平面解析几何双曲线

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高考数学一轮总复习教学课件第八章 平面解析几何第6节 双曲线

高考数学一轮总复习教学课件第八章 平面解析几何第6节 双曲线

A.1

B.17
C.1或17
D.8

解析:(2)对于 - =1 ,a2=16,b2=20,

所以c2=a2+b2=36,a=4,c=6,
又|PF1|=9<a+c,所以点P在双曲线的左支,则有|PF2|-|PF1|=2a=8,
所以|PF2|=17,故选B.
)
考点二
双曲线的标准方程



| | +| | -
cos∠F1PF2=
| || |
= ,
整理得|PF1|2+|PF2|2-|PF1||PF2|=100,①
根据点P在双曲线上可得||PF1|-|PF2||=6,
则(|PF1|-|PF2|)2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|=36,②
解析:(1)由题意,双曲线 C1 的焦距 2c=4 ,又 C1 过点(3,1),

若 C1 的焦点在 x 轴上,设双曲线 C1 的方程为 -=1(a>0,b>0),

将点(3,1)代入 - =1(a>0,b>0),


得 - =1,①


2
2
2
又 a +b =c =8,②
)
解析:(2)设双曲线的方程为mx2+ny2=1(mn<0),

= - ,
+ = ,

解得

+ = ,
= ,

故双曲线的标准方程为 - =1.故选 B.

考点三
双曲线的简单几何性质
角度一
渐近线

平面解析几何的双曲线性质与像

平面解析几何的双曲线性质与像

平面解析几何的双曲线性质与像双曲线是平面解析几何中一个重要的曲线类型,它具有独特的性质和特点。

在本文中,我将介绍双曲线的一些基本概念和定义,并详细讨论它的性质以及如何确定双曲线的像。

一、双曲线的定义和基本性质在平面直角坐标系中,双曲线可以通过以下方程表示:x^2/a^2 - y^2/b^2 = 1,其中a和b分别是双曲线的半轴长度。

双曲线具有以下基本性质:1. 双曲线是对称图形,关于x轴和y轴两者都对称。

2. 双曲线有两个分支,分别称为实部和虚部。

3. 双曲线的焦点与直角坐标系的原点之间的距离为c,满足a^2 = b^2 + c^2。

4. 双曲线的渐近线是两条直线,分别与实部和虚部分支无限地靠近但永远不会相交。

二、确定双曲线的像确定双曲线的像需要考虑以下几个要素:焦点、顶点、直角坐标系和平行线。

1. 焦点:双曲线的焦点对于确定双曲线的像至关重要。

焦点是双曲线上的两个特殊点,它们在x轴上与顶点的距离分别为ae和-be,其中e是双曲线的离心率。

通过确定离心率和焦点的位置,可以确定双曲线的形状和大小。

2. 顶点:双曲线的顶点是双曲线的中心点,也是双曲线的对称轴与垂直轴的交点。

通过确定顶点的位置,可以确定双曲线的中心位置。

3. 直角坐标系:在平面直角坐标系中绘制双曲线时,可以确定双曲线的位置和方向。

通过绘制直角坐标系,然后确定双曲线的中心和顶点的位置,可以绘制出双曲线的形状。

4. 平行线:平行线可以帮助确定双曲线的位置和大小。

通过绘制与双曲线的渐近线平行的直线,可以确定双曲线的近似位置和范围。

综上所述,通过确定焦点、顶点、直角坐标系和平行线,我们可以确定双曲线的像。

在确定了这些要素后,我们可以根据需要进行绘制并研究双曲线的性质和特点。

总结:双曲线是平面解析几何中重要的曲线类型,具有独特的性质和特点。

确定双曲线的像需要考虑焦点、顶点、直角坐标系和平行线等要素。

通过确定这些要素,我们可以确定双曲线的形状、大小和位置,从而深入研究双曲线的性质和像。

高中数学知识点总结(第九章 平面解析几何 第七节 双曲线)

高中数学知识点总结(第九章 平面解析几何 第七节 双曲线)

第七节 双曲线一、基础知识1.双曲线的定义平面内到两个定点F 1,F 2的距离的差的绝对值等于常数2a (2a <|F 1F 2|)的点P 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.当|PF 1|-|PF 2|=2a2a <|F 1F 2|时,点P 的轨迹为靠近F 2的双曲线的一支.当|PF 1|-|PF 2|=-2a 2a <|F 1F 2|时,点P 的轨迹为靠近F 1的双曲线的一支. 若2a =2c ,则轨迹是以F 1,F 2为端点的两条射线;若2a >2c ,则轨迹不存在;若2a =0,则轨迹是线段F 1F 2的垂直平分线.2.双曲线的标准方程(1)中心在坐标原点,焦点在x 轴上的双曲线的 标准方程为x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0).(2)中心在坐标原点,焦点在y 轴上的双曲线的 标准方程为y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0).3.双曲线的几何性质标准方程 x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0) y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0) 范围 |x |≥a ,y ∈R|y |≥a ,x ∈R对称性 对称轴:x 轴,y 轴;对称中心:原点 焦点 F 1(-c,0),F 2(c,0) F 1(0,-c ),F 2(0,c ) 顶点 A 1(-a,0),A 2(a,0)A 1(0,-a ),A 2(0,a )轴 线段A 1A 2,B 1B 2分别是双曲线的实轴和虚轴;实轴长为2a ,虚轴长为2b焦距|F 1F 2|=2c离心率e =c a= 1+b 2a2∈(1,+∞) e 是表示双曲线开口大小的 一个量,e 越大开口越大.渐近线 y =±b axy =±a bxa ,b ,c 的关系a 2=c 2-b 2二、常用结论(1)过双曲线的一个焦点且与实轴垂直的弦的长为2b 2a,也叫通径.(2)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).(3)双曲线的焦点到其渐近线的距离为b .(4)若P 是双曲线右支上一点,F 1,F 2分别为双曲线的左、右焦点,则|PF 1|min =a +c ,|PF 2|min =c -a .考点一 双曲线的标准方程[典例] (1)(2018·石家庄摸底)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 (2)(2018·天津高考)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2,过右焦点且垂直于x 轴的直线与双曲线交于A ,B 两点.设A ,B 到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d 1和d 2,且d 1+d 2=6,则双曲线的方程为( )A.x 24-y 212=1 B.x 212-y 24=1 C.x 23-y 29=1 D.x 29-y 23=1 [解析] (1)法一:当双曲线的焦点在x 轴上时,设双曲线的标准方程是x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0),由题意得⎩⎨⎧4a 2-9b 2=1,ba =3,解得⎩⎨⎧a =1,b =3,所以该双曲线的标准方程为x 2-y 23=1;当双曲线的焦点在y 轴上时,设双曲线的标准方程是y 2a 2-x 2b2=1(a >0,b >0),由题意得⎩⎨⎧9a 2-4b 2=1,a b =3,无解.故该双曲线的标准方程为x 2-y 23=1,选C. 法二:当其中的一条渐近线方程y =3x 中的x =2时,y =23>3,又点(2,3)在第一象限,所以双曲线的焦点在x 轴上,设双曲线的标准方程是x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0),由题意得⎩⎨⎧4a 2-9b 2=1,b a =3,解得⎩⎨⎧a =1,b =3,所以该双曲线的标准方程为x 2-y 23=1,故选C.法三:因为双曲线的渐近线方程为y =±3x ,即y3=±x ,所以可设双曲线的方程是x 2-y 23=λ(λ≠0),将点(2,3)代入,得λ=1,所以该双曲线的标准方程为x 2-y 23=1,故选C. (2)法一:如图,不妨设A 在B 的上方,则A ⎝⎛⎭⎫c ,b 2a ,B ⎝⎛⎭⎫c ,-b2a . 又双曲线的一条渐近线为bx -ay =0, 则d 1+d 2=bc -b 2+bc +b 2a 2+b 2=2bcc =2b=6,所以b =3.又由e =ca =2,知a 2+b 2=4a 2,所以a = 3.所以双曲线的方程为x 23-y 29=1.法二:由d 1+d 2=6,得双曲线的右焦点到渐近线的距离为3,所以b =3.因为双曲线 x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2,所以ca =2,所以a 2+b 2a 2=4,所以a 2+9a 2=4,解得a 2=3,所以双曲线的方程为x 23-y 29=1,故选C.[答案] (1)C (2)C [题组训练]1.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,若|PF 1|-|PF 2|=4b ,且双曲线的焦距为25,则该双曲线的标准方程为( )A.x 24-y 2=1 B.x 23-y 22=1 C .x 2-y 24=1 D.x 22-y 23=1 解析:选A 由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧|PF 1|-|PF 2|=2a =4b ,c 2=a 2+b 2,2c =25,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=1,则该双曲线的标准方程为x 24-y 2=1.2.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的实轴长为4,离心率为 5,则双曲线的标准方程为( )A.x 24-y 216=1 B .x 2-y 24=1C.x 22-y 23=1 D .x 2-y 26=1 解析:选A 因为双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的实轴长为4,所以a =2,由离心率为5,可得c a =5,c =25,所以b =c 2-a 2=20-4=4,则双曲线的标准方程为x 24-y 216=1.3.经过点P (3,27),Q(-62,7)的双曲线的标准方程为____________. 解析:设双曲线方程为mx 2+ny 2=1(mn <0), 因为所求双曲线经过点P (3,27),Q(-62,7),所以⎩⎪⎨⎪⎧9m +28n =1,72m +49n =1,解得⎩⎨⎧m =-175,n =125.故所求双曲线方程为y 225-x 275=1.答案:y 225-x 275=1考点二 双曲线定义的应用考法(一) 利用双曲线的定义求双曲线方程[典例] 已知动圆M 与圆C 1:(x +4)2+y 2=2外切,与圆C 2:(x -4)2+y 2=2内切,则动圆圆心M 的轨迹方程为( )A.x 22-y 214=1(x ≥ 2) B.x 22-y 214=1(x ≤-2) C.x 22+y 214=1(x ≥ 2) D.x 22+y 214=1(x ≤-2) [解析] 设动圆的半径为r ,由题意可得|MC 1|=r +2,|MC 2|=r -2,所以|MC 1|-|MC 2|=22=2a ,故由双曲线的定义可知动点M 在以C 1(-4,0),C 2(4,0)为焦点,实轴长为2a =22的双曲线的右支上,即a =2,c =4⇒b 2=16-2=14,故动圆圆心M 的轨迹方程为x 22-y 214=1(x ≥ 2). [答案] A[解题技法]利用双曲线的定义判定平面内动点与两定点的轨迹是否为双曲线,进而根据要求可求出双曲线方程.考法(二) 焦点三角形问题[典例] 已知F 1,F 2为双曲线C :x 2-y 2=1的左、右焦点,点P 在C 上,∠F 1PF 2=60°,则|PF 1|·|PF 2|等于( )A .2B .4C .6D .8[解析] 由双曲线的方程得a =1,c =2, 由双曲线的定义得||PF 1|-|PF 2||=2. 在△PF 1F 2中,由余弦定理得|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|cos 60°, 即(22)2=|PF 1|2+|PF 2|2-|PF 1|·|PF 2| =(|PF 1|-|PF 2|)2+|PF 1|·|PF 2| =22+|PF 1|·|PF 2|, 解得|PF 1|·|PF 2|=4. [答案] B [解题技法]在双曲线中,有关焦点三角形的问题常用双曲线定义和解三角形的知识来解决,尤其是涉及|PF 1|,|PF 2|的问题,一般会用到双曲线定义.涉及焦点三角形的面积问题,若顶角θ已知,则用S △PF 1F 2=12|PF 1||PF 2|sin θ,|||PF 1|-|PF 2|=2a 及余弦定理等知识;若顶角θ未知,则用S △PF 1F 2=12·2c ·|y 0|来解决.[题组训练]1.已知点F 1(-3,0)和F 2(3,0),动点P 到F 1,F 2的距离之差为4,则点P 的轨迹方程为( )A.x 24-y 25=1(y >0) B.x 24-y 25=1(x >0) C.y 24-x 25=1(y >0) D.y 24-x 25=1(x >0) 解析:选B 由题设知点P 的轨迹方程是焦点在x 轴上的双曲线的右支,设其方程为x 2a 2-y 2b 2=1(x >0,a >0,b >0),由题设知c =3,a =2,b 2=9-4=5,所以点P 的轨迹方程为x 24-y 25=1(x >0). 2.已知双曲线x 2-y 224=1的两个焦点为F 1,F 2,P 为双曲线右支上一点.若|PF 1|=43|PF 2|,则△F 1PF 2的面积为( )A .48B .24C .12D .6解析:选B 由双曲线的定义可得 |PF 1|-|PF 2|=13|PF 2|=2a =2,解得|PF 2|=6,故|PF 1|=8,又|F 1F 2|=10, 由勾股定理可知三角形PF 1F 2为直角三角形, 因此S △F 1PF 2=12|PF 1|·|PF 2|=24.考点三 双曲线的几何性质考法(一) 求双曲线的离心率(或范围)[典例] (2018·长春二测)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|,则双曲线离心率的取值范围是( )A.⎝⎛⎦⎤53,2B.⎝⎛⎦⎤1,53 C .(1,2]D.⎣⎡⎭⎫53,+∞ [解析] 由双曲线的定义可知|PF 1|-|PF 2|=2a ,又|PF 1|=4|PF 2|,所以|PF 2|=2a3,由双曲线上的点到焦点的最短距离为c -a ,可得2a 3≥c -a ,解得c a ≤53, 即e ≤53,又双曲线的离心率e >1,故该双曲线离心率的取值范围为⎝⎛⎦⎤1,53,故选B. [答案] B [解题技法]1.求双曲线的离心率或其范围的方法(1)求a ,b ,c 的值,由c 2a 2=a 2+b 2a 2=1+b 2a2直接求e .(2)列出含有a ,b ,c 的齐次方程(或不等式),借助于b 2=c 2-a 2消去b ,然后转化成关于e 的方程(或不等式)求解.2.求离心率的口诀归纳离心率,不用愁,寻找等式消b 求; 几何图形寻迹踪,等式藏在图形中. 考法(二) 求双曲线的渐近线方程[典例] (2019·武汉部分学校调研)已知双曲线C :x 2m 2-y 2n 2=1(m >0,n >0)的离心率与椭圆x 225+y 216=1的离心率互为倒数,则双曲线C 的渐近线方程为( ) A .4x ±3y =0 B .3x ±4y =0C .4x ±3y =0或3x ±4y =0D .4x ±5y =0或5x ±4y =0[解析] 由题意知,椭圆中a =5,b =4,∴椭圆的离心率e = 1-b 2a 2=35,∴双曲线的离心率为 1+n 2m 2=53,∴n m =43,∴双曲线的渐近线方程为y =±n m x =±43x ,即4x ±3y =0.故选A.[答案] A[解题技法] 求双曲线的渐近线方程的方法求双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)或y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线方程的方法是令右边的常数等于0,即令x 2a 2-y 2b 2=0,得y =±b a x ;或令y 2a 2-x 2b 2=0,得y =±ab x .反之,已知渐近线方程为y =±b a x ,可设双曲线方程为x 2a 2-y 2b2=λ(a >0,b >0,λ≠0).[题组训练]1.(2019·潍坊统一考试)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的焦点到渐近线的距离为3,且离心率为2,则该双曲线的实轴的长为( )A .1 B.3 C .2D .23解析:选C 由题意知双曲线的焦点(c,0)到渐近线bx -ay =0的距离为bca 2+b 2=b =3,即c 2-a 2=3,又e =ca=2,所以a =1,该双曲线的实轴的长为2a =2.2.已知直线l 是双曲线C :x 22-y 24=1的一条渐近线,P 是直线l 上一点,F 1,F 2是双曲线C 的左、右焦点,若PF 1―→·PF 2―→=0,则点P 到x 轴的距离为( )A.233B.2 C .2D.263解析:选C 由题意知,双曲线的左、右焦点分别为F 1(-6,0),F 2(6,0),不妨设直线l 的方程为y =2x ,设P (x 0,2x 0).由PF 1―→·PF 2―→=(-6-x 0,-2x 0)·(6-x 0,-2x 0)=3x 20-6=0,得x 0=±2,故点P 到x 轴的距离为|2x 0|=2,故选C.3.(2019·成都一诊)如图,已知双曲线E :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),长方形ABCD 的顶点A ,B 分别为双曲线E 的左、右焦点,且点C ,D 在双曲线E 上,若|AB |=6,|BC |=52,则双曲线E 的离心率为( )A. 2B.32C.52D.5解析:选B 根据|AB |=6可知c =3,又|BC |=52,所以b 2a =52,b 2=52a ,所以c 2=a 2+52a=9,解得a =2(舍负),所以e =c a =32.4.(2018·郴州二模)已知双曲线y 2m -x 29=1(m >0)的一个焦点在直线x +y =5上,则双曲线的渐近线方程为( )A .y =±34xB .y =±43xC .y =±223xD .y =±324x解析:选B 由双曲线y 2m -x 29=1(m >0)的焦点在y 轴上,且在直线x +y =5上,直线x+y =5与y 轴的交点为(0,5),有c =5,则m +9=25,得m =16, 所以双曲线的方程为y 216-x 29=1,故双曲线的渐近线方程为y =±43x .故选B.[课时跟踪检测]A 级1.(2019·襄阳联考)直线l :4x -5y =20经过双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一个焦点和虚轴的一个端点,则双曲线C 的离心率为( )A.53 B.35 C.54D.45解析:选A 由题意知直线l 与两坐标轴分别交于点(5,0),(0,-4),从而c =5,b =4,∴a =3,双曲线C 的离心率e =c a =53.2.设F 1,F 2分别是双曲线x 2-y 29=1的左、右焦点,若点P 在双曲线上,且|PF 1|=6,则|PF 2|=( )A .6B .4C .8D .4或8解析:选D 由双曲线的标准方程可得a =1,则||PF 1|-|PF 2||=2a =2,即|6-|PF 2||=2,解得|PF 2|=4或8.3.(2018·全国卷Ⅲ)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2,则点(4,0)到C的渐近线的距离为( )A. 2 B .2 C.322D .22解析:选D ∵e =ca=1+b 2a 2=2,∴b a=1. ∴双曲线的渐近线方程为x ±y =0. ∴点(4,0)到C 的渐近线的距离d =42=2 2. 4.若实数k 满足0<k <9,则曲线x 225-y 29-k =1与曲线x 225-k -y 29=1的( )A .离心率相等B .虚半轴长相等C .实半轴长相等D .焦距相等解析:选D 由0<k <9,易知两曲线均为双曲线且焦点都在x 轴上,由25+9-k =25-k +9,得两双曲线的焦距相等.5.(2018·陕西部分学校摸底)在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线C 1:2x 2-y 2=1,过C 1的左顶点引C 1的一条渐近线的平行直线,则该直线与另一条渐近线及x 轴所围成的三角形的面积为( )A.24B.22C.28D.216解析:选C 设双曲线C 1的左顶点为A ,则A ⎝⎛⎭⎫-22,0,双曲线的渐近线方程为y =±2x ,不妨设题中过点A 的直线与渐近线y =2x 平行,则该直线的方程为y =2⎝⎛⎭⎫x +22,即y =2x +1.联立⎩⎨⎧y =-2x ,y =2x +1,解得⎩⎨⎧x =-24,y =12.所以该直线与另一条渐近线及x 轴所围成的三角形的面积S =12·|OA |·12=12×22×12=28,故选C.6.(2019·辽宁五校协作体模考)在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a>0,b >0)的离心率为5,从双曲线C 的右焦点F 引渐近线的垂线,垂足为A ,若△AFO 的面积为1,则双曲线C 的方程为( )A.x 22-y 28=1 B.x 24-y 2=1 C.x 24-y 216=1 D .x 2-y 24=1 解析:选D 因为双曲线C 的右焦点F 到渐近线的距离|F A |=b ,|OA |=a ,所以ab =2,又双曲线C 的离心率为5,所以 1+b 2a2=5,即b 2=4a 2,解得a 2=1,b 2=4,所以双曲线C 的方程为x 2-y 24=1,故选D. 7.(2018·北京高考)若双曲线x 2a 2-y 24=1(a >0)的离心率为52,则a =________.解析:由e =ca =a 2+b 2a 2,得a 2+4a 2=54, ∴a 2=16. ∵a >0,∴a =4. 答案:48.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 |=________.解析:双曲线的右焦点为F (2,0),过F 与x 轴垂直的直线为x =2,渐近线方程为x 2-y 23=0,将x =2代入x 2-y 23=0,得y 2=12,y =±23,故|AB |=4 3. 答案:43 9.(2018·海淀期末)双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线为正方形OABC 的边OA ,OC 所在的直线,点B 为该双曲线的焦点.若正方形OABC 的边长为2,则a =________.解析:双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的渐近线方程为y =±b ax ,由已知可得两条渐近线互相垂直,由双曲线的对称性可得b a=1.又正方形OABC 的边长为2,所以c =22,所以a 2+b 2=c 2=(22)2,解得a =2.答案:210.(2018·南昌摸底调研)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点为F ,过点F 作圆(x -a )2+y 2=c 216的切线,若该切线恰好与C 的一条渐近线垂直,则双曲线C 的离心率为________.解析:不妨取与切线垂直的渐近线方程为y =b a x ,由题意可知该切线方程为y =-a b(x -c ),即ax +by -ac =0.圆(x -a )2+y 2=c 216的圆心为(a,0),半径为c 4,则圆心到切线的距离d =|a 2-ac |a 2+b2=ac -a 2c =c 4,又e =c a ,则e 2-4e +4=0,解得e =2,所以双曲线C 的离心率e =2. 答案:211.已知双曲线的中心在原点,焦点F 1,F 2在坐标轴上,离心率为2,且过点(4, -10),点M (3,m )在双曲线上.(1)求双曲线的方程;(2)求证:MF 1―→·MF 2―→=0;(3)求△F 1MF 2的面积.解:(1)∵e =2,∴双曲线的实轴、虚轴相等.则可设双曲线方程为x 2-y 2=λ.∵双曲线过点(4,-10),∴16-10=λ,即λ=6.∴双曲线方程为x 26-y 26=1. (2)证明:不妨设F 1,F 2分别为双曲线的左、右焦点, 则MF 1―→=(-23-3,-m ),MF 2―→=(23-3,-m ).∴MF 1―→·MF 2―→=(3+23)×(3-23)+m 2=-3+m 2,∵M 点在双曲线上,∴9-m 2=6,即m 2-3=0,∴MF 1―→·MF 2―→=0.(3)△F 1MF 2的底边长|F 1F 2|=4 3.由(2)知m =± 3.∴△F 1MF 2的高h =|m |=3,∴S △F 1MF 2=12×43×3=6. 12.中心在原点,焦点在x 轴上的椭圆与双曲线有共同的焦点F 1,F 2,且|F 1F 2|=213,椭圆的长半轴长与双曲线实半轴长之差为4,离心率之比为3∶7.(1)求椭圆和双曲线的方程;(2)若P 为这两曲线的一个交点,求cos ∠F 1PF 2的值.解:(1)由题知c =13,设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),双曲线方程为x 2m 2-y 2n 2=1(m >0,n >0),则⎩⎪⎨⎪⎧ a -m =4,7·13a =3·13m ,解得a =7,m =3.则b =6,n =2.故椭圆方程为x 249+y 236=1,双曲线方程为x 29-y 24=1. (2)不妨设F 1,F 2分别为椭圆与双曲线的左、右焦点,P 是第一象限的交点, 则|PF 1|+|PF 2|=14,|PF 1|-|PF 2|=6,所以|PF 1|=10,|PF 2|=4.又|F 1F 2|=213,所以cos ∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1||PF 2|=102+42-21322×10×4=45.B 级1.已知圆(x -1)2+y 2=34的一条切线y =kx 与双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)有两个交点,则双曲线C 的离心率的取值范围是( )A .(1,3)B .(1,2)C .(3,+∞)D .(2,+∞)解析:选D 由题意,知圆心(1,0)到直线kx -y =0的距离d =|k |k 2+1=32,∴k =±3, 由题意知b a >3,∴1+b 2a 2>4,即a 2+b 2a 2=c 2a 2>4,∴e >2. 2.(2019·吉林百校联盟联考)如图,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,直线l 过点F 1且与双曲线C 的一条渐近线垂直,与两条渐近线分别交于M ,N 两点,若|NF 1|=2|MF 1|,则双曲线C 的渐近线方程为( )A .y =±33x B .y =±3x C .y =±22x D .y =±2x解析:选B ∵|NF 1|=2|MF 1|,∴M 为NF 1的中点,又OM ⊥F 1N ,∴∠F 1OM =∠NOM ,又∠F 1OM =∠F 2ON ,∴∠F 2ON =60°,∴双曲线C 的渐近线的斜率k =±tan 60°=±3,即双曲线C 的渐近线方程为y =±3x .故选B.3.设A ,B 分别为双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右顶点,双曲线的实轴长为43,焦点到渐近线的距离为 3.(1)求双曲线的方程;(2)已知直线y =33x -2与双曲线的右支交于M ,N 两点,且在双曲线的右支上存在点D ,使OM ―→+ON ―→=t OD ―→,求t 的值及点D 的坐标.解:(1)由题意知a =23,∵一条渐近线为y =b ax ,∴bx -ay =0.由焦点到渐近线的距离为3,得|bc |b 2+a 2= 3. 又∵c 2=a 2+b 2,∴b 2=3,∴双曲线的方程为x 212-y 23=1. (2)设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),D (x 0,y 0),则x 1+x 2=tx 0,y 1+y 2=ty 0.将直线方程y =33x -2代入双曲线方程x 212-y 23=1得 x 2-163x +84=0,则x 1+x 2=163,y 1+y 2=33(x 1+x 2)-4=12. ∴⎩⎨⎧ x0y 0=433,x 2012-y 203=1.解得⎩⎨⎧x 0=43,y 0=3. ∴t =4,点D 的坐标为(43,3).。

高考数学第九章 平面解析几何 双曲线7

高考数学第九章 平面解析几何  双曲线7

基础自测
题组一 思考辨析 1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)平面内到点F1(0,4),F2(0,-4)距离之差的绝对值等于8的点的轨迹是 双曲线.( × ) (2)方程 xm2-yn2=1 (mn>0)表示焦点在x轴上的双曲线.( × ) (3)双曲线方程 mx22-ny22=λ (m>0,n>0,λ≠0)的渐近线方程是 mx22-ny22 =
的一点P,则||PF1|-|PF2||=8.
由双曲线的定义知,a=4,b=3.
故曲线 C2 的标准方程为4x22-3y22=1.
即1x62 -y92=1.
解析 答案
(2)(2016·天津)已知双曲线 x42-by22 =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,
解答
思维升华
(1)利用双曲线的定义判定平面内动点与两定点的轨迹是否为双曲线, 进而根据要求可求出双曲线方程. (2)在“焦点三角形”中,常利用正弦定理、余弦定理,经常结合|PF1 -PF2|=2a,运用平方的方法,建立与|PF1|·|PF2|的联系. (3)利用待定系数法求双曲线方程要先定形,再定量,如果已知双曲线 的渐近线方程,可设有公共渐近线的双曲线方程为 ax22-by22=λ (λ≠0) , 再由条件求出λ的值即可.
0,即 mx ±ny =0.( √ )
123456
(4)等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率等于 2.( √ ) (5)若双曲线ax22-by22=1(a>0,b>0)与bx22-ay22=1(a>0,b>0)的离心率分别是 e1,e2,则e121+e122=1(此条件中两条双曲线称为共轭双曲线).( √ )

高中数学第二章平面解析几何2.6双曲线及其方程2.6.2双曲线的几何性质课件新人教B版选择性必修第一

高中数学第二章平面解析几何2.6双曲线及其方程2.6.2双曲线的几何性质课件新人教B版选择性必修第一

e=

=
从而

2

5
,
3
5
b=4,c=3a,代入 c2=a2+b2,得 a2=9,
2
故双曲线的标准方程为
9
2
− =1.
16
2 =1(a>0,b>0),由题意知
2b=8,
(2)由题意知,所求双曲线的焦点在 x 轴上,
2
2
故可设其方程为64 − 16=λ(λ>0),
将点(2,0)的坐标代入方程得
且实用的是把双曲线标准方程中等号右边的“1”改成“0”,就得到了此双曲
线的渐近线方程.
2
2
2
2.与双曲线 2 − 2 =1(a>0,b>0)有共同渐近线的双曲线方程可设为 2 −



2


2 =λ(λ≠0);若已知双曲线的渐近线方程 ± =0 或 y=±x,则双曲线方程可设为

2
k2x2-y2=λ(λ≠0)
渐近线为 ax±by=0 的双曲线
a2x2-b2y2=λ(λ≠0)
变式训练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
5
8,离心率为3;
2
2
(2)过点(2,0),与双曲线64 − 16=1
的离心率相等.
2
解(1)设所求双曲线的标准方程为2
2
A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|= 1 + 2 |x1-x2|= 1 + 2 · (1 + 2 ) -41 2 或
|AB|= 1 +
1
1

2

解析几何中的双曲线与双曲函数

解析几何中的双曲线与双曲函数

解析几何中的双曲线与双曲函数双曲线和双曲函数是解析几何中的重要概念,它们在数学和物理学中有着广泛的应用。

本文将对双曲线和双曲函数进行解析,并探讨它们的特点及应用。

一、双曲线双曲线是平面解析几何研究的一个重要曲线类别。

它是一个平面上的一条曲线,满足一定的数学关系。

双曲线的定义可以有多种形式,其中一种常见的定义为:平面上到两个焦点的距离之差等于常数的点的集合。

根据这个定义,我们可以得到双曲线的一些基本特点。

首先,双曲线具有两个焦点。

这两个焦点分别位于双曲线的两条渐近线上,且与双曲线的中心对称。

其次,双曲线还具有两条渐近线,这两条渐近线与曲线无限远处的两个分支趋于平行,且两条渐近线的夹角等于曲线的离心率对应的角。

双曲线具有丰富多样的形状,可以是打开的、闭合的或同心双曲线。

在应用中,双曲线经常用来描述电磁波的传播、流体的动力学特性以及椭圆轨道的运动等。

二、双曲函数双曲函数是以指数为函数的双曲线函数。

它包括双曲正弦函数(sinh)、双曲余弦函数(cosh)、双曲正切函数(tanh)等。

在解析几何中,双曲函数常常与双曲线相关联。

双曲函数具有一些独特的性质。

首先,双曲函数是奇函数,即满足f(-x)=-f(x)。

其次,双曲函数的定义域为整个实数集,值域可正可负。

另外,对于双曲函数来说,它的导数还是双曲函数本身。

这一性质使得双曲函数在微积分和微分方程的求解中有着重要的应用。

双曲函数在物理学、工程学以及经济学等领域中都有广泛的应用。

例如,双曲函数可以描述弹性体的变形、电路中的电流变化以及金融领域中的利息计算等。

三、双曲线与双曲函数的应用举例1. 光学中的双曲线:双曲线可以用来描述折射光线在介质边界上的传播规律。

根据双曲线的定义,可以得到折射定律以及反射光线与法线的夹角关系,从而解释折射现象和光线的传播路径。

2. 物理学中的震荡现象:双曲函数可以用来描述机械波、电磁波以及量子力学中的粒子波函数的振动特性。

通过双曲函数的性质和方程的求解,可以计算出波函数的频率、振幅以及波速等重要参数。

第八章 平面解析几何 第6节 双曲线

第八章 平面解析几何 第6节 双曲线

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,△PAF
周长的最小值为( )
A.8 B.10
C.4+3 7
D.3+3 17
解 析 (1) x2+(y-3)2 的 几 何 意 义 为 点 M(x , y) 到点 F1(0 , 3) 的 距 离 , x2+(y+3)2 的 几 何 意 义 为 点 M(x , y) 到 点 F2(0 , - 3) 的 距 离 , 则 x2+(y-3)2- x2+(y+3)2=4 表示点 M(x,y)到点 F1(0,3)的距离与到
∴sin ∠PF2F1=2c-3 a,∴c2-c-2aa2+(2c-3 a)2=1,化简得(c-2a)2+3=(2c- a)2,即 c2-a2=b2=1,又a42-b32=1,∴a2=1,∴双曲线的方程为 x2-y2=1, 故选 A. 答案 (1)A (2)A
规律方法 1.用待定系数法求双曲线的方程时,先确定焦点在 x 轴还是 y 轴上,
2.(老教材选修2-1P62A6改编)经过点A(3,-1),且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲 线方程为________________. 解析 设双曲线方程为:x2-y2=λ(λ≠0),把点 A(3,-1)代入,得 λ=8,故所 求双曲线方程为x82-y82=1. 答案 x82-y82=1
3.(老教材选修 2-1P61A1 改编)已知双曲线 x2-1y62 =1 上一点 P 到它的一个焦点 的距离等于 4,那么点 P 到另一个焦点的距离等于________. 解析 设双曲线的焦点为 F1,F2,|PF1|=4,则||PF1|-|PF2||=2,故|PF2|=6 或 2,又双曲线上的点到同侧焦点的距离的最小值为 c-a= 17-1,故|PF2|=6. 答案 6

数学(理)一轮复习 第八章 平面解析几何 第讲 双曲线

数学(理)一轮复习 第八章 平面解析几何 第讲 双曲线

第6讲 双曲线1.双曲线的定义 条件 结论1 结论2 平面内的动点M与平面内的两个定点F 1,F 2M 点的 轨迹为 双曲线 F 1、F 2为双曲线的焦点 ||MF 1|-|MF 2||=2a|F 1F 2|为双曲线的焦距 2a <|F 1F 2|2.双曲线的标准方程和几何性质 标准方程 错误!-错误!=1 (a >0,b >0) 错误!-错误!=1 (a >0,b >0)图形性质 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 A 1(-a ,0),A 2(a ,0) A 1(0,-a ),A 2(0,a )渐近线y=±ba xy=±错误!x离心率e=错误!,e∈(1,+∞)实虚轴线段A1A2叫做双曲线的实轴,它的长|A1A2|=2a;线段B1B2叫做双曲线的虚轴,它的长|B1B2|=2b;a叫做双曲线的实半轴长,b叫做双曲线的虚半轴长a、b、c的关系c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)1.辨明三个易误点(1)双曲线的定义中易忽视2a<|F1F2|这一条件.若2a=|F1F2|,则轨迹是以F1,F2为端点的两条射线,若2a>|F1F2|,则轨迹不存在.(2)区分双曲线中a,b,c的关系与椭圆中a,b,c的关系,在椭圆中a2=b2+c2,而在双曲线中c2=a2+b2。

(3)双曲线的离心率e∈(1,+∞),而椭圆的离心率e∈(0,1).2.求双曲线标准方程的两种方法(1)定义法根据题目的条件,判断是否满足双曲线的定义,若满足,求出相应的a,b,c,即可求得方程.(2)待定系数法①与双曲线错误!-错误!=1共渐近线的可设为错误!-错误!=λ(λ≠0);②若渐近线方程为y =±b ax ,则可设为错误!-错误!=λ(λ≠0); ③若过两个已知点,则可设为错误!+错误!=1(mn <0).3.双曲线几何性质的三个关注点(1)“六点”:两焦点、两顶点、两虚轴端点;(2)“四线”:两对称轴(实、虚轴)、两渐近线;(3)“两形”:中心、顶点、虚轴端点构成的三角形;双曲线上的一点(不包括顶点)与两焦点构成的三角形.1。

双曲线相关知识点总结

双曲线相关知识点总结

双曲线相关知识点总结1. 双曲线的基本定义与图像特点双曲线是平面解析几何中的一种曲线,它的定义可以通过以下方程得到:双曲线方程双曲线方程其中,a和b为正实数,双曲线与坐标轴的交点分别称为焦点和顶点。

根据a 和b的取值,双曲线可以分为三种情况:1.当a>b时,双曲线的图像称为右开口的双曲线。

2.当a<b时,双曲线的图像称为左开口的双曲线。

3.当a=b时,双曲线的图像是一对直线,称为双曲线的渐近线。

由双曲线的基本定义可知,双曲线有以下几个特点:•双曲线关于x轴和y轴对称;•双曲线在原点处是对称中心;•双曲线和坐标轴的交点分别是焦点和顶点;•双曲线没有端点,无限延伸。

2. 双曲线的几何性质双曲线具有许多有趣的几何性质,下面列举了其中一些重要的性质:2.1 焦距与半通径的关系对于右开口的双曲线,焦距即焦点到原点的距离,记为c。

双曲线的半通径即焦点到顶点的距离,记为a。

则有以下关系成立:焦距与半通径关系焦距与半通径关系2.2 双曲线的渐近线方程双曲线的渐近线方程分别为x=±a和y=0。

它们是双曲线的两条对称的直线,当x趋近于无穷大时,双曲线逼近于这两条直线。

2.3 双曲线的离心率双曲线的离心率(eccentricity)是一个用来描述双曲线形状的重要指标。

对于右开口的双曲线,离心率的计算公式为:离心率计算公式离心率计算公式离心率越接近于1,双曲线越扁平,离心率越接近于无穷大,双曲线越接近于两条渐近线。

3. 双曲线的应用领域双曲线在数学和物理学中有广泛的应用,下面介绍了一些常见的应用领域:3.1 流体力学在流体力学中,双曲线常用于描述流体的激波和激波前进的过程。

通过对双曲线的研究,可以得到流体的压力、速度等关键参数。

3.2 电磁学在电磁学中,双曲线常用于描述电场和磁场的变化规律。

通过对双曲线的分析,可以研究电磁场的传播特性和电磁波的行为。

3.3 数学建模双曲线在数学建模中也有广泛的应用。

双曲线课件-2025届高三数学一轮复习

双曲线课件-2025届高三数学一轮复习
9

|PF1|-|PF2|=±2 a =±6,又|PF 1|=5,则|PF 2|=11.
6.
2
2
已知双曲线 C : 2 - 2 =1( a >0, b >0)的焦距为4


线 C 的渐近线方程为
3 ,实轴长为4 2 ,则双曲
2 x ± y =0 .

[解析] 由题意知,2 c =4 3 ,2 a =4 2 ,则 b = 2 − 2 =2,所以 C 的渐近线


C.
2 2
2
双曲线 - =1的渐近线方程是y=± x
9
4
3
D. 等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率等于 2
2. [浙江高考]渐近线方程为 x ± y =0的双曲线的离心率是(
A.
2
2
B. 1
C. 2
C )
D. 2
[解析] 因为双曲线的渐近线方程为 x ± y =0,所以无论双曲线的焦点在 x 轴上还是
轴上.又离心率 e =

2 ,所以 =

2 ,所以 a = 2 ,则 b 2= c 2- a 2=2,所以双曲
2
2
线 C 的标准方程为 - =1.
2
2
解法二
因为双曲线 C 的离心率 e = 2 ,所以该双曲线为等轴双曲线,即 a = b .又
双曲线 C 的焦点为(-2,0)和(2,0),所以 c =2,且焦点在 x 轴上,所以 a 2+ b 2=
1
以| PF 1|·| PF 2|=8,所以 △ = | PF 1|·| PF 2|·sin
2
1 2
解法二
60°=2 3 .
2
2
由题意可得双曲线 C 的标准方程为 - =1,所以可得 b 2=2,由双曲

双曲线经典知识点总结

双曲线经典知识点总结

双曲线经典知识点总结双曲线是解析几何中的一种重要曲线,是一对非重叠又对称的曲线组成,它有着丰富的性质和应用。

在数学、物理和工程等领域都有广泛的应用。

本文将通过对双曲线的定义、性质、参数方程、极坐标方程以及相关的应用等方面进行详细的总结和解释。

一、双曲线的定义和基本性质1. 双曲线的定义双曲线定义是平面直角坐标系中满足以下方程的点的轨迹:\[\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1\]其中a和b是正实数且a≠b。

当a>b时,曲线称为右双曲线;当a<b时,曲线称为左双曲线。

2. 双曲线的基本性质(1)对称性:关于x轴、y轴和原点对称。

(2)渐近线:右双曲线的渐近线为y=±\frac{b}{a}x,左双曲线的渐近线为y=±\frac{a}{b}x。

(3)焦点和准线:右双曲线的焦点为F_{1}、F_{2}(c,0),准线方程为x=c;左双曲线的焦点为F_{1}、F_{2}(0,c),准线方程为y=c。

(4)离心率:离心率ε定义为,ε=\frac{\sqrt{a^2+b^2}}{a}。

二、双曲线的参数方程和极坐标方程1. 双曲线的参数方程(1)右双曲线的参数方程:\[\begin{cases}x=a\text{sec}t \\y=b\tan t\end{cases}\]其中t为参数。

(2)左双曲线的参数方程:\[\begin{cases}x=a\text{csc}t \\y=b\cot t\end{cases}\]其中t为参数。

2. 双曲线的极坐标方程(1)右双曲线的极坐标方程:\[r=\frac{b}{\sin\theta}\](2)左双曲线的极坐标方程:\[r=\frac{a}{\cos\theta}\]三、双曲线的相关应用1. 数学方面双曲线广泛应用于解析几何、微积分、微分方程等数学领域。

在微积分中,双曲线的导数和积分形式复杂,常作为综合练习的一部分。

平面解析几何双曲线与双曲线的方程与性质

平面解析几何双曲线与双曲线的方程与性质

平面解析几何双曲线与双曲线的方程与性质在平面解析几何中,双曲线是一类重要的曲线形状。

它们在数学、物理和工程等领域有着广泛的应用。

本文将重点讨论双曲线的方程和性质。

一、双曲线的定义和基本性质双曲线是一个点集,满足到两个给定点F1和F2的距离之差的绝对值等于常数2a的所有点的轨迹。

该常数a称为双曲线的半长轴。

双曲线的两个焦点F1和F2与半长轴之间的距离称为焦距,记为2c。

双曲线的方程可以表示为:(x - h)²/a² - (y - k)²/b² = 1其中,(h, k)是双曲线的中心点。

根据双曲线的方程,可以推导出双曲线的一些基本性质。

1. 双曲线的对称轴与中心点相交,且垂直于对称轴的直线称为双曲线的主轴。

主轴的长度等于2a。

2. 双曲线的焦点与中心点之间的连线称为焦半径,焦半径的长度等于c。

3. 双曲线的两个分支关于对称轴对称,且与圆的不同是它们的离心率大于1。

4. 双曲线的离心率定义为e = c/a,用来描述双曲线的形状。

离心率大于1,表示双曲线趋近无穷远。

二、双曲线的分类根据双曲线的方程和性质,可以将双曲线分为以下几类:1. 横轴双曲线:a²大于b²,焦点位于横轴上。

2. 竖轴双曲线:a²小于b²,焦点位于竖轴上。

3. 倾斜双曲线:双曲线的对称轴不与坐标轴重合。

不同类型的双曲线在平面上呈现出不同的形态和特点,对于双曲线的分类与性质的理解对于解析几何的研究和实际应用非常重要。

三、双曲线的应用双曲线在数学、物理和工程等多个领域都有着广泛的应用。

1. 数学应用:双曲线是解析几何中的重要概念,在微积分、代数等数学学科中都有着深入研究和应用。

2. 物理应用:双曲线在物理学中的应用非常广泛,例如光学中的折射、电磁学中的电场分布等都可以用双曲线进行描述和计算。

3. 工程应用:双曲线在工程领域中也有着重要的应用,例如在建筑设计中可以利用双曲线形状来构建特殊的建筑结构。

高一数学平面解析几何中的椭圆与双曲线的方程

高一数学平面解析几何中的椭圆与双曲线的方程

高一数学平面解析几何中的椭圆与双曲线的方程椭圆和双曲线是平面解析几何中的两个重要的曲线形状。

它们在数学和物理学中都有广泛的应用。

本文将详细介绍椭圆和双曲线的基本概念,以及它们的方程及性质。

一、椭圆椭圆是平面上一条封闭曲线,所有到两个固定点距离之和相等的点的轨迹。

椭圆的方程可以通过平面解析几何中的焦点和准线来表示。

假设椭圆的焦点为F1和F2,准线长度为2a,离心率为e,则椭圆的方程为:(x - x1)^2/a^2 + (y - y1)^2/b^2 = 1其中,(x1, y1)为椭圆中心的坐标,a为长轴的长度,b为短轴的长度,b^2 = a^2(1 - e^2)。

椭圆的性质包括:1. 焦半径定理:椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和等于长轴的长度。

2. 切线定理:椭圆上任意一点处的切线与准线之间的夹角等于与椭圆焦点的连线的夹角的一半。

3. 两焦点和椭圆中心共线。

二、双曲线双曲线是平面上一条开口的曲线,所有点的到两个固定点距离之差的绝对值相等的点的轨迹。

双曲线的方程可以通过平面解析几何中的焦点和准线来表示。

假设双曲线的焦点为F1和F2,准线长度为2a,离心率为e,则双曲线的方程为:(x - x1)^2/a^2 - (y - y1)^2/b^2 = 1其中,(x1, y1)为双曲线中心的坐标,a为实轴的长度,b为虚轴的长度,b^2 = a^2(e^2 - 1)。

双曲线的性质包括:1. 焦半径定理:双曲线上任意一点到两个焦点的距离之差的绝对值等于长轴的长度。

2. 切线定理:双曲线上任意一点处的切线与准线之间的夹角等于与双曲线焦点的连线的夹角的一半。

3. 两焦点和双曲线中心共线。

三、椭圆与双曲线的区别与联系椭圆和双曲线在形状上有一定的相似之处,但也存在一些明显的区别。

首先,椭圆是一条封闭的曲线,而双曲线是一条开口的曲线。

其次,椭圆的离心率范围是0到1,而双曲线的离心率大于1。

此外,椭圆的焦点和准线之间的距离小于等于长轴的长度,而双曲线的焦点和准线之间的距离大于长轴的长度。

平面解析几何中的双曲线

平面解析几何中的双曲线

平面解析几何中的双曲线正文:平面解析几何中的双曲线一、引言平面解析几何是数学的一个重要分支,涉及到直线、圆、椭圆、抛物线和双曲线等各种图形。

在本教案中,我们将重点探讨双曲线的性质和应用。

二、基本概念1. 双曲线的定义双曲线是平面上一类特殊的曲线,其定义形式为x²/a² - y²/b² = 1,其中a和b是正常数。

双曲线可分为两支,互相对称,且与坐标轴的交点称为焦点。

2. 双曲线的焦点和准线双曲线的焦点是指离曲线上的点到准线的距离和离焦点的距离之差为常数。

准线是指离焦点的距离等于另一个焦点到该点的距离。

3. 双曲线的离心率双曲线的离心率是一个标志性指标,用来描述焦点和准线之间的关系。

其计算公式为e = c/a,其中c表示焦点到原点的距离。

三、双曲线的性质1. 对称性双曲线是关于y轴和x轴的对称图形。

如果曲线的方程是y²/a² -x²/b² = 1,则它是关于y轴对称的;如果方程是x²/a² - y²/b² = 1,则它是关于x轴对称的。

2. 渐近线双曲线有两条渐近线,分别与曲线趋近的方向平行。

渐近线的方程为y = ±(b/a)x。

当x趋近于无穷大时,曲线趋近于渐近线。

3. 焦点和准线之间的关系双曲线的焦点和准线之间的距离等于离心率e乘以焦点到原点的距离。

即c = ae。

4. 双曲线的离点和离线双曲线上每一个点到焦点的距离与到准线的距离之差等于定值2a,即PF - PD = 2a,其中PF表示点到焦点的距离,PD表示点到准线的距离。

四、双曲线的应用双曲线在现实生活中有许多应用,以下举几个例子:1. 双曲线凸面镜:双曲线曲面的反射特性使得双曲线凸面镜能够聚焦光线,被广泛应用于望远镜和汽车的后视镜等光学设备中。

2. 无线电接收器的天线:双曲线天线由摇杆形状的天线组成,其形状与双曲线曲线非常相似,能够帮助接收无线电信号。

双曲线的基本性质与应用

双曲线的基本性质与应用

双曲线的基本性质与应用双曲线是数学中的重要概念,它具有许多独特的属性和广泛的应用。

本文将介绍双曲线的基本性质,并讨论其在不同领域的应用。

一、双曲线的定义与公式双曲线是平面解析几何中的一个曲线,其定义可以通过平面上的点到两个不相交焦点的距离之差等于常数的规律来描述。

双曲线的标准方程如下:(x^2/a^2) - (y^2/b^2) = 1其中,a和b分别是双曲线的焦点到中心的距离,决定了双曲线的形状和大小。

二、双曲线的基本性质1. 双曲线的对称轴:双曲线的对称轴是通过双曲线的两个焦点,并且垂直于双曲线的主轴。

2. 双曲线的焦点:双曲线有两个焦点,位于双曲线的对称轴上,与双曲线的中心点等距离。

3. 双曲线的渐近线:双曲线的渐近线是双曲线两侧的两条直线,它们与双曲线的距离趋近于零,且呈无限延伸的趋势。

4. 双曲线的离心率:双曲线的离心率是一个常数,表示双曲线焦点之间的距离与中心到焦点距离的比值。

三、双曲线的应用1. 物理学中的应用:双曲线在物理学中广泛应用于描述光的折射、反射和干涉现象。

例如,光学器件中的双曲面镜能够将入射光聚焦到一个点上,起到集光和成像的作用。

2. 工程学中的应用:双曲线在工程学中有着广泛的应用,特别是在无线通信中的天线设计和信号处理中。

双曲线的特殊形状使得它能够有效地扩大天线的覆盖范围,提高无线信号的接收和传输质量。

3. 经济学中的应用:双曲线在经济学中被用来描述某些经济现象的增长过程。

例如,双曲线的增长曲线可以用来描述飞速增长的市场和产业,以及经济现象中的细微波动。

4. 数学研究中的应用:双曲线是数学中一个重要的研究对象,许多数学家将其作为研究的基础。

双曲线的性质和变换为其他数学领域的研究提供了重要的工具和理论基础。

总结:双曲线作为数学中的一个重要概念,具有许多独特的性质和广泛的应用。

通过了解双曲线的定义与公式,掌握其基本性质,我们可以在物理学、工程学、经济学和数学研究等领域中应用双曲线,从而深化我们对这一概念的理解和应用能力。

高三数学知识点双曲线

高三数学知识点双曲线

高三数学知识点双曲线双曲线是高中数学中重要的数学知识点之一,它在数学中有广泛的应用和重要的作用。

在本文中,将详细介绍双曲线的定义、性质和相关的数学知识。

一、双曲线的定义双曲线是平面解析几何中的曲线之一,它的定义可以通过平面上一动点与两个不相交固定点的距离之差的绝对值等于常数来描述。

以坐标平面为例,双曲线的定义可表示为:在平面直角坐标系中,两个不相交的点F1(c, 0)和F2(-c, 0)为焦点,直线L:x = -a为准线,且常数e(e>1)为离心率时,平面上动点P(x, y)到F1和F2的距离之差的绝对值等于常数e(e>1)与动点到直线L的距离的积,即|PF1 - PF2| = e|PL|。

二、双曲线的性质1. 双曲线的离心率双曲线的离心率e定义为焦点到准线的距离与焦点到准线的垂线段的比值,即e = PF1 / PL,其中PF1为焦点到动点的距离,PL为动点到准线的垂线段。

双曲线的离心率大于1,离心率越大,双曲线的形状越扁平。

2. 双曲线的对称轴以焦点连线为轴,双曲线与对称轴关于对称轴对称。

3. 双曲线的渐近线双曲线的渐近线是与双曲线趋于无穷远处(焦点以外)的直线。

双曲线有两条渐近线,分别与双曲线的两支无限延伸,且互相对称。

4. 双曲线的焦点双曲线的焦点F1和F2是双曲线的两个特殊点,焦点到双曲线上任意一点的距离之差的绝对值等于常数e与该点到准线的距离的积。

焦点与双曲线的形状和位置密切相关。

三、双曲线的方程双曲线的一般方程可以表示为x^2/a^2 - y^2/b^2 = 1(双曲线的主轴平行于x轴)或y^2/a^2 - x^2/b^2 = 1(双曲线的主轴平行于y 轴)。

其中,a为椭圆的轴长,b为双曲线的离心距离。

四、双曲线的应用双曲线广泛应用于数学和物理等领域。

在数学中,双曲线是对数函数、双曲函数和双曲积分等的基础;在物理中,双曲线是电磁场、光学和天体力学等的重要工具。

在高中数学中,我们需要熟练掌握双曲线的定义、性质和方程,能够准确地绘制双曲线图形,并能运用双曲线解决相关的问题。

双曲线的知识点总结

双曲线的知识点总结

双曲线的知识点总结1. 双曲线的定义双曲线是平面解析几何中的一种二次曲线,它可以用以下方程表示:双曲线方程双曲线方程其中,a表示横轴半轴长度,b表示纵轴半轴长度。

双曲线以原点为中心,在横轴和纵轴上分别有两个焦点。

2. 双曲线的性质2.1 双曲线的渐近线双曲线有两条渐近线,分别与双曲线的两个分支趋于无穷远。

这两条渐近线的斜率分别为渐近线斜率。

2.2 双曲线的离心率双曲线的离心率可以通过以下公式计算得出:离心率公式离心率公式当离心率大于1时,双曲线是实双曲线;当离心率等于1时,双曲线是抛物线。

2.3 双曲线的焦距双曲线的焦距可以通过以下公式计算得出:焦距公式焦距公式焦距表示了焦点与原点之间的距离。

3. 双曲线的图像双曲线的图像特点如下:•当a > b时,双曲线的两个分支打开向左右两侧;•当a < b时,双曲线的两个分支打开向上下两侧;•当a = b时,双曲线为一对直线。

双曲线的图像在横纵轴上对称。

4. 双曲线的应用4.1 数学双曲线在数学中有多种应用,例如:•函数图像:一些函数的图像可以是双曲线,如双曲正弦函数;•几何问题:双曲线可以用于解决一些几何问题,如求解焦点坐标等;4.2 物理双曲线在物理学中也有广泛应用,例如:•光学:双曲线可以用于描述光线的传播和反射,例如双曲面镜的形状;•电磁场:双曲线可以用于描述电磁场的分布和行为,例如电磁波的传播等;4.3 工程在工程领域,双曲线也有很多应用,例如:•通信:双曲线可以用于通信系统中的信号传输和接收,例如双曲线编码;•电路设计:双曲线可以用于电路的分析和设计,例如传输线的特性阻抗等;5. 总结双曲线是一种重要的二次曲线,在数学、物理和工程等领域有广泛的应用。

了解双曲线的定义、性质和图像特点,能够帮助我们更好地理解和应用双曲线。

在实际问题中,我们可以利用双曲线来解决各种数学、物理和工程上的难题,为科学和技术的发展做出贡献。

高考数学一轮总复习第九章平面解析几何第六节双曲线课件

高考数学一轮总复习第九章平面解析几何第六节双曲线课件

cm,则|AD|=(
A.12 10 cm
B.6 38 cm
C.38 cm
D.6 37 cm
)
答案 (1)B
(2)D
解析(1)由题可知 a2=3-m,b2=m,所以 c= 3.
1
因为|OP|=2|F1F2|,所以
PF1⊥PF2.
又∠PF1F2=30°,所以|PF1|=3,|PF2|= 3,
所以由双曲线的定义可知|PF1|-|PF2|=3- 3=2 3-,解得
3 3
m= 2 .故选
B.
(2)以双曲线的对称中心为坐标原点,建立平面直角坐标系xOy,如图所示.
因为双曲线的离心率为2,
2
所以可设双曲线的方程为 2

依题意可得 2a=30,则

2
=1(a>0).
2
3
2
a=15,即双曲线的方程为152
因为|AB|=36 cm,所以 A 的纵坐标为 18.
1 2
)
2.(多选)已知双曲线
2
C:12

A.实轴长是虚轴长的 2 倍
B.焦距为 8
C.离心率为 3
D.渐近线方程为 x± 3y=0
2
=1,下列对双曲线
4
C 的判断正确的是(
)
答案 BD
解析 由双曲线
2
C:12

2
=1,可得
4
a2=12,b2=4,则 c2=a2+b2=16,
所以 a=2 3,b=2,c=4.所以选项 A 不正确,选项 B 正确;
当2a>|F1F2|时,动点的轨迹不存在;
当2a=0时,动点的轨迹是线段F1F2的中垂线.
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x2 y2 故所求方程为 8 - 8 =1.
1
2
3
4
5
6
解析
答案
题组三 易错自纠
x y 4.(2016· 全国Ⅰ)已知方程 2 - 2 =1 表示双曲线,且该双曲线两 m +n 3m -n 焦点间的距离为 4,则 n 的取值范围是 A.(-1,3) √ B.(-1, 3) C.(0,3) D.(0, 3)
知识梳理 1.双曲线定义 平面内与两个定点F1,F2的 距离的差的绝对值 双曲线的焦距 . 集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0. (1)当 2a<|F1F2| 时,P点的轨迹是双曲线; (2)当 2a=|F1F2| 时,P点的轨迹是两条射线; (3)当 2a>|F1F2| 时,P点不存在. 等于常数(小于|F1F2|)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
2 2
解析
x2 y2 ∵方程 2 - 2 =1 表示双曲线, m +n 3m -n
∴(m2+n)· (3m2-n)>0,解得-m2<n<3m2,
由双曲线性质,知c2=(m2+n)+(3m2-n)=4m2(其中c是半焦距),
∴焦距2c=2×2|m|=4,解得|m|=1,
∴-1<n<3,故选A.
1
2
3
4
5 ∴25a =9c ,∴e=3.故选 D.
2 2
1
2
3
4
5
6
解析
答案
1 6.已知双曲线过点(4, 3),且渐近线方程为 y=± x,则该双曲线的标准 2 x2 2 方程为_____________. 4 -y =1 1 解析 由双曲线的渐近线方程为 y=± x , 2 x2 2 可设该双曲线的标准方程为 4 -y =λ(λ≠0),
x2 y2 (2)方程m- n =1(mn>0)表示焦点在 x 轴上的双曲线.( × ) x2 y2 x2 y2 (3)双曲线方程m2-n2=λ(m>0,n>0,λ≠0)的渐近线方程是m2-n2=0,
x y 即m± n=0.( √ )
1 2 3 4 5 6
(4)等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率等于 2.( √ ) x2 y2 x2 y2 (5)若双曲线a2-b2=1(a>0,b>0)与b2-a2=1(a>0,b>0)的离心率分别是 1 1 e1,e2,则e2+e2=1(此条件中两条双曲线称为共轭双曲线).( √ ) 1 2
5
6
解析
答案
x2 y2 5.若双曲线a2-b2=1(a>0,b>0)的一条渐近线经过点(3,-4),则此双 曲线的离心率为 7 A. 3
解析
5 D.3 3b b 由条件知 y=-ax 过点(3,-4),∴ a =4,
5 B.4
4 C.3

即3b=4a,∴9b2=16a2,∴9c2-9a2=16a2,
几何画板展示
解析
答案
命题点2 利用待定系数法求双曲线方程
典例 根据下列条件,求双曲线的标准方程: 5 (1)虚轴长为12,离心率为 ; 4 解 设双曲线的标准方程为
x2 y2 y2 x2 2- 2=1 或 2- 2=1(a>0,b>0). a b a b c 5 由题意知,2b=12,e=a=4,
【知识拓展】
巧设双曲线方程
x2 y2 x2 y2 (1)与双曲线a2-b2=1(a>0,b>0)有共同渐近线的方程可表示为a2-b2= t(t≠0). x2 y2 (2)过已知两个点的双曲线方程可设为m+ n =1(mn<0).
基础自测 题组一 思考辨析 1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)平面内到点F1(0,4),F2(0,-4)距离之差的绝对值等于8的点的轨迹是 双曲线.( × )
2.双曲线的标准方程和几何性质
2 y x 2 - 2 =1 b a
2
标准方程
y2- x2 =1 2 2 a b
(a>0,b>0)
(a>0,b>0)
图形
范围 对称性 顶点坐标 性 渐近线 离心率
x≥a或x≤-a,y∈R ______________________ 对称轴: 坐标轴 A1(-a,0),A2(a,0) b y=± x a _____________
2 c ∴e2=a2=5,∴e= 5.
123来自456
解析
答案
3.[P54A组T6]经过点A(3,-1),且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线 x2 y2 方程为__________. 8 - 8 =1
解析 x2 y2 设双曲线的方程为a2-a2=± 1(a>0),
把点A(3,-1)代入,得a2=8(舍负),
x∈R,y≤-a或y≥a ___________________
_______________
对称中心: 原点
A1(0,-a),A2(0,a) a y=± x b ________
___________________________

c e= a ,e∈ (1,+∞) ,其中c=
a2+b2
线段A1A2叫做双曲线的实轴,它的长|A1A2|= 2a ,线段 实虚轴 a,b,c的关系 B1B2叫做双曲线的虚轴,它的长|B1B2|= 2b ;a叫做双曲 线的实半轴长,b叫做双曲线的虚半轴长 c2= a2+b2 (c>a>0,c>b>0)
1
2
3
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题组二 教材改编
x2 y2 2.[P53T1] 若双曲线a2-b2=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
解析 由题意知焦点到其渐近线的距离等于实轴长, x y 双曲线的渐近线方程为a± ay=0, b=0,即 bx± bc 2 2 2 2 2 ∴2a= 2 = b . 又 a + b = c , ∴ 5 a = c . 2 a +b
4 2 已知该双曲线过点(4, 3),所以 4 -( 3) =λ,即 λ=1,
x2 2 故所求双曲线的标准方程为 4 -y =1.
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2
解析
答案
题型分类
深度剖析
题型一 双曲线的定义及标准方程
多维探究
命题点1 利用定义求轨迹方程
典例 已知圆C1: (x+3)2 + y2=1 和圆C2 :(x-3)2+ y2 =9,动圆 M同时与 2 y x2- 8 =1(x≤-1) 圆C1及圆C2相外切,则动圆圆心M的轨迹方程为_________________.
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