(a ,b 均为正数),然后根据条件求出待定的系数代入方程即可.提醒:若焦点的位置不明确,应注意分类讨论,也可以设双曲线方程为mx 2+ny 2=1的形式,注意标明条件mn <0. 跟踪训练1.根据下列条件,求双曲线的标准方程. (1)以椭圆x 28+y 25=1的焦点为顶点,顶点为焦点;(2)焦距为26,经过点(-5,2),且焦点在x 轴上; (3)焦点为(0,-6),(0,6),且过点A (-5,6).类型2 双曲线定义的应用 [探究问题]1.双曲线的定义中为什么要加条件“常数2a 小于|F 1F 2|”?2.双曲线定义中为什么“距离的差”要加“绝对值”?例2 (1)△ABC 中,A (-5,0),B (5,0),点C 在双曲线x 216-y 29=1上,则sin A -sin B sin C =( )A .35B .±35C .-45D .±45(2)已知F 1,F 2分别是双曲线x 29-y 216=1的左、右焦点,若P 是双曲线左支上的点,且|PF 1|·|PF 2|=32.试求△F 1PF 2的面积.2.[变条件]若本例(2)条件“|PF 1|·|PF 2|=32”改成“|PF 1|∶|PF 2|=2∶5”其他条件不变,求△F 1PF 2的面积.3.[变条件]本例(2)中,将条件“|PF 1|·|PF 2|=32”改为“∠F 1PF 2=60°”,其他条件不变,求△F 1PF 2的面积. 规律方法求双曲线中的焦点△PF 1F 2面积的方法(1)①根据双曲线的定义求出||PF 1|-|PF 2||=2a ;②利用余弦定理表示出|PF 1|、|PF 2|、|F 1F 2|之间满足的关系式;③通过配方,整体的思想求出|PF 1|·|PF 2|的值;④利用公式S △PF 1F 2=12×|PF 1|·|PF 2|·sin ∠F 1PF 2求得面积. (2)利用公式S △PF 1F 2=12×|F 1F 2|×|y P |求得面积.类型3 与双曲线有关的轨迹问题例3 如图所示,在△ABC 中,已知|AB |=42,且三个内角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.规律方法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,结合双曲线的定义,得出对应的方程.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. 跟踪训练2.如图所示,已知定圆F 1:x 2+y 2+10x +24=0,定圆F 2:x 2+y 2-10x +9=0,动圆M 与定圆F 1,F 2都外切,求动圆圆心M 的轨迹方程.课堂小结1.双曲线与椭圆的比较曲线 椭圆 双曲线 定义|PF 1|+|PF 2|=2a (|F 1F 2|=2c,2a >2c )||PF 1|-|PF 2||=2a (|F 1F 2|=2c,2a <2c )标准方程 x 2a 2+y 2b 2=1或x 2b 2+y 2a2=1(a >b >0) x 2a 2-y 2b 2=1或y 2a 2-x 2b2=1(a >0,b >0) 图形特征 封闭的连续曲线分两支,不封闭,不连续 根据标准方程确定a ,b 的方法 以大小分a ,b (如x 24+y 29=1中,9>4,则,a 2=9,b 2=4) 以正负分a ,b (如x 29-y 24=1中,a 2=9,b 2=4) a ,b ,c 的 关系a 2=b 2+c 2(a 最大)a 2+b 2=c 2(c 最大)2.用待定系数法求双曲线的标准方程时,要先判断焦点所在的位置,设出标准方程后,由条件列出关于a ,b ,c 的方程组.如果焦点不确定要分类讨论,采用待定系数法求方程或用形如mx 2+ny 2=1(mn <0)的形式求解. 课堂检测1.动点P 到点M (1,0)的距离与点N (3,0)的距离之差为2,则点P 的轨迹是( ) A .双曲线 B .双曲线的一支 C .两条射线D .一条射线2.已知m ,n ∈R ,则“mn <0”是“方程x 2m +y 2n=1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3.已知双曲线方程为2x2-y2=k,焦距为6,则k的值为________.4.已知F1,F2分别为双曲线C:x2-y2=1的左、右焦点,点P在C上,∠F1PF2=60°,则|PF1|·|PF2|等于________.5.已知双曲线与椭圆x227+y236=1有共同的焦点,且与椭圆相交,一个交点A的纵坐标为4,求双曲线方程.参考答案新知初探1.差的绝对值F1,F2 两焦点间思考:[提示](1)当距离之差的绝对值等于|F1F2|时,动点的轨迹是两条射线,端点分别是F1,F2,当距离之差的绝对值大于|F1F2|时,动点的轨迹不存在.(2)点M在双曲线的右支上.初试身手1.[提示] (1)× (2)× (3)× 2.【答案】D【解析】c 2=10+2=12,所以c =23,从而焦距为4 3. 3.【答案】D4.【答案】(-∞,-2)【解析】由双曲线标准方程的特点知2+m <0且-(m +1)>0,解得m <-2.即m 的取值范围为(-∞,-2). 合作探究类型1 求双曲线的标准方程例1 解:(1)当焦点在x 轴上时,设所求标准方程为x 216-y 2b 2=1(b >0),把点A 的坐标代入,得b 2=-1615×1609<0,不符合题意;当焦点在y 轴上时,设所求标准方程为y 216-x 2b2=1(b >0),把A 点的坐标代入,得b 2=9.故所求双曲线的标准方程为y 216-x 29=1. (2)法一:∵焦点相同,∴设所求双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),∴c 2=16+4=20,即a 2+b 2=20. ① ∵双曲线经过点(32,2),∴18a 2-4b 2=1.②由①②得a 2=12,b 2=8,∴双曲线的标准方程为x 212-y 28=1. 法二:设所求双曲线的方程为x 216-λ-y 24+λ=1(-4<λ<16).∵双曲线过点(32,2),∴1816-λ-44+λ=1,解得λ=4或λ=-14(舍去). ∴双曲线的标准方程为x 212-y 28=1.(3)设双曲线的方程为Ax 2+By 2=1,AB <0. ∵点P ,Q 在双曲线上,∴⎩⎨⎧9A +22516B =1,2569A +25B =1,解得⎩⎨⎧A =-116,B =19.∴双曲线的标准方程为y 29-x 216=1.跟踪训练1.解:(1)依题意,得双曲线的焦点在x 轴上,且a =3,c =22,所以b 2=c 2-a 2=5. 所以双曲线的标准方程为x 23-y 25=1.(2)因为焦点在x 轴上,且c =6,所以设双曲线的标准方程为x 2a 2-y 26-a 2=1,0<a 2<6. 又因为过点(-5,2),所以25a 2-46-a 2=1,解得a 2=5或a 2=30(舍去). 所以双曲线的标准方程为x 25-y 2=1.(3)法一:由已知得c =6,且焦点在y 轴上.因为点A (-5,6)在双曲线上, 所以2a =|(-5-0)2+(6+6)2-(-5-0)2+(6-6)2|=|13-5|=8, 则a =4,b 2=c 2-a 2=62-42=20. 所以所求双曲线的标准方程是y 216-x 220=1.法二:因为焦点在y 轴上,所以双曲线方程可以设为y 2a 2-x 2b 2=1.由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a 2+b 2=36,36a 2-25b 2=1,解得a 2=16,b 2=20.所以所求的双曲线的标准方程为y 216-x 220=1.类型2 双曲线定义的应用 [探究问题]1.[提示] 把常数记为2a ,只有当2a <|F 1F 2|时,其轨迹是双曲线;当2a =|F 1F 2|时,其轨迹是分别以F 1,F 2为端点的两条射线;当2a >|F 1F 2|时,其轨迹不存在.若常数为零,其余条件不变,则动点的轨迹是线段F 1F 2的垂直平分线.2. [提示] 距离的差要加绝对值,否则只为双曲线的一支.若F 1,F 2分别表示双曲线的左、右焦点,且点P 满足|PF 1|-|PF 2|=2a ,则点P 在右支上;若点P 满足|PF 2|-|PF 1|=2a ,则点P 在左支上. 例2 (1)【答案】D【解析】在△ABC 中,sin A =|BC |2R ,sin B =|AC |2R ,sin C =|AB |2R =102R (其中R 为△ABC 外接圆的半径).∴sin A -sin B sin C =|BC |-|AC |2R 102R =|BC |-|AC |10.又∵|BC |-|AC |=±8, ∴sin A -sin B sin C =±810=±45.](2)解:因为P 是双曲线左支上的点,所以|PF 2|-|PF 1|=6,两边平方得|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|=36,所以|PF 1|2+|PF 2|2=36+2|PF 1|·|PF 2|=36+2×32=100. 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|=100-1002|PF 1|·|PF 2|=0,所以∠F 1PF 2=90°, 所以S △F 1PF 2=12|PF 1|·|PF 2|=12×32=16.类型3 与双曲线有关的轨迹问题例3 解:以AB 边所在的直线为x 轴,AB 的垂直平分线为y 轴,建立平面直角坐标系,如图所示,则A (-22,0),B (22,0).由正弦定理,得sin A =|BC |2R ,sin B =|AC |2R ,sin C =|AB |2R (R 为△ABC 的外接圆半径).∵2sin A +sin C =2sin B ,∴2|BC |+|AB |=2|AC |, 即|AC |-|BC |=|AB |2=22<|AB |.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x 2a 2-y 2b 2=1(x >a ),∵a =2,c =22,∴b 2=c 2-a 2=6. 即所求轨迹方程为x 22-y 26=1(x >2).跟踪训练2. 解:圆F 1:(x +5)2+y 2=1,圆心F 1(-5,0),半径r 1=1. 圆F 2:(x -5)2+y 2=42,圆心F 2(5,0),半径r 2=4.设动圆M 的半径为R ,则有|MF 1|=R +1,|MF 2|=R +4,∴|MF 2|-|MF 1|=3<10=|F 1F 2|. ∴点M 的轨迹是以F 1,F 2为焦点的双曲线的左支,且a =32,c =5,于是b 2=c 2-a 2=914.故动圆圆心M 的轨迹方程为x 294-y 2914=1⎝⎛⎭⎫x ≤-32. 课堂检测 1.【答案】D【解析】由已知|PM |-|PN |=2=|MN |,所以点P 的轨迹是一条以N 为端点的射线. 2.【答案】C【解析】方程x 2m +y 2n =1表示双曲线,必有mn <0;当mn <0时,方程x 2m +y 2n =1表示双曲线,所以“mn <0”是“方程x 2m +y 2n =1表示双曲线”的充要条件.3.【答案】±6【解析】若焦点在x 轴上,则方程可化为x 2k 2-y 2k =1,所以k 2+k =32,解得k =6; 若焦点在y 轴上,则方程可化为y 2-k -x 2-k 2=1,所以-k +⎝⎛⎭⎫-k 2=32, 即k =-6.综上所述,k 的值为6或-6.4.【答案】4【解析】在△PF 1F 2中,|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|·cos 60°=(|PF 1|-|PF 2|)2+|PF 1|·|PF 2|,即(22)2=22+|PF 1|·|PF 2|,解得|PF 1|·|PF 2|=4.5.解:因为椭圆x 227+y 236=1的焦点为(0,-3),(0,3),A 点的坐标为(15,4)或(-15,4), 设双曲线的标准方程为y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0), 所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 2+b 2=9,16a 2-15b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=5, 所以所求的双曲线的标准方程为y 24-x 25=1.。
新人教A版数学选修1-1《2.2.1双曲线及其标准方程》导学案
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河北省唐山市开滦第二中学高中数学 2.2.1双曲线及其标准方程学案 新人教A 版选修1-1【学习目标】1.了解双曲线的定义、几何图形和标准方程的推导过程;2.掌握双曲线的标准方程;3.会利用双曲线的定义和标准方程解决简单的问题.【重点难点】双曲线定义及其标准方程【学习过程】一、问题情景导入:1.太空中飞过太阳系的彗星,其轨道就是双曲线,彗星从无穷处飞来,又飞到无穷远处,双曲线是不封闭的圆锥曲线,它不同于抛物线,也不是两个抛物线构成双曲线的两支,最明显的差别是双曲线有渐近线,而抛物线没有.初中学过的反比例函数图象是双曲线,它以坐标轴为渐近线.2.我们知道,与两个定点距离的和为非零常数(大于两个定点间的距离)的点的轨迹是椭圆,那么,与两个定点距离的差为非零常数的点的轨迹是什么?3.你能类比椭圆的标准方程的推导过程推导出双曲线的标准方程吗?二、自学探究:(阅读课本第45-47页,完成下面知识点的梳理)1.双曲线的定义:把平面内与两个定点21,F F 的距离的 等于常数(小于21F F )的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线 ,两焦点间的距离叫做双曲线的 . 双曲线的定义用集合语言表示为{}21212,2F F a a MF MF M P <=-=思考:双曲线定义中212F F a <,如果212F F a =轨迹是什么图形呢?能否有212F F a <的轨迹图形呢? 2.焦点在x 轴上 焦点在y 轴上 图象 标准方程焦点坐标c b a ,,的关系思考:⑴方程13222=-y x 与13222=-x y 分别表示焦点在哪个坐标轴上的双曲线?焦点坐标分别是什么?⑵方程122=+ny m x ,当参数n m ,的取值怎样时,方程分别表示焦点在x 轴上与焦点在y 轴上的双曲线?三、例题演练:例 1.若一个动点()y x P ,到两个定点()()0,1,0,1B A -的距离之差的绝对值为定值()0≥a a 时,讨论点P 的轨迹.例 2.已知双曲线两个焦点分别为()()0,5,0,521F F -,双曲线上一点P 到21,F F 距离差的绝对值等于6,求双曲线的标准方程.变式:求适合下列条件的双曲线的标准方程:⑴5,4==c a ,焦点在x 轴上;⑵4=a ,经过点⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛3104,1A ; ⑶求与双曲线141622=-y x 有共同的焦点,且过点()2,23的双曲线的标准方程.例3.在ABC ∆中,已知4=BC ,且A B C sin 21sin sin =-,求动点A 的轨迹方程.变式:已知定圆02410:221=+++x y x C ,定圆:C 091022=+-+x y x ,动圆C 与定圆21,C C 都外切,求动圆圆心C 的轨迹方程.【课堂小结与反思】【课后作业与练习】1.判断下列方程是否表示双曲线,若是,求出三量c b a ,,的值. ①12422=-y x ②12222=-y x ③12422-=-y x ④369422=-x y2.求a =4,b =3,焦点在x 轴上的双曲线的标准方程3.求a =25,经过点(2,-5),焦点在y 轴上的双曲线的标准方程4.证明:椭圆22525922=+y x 与双曲线151522=-y x 的焦点相同5.若方程1cos sin 22=+ααy x 表示焦点在y 轴上的双曲线,则角α所在象限是( )A 、第一象限B 、第二象限C 、第三象限D 、第四象限6.设双曲线191622=-y x 上的点P 到点)0,5(的距离为15,则P 点到)0,5(-的距离是( ) A .7 B.23 C.5或23 D.7或237.椭圆134222=+n y x 和双曲线116222=-y nx 有相同的焦点,则实数n 的值是 ( ) A 5± B 3± C 5 D 98.已知21,F F 是双曲线191622=-y x 的焦点,PQ 是过焦点1F 的弦,且PQ 的倾斜角为600,那么PQ QF PF -+22的值为________9.设21,F F 是双曲线1422=-y x 的焦点,点P 在双曲线上,且02190=∠PF F ,则点P 到x 轴的距离为( )A 1 B55 C 2 D 510.P 为双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 上一点,若F 是一个焦点,以PF 为直径的圆与圆222a y x =+的位置关系是()A 内切B 外切C 外切或内切D 无公共点或相交。
双曲线及其标准方程导学案
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双曲线及其标准方程导学案
一、要点阐述
1、双曲线的定义及焦点、焦距、
2、双曲线的标准方程及其特点;求简单的双曲线的标准方程
教学过程:一、自主学习
完成《学海导航》P29的一层练习
二、演示实验:用拉链画双曲线并与讲解,对答案。
根据所学完成下列所学定义M不图形同点标准方程焦点方程
MyF2OF1F2某F1某相a、b、c的关系同焦点位置的判断点
二、课前训练
1、写下列双曲线焦点的坐标。
某2y21(2)y2某21(3)4y29某236(1)42某2y21表示双曲线,则k的范围是2、若
k1k1
某2y23、若双曲线221的两个焦点到一条准线的距离之比为3:2那么则双曲线
ab的离心率是
某2y24、如果双曲线=1上一点P到双曲线右焦点的距离是2,那么点P到y轴
42的距离是某2y21上,并且P到这条双曲线的右准线的距离恰是5.
已知点P在双曲线
169P到双曲线两个焦点的距离的等差中项,那么P点的横坐标是
_________
三、典型例题
9例1、已知双曲线的焦点在y轴上且双曲线上的两点P1(3,-42),P2(,5)
4求双曲线的标准方程?解:
某2y21有共同的焦点,且过P(15,4)例2、已知双曲线与椭圆,
求双曲
2736线的方程。
解:
例 3.双曲线的中心为原点O,焦点在某轴上,两条渐近线分别为l1,l2,经过右
AB、OB成等焦点F垂直于l1的直线分别交l1,l2于A,B两点.已
知OA、差数列,且BF与FA同向.
(Ⅰ)求双曲线的离心率;
(Ⅱ)设AB被双曲线所截得的线段的长为4,求双曲线的方程.解:。
高中数学选修一《双曲线及其标准方程》教案与导学案和同步练习
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《3.2.1双曲线及其标准方程》教案【教材分析】本节课选自《2019人教A版高中数学选择性必修第一册》第二章《直线和圆的方程》,本节课主要学习双曲线及其标准方程学生初步认识圆锥曲线是从椭圆开始的,双曲线的学习是对其研究内容的进一步深化和提高。
如果双曲线研究的透彻、清楚,那么抛物线的学习就会顺理成章。
所以说本节课的作用就是纵向承接椭圆定义和标准方程的研究,横向加深对双曲线的标准方程及简单几何性质的理解与应用。
从高考大纲要求和课程标准角度来讲,双曲线的定义、标准方程作为了解内容,在高考的考查当中以选择、填空为主。
正因如此,学生在学习过程当中对双曲线缺少应有的重视,成为了学生的一个失分点。
而且由于学生对椭圆与双曲线的区别与联系认识不够,无法做到知识与方法的迁移,在学习双曲线时极易与椭圆混淆。
在教学中要时刻注意运用类比的方法,让学生充分的类比体会椭圆与双曲线的异同点,使得椭圆与双曲线的学习能相互促进。
【教学目标与核心素养】【教学重点】:用双曲线的定义和标准方程解决简单实际问题.【教学难点】:双曲线的标准方程及其求法.【教学过程】双曲线也是具有广泛应用的一种圆锥曲线,如发电厂冷却塔的外形、通过声音时差测定定位等都要用到双曲线的性质。
类比椭圆的研究方法研究双曲线的有关问题。
我们知道,平面内与两个定点F 1,F 2的距离的和等于常数于|F 1F 2|)的点的轨迹是椭圆,一个自然的问题是:平面内与两个定点的距离的差等于常数的点的轨迹是什么?1.双曲线的定义121如图,在直线上取两个定点,,是直线上的动点。
在平面内,取定点,,以点为圆心、线段为半径作圆,在以为圆心、线段为半径作圆。
l A B P l F F F PA F PB 12如图,在>的条件下,让两圆的交点的轨迹是什么形状?F F AB M从椭圆的情形一样,下面我们用坐标法来探讨尝试与发现中的问题,并求出双曲线的标准方程。
F(-c,0),F F(0,-c),F解:建立平面直角坐标系,使并且原点与线段的中点重合。
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双曲线及其标准方程学习目标:掌握双曲线的定义及标准方程,进一步理解坐标法的思想;学习重点:了解双曲线的定义;学习难点:双曲线标准方程的推导过程;学习过程:一、复习与问题:1、复习:椭圆的定义椭圆的标准方程:2、问题:平面内与两定点的距离的和等于常数(大于两定点之间的距离)的点的轨迹叫做椭圆,平面内与两定点的距离的差为非零常数的点的轨迹是怎样的曲线呢二、双曲线的定义:双曲线的定义:把平面内 的点的轨迹叫做双曲线。
这两个定点叫做双曲线的 ,两焦点间的距离叫做双曲线的合作探究:试说明在下列条件下动点M 的轨迹各是什么图形),,2,2,(212121都为正常数是两定点,c a c F F a MF MF F F ==-(1)当21MF MF -=2a 时,点M 的轨迹(2)当12MF MF -=2a 时,点M 的轨迹(3)当2a =2c 时,动点M 的轨迹(4)当2a >2c 时,动点M 的轨迹(5)当2a =0时,动点M 的是轨迹三、双曲线的标准方程:1、焦点在x 轴上的双曲线的标准方程建系:设点:若焦距为2c (c >0),则1F ,2F ,又设点M 与两焦点的距离差的绝对值等于常数2a ,由双曲线的定义得:(整理过程)由曲线与方程的关系知所求方程为双曲线的标准方程,双曲线的标准方程它所表示的双曲线的焦点在 ,焦点坐标为2、焦点在y 轴上的双曲线的标准方程焦点在y 轴上的双曲线的标准方程为 ,它所表示的双曲线的焦点在 ,焦点坐标为思考:如何根据双曲线的标准方程确定焦点的位置四、典例剖析例1、已知双曲线的焦点为F1(-5,0), F2(5,0),双曲线上一点到焦点的距离差的绝对值等于8,则求双曲线的标准方程.变式1、已知双曲线的焦点为F1(0,-5), F2(0,5),双曲线上一点P 到F1、F2的距离的差等于6,求双曲线的方程.例2、求适合下列条件的双曲线的标准方程1、焦点为(0,--6),(0,6),且经过点(2,5)2、焦点在x 轴上,3、经过两点例3、已知方程表11222=+-+m y m x 示双曲线,求m 的取值范围),(),,(372B 267A --),(经过点25A ,52-=a五、当堂检测:(见PPT)六、课堂小结:师:我们总结一下本节课我们学了什么生:1、双曲线的定义;2、双曲线标准方程推导过程;3、运用已有知识解决一些简单的问题。
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2.3.1 双曲线及其标准方程导学案 一.学习目标1.理解双曲线的定义。
了解并建立双曲线的标准方程,确定双曲线的标准方程。
2.重视基础知识的教学、基本技能的训练和能力的培养。
3.启发学生能够发现问题和提出问题,善于独立思考,学会分析问题和创造地解决问题;通过小组学习,激发学生学习数学的兴趣,培养学生勇于探索的精神。
二.教学重点、难点重点:双曲线的定义及其标准方程。
难点:双曲线标准方程的建立过程及推导。
【旧知复习】圆锥曲线中椭圆的定义及其标准方程。
椭圆标准方程的推导方法及过程。
【新知探究】探究一、平面内与两个定点1F 、2F 的距离的和等于非零常数(大于21F F )的点的轨 迹叫做椭圆。
思考平面内这平面内与两个定点1F 、2F 的距离的差等于非零常数的点的轨迹又是什么曲线?利用课件点M 到两定点F 1和F 2的距离之差为常数,记为2a ,21F F =2c|MF 1|-|MF 2|=—2a |MF 1|-|MF 2 类比椭圆的定义,写出双曲线的定义于非零常数(小于<|F 1F 2|距离叫做双曲线的焦距.数学简记:a MF MF 2||||||21=-(||22021F F c a =<<) 探究二、1、双曲线定义中的条件“非零常数2a (小于21F F )”去掉后,点的轨迹有是什么曲线呢?当 2a =0时,轨迹是线段21F F 的垂直平分线. 当2a ﹤2c 时,轨迹是双曲线当2a =2c 时,轨迹是以1F 、2F 为端点的反向的两条射线 当2a ﹥2c 时, 轨迹不存在2、双曲线定义中的关键词“绝对值”能否去掉,去掉后结果怎样? 定义中“差的绝对值”中“绝对值”去掉,点的轨迹为双曲线的一支.当12||||2MF MF a -=时,曲线仅表示与焦点2F 所对应的一支;12||||2MF MF a -=-时,曲线仅表示与焦点1F 所对应的一支.探究三、类比椭圆标准方程的建立及推导过程,试推导双曲线的标准方程?第一步:建立直角坐标系;以两定点1F 、2F 所在直线为x 轴,21F F 的中垂线为y 轴建立坐标系.第二步:设点:设动点(,)M x y 是双曲线上任意一点,设12||2F F c =,则1(,0)F c -,2(,0)F c ,又设M 与1F 、2F 的距离的差的绝对值等于2a .第三步:启发学生根据定义写出M 点的轨迹构成的点集: {}a MF MF M P 221±=-=;第四步:建立方程:a y c x y c x 2)()(2222±=+--++ 第五步:化简,a y c x y c x 2)()(2222±+-=++⇒22222224)(4)()(a y c x a y c x y c x ++-±+-=++⇒ 222)(y c x a a cx +-±=-⇒ ])[()(22222y c x a a cx +-=-⇒ )()(22222222a c a y a x a c -=--⇒,令222b ac =-(0>b ),得222222b a y a x b =-,即12222=-by a x得到)0,0(12222>>=-b a bya x我们得到了焦点在x 轴上,且焦点是)0,(1c F -和)0,(2c F 的双曲线标准方程为)0,0(12222>>=-b a b y a x ,这里222b ac +=以21F F 所在的直线为y 轴,21F F 的中垂线为x 轴建系,那么得到焦点在y 轴上即1(0,)F c -,2(0,)F c 为焦点的双曲线标准方程为22221y x a b-=(其中222c a b =+,0a >,0b >).四.例题讲解【例1】已知双曲线两个焦点的坐标为)0,5(1-F 、)0,5(2F ,双曲线上一点P 到1F 、2F 的距离的差的绝对值等于6,求双曲线的标准方程。
3.2.1 双曲线及其标准方程 导学案正文
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3.2 双曲线3.2.1 双曲线及其标准方程【学习目标】1.能直观认识双曲线的几何特征,会识别双曲线的定义和相关概念.2.能根据双曲线的几何特征选择适当的平面直角坐标系,根据双曲线定义的代数表达类比导出双曲线的标准方程.3.能识别焦点在不同坐标轴上的双曲线的标准方程,能说出标准方程中特征量的关系,能初步应用双曲线的定义和标准方程解决一些相关问题.◆ 知识点一 双曲线的定义1.双曲线的定义:平面内与两个定点F 1,F 2的距离的 等于非零常数( )的点的轨迹叫作双曲线.这两个定点叫作双曲线的焦点,两焦点间的距离叫作双曲线的 .2.双曲线上动点M 的集合表示:P= ,焦距常用 表示. 【诊断分析】 判断正误.(请在括号中打“√”或“×”)(1)已知两定点F 1(-3,0),F 2(3,0),满足条件|PF 1|-|PF 2|=5的动点P 的轨迹是双曲线. ( ) (2)已知两定点F 1(-3,0),F 2(3,0),满足条件||PF 1|-|PF 2||=6的动点P 的轨迹是双曲线. ( ) (3)已知两定点F 1(-3,0),F 2(3,0),满足条件||PF 1|-|PF 2||=7的动点P 的轨迹是双曲线.( )◆ 知识点二 双曲线的标准方程 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【诊断分析】 判断正误.(请在括号中打“√”或“×”)(1)已知方程x 23-m -y 2m -5=1表示焦点在y 轴上的双曲线,则m 的取值范围是3<m<5. ( )(2)在双曲线的标准方程中,a ,b ,c 的关系是a 2=b 2+c 2. ( ) (3)双曲线x 2-y23=1的焦点在y 轴上. ( )◆探究点一与双曲线有关的轨迹方程例1 (1)(多选题)[2024·武汉外国语学校高二月考] 已知F1(-4,0),F2(4,0),下列说法中错误的是( )A.平面内到F1,F2两点的距离相等的点的轨迹是直线B.平面内到F1,F2两点的距离之和等于8的点的轨迹是椭圆C.平面内到F1,F2两点的距离之差等于6的点的轨迹是双曲线的一支D.平面内到F1,F2两点的距离的平方之和为12的点的轨迹是圆(2)若动圆与圆C1:x2+(y-2)2=1和圆C2:x2+(y+2)2=4都内切,则动圆的圆心P的轨迹方程为.变式已知在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若B(-1,0),C(1,0),且sin C-sin B=12sin A,求顶点A 的轨迹方程.[素养小结]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,结合双曲线的定义,得出对应的方程.2.求解与双曲线有关的点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)检验所求的轨迹是双曲线的一支还是两支.◆探究点二双曲线的标准方程例2求满足下列条件的双曲线的标准方程.(1)a=4,经过点A(1,-4√103);(2)经过点(3,0),(-6,-3).(3)与双曲线x 24-y22=1有相同的焦点且过点P(2,1).变式 根据下列条件,求双曲线的标准方程.(1)a=4,c=6,且焦点在x 轴上; (2)与椭圆C :x 215+y 26=1共焦点且过点P (2,√2).(3)经过点P (-3,2√7),Q (-6√2,-7).[素养小结]双曲线标准方程的两种求法:(1)定义法:根据双曲线的定义得到相应的a ,b ,c ,再写出双曲线的标准方程.(2)待定系数法:首先设出双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1或y 2a 2-x 2b2=1(a>0,b>0),然后根据条件求出待定的系数,代入方程即可.特别地,若双曲线的焦点的位置不明确,则应注意分类讨论,也可以设双曲线方程为mx 2+ny 2=1,注意标明条件mn<0.◆ 探究点三 双曲线定义的应用例3 (1)设F 1,F 2分别是双曲线C :x 24-y 23=1的左、右焦点,过F 2的直线与C 的右支交于P ,Q 两点,则|F 1P|+|F 1Q|-|PQ|= ( ) A .5B .6C .8D .12(2)已知双曲线x 24-y 29=1,F 1,F 2分别是双曲线的左、右焦点,点M 在双曲线上且∠F 1MF 2=120°,则△F 1MF 2的面积是 .变式 (1)已知双曲线x 24-y 29=1上一点M 到左焦点F 1的距离为10,则MF 1的中点N 到坐标原点O 的距离为 ( )A .3或7B .6或14C .3D .7(2)设F 1,F 2分别是双曲线C :x 2-y 2b2=1(b>0)的左、右焦点,过F 2作x 轴的垂线与C 交于A ,B 两点,若△ABF 1为正三角形,则△ABF 1的面积为( ) A .4√3B .4C .3√3D .3(3)[2024·湖北荆荆襄宜七校联盟高二期中] 已知双曲线的方程为x 29-y 216=1,点F 1,F 2分别是其左、右焦点,A是圆x 2+(y-5)2=4上的一点,点M 在双曲线的右支上,则|MF 1|+|MA|的最小值是 .[素养小结]双曲线定义的两种应用(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,则根据两点间的距离公式可求结果;若已知该点到另一焦点的距离,则根据||PF1|-|PF2||=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)双曲线中的焦点三角形问题在双曲线上的点P与其两个焦点F1,F2连接而成的焦点三角形PF1F2中,令|PF1|=r1,|PF2|=r2,∠F1PF2=θ,因为|F1F2|=2c,所以有①定义:|r1-r2|=2a;②余弦公式:4c2=r12+r22-2r1r2cos θ;③面积公式:S△PF1F2=12r1r2sin θ.一般地,在△PF1F2中,通过以上三个等式,所求问题就会顺利解决.◆探究点四双曲线的实际应用例4如图所示,B地在A地的正东方向4千米处,C地在B地的北偏东30°方向2千米处,河流的沿岸PQ(曲线)上任意一点到A的距离比到B的距离远2千米.现要在曲线PQ上选一处M建一座码头,向B,C两地转运货物.经测算,从M到B,C两地修建公路的费用都是a万元/千米,求修建这两条公路的最低总费用.变式 如图所示,某拱桥的截面图可以看作双曲线y 216-x 2m =1(m>0)的一部分,当拱顶M 到水面的距离为4米时,水面宽AB 为4√3米,则当水面宽度为4√6米时,拱顶M 到水面的距离为( )A .4米B .(8√2-4)米C .(2√6-4)米D .(4√7-4)米[素养小结]利用双曲线的定义与标准方程解决双曲线的实际应用问题的一般方法:在实际问题中寻找几何量之间的关系,得到几何关系式,验证满足双曲线的定义.检验所求的轨迹是双曲线、线段还是不存在,判断是双曲线的一支还是两支.。
人教版高二数学选修 2.3.1双曲线及其标准方程导学案
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高二数学 导学案(预习、讨论、作业) 班级________ 姓名______________(选修1-1, 2-1)2.3.1双曲线及其标准方程导学案[学习目标]1.从具体情境中抽象出双曲线的模型;2.理解双曲线的概念,掌握双曲线的定义、会用双曲线的定义解决实际问题;3.理解双曲线标准方程的推导过程及化简无理方程的常用的方法;4.通过双曲线标准方程的推导过程掌握双曲线的标准方程的两种形式. [重点难点]重点:双曲线的定义。
难点:双曲线标准方程的推导过程。
[导学流程] 一. (知识链接)回顾上节课有关椭圆定义和标准方程的内容,思考回答以下问题1.椭圆的定义是什么?椭圆的标准方程是什么?2.在椭圆的标准方程22221x y a b+=中,,,a b c 有何关系?若5,3a b ==,则?c =写出符合条件的椭圆方程.3.如图2-23,把椭圆定义中的“距离的和”改为“距离的差”,点的轨迹会变化吗?已知定点12,F F 是两个按钉,MN 是一个细套管,两条细绳分别拴在按钉上且穿过套管,点M 移动时,12MF MF -是常数,这样就画出一条曲线;由21MF MF -是同一常数,可以画出另一支.二.(基础感知)(一)1. 阅读P52—P53有关双曲线的定义及标准方程内容,回答以下问题:.将椭圆定义中的“和”为定值改为“差”是定值,轨迹还是椭圆吗?2. 小组思考交流双曲线生成过程实验 (P52) ,归纳总结重要步骤和步骤中易忽视细节;3 小组合作,类比椭圆的定义归纳双曲线定义:平面内与两定点12,F F 的距离的差的 等于常数(小于12F F )的点的轨迹叫做双曲线。
两定点12,F F 叫做双曲线的 ,两焦点间的距离12F F 叫做双曲线的 .【反思】设常数为2a ,为什么2a <12F F ?2a =12F F 时,轨迹是 ; 2a >12F F 时,轨迹 .试试:点(1,0)A ,(1,0)B -,若1AC BC -=,则点C 的轨迹是 . 【思考】:类比椭圆标准方程的建立过程,应该怎样选择坐标系来建立双曲线的标准方程? (二)阅读P53有关双曲线方程推导过程的内容,回答以下问题1. 双曲线的标准方程:22222221,(0,0,)x y a b c a b a b -=>>=+(焦点在x 轴),其焦点坐标为1(,0)F c -,2(,0)F c .思考:若焦点在y 轴,标准方程又如何?2. 利用待定系数法求双曲线标准方程的基本步骤(重要考点):(1)定位置:根据条件判定双曲线的焦点在x 轴上还是在y 轴上。
§2.2.1《双曲线及其标准方程》导学案
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高二数学选修 2-1 §一、学习任务:1.理解双曲线的定义,掌握求双曲线的方程,和一些几何性质。
培养解析法的思想。
2.双曲线的定义和标准方程。
二、探究新知:(学习情景,自主学习,合作探究,(问题1,2,3)当堂检查,巩固训练,拓展延伸,对点训练,感受高考等) 自主学习:(一)、学习情景: 已知两定点F 1F 2距离为10,求动点M 到两定点距离的差为6的轨迹方程. (二)、探究点一、——双曲线的定义问题1:根据课本上双曲线的定义,制作教具,画双曲线?问题2:写出双曲线上的点满足的关系式________________________________________ 问题3:这两个定点叫做双曲线的_______。
两个定点的距离用______表示。
常数用______表示问题4:双曲线的定义中强调平面内动点到两定点的距离差的绝对值为常数,若没有绝对值,则动点的轨迹是什么? 双曲线的定义为什么要满足2a <2c 呢?(1)当2a <∣F 1F 2∣时,轨迹是_____ (2)当2a =∣F 1F 2∣时,轨迹是_____ (3)当2a >∣F 1F 2∣时轨迹是. _____对点训练: 动点P 到两定点F1(-4,0),F2(4,0)的距离差是8,则动点P 的轨迹为( ) (A )双曲线 (B )双曲线的一支(C )以F 1,F 2 为端点的两条射线(D )不能确定。
问题5:建立坐标系后,利用问题2的关系式,写出推导双曲线方程的过程 问题6:双曲线的标准方程是:___________________________ 问题7:上面的a,b,c 三个量满足的关系式为:___________ 问题8:如何判断焦点在何轴? (三)、合作、探究、展示:探究点二、——双曲线的标准方程根据下列方程,分别求出a 、b 、c 并且判断焦点在何轴?(1)双曲线标准方程为161022=-y x ,则a = ,b = , =c ;(2)双曲线标准方程为1522=-y x ,则a = ,b = , =c ; (3)双曲线标准方程为8222=-y x ,则a = ,b = , =c . 书本课后练习练 1:求适合下列条件的双曲线的标准方程式:(1)焦点在x 轴上, a = 4 , b = 3 ;(2) 已知双曲线两个焦点为(0,-6 ),(0,6) ,且经过点(2,-5 ) .变式:(1)已知双曲线的焦点在y 轴上,并且双曲线过点(3,-42)和⎝⎛⎭⎫94,5,求双曲线的标准方程;(2)求与双曲线x 216-y 24=1有公共焦点,且过点(32,2)的双曲线方程.探究点三、——与双曲线定义有关的应用问题1、已知双曲线221169x y-=的左支上一点P 到左焦点的距离为 10,则 点 P 到右焦点的距离为_______ . 2.===-212221121625,PF PF y x F F P ,则上一点,且为焦点的双曲线是以点( ) A .2 B .22 C .4或22 D .2或223.已知双曲线14922=-y x ,B A 、为过左焦点1F 的直线与双曲线左支的两个交点,2,9F AB =为右焦点,则△B AF 2的周长为4、 已知点P (x ,y )的坐标满足下列条件,试判断下列各条件下点P 的轨迹是什么图形?(1)6)5()5(2222=+--++y x y x ; (2)6)4()4(2222=+--++y x y x探究点四、——轨迹问题例3、点 A , B 的坐标分别是(-5 ,0) ,(5,0),直线AM , BM 相交于点M ,且它们斜率之积是94,试求点M 的轨迹方程式,并由点M 的轨迹方程判断轨迹的形状.思考:1.双曲线 52x + k 2y = 5 的一个焦点是(6,0),那么实数k 的值为( ). A . -2 5 B .25 C . -1 D .12.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.已知方程11222=+-+m y m x 表示双曲线,则m 的取值范围_____________ . 3.求与椭圆2214924x y +=有公共焦点,且离心率54e =的双曲线的方程.三、 本节小结和感悟F 2F 1。
双曲线及其标准方程学案
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课题:双曲线及其标准方程导学案学习目标:1.掌握双曲线的定义;2.掌握双曲线的标准方程.新课导学:问题1:把椭圆定义中的“距离的和”改为“距离的差”,那么点的轨迹会怎样?如图2-23,定点12,F F 是两个按钉,MN 是一个细套管,两条细绳分别拴在按钉上且穿过套管,点M 移动时,12MF MF -是常数,这样就画出一条曲线;由21MF MF -是同一常数,可以画出另一支.新知1:双曲线的定义: 平面内与两定点12,F F 的距离的差的 等于常数(小于12F F )的点的轨迹叫做双曲线。
两定点12,F F 叫做双曲线的 ,两焦点间的距离12F F 叫做双曲线的 . 反思:设常数为2a ,为什么2a <12F F ?2a =12F F 时,轨迹是 ; 2a >12F F 时,轨迹 .试试:点(1,0)A ,(1,0)B -,若1AC BC -=,则点C 的轨迹是 .新知2:双曲线的标准方程:22222221,(0,0,)x y a b c a b a b -=>>=+(焦点在x 轴)其焦点坐标为1(,0)F c -,2(,0)F c . 思考:若焦点在y 轴,标准方程又如何?合作探究:例1已知双曲线的两焦点为1(5,0)F -,2(5,0)F ,双曲线上任意点到12,F F 的距离的差的绝对值等于6,求双曲线的标准方程.变式:已知双曲线221169x y -=的左支上一点P 到左焦点的距离为10,则点P 到右焦点的距离为 .例2 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340/m s ,求炮弹爆炸点的轨迹方程.变式:如果,A B 两处同时听到爆炸声,那么爆炸点在什么曲线上?为什么?随堂练习:1.动点P 到点(1,0)M 及点(3,0)N 的距离之差为2,则点P 的轨迹是( ).A. 双曲线B. 双曲线的一支C. 两条射线D. 一条射线2.双曲线2255x ky +=的一个焦点是,那么实数k 的值为( ).A .25-B .25C .1-D .13.双曲线的两焦点分别为12(3,0),(3,0)F F -,若2a =,则b =( ).A. 5B. 13C.D.4.已知点(2,0),(2,0)M N -,动点P 满足条件||||PM PN -=则动点P 的轨迹方程为 .5.已知方程22121x y m m -=++表示双曲线,则m 的取值范围 .6:求适合下列条件的双曲线的标准方程式:(1)焦点在x 轴上,4a =,3b =;(2)焦点为(0,6),(0,6)-,且经过点(2,5)-.7.点,A B 的坐标分别是(5,0)-,(5,0),直线AM ,BM 相交于点M ,且它们斜率之积是49,试求点M 的轨迹方程式,并由点M 的轨迹方程判断轨迹的形状.小结:反思:。
精品导学案:双曲线及其标准方程
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精品导学案:1. 1.3双曲线及其标准方程课前预习学案一、预习目标①双曲线及其焦点,焦距的定义。
②双曲线的标准方程及其求法。
③双曲线中a,b,c的关系。
④双曲线与椭圆定义及标准方程的异同。
二、预习内容①双曲线的定义。
②利用定义推导双曲线的标准方程并与椭圆的定义、标准方程和推导过程进行李类比。
③掌握a,b,c之间的关系。
三、提出疑惑同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、教学过程前面我们学习过椭圆,知道“平面内与两定点F1,F2的距离的和等于常数(大于F1F2)的点的轨迹叫做椭圆”。
下面我们来考虑这样一个问题?平面内与两定点F1,F2的距离差为常数的点的轨迹是什么?我们在平面上固定两个点F1,F2,平面上任意一点为M,假设|F1F2|=100,|MF1|>|MF2|且|MF1|-|MF2|=50不断变化|MF1|和|MF2|的长度,我们可以得出它的轨迹为一条曲线。
若我们交换一下长度,|MF1|<|MF2|且|MF1|-|MF2|=-50时,可知它的轨迹也是一条曲线那么由这个实验我们得出一个结论:“平面内两个定点F1,F2的距离的差的绝对值为常数的点的轨迹是双曲线。
”但大家思考一下这个结论对不对呢?我们知道在椭圆定义里,到两定点的距离和为一个常数,这个常数(必须大于|F1F2|)那么这里差的绝对值为一个常数,这个常数和|F1F2|有什么关系呢?下面我们来看一个试验,当|MF1|-|MF2|=0时,M点的轨迹为F1,F2的中垂线;随着|MF1|-|MF2|的不断变化,呈现出一系列不同形状的双曲线;当|F1F2|即和|F1F2|长度相等时,点的轨迹为以F1,F2为端点的两条射线;若|MF1|-|MF2|>100 时,就不存在点M。
那么由以上的一些试验我们可以得出双曲线的准确定义:定义:平面内与两定点F1,F2的距离差的绝对值为非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹是双曲线。
高中数学《双曲线及其标准方程》(导学案)
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第二章 圆锥曲线与方程2.2.1 双曲线及其标准方程一、学习目标1.掌握双曲线的定义;2.掌握双曲线的标准方程.【重点、难点】1.双曲线的定义及标准方程2.双曲线的标准方程的推导及简单应用二、学习过程【复习引入】复习1:椭圆的定义是什么?椭圆的标准方程是什么?复习2:在椭圆的标准方程22221x y a b+=中,,,a b c 有何关系?若5,3a b ==,则?c =写出符合条件的椭圆方程.【导入新课】问题1:把椭圆定义中的“距离的和”改为“距离的差”,那么点的轨迹会怎样?如图2-23,定点12,F F 是两个按钉,MN 是一个细套管,两条细绳分别拴在按钉上且穿过套管,点M 移动时,12MF MF -是常数,这样就画出一条曲线;由21MF MF -是同一常数,可以画出另一支.新知1:双曲线的定义:平面内与两定点12,F F 的距离的差的 等于常数(小于12F F )的点的轨迹叫做双曲线。
两定点12,F F 叫做双曲线的 ,两焦点间的距离12F F 叫做双曲线的 .反思:设常数为2a ,为什么2a <12F F ?2a =12F F 时,轨迹是 ;2a >12F F 时,轨迹 .试试:点(1,0)A ,(1,0)B -,若1AC BC -=,则点C 的轨迹是 .新知2:双曲线的标准方程:22222221,(0,0,)x y a b c a b a b-=>>=+(焦点在x 轴) 其焦点坐标为1(,0)F c -,2(,0)F c .思考:若焦点在y 轴,标准方程又如何?【典型例题】【例1】 根据下列条件,求双曲线的标准方程.(1)经过点P (3,154),Q (-163,5); (2)c =6,经过点(-5,2),焦点在x 轴上.【例2】 如图,若F 1,F 2是双曲线x 29-y 216=1的两个焦点. (1)若双曲线上一点M 到它的一个焦点的距离等于16,求点M 到另一个焦点的距离;(2)若P 是双曲线左支上的点,且|PF 1|·|PF 2|=32,试求△F 1PF 2【变式拓展】1. 求适合下列条件的双曲线的标准方程:(1)a =3,c =4,焦点在x 轴上;(2)焦点为(0,-6),(0,6),经过点A (-5,6).2.已知双曲线x 29-y 216=1的左、右焦点分别是F 1、F 2,若双曲线上一点P 使得∠F 1PF 2=60°,求△F 1PF 2的面积.三、总结反思1.对双曲线定义的理解(1)把定常数记为2a ,当2a <|F 1F 2|时,其轨迹是双曲线;当2a =|F 1F 2|时,其轨迹是以F 1、F 2为端点的两条射线(包括端点);当2a >|F 1F 2|时,其轨迹不存在.(2)距离的差要加绝对值,否则只为双曲线的一支.若F 1、F 2表示双曲线的左、右焦点,且点P 满足|PF 1|-|PF 2|=2a ,则点P 在右支上;若点P 满足|PF 2|-|PF 1|=2a ,则点P 在左支上.(3)双曲线定义的表达式是|||PF 1|-|PF 2|=2a (0<2a <|F 1F 2|).(4)理解双曲线的定义要紧扣“到两定点距离之差的绝对值为定值且小于两定点的距离.”2.双曲线的标准方程(1)只有当双曲线的两焦点F 1、F 2在坐标轴上,并且线段F 1F 2的垂直平分线也是坐标轴时得到的方程才是双曲线的标准方程.(2)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b 2=c 2-a 2,与椭圆中b 2=a 2-c 2相区别,且椭圆中a >b >0,而双曲线中a 、b 大小则不确定.(3)焦点F 1、F 2的位置,是双曲线定位的条件,它决定了双曲线标准方程的类型.“焦点跟着正项走”,若x2项的系数为正,则焦点在x 轴上;若y 2项的系数为正,那么焦点在y 轴上.(4)用待定系数法求双曲线的标准方程时,如不能确定焦点的位置,可设双曲线的标准方程为Ax 2+By 2=1(AB <0)或进行分类讨论.四、随堂检测1.动点P 到点M (1,0),N (-1,0)的距离之差的绝对值为2,则点P 的轨迹是( )A .双曲线B .双曲线的一支C .两条射线D .一条射线2.双曲线方程为x 2-2y 2=1,则它的右焦点坐标为( )A .(22,0) B .(52,0)C .(62,0) D .(3,0)3.满足条件a =2,一个焦点为(4,0)的双曲线的标准方程为( )A.x 24-y 212=1B.x 212-y 24=1C.x 24-y 216=1 D.x 216-y 24=14.已知双曲线x 216-y 29=1的左支上一点M 到其左焦点F 1的距离为10,求点M 到该曲线左焦点F 2的距离.。
2.3双曲线及其标准方程(1课时)导学案
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会宁中学高二年级数学学科导学案(文理通用)课题: 双曲线及其标准方程(1)编号 1-1 2.3.1 主备人 审核人 使用人【学习目标】掌握双曲线的定义,标准方程,并会根据已知条件求双曲线的标准方程【自主学习】复习 1:椭圆的定义是什么?椭圆的标准方程是什么?复习 2:在椭圆的标准方程12222=+by a x , a,b,c 有何关系?学习探究问题 1:把椭圆定义中的“距离的和”改为“距离的差”,那么点的轨迹会怎样?新知1:双曲线的定义:平面内与两定点1F 、2F 的距离的 的绝对值等于小于21F F )的点的轨迹叫做双曲线。
两定点1F 、2F 叫做双曲线的_________ ,两焦点间的距离|21F F |叫做双曲线________反思:设常数为2a ,为什么2a< 21F F ?当2a=21F F 时,轨迹是__________ ; 当2a>21F F 时,轨迹____________ . 试一试:点 A( 1,0) , B (-1 ,0) ,若 |AC| - |BC| = 1 ,则点C 的轨迹是__________新知 2:双曲线标准方程的推导: (1)建系 (2 ) 设点 (3)列式 (4)化简方程问题 2:若焦点在 y 轴,双曲线的标准方程又如何呢?[预习自测] 1\双曲线12322=-y x 的焦点坐标是( ) A 、)0,5(± B 、)5,0(± C 、)0,1(± D 、)1,0(±2、求适合下列条件的双曲线的标准方程(1)a=4,b=3,焦点在x 轴;焦点在y 轴; (2)焦点为(0,-6),(0,6),且经过点(2,-5)。
(3)焦点在x 轴上,经过点)3,2(--)2,315(【合作探究】探究一:双曲线标准方程例1已知双曲线两个焦点的坐标为)0,5(1-F ,)0,5(2F ,双曲线上一点P 到1F 、2F 的距离之差的绝对值等于8,求双曲线标准方程。
高中数学《双曲线及其标准方程》导学案
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2.3.1双曲线及其标准方程1.双曲线(1)定义□01平面内与两个定点F,F2的距离的差的绝对值等于常数(小于|F1F2|且大于1零)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□02P={M|||MF1|-|MF2||=2a,0<2a<|F1F2|}.2.双曲线的标准方程1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)平面内到两定点的距离的差等于非零常数(小于两定点间距离)的点的轨迹是双曲线.()(2)在双曲线标准方程x2a2-y2b2=1中,a>0,b>0且a≠b.()(3)双曲线的标准方程可以统一为Ax2+By2=1(其中AB<0).()答案(1)×(2)×(3)√2.做一做(请把正确的答案写在横线上)(1)若双曲线x24-y216=1上一点M到左焦点的距离为8,则点M到右焦点的距离为________.(2)双曲线x2-4y2=1的焦距为________.(3)(教材改编P55T1)已知双曲线a=5,c=7,则该双曲线的标准方程为________.(4)下列方程表示焦点在y轴上的双曲线的有________(把序号填在横线上).①x2-y22=1;②x2a+y22=1(a<0);③y2-3x2=1;④x2cosα+y2sinα=1⎝⎛⎭⎪⎫π2<α<π.答案(1)4或12(2)5(3)x225-y224=1或y225-x224=1(4)②③④解析(3)∵a=5,c=7,∴b=c2-a2=24=2 6.当焦点在x轴上时,双曲线方程为x225-y224=1;当焦点在y轴上时,双曲线方程为y225-x224=1.探究1双曲线标准方程的认识例1若θ是第三象限角,则方程x2+y2sinθ=cosθ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[解析] 曲线方程可化为x2cosθ+y2cosθsinθ=1,θ是第三象限角,则cosθ<0,cosθsinθ>0,所以该曲线是焦点在y轴上的双曲线.故选A.[答案] A拓展提升双曲线方程的认识方法将双曲线的方程化为标准方程的形式,假如双曲线的方程为x2m+y2n=1,则当mn<0时,方程表示双曲线.若⎩⎪⎨⎪⎧m>0,n<0,则方程表示焦点在x轴上的双曲线;若⎩⎪⎨⎪⎧m<0,n>0,则方程表示焦点在y轴上的双曲线.【跟踪训练1】 若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 轴上的椭圆C .焦点在y 轴上的双曲线D .焦点在x 轴上的双曲线 答案 C 解析 原方程化为y 2k 2-1-x 2k +1=1, ∵k >1,∴k 2-1>0,k +1>0.∴方程所表示的曲线为焦点在y 轴上的双曲线.探究2 双曲线的标准方程例2 求满足下列条件的双曲线的标准方程.(1)焦点在坐标轴上,且过M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,352,N ⎝ ⎛⎭⎪⎫473,4两点; (2)两焦点F 1(-5,0),F 2(5,0),且过P ⎝ ⎛⎭⎪⎫352,2.[解] (1)当双曲线的焦点在x 轴上时,设双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0).∵M ,N 在双曲线上,∴⎩⎪⎨⎪⎧(-2)2a 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫3522b 2=1,⎝ ⎛⎭⎪⎫4732a 2-42b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧1a 2=-116,1b 2=-19(不符合题意,舍去).当双曲线的焦点在y 轴上时,设双曲线的方程为 y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0).∵M ,N 在双曲线上,∴⎩⎪⎨⎪⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫3522a 2-4b 2=1,42a 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫4732b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧1a 2=19,1b 2=116,即a 2=9,b 2=16.∴所求双曲线方程为y 29-x 216=1.(2)由已知可设双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0), 代入点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫352,2可得454a 2-4b 2=1,① 又a 2+b 2=25,②由①②联立可得a 2=9,b 2=16, ∴双曲线方程为x 29-y 216=1.[解法探究] 例2(1)有没有其他解法呢? 解 ∵双曲线的焦点位置不确定, ∴设双曲线方程为mx 2+ny 2=1(mn <0). ∵M ,N 在双曲线上,则有 ⎩⎪⎨⎪⎧4m +454n =1,169×7m +16n =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-116,n =19,∴所求双曲线方程为-x 216+y 29=1,即y 29-x 216=1.拓展提升利用待定系数法求双曲线标准方程的步骤(1)定位置:根据条件确定双曲线的焦点在哪条坐标轴上,还是两种都有可能.(2)设方程:根据焦点位置,设方程为x 2a 2-y 2b 2=1或y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0),焦点不定时,亦可设为mx 2+ny 2=1(m ·n <0).(3)寻关系:根据已知条件列出关于a ,b ,c (m ,n )的方程组. (4)得方程:解方程组,将a ,b ,c (m ,n )代入所设方程即为所求.【跟踪训练2】 根据下列条件,求双曲线的标准方程. (1)与椭圆x 227+y 236=1有共同的焦点,且过点(15,4); (2)c =6,经过点(-5,2),焦点在x 轴上. 解 (1)椭圆x 227+y 236=1的焦点坐标为F 1(0,-3), F 2(0,3),故可设双曲线的方程为y 2a 2-x 2b 2=1. 由题意,知⎩⎨⎧a 2+b 2=9,42a 2-(15)2b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=5.故双曲线的方程为y 24-x 25=1. (2)∵焦点在x 轴上,c =6,∴设所求双曲线方程为x 2λ-y 26-λ=1(其中0<λ<6).∵双曲线经过点(-5,2),∴25λ-46-λ=1,∴λ=5或λ=30(舍去).∴所求双曲线方程是x 25-y 2=1. 探究3 双曲线定义的应用例3 如图,若F 1,F 2是双曲线x 29-y 216=1的两个焦点.(1)若双曲线上一点M 到它的一个焦点的距离等于16,求点M 到另一个焦点的距离;(2)若P 是双曲线左支上的点,且|PF 1|·|PF 2|=32,试求△F 1PF 2的面积. [解] 双曲线的标准方程为x 29-y 216=1,故a =3,b =4,c =a 2+b 2=5.(1)由双曲线的定义得||MF 1|-|MF 2||=2a =6,又双曲线上一点M 到它的一个焦点的距离等于16,假设点M 到另一个焦点的距离等于x ,则|16-x |=6,解得x =10或x =22.由于c -a =5-3=2,10>2,22>2,故点M 到另一个焦点的距离为10或22. (2)将|PF 2|-|PF 1|=2a =6,两边平方得 |PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|=36,∴|PF 1|2+|PF 2|2=36+2|PF 1|·|PF 2|=36+2×32=100. 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|=100-1002|PF 1|·|PF 2|=0,∴∠F 1PF 2=90°,∴S △F 1PF 2=12|PF 1|·|PF 2|=12×32=16. 拓展提升双曲线定义的两种应用(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)双曲线中的焦点三角形双曲线上的点P与其两个焦点F1,F2连接而成的三角形PF1F2称为焦点三角形.令|PF1|=r1,|PF2|=r2,∠F1PF2=θ,因|F1F2|=2c,所以有①定义:|r1-r2|=2a.②余弦公式:4c2=r21+r22-2r1r2cosθ.③面积公式:S△PF1F2=12r1r2sinθ.一般地,在△PF1F2中,通过以上三个等式,所求问题就会顺利解决.【跟踪训练3】(1)已知P是双曲线x264-y236=1上一点,F1,F2是双曲线的左、右焦点,且|PF1|=17,求|PF2|的值.解由双曲线方程x264-y236=1可得a=8,b=6,c=10,由双曲线的图象可得点P到右焦点F2的距离d≥c-a=2,因为||PF1|-|PF2||=16,|PF1|=17,所以|PF2|=1(舍去)或|PF2|=33.(2)已知双曲线x29-y216=1的左、右焦点分别是F1,F2,若双曲线上一点P使得∠F1PF2=60°,求△F1PF2的面积.解由x29-y216=1,得a=3,b=4,c=5.由定义和余弦定理得|PF1|-|PF2|=±6,|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|·cos60°,所以102=(|PF1|-|PF2|)2+|PF1|·|PF2|,所以|PF1|·|PF2|=64,则S△F1PF2=12|PF1|·|PF2|sin∠F1PF2=12×64×32=16 3.探究4与双曲线有关的轨迹问题例4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.并指出表示什么曲线.[解] 如图,以AB边所在的直线为x轴,AB的垂直平分线为y轴,建立如图所示的平面直角坐标系,则A(-22,0),B(22,0).由正弦定理得sin A=a2R,sin B=b2R,sin C=c2R.∵2sin A+sin C=2sin B,∴2a+c=2b,即b-a=c2.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且不包括顶点.∵a=2,c=22,∴b2=c2-a2=6.∴顶点C的轨迹方程为x22-y26=1(x>2).故C点的轨迹为双曲线右支且除去点(2,0).拓展提升用定义法求轨迹方程的一般步骤(1)根据已知条件及曲线定义确定曲线的位置及形状(定形,定位).(2)根据已知条件确定参数a,b的值(定参).(3)写出标准方程并下结论(定论).【跟踪训练4】如图所示,已知定圆F1:x2+y2+10x+24=0,定圆F2:(x -5)2+y2=42,动圆M与定圆F1,F2都外切,求动圆圆心M的轨迹方程.解 圆F 1:(x +5)2+y 2=1, ∴圆心为F 1(-5,0),半径r 1=1. 圆F 2:(x -5)2+y 2=42, ∴圆心为F 2(5,0),半径r 2=4.设动圆M 的半径为R ,则有|MF 1|=R +1, |MF 2|=R +4,∴|MF 2|-|MF 1|=3<|F 1F 2|=10, ∴点M 的轨迹是以F 1,F 2为焦点的双曲线的左支, 且a =32 ,c =5,∴b =912,∴点M 的轨迹方程为49x 2-491y 2=1⎝ ⎛⎭⎪⎫x ≤-32.1.双曲线的定义中,一定要注意的几点(1)前提条件“平面内”不能丢掉,否则就成了空间曲面,不是平面曲线了; (2)不可漏掉定义中的常数小于|F 1F 2|,否则,当2a =|F 1F 2|时,||PF 1|-|PF 2||=2a 表示两条射线;当||PF 1|-|PF 2||>2a 时,不表示任何图形;(3)不能丢掉绝对值符号,若丢掉绝对值符号,其余条件不变,则点的轨迹为双曲线的一支.2.求双曲线的标准方程时,应注意的两个问题 (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.1.若方程y24-x2m+1=1表示双曲线,则实数m的取值范围是()A.(-1,3) B.(-1,+∞) C.(3,+∞) D.(-∞,-1)答案B解析依题意,应有m+1>0,即m>-1.2.已知双曲线x216-y29=1,则双曲线的焦点坐标为()A.(-7,0),(7,0) B.(-5,0),(5,0)C.(0,-5),(0,5) D.(0,-7),(0,7)答案B解析由双曲线的标准方程可知a2=16,b2=9,则c2=a2+b2=16+9=25,故c=5.又焦点在x轴上,所以焦点坐标为(-5,0),(5,0).3.已知双曲线的方程为x2a2-y2b2=1,点A,B在双曲线的右支上,线段AB经过双曲线的右焦点F2,|AB|=m,F1为另一焦点,则△ABF1的周长为() A.2a+2m B.4a+2m C.a+m D.2a+4m答案B解析∵A,B在双曲线的右支上,∴|BF1|-|BF2|=2a,|AF1|-|AF2|=2a,∴|BF1|+|AF1|-(|BF2|+|AF2|)=4a.∴|BF1|+|AF1|=4a+m.∴△ABF1的周长为4a+m+m=4a+2m.4.焦点在y轴上,a=3,c=5的双曲线方程为________.答案y29-x216=1解析∵b2=c2-a2=52-32=16,又焦点在y轴上,∴双曲线方程为y29-x216=1.5.已知双曲线的两个焦点F1,F2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,求双曲线的方程.解 若以线段F 1F 2所在的直线为x 轴,线段F 1F 2的垂直平分线为y 轴建立直角坐标系,则双曲线的方程为标准形式x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0).由题意得2a =24,2c =26.∴a =12,c =13,b 2=132-122=25. 双曲线的方程为x 2144-y 225=1;若以线段F 1F 2所在直线为y 轴,线段F 1F 2的垂直平分线为x 轴,建立直角坐标系.则双曲线的方程为y 2144-x 225=1.A 级:基础巩固练一、选择题1.已知F 1(-5,0),F 2 (5,0),动点P 满足|PF 1|-|PF 2|=2a ,当a 为3和5时,P 点的轨迹分别是( )A .双曲线和一条直线B .双曲线和一条射线C .双曲线的一支和一条直线D .双曲线的一支和一条射线 答案 D解析 依题意得|F 1F 2|=10,当a =3时,2a =6<|F 1F 2|,故P 点的轨迹为双曲线的右支;当a =5时,2a =10=|F 1F 2|,故P 点的轨迹为一条射线.选D.2.已知椭圆x 2a 2+y 29=1(a >0)与双曲线x 24-y 23=1有相同的焦点,则a 的值为( )A. 2B.10 C .4 D.34 答案 C解析 因为椭圆x 2a 2+y 29=1(a >0)与双曲线x 24-y 23=1有相同的焦点(±7,0),则有a 2-9=7,∴a =4.选C.3.若ab ≠0,则ax -y +b =0和bx 2+ay 2=ab 所表示的曲线只可能是下图中的( )答案 C解析 方程可化为y =ax +b 和x 2a +y 2b =1.从B ,D 中的两个椭圆看,a ,b ∈(0,+∞),但由B 中直线可知a <0,b <0,矛盾,应排除B ;由D 中直线可知a <0,b >0,矛盾,应排除D ;再由A 中双曲线可知a <0,b >0,与直线中a >0,b >0矛盾,应排除A ;由C 中的双曲线可知a >0,b <0,和直线中a >0,b <0一致,应选C.4.设F 1,F 2分别是双曲线C :x 24-y 25=1的左、右焦点,点P 在双曲线C 的右支上,且PF 1→·PF 2→=0,则|PF 1→+PF 2→|=( )A .4B .6C .214D .47 答案 B解析 由双曲线方程得a 2=4,b 2=5,c 2=9, 即c =3,则焦点为F 1(-3,0),F 2(3,0). ∵点P 在双曲线C 的右支上,且PF 1→·PF 2→=0,∴△F1PF2为直角三角形.则|PF1→+PF2→|=2|PO→|=|F1F2|=2c=6.故选B.5.若椭圆或双曲线上存在点P,使得点P到两个焦点的距离之比为2∶1,则称此椭圆或双曲线存在“Ω点”,下列曲线中存在“Ω点”的是()A.x216+y215=1 B.x225+y224=1C.x2-y215=1 D.x2-y2=1答案D解析不妨设曲线的焦点为F1,F2,假设|PF1|=2|PF2|,若是椭圆,则|PF1|+|PF2|=2|PF2|+|PF2|=3|PF2|=2a,即|PF1|=4a3,|PF2|=2a3;若是双曲线,则|PF1|-|PF2|=2|PF2|-|PF2|=|PF2|=2a,即|PF1|=4a,|PF2|=2a.可以验证,对于选项A,B,C,上述条件下的数量关系都不能保证构成三角形PF1F2,只有D,由于a=1,c=2,所以|PF1|=4,|PF2|=2,|F1F2|=22构成三角形.即存在“Ω点”的曲线是x2-y2=1.6.P是双曲线x29-y216=1的右支上一点,M,N分别是圆(x+5)2+y2=4和(x-5)2+y2=1上的点,则|PM|-|PN|的最大值为() A.6 B.7 C.8 D.9答案D解析如图所示,因为a=3,b=4,c=5,所以F1(-5,0),F2(5,0),因为|PF1|-|PF2|=2a=6.所以|MP|≤|PF1|+|MF1|,|PN|≥|PF2|-|NF2|,所以-|PN|≤-|PF2|+|NF2|,所以|PM|-|PN|≤|PF1|+|MF1|-|PF2|+|NF2|=6+1+2=9.二、填空题7.若双曲线x2m-y23=1的右焦点坐标为(3,0),则m=________.答案6解析由已知a2=m,b2=3,∴m+3=9.∴m=6.8.已知椭圆x26+y22=1和双曲线x23-y2=1的公共焦点为F1,F2,P是两曲线的一个交点,那么cos∠F1PF2的值是________.答案1 3解析不妨设点P在第一象限,F1,F2分别为左、右焦点,因为P在椭圆上,所以|PF1|+|PF2|=2 6.又P在双曲线上,所以|PF1|-|PF2|=23,两式联立,得|PF1|=6+3,|PF2|=6- 3.又|F1F2|=4,根据余弦定理可以求得cos∠F1PF2=13.9.已知双曲线E:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0).若矩形ABCD的四个顶点在E上,AB,CD的中点为E的两个焦点,且2|AB|=3|BC|,则E的标准方程是________.答案x214-y234=1解析如图,由题意不妨设|AB|=3,则|BC|=2.设AB,CD的中点分别为M,N,在Rt△BMN 中,|MN|=2c=2,故|BN|=|BM|2+|MN|2=⎝ ⎛⎭⎪⎫322+22=52.由双曲线的定义可得2a =|BN |-|BM |=52-32=1,即a 2=14.而2c =|MN |=2,从而c =1,b 2=34.所以双曲线E 的标准方程是x 214-y 234=1.三、解答题10.已知定点A (3,0)和定圆C :(x +3)2+y 2=16,动圆和圆C 相外切,并且过点A ,求动圆圆心P 的轨迹方程.解 设P 的坐标为(x ,y ). ∵圆P 与圆C 外切且过点A , ∴|PC |-|P A |=4. ∵|AC |=(3+3)2+0=6>4,∴点P 的轨迹是以C ,A 为焦点,实轴长为2a =4的双曲线的右支, ∵a =2,c =3,∴b 2=c 2-a 2=5.∴动圆圆心P 的轨迹方程为x 24-y 25=1(x ≥2).B 级:能力提升练1.已知双曲线过点(3,-2)且与椭圆4x 2+9y 2=36有相同的焦点. (1)求双曲线的标准方程;(2)若点M 在双曲线上,F 1,F 2为左、右焦点,且|MF 1|+|MF 2|=63,试判别△MF 1F 2的形状.解 (1)椭圆方程可化为x 29+y 24=1,焦点在x 轴上,且c =9-4=5,故设双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0), 则有⎩⎨⎧9a 2-4b 2=1,a 2+b 2=5,解得a 2=3,b 2=2,所以双曲线的标准方程为x 23-y 22=1.(2)不妨设点M 在双曲线的右支上,则有|MF 1|-|MF 2|=23, 又|MF 1|+|MF 2|=63, 故解得|MF 1|=43,|MF 2|=2 3.又|F 1F 2|=25,因此在△MF 1F 2中,边MF 1最长,因为cos ∠MF 2F 1=|MF 2|2+|F 1F 2|2-|MF 1|22|MF 2|·|F 1F 2|<0,所以∠MF 2F 1为钝角,故△MF 1F 2为钝角三角形.2.A ,B ,C 是我方三个炮兵阵地,A 在B 正东6千米,C 在B 北偏西30°,相距4千米,P 为敌炮阵地,某时刻A 处发现敌炮阵地的某种信号,由于B ,C 两地比A 距P 地远,因此4 s 后,B ,C 才同时发现这一信号,此信号的传播速度为1 km/s ,A 若炮击P 地,求炮击的方向角.解 如图,以直线BA 为x 轴,线段BA 的中垂线为y 轴建立平面直角坐标系,则B (-3,0),A (3,0),C (-5,23).因为|PB |=|PC |,所以点P 在线段BC 的垂直平分线上. 设敌炮阵地的坐标为(x ,y ), 因为k BC =-3, BC 中点D (-4,3), 所以直线l PD :y -3=13(x +4).① 又|PB |-|P A |=4,故P 在以A ,B 为焦点的双曲线右支上. 则双曲线方程为x 24-y 25=1(x >0).②联立①②式,得x =8,y =53,所以P 的坐标为(8,53). 因此k P A =538-3= 3.故炮击的方向角为北偏东30°.。
高中新课程数学(新课标人教A版)选修2-1《2.3.1 双曲线及其标准方程》导学案
![高中新课程数学(新课标人教A版)选修2-1《2.3.1 双曲线及其标准方程》导学案](https://img.taocdn.com/s3/m/5f35934aaaea998fcd220e54.png)
§2.3.1 双曲线及其标准方程1.掌握双曲线的定义;2.掌握双曲线的标准方程.一、课前准备(预习教材理P 52~ P 55,文P 45~ P 48找出疑惑之处)复习1:椭圆的定义是什么?椭圆的标准方程是什么?复习2:在椭圆的标准方程22221x y a b+=中,,,a b c 有何关系?若5,3a b ==,则?c =写出符合条件的椭圆方程.二、新课导学※ 学习探究问题1:把椭圆定义中的“距离的和”改为“距离的差”,那么点的轨迹会怎样?如图2-23,定点12,F F 是两个按钉,MN 是一个细套管,两条细绳分别拴在按钉上且穿过套管,点M 移动时,12MF MF -是常数,这样就画出一条曲线;由21MF MF -是同一常数,可以画出另一支.新知1:双曲线的定义:平面内与两定点12,F F 的距离的差的 等于常数(小于12F F )的点的轨迹叫做双曲线。
两定点12,F F 叫做双曲线的 ,两焦点间的距离12F F 叫做双曲线的 .反思:设常数为2a ,为什么2a <12F F ?2a =12F F 时,轨迹是 ;2a >12F F 时,轨迹 .试试:点(1,0)A ,(1,0)B -,若1AC BC -=,则点C 的轨迹是 .新知2:双曲线的标准方程:22222221,(0,0,)x y a b c a b a b-=>>=+(焦点在x 轴) 其焦点坐标为1(,0)F c -,2(,0)F c .思考:若焦点在y 轴,标准方程又如何?※ 典型例题例1已知双曲线的两焦点为1(5,0)F -,2(5,0)F ,双曲线上任意点到12,F F 的距离的差的绝对值等于6,求双曲线的标准方程.变式:已知双曲线221169x y -=的左支上一点P 到左焦点的距离为10,则点P 到右焦点的距离为 .例2 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340/m s ,求炮弹爆炸点的轨迹方程.变式:如果,A B 两处同时听到爆炸声,那么爆炸点在什么曲线上?为什么?小结:采用这种方法可以确定爆炸点的准确位置.※动手试试练1:求适合下列条件的双曲线的标准方程式:(1)焦点在x轴上,4a=,3b=;(2)焦点为(0,6),(0,6)-,且经过点(2,5)-.练2.点,A B的坐标分别是(5,0)-,(5,0),直线AM,BM相交于点M,且它们斜率之积是49,试求点M的轨迹方程式,并由点M的轨迹方程判断轨迹的形状.三、总结提升※学习小结1 .双曲线的定义;2 .双曲线的标准方程.※知识拓展GPS(全球定位系统):双曲线的一个重要应用.在例2中,再增设一个观察点C,利用B,C两处测得的点P发出的信号的时间差,就可以求出另一个双曲线的方程,解这两个方程组成的方程组,就能确定点P的准确位置.※自我评价你完成本节导学案的情况为().A. 很好B. 较好C. 一般D. 较差※当堂检测(时量:5分钟满分:10分)计分:1.动点P 到点(1,0)M 及点(3,0)N 的距离之差为2,则点P 的轨迹是( ).A. 双曲线B. 双曲线的一支C. 两条射线D. 一条射线2.双曲线2255x ky +=的一个焦点是,那么实数k 的值为( ).A .25-B .25C .1-D .13.双曲线的两焦点分别为12(3,0),(3,0)F F -,若2a =,则b =( ).A. 5B. 13C.D.4.已知点(2,0),(2,0)M N -,动点P 满足条件||||PM PN -=则动点P 的轨迹方程为 .5.已知方程22121x y m m -=++表示双曲线,则m 的取值范围 .1. 求适合下列条件的双曲线的标准方程式:(1)焦点在x 轴上,a =(5,2)A -;(2)经过两点(7,A --,B .2.相距1400m ,A B 两个哨所,听到炮弹爆炸声的时间相差3s ,已知声速是340/m s ,问炮弹爆炸点在怎样的曲线上,为什么?。
3.2.1双曲线及其标准方程导学案-高二上学期数学人教A版选择性
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3双曲线及其标准方程【学习目标】(1)通过实例,认识双曲线,并理解双曲线的定义;(2)会推导双曲线的标准方程,能根据条件,求双曲线的标准方程。
重点:双曲线的定义,双曲线的标准方程难点:双曲线形成及标准方程的推导。
【自主探究】知识点一双曲线的定义(1)定义:平面内与两个定点F1,F2的距离的_____________等于非零常数(小于_____)的点的轨迹叫做双曲线.(2)焦点:两个定点_______.(3)焦距:_________的距离,表示为|F1F2|.记为2c(4)双曲线就是下列点的集合:P={M|||MF1|-|MF2||=2a<|F1F2|=2c}.[微提醒]|MF1|-|MF2|=2a,轨迹是_________ ;|MF2|-|MF1|=2a,轨迹是_________ ;当2a=2c时,轨迹是_____________________ ;当2a>2c时,轨迹______________ .当2a=0时,轨迹是_________ ;【合作解疑】知识点二双曲线标准方程的建立和推导过程3. 双曲线标准方程及特点_____________________ _____________________特点:①_____________________②____________________③____________________④____________________知识点四双曲线与椭圆之间的联系与区别写出以下双曲线的焦点坐标【精讲点拨】【例1】已知两定点1(5,0)F-,2(5,0)F,动点P满足126PF PF-=, 求动点P的轨迹方程.变式:已知两定点1(5,0)F-,2(5,0)F,动点P满足126PF PF-=,求动点P的轨迹方程.【例2】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【例3】求适合下列条件的双曲线的标准方程.(1)焦点在x轴上,a=4,b=3;(2) 经过点(3)焦点为(0, 6), (0, 6), 且经过点(2, 5).【当堂达标】1.已知点(,)P x y=P的轨迹是()A.椭圆B.双曲线C.两条射线D.双曲线的一支1916.122=-yx1169.222=-yx2.已知双曲线2213x y m m -= 的一个焦点是(0)2,,椭圆221y x n m -= 的焦距等于4 ,则n = ________.3.以双曲线的焦点为顶点,顶点为焦点的椭圆方程为_________. 4.与椭圆有相同焦点,且经过点的双曲线方程为_________..【小结】22145x y -=2212736x y +=4)。
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课题:双曲线及其标准方程导学案
一.教学目标:
知识与技能:1.掌握双曲线的定义和标准方程的推导过程;
2.学会判断双曲线标准方程焦点所在位置,会求解双曲线的标准方程
过程与方法:本节课主要运用类比思想通过学生自己动手实践总结出双曲线的定义,运用类比和数形结合思想自我探究,分组讨论找到双曲线的标准方程。
情感态度与价值观:学生通过本节课自己动手实践亲身经历研究双曲线的过程,从中找到自我价值,从双曲线方程的形式上进一步体会数学也是一种美的学科。
二.教学重点:双曲线的定义及其标准方程
三.教学难点:双曲线的定义及其标准方程
四.教学过程:
(一)课前复习:
(二)类比椭圆定义的研究,让学生用自己提前准备拉链,图钉等东西,自己动手画双曲线,分组讨论给出双曲线定义,在这一过程中回答下列问题:
思考:1.在作图的过程中拉链两边的长是否一致?拉链哪一部分的长没有变化?除了这些,还有没有不变的量?
2.动点在运动过程中满足什么条件?
F F|的关系是什么?
3.这个常数与|12
4.动点运动的轨迹是什么?
5.若拉链上被固定的两点互换,则出现什么情况?
(二)双曲线的定义:(类比椭圆定义给出双曲线定义)
1. 双曲线的定义:
2.探究以下问题,巩固双曲线定义:
(1)已知A(-5,0),B(5,0),M 点到A,B 两点的距离之差为8,则M 点的轨迹是什么?
(2)已知A(-5,0),B(5,0),M 点到A,B 两点的距离之差的绝对值为10,则M 点的轨迹是什么? (3)已知A(-5,0),B(5,0),M 点到A,B 两点的距离之差的绝对值为12,则M 点的轨迹是什么? (4)已知A(-5,0),B(5,0),M 点到A,B 两点的距离之差的绝对值为0,则M 点的轨迹是什么? 得出以下结论:
1)当常数等于21F F 时,动点M 的轨迹是———————————————— 2)当常数大于21F F 时,动点M 的轨迹————————————————— 3)若常数等于0时,动点M 的轨迹—————————————————— 4)在双曲线的定义描述中要注意几个条件?分别是什么?
(三).双曲线标准方程的推导: 现在来研究双曲线的方程.我们可以类似求椭圆的方程的方法来求双曲线的方程.这时设问:求椭圆的方程的一般步骤方法是什么?动手实践
推导过程并展示:
(我们可以仿照椭圆的标准方程的处理方式把式子美化,使其简洁易记) 两种标准方程的比较(引导学生归纳):
(1)------------------------------表示焦点在x 轴上的双曲线,焦点是:
1(,0),F c -2(,0)
F c ,这里222
c a b =+.
(2)------------------------------表示焦点在y 轴上的双曲线,焦点是:
1(0,),F c -2(0,)
F c ,这里
222c a b =+.(只需将(1)方程的x,y 互换即可得到)
强调指出:
(1)双曲线标准方程中的”标准是指的是双曲线的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上(这从建立直角坐标系可以看出来).(2)双曲线标准方程中,0,0a b >>,但a 不一定大于b ;(3)如果2
x 项的系数是正的,那么
焦点在x 轴上;如果2
y 项的系数是正的,那么焦点在y 轴上.注意有别于椭圆通过比较分母的大小来判定
焦点在哪一坐标轴上.(4)双曲线标准方程中,,a b c 的关系是222c a b =+,不同于椭圆方程中222c a b =-.
练习:写出以下双曲线的焦点坐标
(四).课堂巩固 例1.
已知双曲线的焦点为1F (-5,0),2F (5,0),双曲线上一点P 到1F ,2F 的距离的差的绝对值等于6,求双曲线的标准方程.
变式:若双曲线上一点P, |1PF |=10, 则|2PF |=_________
1
9
16)2(,191612
222-=-=-y x y x )(
方案
(五)小结
(六)作业:课本108P 习题8.3 第1,2,4
思考题: 当0180θ
≤≤ 时,方程22cos sin 1x y θθ+=表示怎样的曲线?。