H圆锥曲线双曲线方程六
圆锥曲线的标准方程公式
圆锥曲线的标准方程公式
圆锥曲线的标准方程公式是数学中用于描述圆锥曲线几何性质的方程形式。
圆锥曲线包括圆、椭圆、双曲线和抛物线。
每种曲线都有其独特的标准方程形式。
1. 圆的标准方程公式:
圆的标准方程公式是(x - h)² + (y - k)² = r²,其中圆心坐标为(h, k),半径为r。
这个方程描述了平面上所有到圆心距离等于半径的点的集合。
2. 椭圆的标准方程公式:
椭圆的标准方程公式是(x²/a²) + (y²/b²) = 1,其中a和b分别代表椭圆的长轴
和短轴的半长。
这个方程描述了平面上到椭圆两个焦点的距离之和等于常数2a的
点的集合。
3. 双曲线的标准方程公式:
双曲线的标准方程公式可以分为两种形式:(x²/a²) - (y²/b²) = 1和(y²/a²) - (x²/b²) = 1,其中a和b分别代表双曲线的焦点到中心的距离和横轴/纵轴的半长。
这个方
程描述了平面上到双曲线两个焦点的距离之差等于常数2a的点的集合。
4. 抛物线的标准方程公式:
抛物线的标准方程公式可以分为两种形式:y² = 4ax和x² = 4ay,其中a为抛物线的焦点到顶点的距离。
这个方程描述了平面上到抛物线焦点的距离等于焦点到顶点距离的某个倍数的点的集合。
通过这些标准方程公式,我们可以方便地描述和理解圆锥曲线的形状和性质。
它们在几何、物理、工程等领域中都有广泛的应用。
圆锥曲线 公式
圆锥曲线是一个在三维空间中由一个固定点(焦点)和一个固定直线(直角方向线)确定的曲线。
根据焦点和直角方向线的位置关系,圆锥曲线可以分为四种类型:椭圆、双曲线、抛物线和直线。
下面是各种圆锥曲线的基本方程:
1. 椭圆(Ellipse)的方程:
(x/a)² + (y/b)² = 1
其中,a为椭圆的长轴(长半径)长度,b为椭圆的短轴(短半径)长度。
2. 双曲线(Hyperbola)的方程:
(x/a)² - (y/b)² = 1 (右开口)
或
-(x/a)² + (y/b)² = 1 (左开口)
其中,a为双曲线的实轴(长半轴)长度,b为双曲线的虚轴(短半轴)长度。
3. 抛物线(Parabola)的方程:
y = ax² + bx + c
其中,a、b、c为抛物线方程的系数,确定了抛物线的形状和位置。
4. 直线(Line)的方程:
y = mx + c
其中,m为直线的斜率,c为直线的纵截距。
这些方程仅涵盖了基本形态的圆锥曲线方程。
在实际应用中,还可以根据具体情况进行方程的变形和扩展。
圆锥曲线与方程双曲线及其标准方程
双曲线的离心率
总结词
双曲线的离心率是双曲线的一个重要特征,表示双曲线向外 扩张或向内收缩的速度。
详细描述
双曲线的离心率用符号$e$表示,其值为$e = \frac{c}{a}$。 当离心率接近1时,双曲线越来越扁平;当离心率接近0时, 双曲线越来越接近于一条直线。
双曲线的焦点和准线
总结词
双曲线的焦点是其两条渐近线的交点,准线则是焦点到双曲线上的点的距离等于 实轴长度的点的集合。
两顶点关于原点对称
两焦点在x轴或者y轴上
离心率e为根号下(1+k^2),其中k为实轴和虚 轴的比值
同心率双曲线
总结词:同心率双曲线是指双曲线的离心率相等的双曲 线,具有特殊的性质和方程。 性质:同心率双曲线具有以下性质
两焦点在x轴或者y轴上
方程:同心率双曲线的标准方程为:(x^2/a^2) (y^2/b^2) = k (a,b > 0,k≠0) 两顶点关于原点对称
根据双曲线方程的形式,可以判断 出双曲线的焦点在哪个轴上。
求双曲线的实轴和虚轴长
根据双曲线方程的形式,可以求出 双曲线的实轴和虚轴长。
双曲线的范围
根据双曲线方程的形式,可以求出 双曲线的范围。
双曲线的渐近线
根据双曲线方程的形式,可以求出 双曲线的渐近线。
03
双曲线的简单性质
双曲线的范围
总结词
双曲线的范围是指双曲线在直角坐标系中呈现出的边界 。
01
02
03
04
05
早在公元前145年,希 腊数学家欧几里得 (Euclid)已经研究过双 曲线。
1795年,法国数学家拉 朗日(Lagrange)给出了 双曲线的第一个现代定 义。
1796年,德国数学家高 斯(Gauss)独立给出了 双曲线的第二个现代定 义。
圆锥曲线方程
椭圆就是集合: P={ M| |MF1|+|MF2|=2a }
A1 F1
演示
y
B1 M
o F2
B2
椭圆的焦距:|F1F2|=2c A2 x 椭圆的长轴: |A1A2|=2a
椭圆的短轴: |B1B2|=2b
返回
椭圆的标准方程 不论k为何实数,直线y=ax+b与椭圆
总有
Ⅰ直接法:将动点运动的规律直接转化为代数语言,
注意轨迹的完备性和纯粹性,即“除伪补缺”
离心率e=
c a
(
0<e<1
)
我国对圆锥曲线的研究也有相当的历史,很多史书均
叫做椭圆
1.范围 2.对称 3.顶点 椭圆第一定义: 把平面内与两个定点F1,F2的距离的
我国对圆锥曲线的研究也有相当的历史,很多史书均 椭圆就是集合: P={ M| |MF1|+|MF2|=2a }
差的绝对值等于常数(小于
c o P的=点{ M的|轨迹叫A做1抛}物线F,1点F叫做抛物线的焦F点2.
(+c, 0) c2=a2+b2
A2 x
c2 = a2 - b2
不论k为何实数,直线y=ax+b与椭圆
方问题”时,就涉及圆锥曲线。 B2
他取三个顶点分别为直角
总有
椭圆的简单几何性质: 在坐标系中计算得,椭圆的标准方程:
我国对圆锥曲线的研究也有相当的历史,很多史书均 有这方面的记载。《恒星历指》一书中既有椭圆的名称, 《交食历指》一书则记为长圆,《测量全义》中即记载了
椭圆产生于圆柱,也记载圆锥曲线源自圆锥。 返回
椭 圆 ellipse
椭圆第一定义: 把平面内与两个定点F1,F2的距离的 和等于常数(大于/F1F2/ )的点的轨
高中数学第二章圆锥曲线与方程2.3.1双曲线的标准方程课件新人教B版选修2_1
x2 y2
a2 − b2 = 1,
y2 a2
−
x2 b2
=
1,
其中a>0,b>0
2.求双曲线方程的常用方法 剖析:(1)待定系数法.即先设出方程的标准形式,再确定方程中的 参数a,b的值,即“先定型,再定量”,若两种类型都有可能,则应进行分 类讨论. (2)定义法.
典例透析
题型一
题型二
题型三
题型四
y 轴上,不是以分母的大小确定的,而是依据二次项系数的符号确定
的.
正解:将双曲线方程化为标准方程
������2 4
−
������2 9
=
1,
可知焦点在y
轴
上,则 a=2,b=3,c2=a2+b2=13,
即 c= 13.
故双曲线的焦点坐标为 F1(0,− 13), ������2(0, 13).
题型一
c2=a2+b2
名师点拨1.由求双曲线的标准方程的过程可知:只有当双曲线的两 个焦点在坐标轴上,且关于原点对称时,才能得到双曲线的标准方 程.反之亦成立.
2.在双曲线的标准方程中,若x2的系数为正,则焦点在x轴上;若y2 的系数为正,则焦点在y轴上.
知识梳理
【做一做 2-1】
双曲线
������2 10
=
1.
答案:���4���2
−
������2 3
=
1
重难聚焦
1.椭圆与双曲线的区别 剖析:
椭圆
双曲线
MF1 + MF2 = 2������
因为 a>c>0,所以令
a2-c2=b2(b>0)
x2 y2
a2 + b2 = 1,
圆锥曲线(椭圆,双曲线,抛物线)的定义方程和性质知识总结
椭圆的定义、性质及标准方程1. 椭圆的定义:⑴第一定义:平面内与两个定点12F F 、的距离之和等于常数(大于12F F )的点的轨迹叫做椭圆。
这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离叫做椭圆的焦距。
⑵第二定义:动点M 到定点F 的距离和它到定直线l 的距离之比等于常数)10(<<e e ,则动点M 的轨迹叫做椭圆。
定点F 是椭圆的焦点,定直线l 叫做椭圆的准线,常数e 叫做椭圆的离心率。
说明:①若常数2a 等于2c ,则动点轨迹是线段12F F 。
②若常数2a 小于2c ,则动点轨迹不存在。
2.3. 椭圆上的任一点和焦点连结的线段长称为焦半径。
焦半径公式:椭圆焦点在x 轴上时,设12F F 、分别是椭圆的左、右焦点,()00P x y ,是椭圆上任一点,则10PF a ex =+,20PF a ex =-。
推导过程:由第二定义得11PF e d =(1d 为点P 到左准线的距离), 则211000a PF ed e x ex a a ex c ⎛⎫==+=+=+ ⎪⎝⎭;同理得20PF a ex =-。
简记为:左“+”右“-”。
由此可见,过焦点的弦的弦长是一个仅与它的中点的横坐标有关的数。
22221x y a b +=;若焦点在y 轴上,则为22221y x a b+=。
有时为了运算方便,设),0(122n m m ny mx ≠>=+。
双曲线的定义、方程和性质1. 定义(1)第一定义:平面内到两定点F 1、F 2的距离之差的绝对值等于定长2a (小于|F 1F 2|)的点的轨迹叫双曲线。
说明:①||PF 1|-|PF 2||=2a (2a <|F 1F 2|)是双曲线;若2a=|F 1F 2|,轨迹是以F 1、F 2为端点的射线;2a >|F 1F 2|时无轨迹。
②设M 是双曲线上任意一点,若M 点在双曲线右边一支上,则|MF 1|>|MF 2|,|MF 1|-|MF 2|=2a ;若M 在双曲线的左支上,则|MF 1|<|MF 2|,|MF 1|-|MF 2|=-2a ,故|MF 1|-|MF 2|=±2a ,这是与椭圆不同的地方。
圆锥曲线---双曲线
圆锥曲线---双曲线1.122PF PF a -=2.标准方程22221x y a b -= 3.111PF e d =>4.点P 处的切线PT 平分△PF 1F 2在点P 处的内角.5.PT 平分△PF 1F 2在点P 处的内角,则焦点在直线PT 上的射影H 点的轨迹是以实轴为直径的圆,除去实轴的两个端点. 6.以焦点弦PQ 为直径的圆必与对应准线相交.7.以焦点半径PF 1为直径的圆必与以实轴为直径的圆外切.8.设P 为双曲线上一点,则△PF 1F 2的内切圆必切于与P 在同侧的顶点.9.双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的两个顶点为1(,0)A a -,2(,0)A a ,与y 轴平行的直线交双曲线于P 1、P 2时A 1P 1与A 2P 2交点的轨迹方程是22221x y a b+=.10.若000(,)P x y 在双曲线22221x y a b -=(a >0,b >0)上,则过0P 的双曲线的切线方程是00221x x y y a b -=. 11.若000(,)P x y 在双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)外 ,则过Po 作双曲线的两条切线切点为P 1、P 2,则切点弦P 1P 2的直线方程是00221x x y ya b-=.12.AB 是双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的不平行于对称轴且过原点的弦,M 为AB 的中点,则22OM AB b k k a ⋅=.13.若000(,)P x y 在双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)内,则被Po 所平分的中点弦的方程是2200002222x x y y x y a b a b -=-. 14.若000(,)P x y 在双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)内,则过Po 的弦中点的轨迹方程是22002222x x y yx y a b a b -=-. 15.若PQ 是双曲线22221x y a b -=(b >a >0)上对中心张直角的弦,则122222121111(||,||)r OP r OQ r r a b +=-==.16.若双曲线22221x y a b-=(b >a >0)上中心张直角的弦L 所在直线方程为1Ax By +=(0)AB ≠,则(1)222211A B a b -=+;(2) L =. 17.给定双曲线1C :222222b x a y a b -=(a >b >0), 2C :222222222()a b b x a y ab a b+-=-,则(i)对1C 上任意给定的点00(,)P x y ,它的任一直角弦必须经过2C 上一定点M 222202222(,)a b a b x y a b a b++---. (ii)对2C 上任一点'''00(,)P x y 在1C 上存在唯一的点'M ,使得'M 的任一直角弦都经过'P 点.18.设00(,)P x y 为双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)上一点,P 1P 2为曲线C 的动弦,且弦PP 1, PP 2斜率存在,记为k 1, k 2, 则直线P 1P 2通过定点00(,)M mx my -(1)m ≠的充要条件是212211m b k k m a+⋅=⋅-. 19.过双曲线22221x y a b -=(a >0,b >o )上任一点00(,)A x y 任意作两条倾斜角互补的直线交双曲线于B,C 两点,则直线BC有定向且2020BC b x k a y =-(常数).20.双曲线22221x y a b-=(a >0,b >o )的左右焦点分别为F 1,F 2,点P 为双曲线上任意一点12F PF γ∠=,则双曲线的焦点角形的面积为122cot 2F PF S b γ∆=,2(cot )2b Pc γ± .21.若P 为双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)右(或左)支上除顶点外的任一点,F 1, F 2是焦点, 12PF F α∠=, 21PF F β∠=,则tan t 22c a co c a αβ-=+(或tan t 22c a co c a βα-=+). 22.双曲线22221x y a b-=(a >0,b >o )的焦半径公式:1(,0)F c - , 2(,0)F c当00(,)M x y 在右支上时,10||MF ex a =+,20||MF ex a =-.当00(,)M x y 在左支上时,10||MF ex a =--,20||MF ex a =-+.23.若双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,左准线为L ,则当1<1时,可在双曲线上求一点P ,使得PF 1是P 到对应准线距离d 1与PF 2的比例中项.24.P 为双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)上任一点,F 1,F 2为二焦点,A 为双曲线左支内一定点,则21||2||||AF a PA PF -≤+,当且仅当2,,A F P 三点共线且P 在左支时,等号成立.25.双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)上存在两点关于直线l :0()y k x x =-对称的充要条件是22220222()0a b a x k k a b k b +⎛⎫>≠≠± ⎪-⎝⎭且.26.过双曲线焦半径的端点作双曲线的切线,与以长轴为直径的圆相交,则相应交点与相应焦点的连线必与切线垂直. 27.过双曲线焦半径的端点作双曲线的切线交相应准线于一点,则该点与焦点的连线必与焦半径互相垂直. 28.P 是双曲线sec tan x a y b ϕϕ=⎧⎨=⎩(a >0,b >0)上一点,则点P 对双曲线两焦点张直角的充要条件是2211tan e ϕ=-. 29.设A,B 为双曲线2222x y k a b -=(a >0,b >0,0,1k k >≠)上两点,其直线AB 与双曲线22221x y a b-=相交于,P Q ,则AP BQ =.30.在双曲线22221x y a b-=中,定长为2m (0m >)的弦中点轨迹方程为()()222222222222222221cosh sinh ,coth ,001sinh cosh coth ,00x y ay a t b t t x t a b bx m x y bx a t b t t y t a b ay ⎧⎡⎤⎛⎫--+=-==⎪⎢⎥ ⎪⎝⎭⎪⎣⎦=⎨⎡⎤⎛⎫⎪--+=-==⎢⎥ ⎪⎪⎝⎭⎣⎦⎩时,弦两端点在两支上,时,弦两端点在同支上31.设S 为双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的通径,定长线段L 的两端点A,B 在双曲线右支上移动,记|AB|=l ,00(,)M x y 是AB 中点,则当l S ≥Φ时,有20min ()2a l x c e=+222(c a b =+,c e a =);当l S <Φ时,有0min ()x =. 32.双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)与直线0Ax By C ++=有公共点的充要条件是22222A aB bC -≤.33.双曲线220022()()1x x y y a b ---=(a >0,b >0)与直线0Ax By C ++=有公共点的充要条件是2222200()A a B b Ax By C -≤++.34.设双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的两个焦点为F 1、F 2,P (异于长轴端点)为双曲线上任意一点,在△PF 1F 2中,记12F PF α∠=, 12PF F β∠=,12F F P γ∠=,则有sin (sin sin )ce a αγβ==±-. 35.经过双曲线22221x y a b -=(a >0,b >0)的实轴的两端点A 1和A 2的切线,与双曲线上任一点的切线相交于P 1和P 2,则21122||||PA P A b ⋅=.36.已知双曲线22221x y a b -=(b >a >0),O 为坐标原点,P 、Q 为双曲线上两动点,且OP OQ ⊥.(1)22221111||||OP OQ a b +=-;(2)|OP|2+|OQ|2的最小值为22224a b b a -;(3)OPQ S ∆的最小值是2222a b b a -. 37.MN 是经过双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)过焦点的任一弦(交于两支),若AB 是经过双曲线中心O 且平行于MN 的弦,则2||2||AB a MN =.38.MN 是经过双曲线22221x y a b-=(a >b >0)焦点的任一弦(交于同支),若过双曲线中心O 的半弦OP MN ⊥,则2222111||||a MN OP b a -=-. 39.设双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0),M(m,o)为实轴所在直线上除中心,顶点外的任一点,过M 引一条直线与双曲线相交于P 、Q 两点,则直线A 1P 、A 2Q(A 1 ,A 2为两顶点)的交点N 在直线l :2a x m=上.40.设过双曲线焦点F 作直线与双曲线相交 P 、Q 两点,A 为双曲线长轴上一个顶点,连结AP 和AQ 分别交相应于焦点F 的双曲线准线于M 、N 两点,则MF ⊥NF.41.过双曲线一个焦点F 的直线与双曲线交于两点P 、Q, A 1、A 2为双曲线实轴上的顶点,A 1P 和A 2Q 交于点M ,A 2P 和A 1Q 交于点N ,则MF ⊥NF.42.设双曲线方程22221x y a b -=,则斜率为k(k≠0)的平行弦的中点必在直线l :y kx =的共轭直线'y k x =上,而且2'2b kk a=.43.设A 、B 、C 、D 为双曲线22221x y a b-=(a >0,b >o )上四点,AB 、CD 所在直线的倾斜角分别为,αβ,直线AB 与CD相交于P,且P 不在双曲线上,则22222222||||cos sin ||||cos sin PA PB b a PC PD b a ββαα⋅-=⋅-. 44.已知双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0),点P 为其上一点F 1, F 2为双曲线的焦点,12F PF ∠的内(外)角平分线为l ,作F 1、F 2分别垂直l 于R 、S ,当P 跑遍整个双曲线时,R 、S 形成的轨迹方程是222x y a +=(()()2222222222a y b x x c c y a y b x c ⎡⎤-±⎣⎦=-±). 45.设△ABC 三顶点分别在双曲线Γ上,且AB 为Γ的直径,l 为AB 的共轭直径所在的直线,l 分别交直线AC 、BC 于E 和F ,又D 为l 上一点,则CD 与双曲线Γ相切的充要条件是D 为EF 的中点.46.过双曲线22221x y a b -=(a >0,b >0)的右焦点F 作直线交该双曲线的右支于M,N 两点,弦MN 的垂直平分线交x 轴于P ,则||||2PF eMN =. 47.设A (x 1 ,y 1)是双曲线22221x y a b -=(a >0,b >0)上任一点,过A 作一条斜率为2121b x a y 的直线L ,又设d 是原点到直线L 的距离, 12,r r 分别是Aab =.48.已知双曲线22221x y a b -=(a >0,b >0)和2222x y a bλ-=(01λ<< ),一条直线顺次与它们相交于A 、B 、C 、D 四点,则│AB│=|CD│.49.已知双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0),A 、B 是双曲线上的两点,线段AB 的垂直平分线与x 轴相交于点0(,0)P x , 则220a b x a+≥或220a b x a +≤-.50.设P 点是双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)上异于实轴端点的任一点,F 1、F 2为其焦点记12F PF θ∠=,则(1)2122||||1cos b PF PF θ=-.(2) 122cot 2PF F S b θ∆=.51.设过双曲线的实轴上一点B (m,o )作直线与双曲线相交于P 、Q 两点,A 为双曲线实轴的左顶点,连结AP 和AQ 分别交相应于过B 点的直线MN :x n =于M ,N 两点,则90MBN ∠=()2222()a n m a m a m b n a --⇔=-++. 52.L 是经过双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)焦点F 且与实轴垂直的直线,A 、B 是双曲线的两个顶点,e 是离心率,点P L ∈,若APB α∠=,则α是锐角且1sin e α≤或1sin arc eα≤(当且仅当||PF b =时取等号).53.L 是经过双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的实轴顶点A 且与x 轴垂直的直线,E 、F 是双曲线的准线与x 轴交点,点P L ∈,e 是离心率,EPF α∠=,H 是L 与X 轴的交点c 是半焦距,则α是锐角且1sin e α≤或1sin arc e α≤(当且仅当||abPA c=时取等号).54.L 是双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)焦点F 1且与x 轴垂直的直线,E 、F 是双曲线准线与x 轴交点,H 是L 与x 轴的交点,点P L ∈,EPF α∠=,离心率为e ,半焦距为c ,则α为锐角且21sin e α≤或21sin arc eα≤(当且仅当1||PF =时取等号).55.已知双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0),直线L 通过其右焦点F 2,且与双曲线右支交于A 、B 两点,将A 、B 与双曲线左焦点F 1连结起来,则222112(2)||||a b F A F B a+⋅≥(当且仅当AB ⊥x 轴时取等号). 56.设A 、B 是双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的长轴两端点,P 是双曲线上的一点,PAB α∠=, PBA β∠=,BPA γ∠=,c 、e 分别是双曲线的半焦距离心率,则有(1)22222|cos ||||s |ab PA a c co αα=-.(2) 2tan tan 1e αβ=-.(3) 22222cot PAB a b S b a γ∆=+. 57.设A 、B 是双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)实轴上分别位于双曲线一支内(含焦点的区域)、外部的两点,且A x 、Bx 的横坐标2A B x x a ⋅=,(1)若过A 点引直线与双曲线这一支相交于P 、Q 两点,则PBA QBA ∠=∠;(2)若过B 引直线与双曲线这一支相交于P 、Q 两点,则180PBA QBA ∠+∠=.58.设A 、B 是双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)实轴上分别位于双曲线一支内(含焦点的区域),外部的两点,(1)若过A 点引直线与双曲线这一支相交于P 、Q 两点,(若B P 交双曲线这一支于两点,则P 、Q 不关于x 轴对称),且PBA QBA ∠=∠,则点A 、B 的横坐标A x 、B x 满足2A B x x a ⋅=;(2)若过B 点引直线与双曲线这一支相交于P 、Q 两点,且180PBA QBA ∠+∠= ,则点A 、B 的横坐标满足2A B x x a ⋅=.59.设',A A 是双曲线22221x y a b-=的实轴的两个端点,'QQ 是与'AA 垂直的弦,则直线AQ 与''AQ 的交点P 的轨迹是双曲线22221x y a b+=. 60.过双曲线22221x y a b -=(a >0,b >0)的右焦点F 作互相垂直的两条弦AB 、CD,则()2228||||||ab AB CD a b a b +≥≠-;()22||||4c AB CD a a b a+≥==61.到双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)两焦点的距离之比等于c a b -(c 为半焦距)的动点M 的轨迹是姊妹圆222()()x ec y eb ±+=.62.到双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的实轴两端点的距离之比等于c a b -(c 为半焦距)的动点M 的轨迹是姊妹圆222()x c y b ±+=.63.到双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的两准线和x 轴的交点的距离之比为c a b -(c 为半焦距)的动点的轨迹是姊妹圆222()()bx a y e±+=(e 为离心率).64.已知P 是双曲线22221x y a b -=(a >0,b >0)上一个动点,',A A 是它实轴的两个端点,且AQ AP ⊥,''AQ A P ⊥,则Q点的轨迹方程是222241x b y a a-=.65.双曲线的一条直径(过中心的弦)的长,为通过一个焦点且与此直径平行的弦长和实轴之长的比例中项.66.设双曲线22221x y a b -=(a >0,b >0)实轴的端点为',A A ,11(,)P x y 是双曲线上的点过P 作斜率为2121b x a y 的直线l ,过',A A 分别作垂直于实轴的直线交l 于',M M ,则(1)''2||||AM AM b =.(2)四边形''AMA M 面积趋近于2ab .67.已知双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的右准线l 与x 轴相交于点E ,过双曲线右焦点F 的直线与双曲线相交于A 、B两点,点C 在右准线l 上,且BC x ⊥轴,则直线AC 经过线段EF 的中点.68.OA 、OB 是双曲线2222()1x a y a b--=(a >0,b >0,且a b ≠)的两条互相垂直的弦,O 为坐标原点,则(1)直线AB 必经过一个定点2222(,0)ab b a -.(2) 以O A 、O B 为直径的两圆的另一个交点Q 的轨迹方程是222222222()()ab ab x y b a b a-+=--(除原点)。
高考数学艺体生文化课第十一章圆锥曲线第2节双曲线标准方程和几何性质课件
B两点,若△ABF2是正三角形,那么双曲线的离心率为 ( )
A. 2
B. 3
C.2
D.3
【答案】 B
【解析】 由△ABF2是正三角形,可得AF2F1 30,
在Rt△AF1F2中,|
F1F2
|
2c,|
AF1
|
23 3
c,|
AF2
|
43 3
c.
根据双曲线的定义可得 |
AF2
AF1
|
双曲线C : x2 y2 1的一条渐近线方程为y 3 x,即x m y 0,
3m 3
3m
点F到C的一条渐近线的距离为d 3m 3 3.选A. m 1
5.(2015湖北宜昌调研)已知F1、F2是双曲线
x2 a2
y2 b2
1(a>0,b>0)
的左、右焦点,过F1且垂直于x轴的直线与双曲线的左支交于A、
2
a
5 2
, 得e2
c2 a2
5, 4
而c2
a2
b2
,
得
a
2
a2
b2
5 b2 4 , a2
1,b 4a
1, 2
又 双曲线的渐近线方程为y b x, a
双曲线C的渐近线方程为y 1 x.故选C. 2
4.(2014新课标Ⅰ卷,理)已知F为双曲线C:x2-my2=3m(m>0)的一个
A. 3
B.3
C.2 3
2
() D.4
【答案】B
【解析】根据题意,可知其渐近线的斜率为 3 ,且右焦点为F (2, 0), 3
圆锥曲线方程知识点总结
圆锥曲线方程知识点总结一、圆锥曲线的基本方程椭圆的标准方程如下:$$\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1. (a > b > 0)$$其中椭圆的长轴为$2a$,短轴为$2b$,焦距为$\sqrt{a^2 - b^2}$,离心率为$c/a$。
双曲线的标准方程如下:$$\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1. (a > 0, b > 0)$$其中双曲线的两个分支的焦点到中心的距离为$c = \sqrt{a^2 + b^2}$。
抛物线的标准方程如下:$$x^2 = 4ay. (a > 0)$$其中抛物线的焦点为$(0, a)$,顶点为$(0, 0)$。
二、圆锥曲线的参数方程圆锥曲线还可以用参数方程表示。
以椭圆为例,其参数方程为:$$\begin{cases}x = a \cos \theta, \\y = b \sin \theta. \\\end{cases}$$其中$\theta$的取值范围为$[0, 2\pi]$。
双曲线和抛物线的参数方程也可以类似地表示。
三、圆锥曲线的极坐标方程圆锥曲线还可以用极坐标方程表示。
以椭圆为例,其极坐标方程为:$$r = \frac{ab}{\sqrt{a^2 \sin^2 \theta + b^2 \cos^2 \theta}}.$$其中$r$为极径,$\theta$为极角。
双曲线和抛物线的极坐标方程也可以类似地表示。
四、圆锥曲线的性质1. 圆锥曲线关于坐标轴的对称性:- 椭圆关于$x$轴和$y$轴都对称;- 双曲线关于$x$轴和$y$轴都对称;- 抛物线关于$y$轴对称。
2. 圆锥曲线的焦点、直径、离心率等:- 椭圆的焦点到中心的距离为$c = \sqrt{a^2 - b^2}$,离心率为$e = c/a$;- 双曲线的焦点到中心的距离为$c = \sqrt{a^2 + b^2}$,离心率为$e = c/a$;- 抛物线的焦点到中心的距离为$c = a$,离心率为$e = 1$。
圆锥曲线 公式
圆锥曲线公式全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:圆锥曲线是解析几何中的重要概念,它是平面上一类特殊曲线的总称,包括圆、椭圆、双曲线和抛物线。
在数学中,圆锥曲线的研究具有深远意义,它们在解决各种实际问题中发挥着重要作用。
本文将详细介绍圆锥曲线的公式及其性质,帮助读者更好地理解这些曲线在数学中的应用。
首先我们来看圆的公式。
圆是一种特殊的圆锥曲线,它被定义为平面上所有到某一点(圆心)距离相等的点的集合。
圆的标准方程为:(x-a)² + (y-b)² = r²其中(a, b)为圆心坐标,r为半径。
这个方程描述了平面上所有满足条件的点,构成了一个圆。
圆的性质包括与坐标轴的交点、圆心、半径等,这些性质在几何中有着重要的应用。
其中a和b分别为x轴和y轴上的半轴长。
椭圆在坐标轴上的形状、焦点位置等,都可以由这个方程来描述。
双曲线是另一种圆锥曲线,它由满足到两个定点(焦点)的距离之差为常数的点的集合构成。
双曲线的标准方程为:第二篇示例:圆锥曲线是数学中重要的曲线之一,它包括抛物线、椭圆、双曲线和圆。
在二维平面几何中,这些曲线可以用一般形式的方程表示。
本文将讨论圆锥曲线的公式和性质。
1. 抛物线的方程抛物线是一种平面曲线,其形状呈现对称性,并且可以看作是一个点到一条固定直线的距离等于一个常数的轨迹。
一般来说,抛物线的方程可以表示为:y=ax^2+bx+c其中a、b和c为常数,且a不为0。
这种形式的抛物线称为标准形式的抛物线方程。
抛物线的开口方向取决于系数a的正负性。
2. 椭圆的方程椭圆是另一种常见的圆锥曲线,它与抛物线不同的是,椭圆是一个点到两个固定点(焦点)的距离之和等于一个常数的轨迹。
椭圆的方程可以表示为:\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1其中a和b为正常数,且a和b之间的大小关系可以决定椭圆的长短轴方向。
3. 双曲线的方程双曲线也是圆锥曲线的一种类型,它的形状类似两条平行的直线。
高考数学一轮复习必备:第62课时:第八章圆锥曲线方程双曲线
高考数学一轮复习必备:第62课时:第八章圆锥曲线方程双曲线课题:双曲线一.复习目标:熟练把握双曲线的定义、标准方程、简单的几何性质.二.知识要点: 1.双曲线的定义〔1〕第一定义: . 〔2〕第二定义: .2.标准方程: ;与22221x y a b-=共渐进线的双曲线方程 . 3.性质: .4.共轭双曲线方程: .1.平面内有两个定点12,F F 和一动点M ,设命题甲,12||||||MF MF -是定值,命题乙:点M 的轨迹是双曲线,那么命题甲是命题乙的 〔 〕()A 充分但不必要条件 ()B 必要不充分条件()C 充要条件 ()D 既不充分也不必要条件2.双曲线和它的共轭双曲线的离心率分不为12,e e ,那么12,e e 应满足的关系是〔 〕()A 22121e e += ()B 22121e e -= ()C 1112221=-e e ()D 1112221=+e e 3.直线y ax =与双曲线(1)(1)2(0)x y x --=<有公共点时,a 的取值范畴是〔 〕()A 30a -+≤< ()B 3a ≥-+()C 33a --≤≤-+()D 以上都不正确4.(2,1),A F ,P 是曲线221(0)x y x -=>上一点,当||||PA PF 取最小值时,P 的坐标是 ,||||2PA PF +最小值是 . 5.假如12,F F 分不是双曲线191622=-y x 的左、右焦点,AB 是双曲线左支上过点1F 的弦,且||6AB =,那么2ABF ∆的周长是 .四.例题分析:例1.双曲线22125144x y -=的左右焦点分不为12,F F ,左准线为l ,能否在双曲线的左支上求一点P ,使1||PF 是P 到l 的距离d 与2||PF 的等比中项?假设能,求出P 的坐标,假设不能,讲明理由.例2.过双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的右焦点F 作双曲线在第一、第三象限的渐近线的垂线l ,垂足为P ,l 与双曲线的左、右支的交点分不为,A B .〔1〕求证:P 在双曲线的右准线上;〔2〕求双曲线离心率的取值范畴.例3.是否同时存在满足以下条件的双曲线,假设存在,求出其方程,假设不存在,讲明理由.〔1〕渐近线方程为20,20x y x y +=-=;〔2〕点(5,0)A 到双曲线上动点P .五.课后作业:1.双曲线的渐进线方程为x y 21±=,且焦距为10,那么双曲线方程为〔 〕 ()A 152022=-y x ()B 120522=-y x 或152022=-y x ()C 120522=-y x ()D 1|520|22=-y x 2.双曲线1422=+ky x 的离心率(1,2)e ∈,那么k 的取值范畴是〔 〕 ()A (,0)-∞ ()B (3,0)- ()C (12,0)- ()D (60,12)--3.双曲线1162522=-y x 上一点P 的两条焦半径夹角为60,12,F F 为焦点,那么12PF F ∆的面积为 .4.与圆22(3)1x y ++=及圆22(3)9x y -+=都外切的圆的圆心轨迹方程为 .5.过点(0,3)作直线l ,假如它与双曲线13422=-y x 有且只有一个公共点,那么直线l 的条数是____________________.6.双曲线12222=-by a x 的一条准线被它的两条渐进线所截得的线段长度恰好等于它的一个焦点到一条渐进线的距离,那么该双曲线的离心率为 .7.过双曲线的一个焦点1F 且垂直于实轴的弦PQ ,假设2F 为另一个焦点,且有 902=∠Q PF ,那么此双曲线的离心率为 .8.一椭圆其中心在原点,焦点在同一坐标轴上,焦距为132,一双曲线和这椭圆有公共焦点,且双曲线的半实轴比椭圆的长半轴长小4,且双曲线的离心率与椭圆的离心率之比为7:3,求椭圆和双曲线的方程.9.设双曲线12222=-by a x 两焦点12(,0),(,0)F c F c -,点P 为双曲线右支上除顶点外的任一点,1221,PF F PF F αβ∠=∠=,求证:tan cot 22c a c aαβ-⋅=+.10.双曲线C 的两个焦点为12,F F ,,直线l 过点2F ,且与线段12F F 的夹角为α,tan α=,直线l 与线段12F F 的垂直平分线的交点为P ,线段2PF 与双曲线的交点为Q ,且22PQ QF =,求双曲线方程.。
高中数学第2章圆锥曲线与方程3.1双曲线及其标准方程课件
”三个字,则动点的轨迹只能是双曲线的一支.
数学D 选修1-1
第二章 圆锥曲线与方程
学课前预习学案
讲课堂互动讲义
练课后演练提升
2.双曲线的标准方程
焦点在 x 轴上
焦点在 y 轴上
图像
标准方程 焦点坐标
__ax_22-__by_22_=__1_(a>0,b>0) __ay_22-__bx_22_=__1_(a>0,b>0)
我海军“马鞍山”舰和“千岛湖”舰组成护航编队远赴亚丁湾 ,在索马里海域执行护航任务.某日“马鞍山”舰哨兵监听到附 近海域有快艇的马达声,与“马鞍山”舰相距1 600 m的“千岛湖” 舰,3 s后也监听到了该马达声(声速为340 m/ s).如果把快艇 视为一个动点,那么该动点满足的条件是什么?它的轨迹是什 么曲线呢?
数学D 选修1-1
第二章 圆锥曲线与方程
学课前预习学案
讲课堂互动讲义
练课后演练提升
若焦点在 y 轴上,设双曲线的标准方程为ay22-bx22=1(a>0, b>0).
a12-b12=1, 同理有5a22--b22 2=1,
a2=-7, 解得b2=-78, 不合题意,
提示: 用A、B分别表示“马鞍山”舰和“千岛湖”舰所在的 位置,点M表示快艇,则|MB|-|MA|=340×3=1 020(小于|AB| =1 600).因此,点M(快艇)的运动轨迹应是双曲线的一支.
数学D 选修1-1
第二章 圆锥曲线与方程
学课前预习学案
讲课堂互动讲义
练课后演练提升
1.双曲线的定义
答案: D
数学D 选修1-1
第二章 圆锥曲线与方程
学课前预习学案
讲课堂互动讲义
圆锥曲线与方程双曲线的几何性质
当$x \rightarrow \pm \infty$时,$y \rightarrow \pm b$,因此双曲线有 两条渐进线$y = \pm \frac{b}{a}x$。
双曲线的离心率
双曲线的离心率是渐近线的斜率的绝对值,即$e = \frac{c}{a} = \sqrt{1 + (\frac{b}{a})^2}$。
未考虑具有特殊条件的方程如何影响 双曲线的几何性质。
对于渐近线的斜率和离心率的关系, 仅给出了结论,未进行深入的理论推 导。
对未来研究的建议
01
建议研究其他类型的圆锥曲线 ,如椭圆和抛物线,以比较它 们与双曲线的几何性质的差异 。
02
应关注具有特殊条件的方程如 何影响双曲线的几何性质,以 便在实际应用中更好地应用这 些方程。
研究双曲线的几何性质有助于深入 了解圆锥曲线的性质和应用。
双曲线的定义与分类
双曲线定义为平面内一个动点 与定点(F)的距离的差等于常数
(2a)的轨迹。
双曲线包括实轴和虚轴,其中 实轴与x轴平行,虚轴与y轴平
行。
双曲线分为焦点在x轴和焦点在 y轴两种情况。
研究目的和内容
研究双曲线的几何性质,包括对称性、离心率、渐近线等。 分析双曲线在不同坐标系下的方程及相互转化关系。 对双曲线进行分类,研究各类双曲线的性质和应用。
双曲线的离心率描述了双曲线与渐近线的接近程度,离心率 越大,双曲线与渐近线越不接近。
03
双曲线方程的推导
直角坐标系下的双曲线方程
定义
在直角坐标系中,双曲线是指满 足 |x²/a² - y²/b²| = 1 的点的集 合,其中 a 和 b 是正数,且 a² + b² = c²,c 是焦点到原点的距 离。
圆锥曲线 第2节 双曲线及性质
第2节 双曲线及性质知识点一 双曲线的定义1.定义:平面内与两个定点F 1,F 2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F 1F 2|)的点的轨迹.2.定义的集合表示:{M |||MF 1|-|MF 2||=2a ,0<2a <|F 1F 2|}. 3.焦点:两个定点F 1,F 2.4.焦距:两焦点间的距离,表示为|F 1F 2|. 5. 双曲线标准方程x 2y 2y 2x 2一、双曲线的定义的应用例1 (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|=b ,且双曲线的焦距为25,则该双曲线的方程为__________.解析 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧|PF 1|-|PF 2|=2a =b ,c 2=a 2+b 2,2c =25,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=1,b 2=4,则该双曲线的方程为x 2-y 24=1. (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.解 由x 29-y 216=1得,a =3,b =4,c =5.由双曲线的定义和余弦定理得|PF 1|-|PF 2|=±6,|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1||PF 2|cos 60°,所以102=(|PF 1|-|PF 2|)2+|PF 1|·|PF 2|,所以|PF 1|·|PF 2|=64,所以12F PF S=12|PF 1|·|PF 2|·sin ∠F 1PF 2=12×64×32=16 3. 反思感悟 双曲线的定义的应用(1)已知双曲线上一点的坐标,可以求得该点到某一焦点的距离,进而根据定义求该点到另一焦点的距离.(2)双曲线中与焦点三角形有关的问题可以根据定义结合余弦定理、勾股定理或三角形面积公式等知识进行运算,在运算中要注意整体思想和一些变形技巧的灵活运用. 一般地,双曲线的焦点三角形有以下性质:(2c)2=|PF 1|2+ |PF 2|2−2|PF 1||PF 2|cos∠F 1PF 2,得到:|PF 1||PF 2|= 2b 21− cos∠F 1PF 2;S ∆F1PF 2= 12|PF 1||PF 2|sin∠F 1PF 2=b 2sin∠F 1PF 21− cos∠F 1PF 2=b 2tan(∠F 1PF 22)跟踪训练1 (1)若双曲线E :x 29-y 216=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,点P 在双曲线E 上,且|PF 1|=3,则|PF 2|等于( ) A .11 B .9 C .5 D .3解析 由题意得||PF 1|-|PF 2||=6,∴|PF 2|=|PF 1|±6,∴|PF 2|=9或-3(舍去) (2)设F 1,F 2分别是双曲线x 2-y 224=1的左、右焦点,P 是双曲线上的一点,且3|PF 1|=4|PF 2|,则△PF 1F 2的面积等于( ) A .4 2 B .8 3 C .24 D .48解析 ⎩⎪⎨⎪⎧|PF 1|-|PF 2|=2,3|PF 1|=4|PF 2|,解得|PF 1|=8,|PF 2|=6.在△PF 1F 2中,|PF 1|=8,|PF 2|=6,|F 1F 2|=10,∴△PF 1F 2为直角三角形,∴12PF F S =12|PF 1||PF 2|=24. 二、求双曲线的标准方程例2 (1)以椭圆x 28+y 25=1长轴的端点为焦点,且经过点(3,10)的双曲线的标准方程为________.解析 由题意得,双曲线的焦点在x 轴上,且c =2 2.设双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),则有a 2+b 2=c 2=8,9a 2-10b 2=1,解得a 2=3,b 2=5.故所求双曲线的标准方程为x 23-y 25=1. (2)求过点P ⎝⎛⎭⎫3,154,Q ⎝⎛⎭⎫-163,5且焦点在坐标轴上的双曲线的标准方程.解 设双曲线的方程为Ax 2+By 2=1,AB <0.因为点P ,Q 在双曲线上,则⎩⎨⎧9A +22516B =1,2569A +25B =1,解得⎩⎨⎧A =-116,B =19.故双曲线的标准方程为y 29-x 216=1.反思感悟 求双曲线的标准方程1.利用待定系数法求双曲线标准方程的关键是:设出双曲线方程的标准形式,根据已知条件,列出关于参数a ,b ,c 的方程并求出a ,b ,c 的值.2.不知道焦点在横纵坐标的曲线,可设为为mx 2+ny 2=1(当m >0,n >0,m ≠n ,为椭圆方程,当mn <0,m≠n ,为双曲线,当m=n ≠0,为圆)3. 与x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)有共同焦点的曲线可设为12222=-+-kb y k a x (2b k <,为共焦点椭圆;22a k b <<为共焦点双曲线)4. 与x 2a 2±y 2b 2=1(a >b >0)有相同离心率的曲线可设为12222=±mby ma x 5. 与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)共渐近线bx ±ay =0的双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=λ(λ≠0).跟踪训练2 (1)焦点在x 轴上,经过点P (4,-2)和点Q (26,22)的双曲线的标准方程为________.解析 设双曲线方程为x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0),将点(4,-2)和(26,22)代入方程得⎩⎨⎧16a 2-4b 2=1,①24a 2-8b 2=1,②解得a 2=8,b 2=4,所以双曲线的标准方程为x 28-y 24=1. (2)已知方程x 2k -5-y 2|k |-2=1对应的图形是双曲线,那么k 的取值范围是________.解析 ∵方程对应的图形是双曲线,∴(k -5)(|k |-2)>0.即⎩⎪⎨⎪⎧ k -5>0,|k |-2>0,或⎩⎪⎨⎪⎧k -5<0,|k |-2<0.解得k >5或-2<k <2.知识点二 双曲线的性质x ≥a 或x ≤-ay ≤-a 或y ≥a一、由双曲线的几何性质求标准方程 例1 求满足下列条件的双曲线的方程:(1)已知双曲线的焦点在x 轴上,离心率为53,且经过点M (-3,23);(2)渐近线方程为y =±12x ,且经过点A (2,-3).解 (1)设所求双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0).∵e =53,∴e 2=c2a 2=a 2+b 2a2=1+b 2a 2=259,∴b a =43.由题意得⎩⎨⎧b a =43,9a 2-12b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=94,b 2=4.∴所求的双曲线方程为4x 29-y 24=1.(2)方法一 ∵双曲线的渐近线方程为y =±12x .当焦点在x 轴上时,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∵点A (2,-3)在双曲线上,∴4a 2-9b2=1.②①②联立,无解.当焦点在y 轴上时,设所求方程为y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0),则a b =12.③∵点A (2,-3)在双曲线上,∴9a 2-4b 2=1.④联立③④,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,即λ=-8.∴所求双曲线的标准方程为y 28-x 232=1.反思感悟 由双曲线的性质求双曲线的标准方程(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)巧设双曲线方程的技巧渐近线为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1 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)过点(2,0),与双曲线y 264-x 216=1离心率相等.解 (1)设所求双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b2=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)当所求双曲线的焦点在x 轴上时,可设其方程为x 264-y 216=λ(λ>0),将点(2,0)的坐标代入方程得λ=116,故所求双曲线的标准方程为x 24-y 2=1;当所求双曲线的焦点在y 轴上时,可设其方程为y 264-x 216=λ(λ>0),将点(2,0)的坐标代入方程得λ=-14<0(舍去).综上可知,所求双曲线的标准方程为x 24-y 2=1.二、求双曲线的离心率例2 已知圆C :x 2+y 2-10y +21=0与双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的渐近线相切,则该双曲线的离心率是( ) A. 2 B.53 C.52D.5解析 由双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),可得其一条渐近线的方程为y =ba x ,即bx -ay =0,又由圆C :x 2+y 2-10y +21=0,可得圆心为C (0,5),半径r =2, 则圆心到直线的距离为d =|-5a |b 2+(-a )2=5ac ,则5a c =2,可得e =c a =52.反思感悟 求双曲线离心率的方法(1)直接法:若可求得a ,c ,则直接利用e =ca得解.(2)解方程法:若得到的是关于a ,c 的齐次方程pc 2+q ·ac +r ·a 2=0(p ,q ,r 为常数,且p ≠0),则转化为关于e 的方程pe 2+q ·e +r =0求解.跟踪训练2 已知F 1,F 2是双曲线x 2a 2-y 2b 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.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,那么y =±b 2a .由|PF 2|=|QF 2|,∠PF 2Q =90°,知|PF 1|=|F 1F 2|,所以b 2a=2c ,所以b 2=2ac ,所以c 2-2ac -a 2=0,所以⎝⎛⎭⎫c a 2-2×ca -1=0,即e 2-2e -1=0,所以e =1+2或e =1-2(舍去),所以双曲线的离心率为1+ 2.知识点三 直线与双曲线的位置关系 设直线l :y =kx +m (m ≠0),①双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0),②把①代入②得(b 2-a 2k 2)x 2-2a 2mkx -a 2m 2-a 2b 2=0.(1)当b 2-a 2k 2=0,即k =±ba 时,直线l 与双曲线C 的渐近线平行,直线与双曲线相交于一点.(2)当b 2-a 2k 2≠0,即k ≠±ba 时,Δ=(-2a 2mk )2-4(b 2-a 2k 2)(-a 2m 2-a 2b 2).Δ>0⇒直线与双曲线有两个公共点; Δ=0⇒直线与双曲线有一个公共点; Δ<0⇒直线与双曲线有0个公共点.思考 直线与双曲线只有一个交点,是不是直线与双曲线相切?答案 不是.当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线只有一个交点 知识点二 弦长公式若斜率为k (k ≠0)的直线与双曲线相交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点, 则|AB |=(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2].一、直线与双曲线的位置关系例1 已知双曲线C :x 2-y 2=1及直线l :y =kx -1.(1)若直线l 与双曲线C 有两个不同的交点,求实数k 的取值范围;(2)若直线l 与双曲线C 交于A ,B 两点,O 是坐标原点,且△AOB 的面积为2,求实数k 的值.解 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧x 2-y 2=1,y =kx -1,消去y 整理,得(1-k 2)x 2+2kx -2=0.由题意,知⎩⎪⎨⎪⎧1-k 2≠0,Δ=4k 2+8(1-k 2)>0,解得-2<k <2且k ≠±1. 所以实数k 的取值范围为(-2,-1)∪(-1,1)∪(1,2).(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由(1),得x 1+x 2=-2k 1-k 2,x 1x 2=-21-k 2.又直线l 恒过点D (0,-1),则①当x 1x 2<0时,S △OAB =S △OAD +S △OBD =12|x 1|+12|x 2|=12|x 1-x 2|= 2.②当x 1x 2>0时,S △OAB =|S △OAD -S △OBD |=⎪⎪⎪⎪12|x 1|-12|x 2|=12|x 1-x 2|= 2. 所以(x 1-x 2)2=(x 1+x 2)2-4x 1x 2=(22)2, 即⎝⎛⎭⎫-2k 1-k 22+81-k 2=8,解得k =0或k =±62.由(1),知上述k 的值符合题意,所以k =0或k =±62. 反思感悟 直线与双曲线(1)位置关系的判定方法:代数法(注意二次项系数为0的情况). (2)弦长公式:设直线y =kx +b 与双曲线交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则|AB |=1+k 2|x 1-x 2|=1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2.跟踪训练1 已知双曲线焦距为4,焦点在x 轴上,且过点P (2,3). (1)求该双曲线的标准方程;(2)若直线m 经过该双曲线的右焦点且斜率为1,求直线m 被双曲线截得的弦长. 解 (1)设双曲线方程为x 2a 2-y 2b2=1(a ,b >0),由已知可得左、右焦点F 1,F 2的坐标分别为(-2,0),(2,0),则|PF 1|-|PF 2|=2=2a ,所以a =1,又c =2,所以b =3,所以双曲线方程为x 2-y 23=1. (2)由题意可知直线m 的方程为y =x -2,联立双曲线及直线方程消去y 得2x 2+4x -7=0, 设两交点为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),所以x 1+x 2=-2,x 1x 2=-72,由弦长公式得|AB |=1+k 2|x 1-x 2|=1+k 2(x 1+x 2)2-4x 1x 2=6. 二、与双曲线有关的轨迹问题例2 某中心接到其正东、正西、正北方向三个观测点的报告:正西、正北两个观测点同时听到了一声巨响,正东观测点听到的时间比其它两观测点晚4 s .已知各观测点到该中心的距离是1 020 m .则该巨响发生在接报中心的(假定当时声音传播的速度为340 m/s ,相关各点均在同一平面上)( )A .北偏西45°方向,距离68010 mB .南偏东45°方向,距离68010 mC .北偏西45°方向,距离680 5 mD .南偏东45°方向,距离680 5 m解析 如图,以接报中心为原点O ,正东、正北方向为x 轴,y 轴正向,建立直角坐标系.设A ,B ,C 分别是西、东、北观测点,则A (-1 020,0),B (1 020,0),C (0,1 020). 设P (x ,y )为巨响发生点.由已知|P A |=|PC |,故P 在AC 的垂直平分线PO 上,PO 的方程为y =-x , 又B 点比A 点晚4 s 听到爆炸声,故|PB |-|P A |=340×4=1 360, 可知P 点在以A ,B 为焦点的双曲线x 2a 2-y 2b2=1上,依题意得a =680,c =1 020,∴b 2=c 2-a 2=1 0202-6802=5×3402, 故双曲线方程为x 26802-y 25×3402=1,将y =-x 代入上式,得x =±6805,∵|PB |>|P A |,∴x =-6805,y =680 5 ,即P (-6805,6805), 故PO =68010 . 故巨响发生在接报中心的北偏西45°距中心68010 m 处. 反思感悟 和双曲线有关的轨迹(1)定义法.解决轨迹问题时利用双曲线的定义,判定动点的轨迹就是双曲线. (2)直接法.根据点满足条件直接代入计算跟踪训练2 若动圆P 经过定点A (3,0),且与定圆B :(x +3)2+y 2=16外切,试求动圆圆心P 的轨迹.解 设动圆圆心P (x ,y ),半径为r .则依题意有|P A |=r ,|PB |=r +4,故|PB |-|P A |=4. 即动圆圆心P 到两个定点B (-3,0),A (3,0)的距离之差等于常数4,且4<|AB |,因此根据双曲线定义,点P 的轨迹是以A ,B 为焦点的双曲线的右支. 设其方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),则c =3,2a =4,b 2=5,所以动圆圆心P 的轨迹方程为x 24-y 25=1(x ≥2).所以动圆圆心P 的轨迹是双曲线x 24-y 25=1的右支双曲线的定义1.设动点P 到A (-5,0)的距离与它到B (5,0)距离的差等于6,则P 点的轨迹方程是( ) A.x 29-y 216=1 B.y 29-x 216=1 C.x 29-y 216=1(x ≤-3) D.x 29-y 216=1(x ≥3) 答案 D解析 由题意知,轨迹应为以A (-5,0),B (5,0)为焦点的双曲线的右支. 由c =5,a =3,知b 2=16,∴P 点的轨迹方程为x 29-y 216=1(x ≥3).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.⎝⎛⎭⎫62,0 C.⎝⎛⎭⎫52,0 D .(3,0) 答案 B解析 将双曲线方程化为标准方程为x 2-y 212=1, ∴a 2=1,b 2=12,∴c 2=a 2+b 2=32,∴c =62,故右焦点坐标为⎝⎛⎭⎫62,0.3.已知双曲线x 2a -3+y 22-a =1,焦点在y 轴上,若焦距为4,则a 等于( )A.32 B .5 C .7 D.12 答案 D解析 根据题意可知,双曲线的标准方程为 y 22-a -x 23-a=1. 由其焦距为4,得c =2,则有c 2=2-a +3-a =4,解得a =12.4.已知双曲线x 24-y 25=1上一点P 到左焦点F 1的距离为10,则PF 1的中点N 到坐标原点O的距离为( ) A .3或7 B .6或14 C .3 D .7答案 A解析 连接ON ,ON 是△PF 1F 2的中位线, ∴|ON |=12|PF 2|,∵||PF 1|-|PF 2||=4,|PF 1|=10,∴|PF 2|=14或6, ∴|ON |=12|PF 2|=7或3.5.(多选)已知F 1(-3,0),F 2(3,0),满足条件|PF 1|-|PF 2|=2m -1的动点P 的轨迹是双曲线的一支,则m 可以是( ) A .2 B .-1 C. 4 D .-3 答案 AB解析 设双曲线的方程为x 2a 2-y 2b2=1,则c =3,∵2a <2c =6,∴|2m -1|<6,且|2m -1|≠0,∴-52<m <72,且m ≠12,∴AB 满足条件.6.若曲线C :mx 2+(2-m )y 2=1是焦点在x 轴上的双曲线,则m 的取值范围为________. 答案 (2,+∞)解析 由曲线C :mx 2+(2-m )y 2=1是焦点在x 轴上的双曲线,可得x 21m -y 21m -2=1,即有m >0,且m -2>0,解得m >2.7.以椭圆x 216+y 29=1的短轴的两个端点为焦点,且过点A (4,-5)的双曲线的标准方程为______________. 答案 y 25-x 24=1解析 由题意, 知双曲线的两焦点为F 1(0,-3),F 2(0,3). 设双曲线方程为y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0),将点A (4,-5)代入双曲线方程,得25a 2-16b 2=1.又a 2+b 2=9,解得a 2=5,b 2=4, 所以双曲线的标准方程为y 25-x 24=1.8.已知△ABP 的顶点A ,B 分别为双曲线C :x 216-y 29=1的左、右焦点,顶点P 在双曲线C上,则|sin A -sin B |sin P 的值等于________.答案 45解析 由方程x 216-y 29=1知a 2=16,b 2=9,即a =4,c =16+9=5.在△ABP 中,利用正弦定理和双曲线的定义知,|sin A -sin B |sin P =||PB |-|P A |||AB |=2a 2c =2×42×5=45.9.已知与双曲线x 216-y 29=1共焦点的双曲线过点P ⎝⎛⎭⎫-52,-6,求该双曲线的标准方程.解 已知双曲线x 216-y 29=1,则c 2=16+9=25,∴c =5.设所求双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0).依题意知b 2=25-a 2,故所求双曲线方程可写为x 2a 2-y 225-a 2=1.∵点P ⎝⎛⎭⎫-52,-6在所求双曲线上, ∴⎝⎛⎭⎫-522a 2-(-6)225-a 2=1,化简得4a 4-129a 2+125=0, 解得a 2=1或a 2=1254.当a 2=1254时,b 2=25-a 2=25-1254=-254<0,不合题意,舍去, ∴a 2=1,b 2=24, ∴所求双曲线的标准方程为x 2-y 224=1. 10.已知双曲线x 216-y 24=1的左、右焦点分别为F 1,F 2.(1)若点M 在双曲线上,且MF 1—→·MF 2—→=0,求M 点到x 轴的距离;(2)若双曲线C 与已知双曲线有相同焦点,且过点(32,2),求双曲线C 的方程. 解 (1)如图所示,不妨设M 在双曲线的右支上,M 点到x 轴的距离为h ,MF 1—→·MF 2—→=0,则MF 1⊥MF 2, 设|MF 1|=m ,|MF 2|=n ,由双曲线定义,知m -n =2a =8,① 又m 2+n 2=(2c )2=80,② 由①②得m ·n =8,∴12mn =4=12|F 1F 2|·h ,∴h =255. (2)设所求双曲线C 的方程为 x 216-λ-y 24+λ=1(-4<λ<16), 由于双曲线C 过点(32,2), ∴1816-λ-44+λ=1, 解得λ=4或λ=-14(舍去),∴所求双曲线C 的方程为x 212-y 28=1.11.动圆与圆x 2+y 2=1和x 2+y 2-8x +12=0都外切,则动圆圆心的轨迹是( ) A .双曲线的一支 B .圆 C .椭圆 D .双曲线答案 A解析 设动圆的圆心为M ,半径为r ,圆x 2+y 2=1与x 2+y 2-8x +12=0的圆心分别为O 1和O 2,半径分别为1和2, 由两圆外切的充要条件,得 |MO 1|=r +1,|MO 2|=r +2. ∴|MO 2|-|MO 1|=1, 又|O 1O 2|=4,∴动点M 的轨迹是双曲线的一支(靠近O 1).12.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 答案 B解析 不妨设P 是双曲线右支上一点, 在双曲线x 2-y 2=1中,a =1,b =1,c =2, 则|PF 1|-|PF 2|=2a =2,|F 1F 2|=22,∵|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|·cos ∠F 1PF 2, ∴8=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|·12,∴8=(|PF 1|-|PF 2|)2+|PF 1|·|PF 2|, ∴8=4+|PF 1|·|PF 2|, ∴|PF 1|·|PF 2|=4.故选B. 13.已知F 是双曲线C :x 2-y 23=1的右焦点,P 是C 上一点,且PF 与x 轴垂直,点A 的坐标是(1,3),则△APF 的面积为________. 答案 32解析 因为F 是双曲线C :x 2-y 23=1的右焦点, 所以F (2,0).因为PF ⊥x 轴,所以可设P 的坐标为(2,y P ).因为P 是C 上一点,所以4-y 2P3=1,解得y P =±3,所以P (2,±3),|PF |=3.又因为A (1,3),所以点A 到直线PF 的距离为1, 所以S △APF =12×|PF |×1=12×3×1=32.14.已知双曲线C :x 23-y 2=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,过点F 2的直线与双曲线C 的右支相交于P ,Q 两点,且点P 的横坐标为2,则|PQ |=________,△PF 1Q 的周长为________. 答案233 1633解析 ∵c =a 2+b 2=2,∴F 2(2,0). 又点P 的横坐标为2,∴PQ ⊥x 轴. 由223-y 2=1,得y =±33,故|PF 2|=33. ∴|PQ |=233. 又P ,Q 在双曲线的右支上,∴|PF 1|-|PF 2|=23,|QF 1|-|QF 2|=2 3. ∴|PF 1|=|QF 1|=2a +|PQ |2=733,∴△PF 1Q 的周长为|PF 1|+|QF 1|+|PQ |=1633.15.光线被曲线反射,等效于被曲线在反射点处的切线反射.已知光线从椭圆的一个焦点出发,被椭圆反射后要回到椭圆的另一个焦点;光线从双曲线的一个焦点出发被双曲线反射后的反射光线等效于从另一个焦点发出;如图,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)与双曲线C ′:x 2m 2-y 2n 2=1(m >0,n >0)有公共焦点,现一光线从它们的左焦点出发,在椭圆与双曲线间连续反射,则光线经过2k (k ∈N *)次反射后回到左焦点所经过的路径长为__________.答案 2k (a -m )解析 光线从左焦点出发经过椭圆反射要回到另一个焦点,光线从双曲线的左焦点出发被双曲线反射后,反射光线的反向延长线过另一个焦点, 如图,|BF 2|=2m +|BF 1|,|BF 1|+|BA |+|AF 1|=|BF 2|-2m +|BA |+|AF 1|=|AF 2|+|AF 1|-2m =2a -2m , 所以光线经过2k (k ∈N *)次反射后回到左焦点所经过的路径长为2k (a -m ).16.已知△ABC 的一边的两个顶点B (-a ,0),C (a ,0)(a >0),另两边的斜率之积等于m (m ≠0).求顶点A 的轨迹方程,并且根据m 的取值情况讨论轨迹的图形. 解 设顶点A 的坐标为(x ,y ),则 k AB =y x +a ,k AC =yx -a. 由题意,得y x +a ·y x -a =m ,即x 2a 2-y 2ma2=1(y ≠0). 当m >0时,轨迹是中心在原点,焦点在x 轴上的双曲线(除去与x 轴的两个交点); 当m <0且m ≠-1时,轨迹是中心在原点,以坐标轴为对称轴的椭圆(除去与x 轴的两个交点),其中当-1<m <0时,椭圆焦点在x 轴上; 当m <-1时,椭圆焦点在y 轴上;当m =-1时,轨迹是圆心在原点,半径为a 的圆(除去与x 轴的两个交点).双曲线的性质1.双曲线2x 2-y 2=8的实轴长是( ) A .2 B .2 2 C .4 D .42 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.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 =32.3.已知双曲线的实轴和虚轴等长,且过点(5,3),则双曲线方程为( ) A.x 225-y 225=1 B.x 29-y 29=1 C.y 216-x 216=1 D.x 216-y 216=1 答案 D解析 由题意知,所求双曲线是等轴双曲线,设其方程为x 2-y 2=λ(λ≠0),将点(5,3)代入方程,可得λ=52-32=16,所以双曲线方程为x 2-y 2=16,即x 216-y 216=1. 4.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. 5.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.6.如图,双曲线C :x 29-y 210=1的左焦点为F 1,双曲线上的点P 1与P 2关于y 轴对称,则|P 2F 1|-|P 1F 1|的值是________.答案 6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=6.7.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 =________. 答案 2解析 设B 为双曲线的右焦点,如图所示.∵四边形OABC 为正方形且边长为2, ∴c =|OB |=2 2. 又∠AOB =π4,∴b a =tan π4=1,即a =b . 又∵a 2+b 2=c 2=8,∴a =2.8.若一双曲线与椭圆4x 2+y 2=64有公共的焦点,且它们的离心率互为倒数,则该双曲线的方程为________. 答案 y 2-3x 2=36 解析 椭圆4x 2+y 2=64可变形为x 216+y 264=1,a 2=64,c 2=64-16=48,∴焦点为(0,43),(0,-43),离心率e =32, 则双曲线的焦点在y 轴上,c ′=43,e ′=23, 从而a ′=6,b ′2=12,故所求双曲线的方程为y 2-3x 2=36. 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 x 29-y 24=1或y 29-x 2814=1. 10.设双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(0<a <b )的半焦距为c ,直线l 过(a ,0),(0,b )两点,已知原点到直线l 的距离为34c ,求双曲线的离心率. 解 直线l 的方程为x a +yb =1,即bx +ay -ab =0.于是有|b ·0+a ·0-ab |a 2+b 2=34c ,所以ab =34c 2,两边平方,得a 2b 2=316c 4. 又b 2=c 2-a 2,所以16a 2(c 2-a 2)=3c 4, 两边同时除以a 4,得3e 4-16e 2+16=0, 解得e 2=4或e 2=43.又b >a ,所以e 2=a 2+b 2a 2=1+b 2a2>2,则e =2. 于是双曲线的离心率为2.11.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x 2a 2-y 2b 2=0,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.12.若双曲线与椭圆x 216+y 264=1有相同的焦点,它的一条渐近线方程为y =-x ,则双曲线的方程为( ) A .y 2-x 2=96 B .y 2-x 2=160 C .y 2-x 2=80 D .y 2-x 2=24答案 D解析 设双曲线方程为x 2-y 2=λ(λ≠0),因为双曲线与椭圆有相同的焦点,且焦点为(0,±43),所以λ<0,且-2λ=(43)2,得λ=-24.故选D.13.已知A ,B 为双曲线E 的左,右顶点,点M 在E 上,△ABM 为等腰三角形,且顶角为120°,则E 的离心率为( ) A. 5 B .2 C. 3 D.2 答案 D解析 不妨取点M 在第一象限,如图所示,设双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),则|BM |=|AB |=2a ,∠MBx =180°-120°=60°,∴M 点的坐标为(2a ,3a ).∵M 点在双曲线上,∴4a 2a 2-3a 2b 2=1,a =b ,∴c =2a ,e =ca= 2.故选D.14.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 =c 2,因为A 在右支上且不在顶点处,所以c 2>a ,所以e =ca>2.15.若点O 和点F (-2,0)分别为双曲线x 2a 2-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 →的取值范围为( ) 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 20=x 0(x 0+2)+x 203-1=4x 203+2x 0-1,此二次函数对应的图象的对称轴方程为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 →的取值范围是[3+23,+∞). 16.已知双曲线E :x 2m -y 25=1.(1)若m =4,求双曲线E 的焦点坐标、顶点坐标和渐近线方程; (2)若双曲线E 的离心率为e ∈⎝⎛⎭⎫62,2,求实数m 的取值范围. 解 (1)m =4时,双曲线方程化为x 24-y 25=1,所以a =2,b =5,c =3,所以焦点坐标为(-3,0),(3,0),顶点坐标为(-2,0),(2,0),渐近线方程为y =±52x . (2)因为e 2=c 2a 2=m +5m =1+5m ,e ∈⎝⎛⎭⎫62,2,所以32<1+5m <2,解得5<m <10, 所以实数m 的取值范围是(5,10).直线与双曲线的位置关系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 .4 B .2 C .1 D .-2答案 A解析 因为在双曲线x 24-y 2=1中,x ≥2或x ≤-2, 所以若x =a 与双曲线有两个交点,则a >2或a <-2,故只有A 符合题意.2.“直线与双曲线有唯一交点”是“直线与双曲线相切”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分又不必要条件 答案 B解析 易知选项B 正确.3.等轴双曲线x 2-y 2=a 2与直线y =ax (a >0)没有公共点,则a 的取值范围是( )A .a =1B .0<a <1C .a >1D .a ≥1 答案 D解析 等轴双曲线x 2-y 2=a 2的渐近线方程为y =±x ,若直线y =ax (a >0)与等轴双曲线x 2-y 2=a 2没有公共点,则a ≥1.4.直线l :y =kx 与双曲线C :x 2-y 2=2交于不同的两点,则斜率k 的取值范围是( )A .(0,1)B .(-2,2)C .(-1,1)D .[-1,1] 答案 C解析 由双曲线C :x 2-y 2=2与直线l :y =kx 联立,得(1-k 2)x 2-2=0.因为直线l :y =kx与双曲线C :x 2-y 2=2交于不同的两点,所以⎩⎪⎨⎪⎧1-k 2≠0,8(1-k 2)>0, 解得-1<k <1,即斜率k 的取值范围是(-1,1).5.设点F 1,F 2分别是双曲线C :x 2a 2-y 22=1(a >0)的左、右焦点,过点F 1且与x 轴垂直的直线l 与双曲线C 交于A ,B 两点.若△ABF 2的面积为26,则该双曲线的渐近线方程为( )A .y =±3xB .y =±33xC .y =±2xD .y =±22x答案 D解析 设F 1(-c ,0),A (-c ,y 0),则c 2a 2-y 202=1, ∴y 202=c 2a 2-1=c 2-a 2a 2=b 2a 2=2a 2, ∴y 20=4a 2, ∴|AB |=2|y 0|=4a. 又2ABF S =26,∴12·2c · |AB |=12·2c ·4a =4c a=26, ∴c a =62, ∴b a =c 2a 2-1=22. ∴该双曲线的渐近线方程为y =±22x . 6.若直线y =kx +2与双曲线x 2-y 2=6的左支交于不同的两点,则k 的取值范围为________.答案 ⎝⎛⎭⎫1,153 解析 联立方程⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +2,x 2-y 2=6得(1-k 2)x 2-4kx -10=0,① 若直线y =kx +2与双曲线x 2-y 2=6的左支交于不同的两点,则方程①有两个不等的负根.所以⎩⎨⎧ Δ=16k 2+40(1-k 2)>0,x 1x 2=-101-k 2>0,x 1+x 2=4k 1-k 2<0,解得1<k <153. 7.直线y =x +1与双曲线x 22-y 23=1相交于A ,B 两点,则|AB |=________. 答案 46解析 由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +1,x 22-y 23=1,得x 2-4x -8=0. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0,x 1+x 2=4,x 1·x 2=-8,∴|AB |=(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2] =2×(16+32)=4 6.8.已知F 1,F 2是双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两个焦点,以线段F 1F 2为边作正△MF 1F 2,若边MF 1的中点在双曲线上,则双曲线的离心率e =________.答案 3+1 解析 以线段F 1F 2为边作正△MF 1F 2,则M 在y 轴上,可设|F 1F 2|=2c ,M 在y 轴正半轴,则M (0,3c ),又F 1(-c ,0),则边MF 1的中点为⎝⎛⎭⎫-c 2,32c ,代入双曲线方程,可得c 24a 2-3c 24b 2=1,由于b 2=c 2-a 2,e =c a ,则有e 2-3e 2e 2-1=4,即有e 4-8e 2+4=0,解得e 2=4±23,由于e >1,即有e =1+ 3.9.已知双曲线的方程为x 2-y 22=1,直线l 过点P (1,1),斜率为k . 当k 为何值时,直线l 与双曲线有一个公共点?解 设直线l :y -1=k (x -1),即y =kx +(1-k ).由⎩⎪⎨⎪⎧ y =kx +(1-k ),x 2-y 22=1, 得 (k 2-2)x 2-2k (k -1)x +k 2-2k +3=0.当k 2-2=0,即k =±2时,方程只有一个解;当k 2-2≠0,且Δ=24-16k =0,即k =32时,方程只有一个解. 综上所述,当k =±2或k =32时,直线l 与双曲线只有一个公共点. 10.斜率为2的直线l 在双曲线x 23-y 22=1上截得的弦长为6,求直线l 的方程. 解 设直线l 的方程为y =2x +m ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x +m ,x 23-y 22=1,得10x 2+12mx +3(m 2+2)=0.(*) 设直线l 与双曲线交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,由根与系数的关系,得x 1+x 2=-65m ,x 1x 2=310(m 2+2).于是|AB |2=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=5(x 1-x 2)2=5[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]=5⎣⎡⎦⎤3625m 2-4×310(m 2+2). 因为|AB |=6,所以365m 2-6(m 2+2)=6. 则m 2=15,m =±15.由(*)式得Δ=24m 2-240,把m =±15代入上式,得Δ>0,所以m 的值为±15,故所求l 的方程为y =2x ±15.11.已知直线y =ax +1与双曲线3x 2-y 2=1交于A ,B 两点,则a 的取值范围是____________. 答案 -6<a <6且a ≠±3解析 由⎩⎪⎨⎪⎧y =ax +13x 2-y 2=1得(3-a 2)x 2-2ax -2=0. ∵直线与双曲线相交于两点,∴⎩⎪⎨⎪⎧3-a 2≠0,Δ>0⇒-6<a <6且a ≠± 3. ∴a 的取值范围是-6<a <6且a ≠± 3.12.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点为F ,若过点F 且倾斜角为60°的直线l 与双曲线的右支有且只有一个交点,则双曲线的离心率e 的取值范围是________. 答案 [2,+∞)解析 由题意,知b a ≥3,则b 2a 2≥3,所以e =1+⎝⎛⎭⎫b a 2≥2.13.双曲线x 29-y 216=1的右顶点为A ,右焦点为F ,过点F 平行于双曲线的一条渐近线的直线与双曲线交于点B ,则△AFB 的面积为________.答案 3215解析 双曲线x 29-y 216=1的右顶点A (3,0),右焦点F (5,0),渐近线方程为y =±43x .不妨设直线FB 的方程为y =43(x -5),代入双曲线方程整理,得x 2-(x -5)2=9,解得x =175,y =-3215, 所以B ⎝⎛⎭⎫175,-3215.所以S △AFB =12|AF ||y B |=12(c -a )·|y B |=12×(5-3)×3215=3215. 14.双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点为F ,左、右顶点为A 1,A 2,过F 作A 1A 2的垂线与双曲线交于B ,C 两点,若A 1B ⊥A 2C ,则该双曲线的渐近线斜率为________. 答案 ±1解析 由题意知F (c ,0),A 1(-a ,0),A 2(a ,0),其中c =a 2+b 2.联立⎩⎪⎨⎪⎧ x =c ,x 2a 2-y 2b 2=1, 解得B ⎝⎛⎭⎫c ,b 2a ,C ⎝⎛⎭⎫c ,-b 2a , 所以A 1B —→=⎝⎛⎭⎫c +a ,b 2a ,A 2C —→=⎝⎛⎭⎫c -a ,-b 2a .因为A 1B ⊥A 2C ,所以A 1B —→·A 2C —→=(c +a )(c -a )-b 4a 2=0, 解得a =b ,所以渐近线的斜率为±1.15.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-y22=1满足Δ>0.所以直线AB 的方程为y =x +1.16.已知直线l :x +y =1与双曲线C :x 2a 2-y 2=1(a >0).(1)若a =12,求l 与C 相交所得的弦长;(2)若l 与C 有两个不同的交点,求双曲线C 的离心率e 的取值范围. 解 (1)当a =12时,双曲线C 的方程为4x 2-y 2=1,联立⎩⎪⎨⎪⎧x +y =1,4x 2-y 2=1,消去y , 得3x 2+2x -2=0.设两交点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=-23,x 1x 2=-23,则|AB |=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2 =(x 1-x 2)2+(x 1-x 2)2 =2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2 =2×289=2143.(2)将y =-x +1代入双曲线x 2a 2-y 2=1,得(1-a 2)x 2+2a 2x -2a 2=0,∴⎩⎪⎨⎪⎧ 1-a 2≠0,4a 4+8a 2(1-a 2)>0,解得0<a <2且a ≠1.∵双曲线的离心率e =1+a 2a =1a 2+1, ∴e >62且e ≠ 2. 即离心率e 的取值范围是⎝⎛⎭⎫62,2∪(2,+∞).。
高中数学双曲线公式总结大全
高中数学双曲线公式总结大全圆锥曲线公式:椭圆1、中心在原点,焦点在x轴上的椭圆标准方程:其中x²/a²+y²/b²=1,其中ab0,c ²=a²-b²2、中心在原点,焦点在y轴上的椭圆标准方程:y²/a²+x²/b²=1,其中ab0,c²=a²-b²参数方程:x=acosθ;y=bsinθ(θ为参数,0≤θ≤2π)圆锥曲线公式:双曲线1、中心在原点,焦点在x轴上的双曲线标准方程:x²/a-y²/b²=1,其中a0,b0,c²=a²+b².2、中心在原点,焦点在y轴上的双曲线标准方程:y²/a²-x²/b²=1,其中a0,b0,c²=a²+b².参数方程:x=asecθ;y=btanθ(θ为参数)圆锥曲线公式:抛物线参数方程:x=2pt²;y=2pt(t为参数)t=1/tanθ(tanθ为曲线上点与坐标原点确定直线的斜率)特别地,t可等于0直角坐标:y=ax²+bx+c(开口方向为y轴,a≠0)x=ay²+by+c(开口方向为x轴,a ≠0)离心率椭圆,双曲线,抛物线这些圆锥曲线有统一的定义:平面上,到定点的距离与到定直线的距离的比e是常数的点的轨迹叫做圆锥曲线。
且当01时为双曲线。
圆锥曲线公式知识点总结圆锥曲线椭圆双曲线抛物线标准方程x²/a²+y²/b²=1(ab0) x²/a²-y²/b²=1(a0,b0) y²=2px(p0)范围x∈[-a,a] x∈(-∞,-a]∪[a,+∞) x∈[0,+∞)y∈[-b,b] y∈R y∈R对称性关于x轴,y轴,原点对称关于x轴,y轴,原点对称关于x轴对称顶点(a,0),(-a,0),(0,b),(0,-b) (a,0),(-a,0) (0,0)焦点(c,0),(-c,0) (c,0),(-c,0) (p/2,0)【其中c²=a²-b²】【其中c²=a²+b²】准线x=±a²/c x=±a²/c x=-p/2渐近线——————y=±(b/a)x —————离心率e=c/a,e∈(0,1) e=c/a,e∈(1,+∞) e=1焦半径∣PF₁∣=a+ex ∣PF₁∣=∣ex+a∣∣PF∣=x+p/2∣PF₂∣=a-ex ∣PF₂∣=∣ex-a∣焦准距p=b²/c p=b²/c p通径2b²/a 2b²/a 2p参数方程x=a·cosθx=a·secθx=2pt²y=b·sinθ,θ为参数y=b·tanθ,θ为参数y=2pt,t为参数过圆锥曲线上一点x0·x/a²+y0·y/b²=1 x0x/a²-y0·y/b²=1 y0·y=p(x+x0) (x0,y0)的切线方程斜率为k的切线方程y=kx±√(a²·k²+b²) y=kx±√(a²·k²-b²) y=kx+p/2k 寒窗苦读十余载,今朝考试展锋芒;思维冷静不慌乱,下笔如神才华展;心平气和信心足,过关斩将如流水;细心用心加耐心,努力备考,定会考入理想院校。
圆锥曲线(双曲线)
圆锥曲线(双曲线)圆锥曲线(双曲线)一.双曲线的定义(第一定义)平面内与两定点F1、F2距离之差的绝对值等于定长2a注意:⑴当2a<|21FF|时动点P的轨迹表双曲线的轨迹表双曲线若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。
若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。
⑵当2a=|21FF|时动点P的轨迹表以F1、F2为端点的两条射线为端点的两条射线⑶当2a>|21FF|时点P不存在不存在二.双曲线的标准方程及几何性质222bac+=标准方程标准方程22221(0,0)x ya ba b-=>>22221(0,0)y xa ba b-=>>图像图像焦点坐标焦点坐标 )0,(),0,(21cFcF-)0,(),0,(21cFcF-顶点坐标顶点坐标 )0,(),0,(21aAaA-),0(),,0(21aBaB-取值范围取值范围|x|≥a,RyÎ|y|≥a,RxÎ对称轴对称轴 x轴,y轴实轴为a2、虚轴为b2准线方程准线方程cax2±=cay2±=渐近线渐近线xaby±=xaby±=离心率离心率 )1(>=eace(离心率越大,开口越大)(离心率越大,开口越大)通径通径ab22三、双曲线常规题型1.求中心在原点,对称轴为坐标轴,且满足下列条件的双曲线方程:.求中心在原点,对称轴为坐标轴,且满足下列条件的双曲线方程:⑴经过两点(⑴经过两点(227,3,3))、(-7-7,,-62) ⑵双曲线经过点(⑵双曲线经过点(3,93,92),离心率为310⑶双曲线C 的右焦点为(2,0),右顶点为)0,3(⑷与双曲线x 2-2y 2=2有共同的渐近线,且经过点(2,-2) ⑸过点P (2,-1),渐近线方程是y =±3x. 2.双曲线221102x y -=的焦距为(的焦距为() A .32B .42C .33D .433.动点P 与点1(05)F ,与点2(05)F -,满足126PF PF -=,则点P 的轨迹方程为的轨迹方程为(( ) A .221916x y -= B .221169x y -+= C .221(3)169x y y -+=≥ D .221(3)169x y y -+=-≤4.到两定点(3,0))0,3(21F F 、-的距离之差的绝对值等于6的点M 的轨迹是(的轨迹是( ) A .椭圆.椭圆 B .线段.线段 C .双曲线.双曲线 D .两条射线.两条射线5.双曲线mx 2+y 2=1的虚轴长是实轴长的2倍,则m 的值为的值为( ( )A .-14B B.-.-.-4C 4 C 4 C..4 D.146.设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 -=,12F F ,分别是双曲线的左、右焦点,若13PF =,则2PF 的值为的值为 .7.双曲线19422=-y x 的渐近线方程是(的渐近线方程是( ) A .x y32±=B .x y94±=C .x y23±= D .x y 49±=8.已知双曲线的方程为1222=-2b y a x,点A 、B 在双曲线的右支上,线段AB 经过双曲线的右焦点2F ,m AB =||,1F 为另一焦点,则1ABF D 的周长为(的周长为( ) A . m a 22+ B . m a 24+ C .m a + D . m a 42+9.已知双曲线4422=-y x上一点P 到双曲线的一个焦点的距离等于6,那么P 点到另一焦点的距离等于(一焦点的距离等于( ) A .10 B .10或2 C .526+D .526±10.方程11122=-++k y k x 表示双曲线,则k 的取值范围是(的取值范围是( ) A .1-<k <1 B .k >0 C .k ≥0 D .k >1或k <1-11.双曲线14122222=--+my m x 的焦距是(的焦距是( ) A .4 B .22C .8 D .与m 有关有关12.过双曲线191622=-y x 左焦点1F 的弦AB 长为6,则2ABFD (F 2为右焦点)为右焦点) 的周长是(的周长是( )A .28 B .22 C .14 D .12 13.已知双曲线22291(0)y m x m -=>的一个顶点到它的一条渐近线的距离为15, 则m =( ) A .1 B .2 C .3 D .4 14.已知双曲线22291(0)y m x m -=>的一个顶点到它的一条渐近线的距离为15, 则m =( ) A .1 B .2 C .3 D .4 15.与曲线1492422=+yx 共焦点,而与曲线1643622=-y x 共渐近线的双曲线方程为(共渐近线的双曲线方程为()A .191622=-x y B .191622=-y x C .116922=-x y D .116922=-y x16.方程151022=-+-ky k x 表示双曲线,则Îk ( ) A .(5,10) B .(5,¥-) C .(10,¥+) D .),10()5,(+¥È-¥17.双曲线112422=-y x 上点P 到左焦点的距离为6,则这样的点P 的个数为(的个数为() A . 1 B .2 C .3 D .4 1818.双曲线.双曲线)0,1(,x 122222222¹¹=-=-l l l by a b y a x 与双曲线有相同的(有相同的( )) A .焦点.焦点 B .准线.准线C .离心率.离心率D .渐近线.渐近线19.“a b<0”是“方程ax 2+b y 2 =c 表示双曲线”的(表示双曲线”的( )A .必要不充分条件 B .充分不必要条件.充分不必要条件C .充要条件.充要条件D .非充分非必要条件.非充分非必要条件20.一动圆与两圆:x 2+y 2=1和x 2+y 2-8x +12=0都外切,则动圆心的轨迹为(都外切,则动圆心的轨迹为( )A .抛物线.抛物线B .圆.圆C .双曲线的一支 D .椭圆.椭圆21.方程22142x y t t +=--所表示的曲线为C ,有下列命题:,有下列命题: ①若曲线C 为椭圆,则24t <<;②若曲线C 为双曲线,则4t >或2t <; ③曲线C 不可能为圆;不可能为圆; ④若曲线C 表示焦点在y 上的双曲线,则4t >。
高中数学B版选修-第2章圆锥曲线与方程-双曲线的定义与标准
PA PB 680 0 x 0 x2 y2 1(x 0) 115600 44400
例3 已知B(-5,0),C(5,0)是三角形ABC
的两个顶点,且 sin B sinC 3sin A, 求顶点A的 5
轨迹方程。
解:在△ABC中,|BC|=10,
sin B sinC 3sin A,
=
1
y2 a2
- x2 = 1 b2
例1 已知双曲线的焦点在y轴上,并且双曲线上
两点P1、P2的坐标分别为 (3,4 的标准方程
2)
,
(9 4
,5)
,
求双曲线
解:由题意可设双曲线的方程为 y2 x2 1
a2 b2
因为点P1、P2在双曲线上,所以有:
(4 2)2 32
52 a 2
a2
b2
在可 应x知位轴于A上、以,BA并两、且地B点与为O爆焦与炸点线点的段的双A距曲B的离线中的上点差。重,合因此y爆炸点
设爆炸点P的坐标为(x,y),则
P
PA PB 340 2 680
即 2a=680,a=340
AB 800
A
o
x
B
2c 800,c 400,b2 c2 a2 44400
8.3 双曲线及其标准方程
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y
上 页
M
下
页
小
F1
o
F2
x
结
结 束
定义 图象
| |MF1|-|MF2| | =2a(0 < 2a<|F1F2|)
y
y
M
M
F2
F1 o F2 x
x
F1
方程
焦点
a.b.c 的关系
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如图,双曲线C 的对称轴是坐标轴,离心率为
10,点P 1、P 2是双曲线的渐近线21,l l 上的两点,
21OP P S ∆的面积为9. 点P 是双曲线C 上的一点,
且点P 分有向线段21P P 所成的比是3.
(I )求双曲线C 的渐近线方程;
(II )求双曲线C 的方程.
答案:
解(I )设所求双曲线的方程为).0,0(122
22>>=-a b a
x b y 由于.3,9.10,10,1022a b a b a c a
c e =====所以则即
渐近线的斜率为3±=±a b , 从而渐近线的方程为.3x y ±=…………………………………………………6分 (II )设)0,0)(3,(),3,(21222111><-x x x x P x x P
)493,43(,3.
3.93)(621,6,0.3332121212121122
12121211
211212121x x x x P PP P P x x x x x x x x x x S x x x x y x x x x x x x x y P P OP P +-+=-=∴=-=-⋅-⋅=
-=
=--=++∆的坐标为则点因为所以得令所在的直线方程为则
设双曲线的方程为1922
22=-a
x a y 把点P 的坐标代入上式,得.
149481,.4
81,49.43,116)3(916)3(92
22222122
212221=-==∴=-=+-⋅-x y b a a x x a
x x a x x 所求的双曲线的方程为所以
来源:
题型:解答题,难度:中档。