高中数学第二章圆锥曲线与方程2.3.2双曲线的几何性质学案苏教版选修1-1

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2.3.2 双曲线的几何性质

学习目标 1.了解双曲线的几何性质,如范围、对称性、顶点、渐近线和离心率等.2.能用双曲线的简单性质解决一些简单问题.3.能区别椭圆与双曲线的性质.

知识点一 双曲线的几何性质

思考 类比椭圆的几何性质,结合图象,你能得到双曲线x 2a 2-y 2

b

2=1(a >0,b >0)的哪些几何性

质? 梳理

标准方程

x 2a 2-y 2

b 2=1(a >0,b >0) y 2a 2-x 2

b 2

=1(a >0,b >0) 图形

性质

范围

对称性

对称轴:________ 对称中心:________

对称轴:________ 对称中心:________

顶点坐标

渐近线 y =±b a x

y =±a b

x

离心率

e =c

a

,e ∈(1,+∞)

知识点二 双曲线的离心率

思考1 如何求双曲线的渐近线方程?

思考2 在椭圆中,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?

梳理 双曲线的焦距与实轴长的比c

a

,叫做双曲线的________,其取值范围是________.e 越大,双曲线的张口________.

知识点三 双曲线的相关概念

1.双曲线的对称中心叫做双曲线的________.

2.实轴和虚轴等长的双曲线叫做________双曲线,它的渐近线方程是________.

类型一 已知双曲线的标准方程研究几何性质

例1 求双曲线x 2

-3y 2

+12=0的实轴长、虚轴长、焦点坐标、顶点坐标、渐近线方程、离心率.

反思与感悟 已知双曲线方程求其几何性质时,若不是标准方程的要先化成标准方程,确定方程中a ,b 的对应值,利用c 2

=a 2

+b 2

得到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.

跟踪训练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、离心率和渐近线方程.

类型二 由双曲线的几何性质确定标准方程 例2 求适合下列条件的双曲线的标准方程: (1)虚轴长为12,离心率为5

4

(2)顶点间距离为6,渐近线方程为y =±3

2

x ;

(3)求与双曲线x 2

-2y 2

=2有公共渐近线,且过点M (2,-2)的双曲线方程.

反思与感悟 (1)求双曲线的标准方程的步骤:①确定或分类讨论双曲线的焦点所在的坐标轴;②设双曲线的标准方程;③根据已知条件或几何性质列方程,求待定系数;④求出a ,b ,写出方程.

(2)①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

).

②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 2

b

2=λ(λ≠0).

③渐近线方程为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)一个焦点为(0,13),且离心率为13

5;

(2)双曲线过点(3,92),离心率e =

103

; (3)渐近线方程为y =±1

2x ,且经过点A (2,-3).

类型三 求双曲线的离心率

例3 分别求适合下列条件的双曲线的离心率:

(1)双曲线的渐近线方程为y =±3

2

x ;

(2)双曲线x 2a 2-y 2

b

2=1(0

距离为34

c .

反思与感悟 求双曲线的离心率,通常先由题设条件得到a ,b ,c 的关系式,再根据c 2

=a

2

+b 2

,直接求a ,c 的值.而在解题时常把c a 或b a 视为整体,把关系式转化为关于c a 或b a

的方程,解方程求之,从而得到离心率的值.在本题的(2)中,要注意条件0

跟踪训练3 已知F 1,F 2是双曲线x 2a 2-y 2

b

2=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.

类型四 直线与双曲线的位置关系

例4 斜率为2的直线l 被双曲线x 23-y 2

2=1截得的弦长为6,求l 的方程.

引申探究

若某直线l 与本例中的双曲线相交,求以点P (3,1)为中点的直线l 的方程.

反思与感悟 (1)求弦长的两种方法

①距离公式法:当弦的两端点坐标易求时,可直接求出交点坐标,再利用两点间距离公式求弦长.

②弦长公式法:当弦的两端点坐标不易求时,可利用弦长公式求解,即若直线l :y =kx +

b (k ≠0)与双曲线C :x 2a 2-y 2

b

2=1(a >0,b >0)交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,则AB =1+k 2|x 1

-x 2|=

1+1

k

2|y 1-y 2|.

特别提醒:若直线方程涉及斜率,要注意讨论斜率不存在的情况. (2)中点弦问题

与弦中点有关的问题主要用点差法,根与系数的关系解决.另外,要注意灵活转化,如垂直、相等等问题也可以转化成中点、弦长等问题解决.

跟踪训练4 设双曲线C :x 2a

2-y 2

=1(a >0)与直线l :x +y =1相交于两个不同的点A ,B .

(1)求双曲线C 的离心率e 的取值范围;

(2)设直线l 与y 轴的交点为P ,且PA →=512PB →

,求a 的值.

1.双曲线的一个顶点坐标为(-1,0),一条渐近线方程为y =-2x ,则双曲线方程为____________.

2.设双曲线x 2a +y 2

9

=1的渐近线方程为3x ±2y =0,则a =________.

3.如果双曲线x 2a 2-y 2

b 2=1的两条渐近线互相垂直,则双曲线的离心率为________.

4.若双曲线x 24-y 2m =1的渐近线方程为y =±3

2x ,则双曲线的焦点坐标是________.

5.设双曲线x 2a 2-y 2

b

2=1(a >0,b >0)的虚轴长为2,焦距为23,则双曲线的渐近线方程为

________.

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