双曲线的方程.ppt
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1、要点梳理要点梳理1.1.双曲线的概念双曲线的概念 平面内动点平面内动点P P与两个定点与两个定点F F1 1、F F2 2(|F F1 1F F2 2|=2|=2c c0 0)的距离之差的绝对值为常数的距离之差的绝对值为常数2 2a a(2 2a a2 2c c),则点),则点 P P的轨迹叫的轨迹叫 .这两个定点叫双曲线的这两个定点叫双曲线的 ,两焦点间的距离叫两焦点间的距离叫 .集合集合P P=MM|MFMF1 1|-|-|MFMF2 2|=2|=2a a,|F F1 1F F2 2|=2|=2c c,其中其中a a、c c为常数且为常数且a a0,0,c c0 0:9.6 9.6 双曲线
2、双曲线 基础知识基础知识 自主学习自主学习双曲线双曲线焦距焦距(1 1)当)当 时,时,P P点的轨迹是点的轨迹是 ;(2 2)当)当 时,时,P P点的轨迹是点的轨迹是 ;(3 3)当)当 时,时,P P点不存在点不存在.a ac ca a=c ca ac c焦点焦点双曲线双曲线两条射线两条射线2.2.双曲线的标准方程和几何性质双曲线的标准方程和几何性质标准标准方程方程图形图形性质性质范围范围对称性对称性对称轴:坐标轴对称轴:坐标轴对称中心:原点对称中心:原点对称轴:坐标轴对称轴:坐标轴对称中心:原点对称中心:原点顶点顶点顶点坐标:顶点坐标:A A1 1(-a a,0,0),A A2 2(a
3、 a,0),0)顶点坐标:顶点坐标:A A1 1(0,-0,-a a),A A2 2(0,(0,a a)渐近线渐近线离心率离心率实虚轴实虚轴线段线段A A1 1A A2 2叫做双曲线的实轴,它的长叫做双曲线的实轴,它的长|A A1 1A A2 2|=2|=2a a;线段;线段B B1 1B B2 2叫做双曲线的虚轴,叫做双曲线的虚轴,它的长它的长|B B1 1B B2 2|=2|=2b b;a a叫做双曲线的实半叫做双曲线的实半轴长,轴长,b b叫做双曲线的虚半轴长叫做双曲线的虚半轴长.a a、b b、c c的关系的关系基础自测基础自测1.1.双曲线方程:双曲线方程:那么那么k k的范围是的范
4、围是 ()A.A.k k5 B.25 B.2k k 5 5 C.-2 C.-2k k2 D.-22 D.-2k k2 2或或k k5 5 解析解析 由题意知(由题意知(|k k|-2|-2)()(5-5-k k)0 0,解得解得-2-2k k2 2或或k k5.5.D2.2.已知双曲线的离心率为已知双曲线的离心率为2 2,焦点是(,焦点是(-4-4,0 0),(),(4 4,0 0),则双曲线方程为),则双曲线方程为 ()A.A.B.B.C.C.D.D.解析解析 由题知由题知c c=4,=4,且且 =2,=2,a a=2,=2,b b2 2=c c2 2-a a2 2=12,=12,双曲线方程
5、为双曲线方程为A3.3.过双曲线过双曲线x x2 2-y y2 2=8=8的左焦点的左焦点F F1 1有一条弦有一条弦PQPQ在左支在左支 上,若上,若|PQPQ|=7,|=7,F F2 2是双曲线的右焦点是双曲线的右焦点,则则PFPF2 2Q Q 的周长是的周长是 ()A.28A.28 B.14-8 C.14+8 D.8 B.14-8 C.14+8 D.8 解析解析|PFPF2 2|+|+|PQPQ|+|+|QFQF2 2|=(2 2a a+|+|PFPF1 1|)+|+|PQPQ|+|+(2 2a a+|+|QFQF1 1|)=4=4a a+2|+2|PQPQ|=8 +14.|=8 +14
6、.C4.4.(20092009安徽理,安徽理,3 3)下列曲线中离心率为下列曲线中离心率为 的的 是是 ()A.A.B.B.C.C.D.D.解析解析 e e=,=,e e2 2=.=.即即 故故B B选项正确选项正确.B5.5.若若m m0,0,点点 在双曲线在双曲线 上,则上,则点点P P到该双曲线左焦点的距离为到该双曲线左焦点的距离为 .解析解析 在双曲线在双曲线 上上,且且m m0,0,代入双曲线方程解得代入双曲线方程解得m m=3,=3,双曲线左焦点双曲线左焦点F F1 1(-3,0),(-3,0),故故|PFPF1 1|=|=题型一题型一 双曲线的定义双曲线的定义【例例1 1】已知动
7、圆已知动圆MM与圆与圆C C1 1:(x x+4)+4)2 2+y y2 2=2=2外切,与外切,与 圆圆C C2 2:(:(x x-4-4)2 2+y y2 2=2=2内切,求动圆圆心内切,求动圆圆心MM的轨的轨 迹方程迹方程.利用两圆内、外切的充要条件找出利用两圆内、外切的充要条件找出MM 点满足的几何条件,结合双曲线定义求解点满足的几何条件,结合双曲线定义求解.思维启迪思维启迪题型分类题型分类 深度剖析深度剖析解解 设动圆设动圆MM的半径为的半径为r r,则由已知则由已知|MCMC1 1|=|=r r+,|MCMC2 2|=|=r r-,|MCMC1 1|-|-|MCMC2 2|=2 .
8、|=2 .又又C C1 1(-4-4,0 0),),C C2 2(4 4,0 0),),|C C1 1C C2 2|=8|=8,2 2|C C1 1C C2 2|.|.根据双曲线定义知,点根据双曲线定义知,点MM的轨迹是以的轨迹是以C C1 1(-4(-4,0)0)、C C2 2(4 4,0 0)为焦点的双曲线的右支)为焦点的双曲线的右支.a a=,c c=4=4,b b2 2=c c2 2-a a2 2=14=14,点点MM的轨迹方程是的轨迹方程是 =1=1(x x ).探究提高探究提高 求曲线的轨迹方程时求曲线的轨迹方程时,应尽量地利用几应尽量地利用几 何条件探求轨迹的曲线类型何条件探求轨
9、迹的曲线类型,从而再用待定系数从而再用待定系数 法求出轨迹的方程,这样可以减少运算量法求出轨迹的方程,这样可以减少运算量,提高提高 解题速度与质量解题速度与质量.在运用双曲线的定义时在运用双曲线的定义时,应特别应特别 注意定义中的条件注意定义中的条件“差的绝对值差的绝对值”,弄清所求轨弄清所求轨 迹是整条双曲线,还是双曲线的一支,若是一迹是整条双曲线,还是双曲线的一支,若是一 支,是哪一支,以确保轨迹的纯粹性和完备性支,是哪一支,以确保轨迹的纯粹性和完备性.知能迁移知能迁移1 1 已知点已知点P P是是 双曲线双曲线 =1=1上除顶点外上除顶点外 的任意一点,的任意一点,F F1 1、F F2
10、 2分别为左、分别为左、右焦点,右焦点,c c为半焦距,为半焦距,PFPF1 1F F2 2 的内切圆与的内切圆与F F1 1F F2 2切于点切于点MM,则,则|F F1 1MM|F F2 2MM|=|=.解析解析 根据从圆外一点向圆所引的两条切线长相等根据从圆外一点向圆所引的两条切线长相等,|F F1 1MM|-|-|F F2 2MM|=|=|PFPF1 1|-|-|PFPF2 2|=2|=2a a,又又|F F1 1MM|+|+|F F2 2MM|=2|=2c c,解得,解得|F F1 1MM|=|=a a+c c,|F F2 2MM|=|=c c-a a,从而,从而|F F1 1MM|
11、F F2 2MM|=|=c c2 2-a a2 2=b b2 2.答案答案 b b2 2 题型二题型二 双曲线的标准方程双曲线的标准方程【例例2 2】已知双曲线的渐近线方程为已知双曲线的渐近线方程为2 2x x3 3y y=0.=0.(1 1)若双曲线经过)若双曲线经过P P(,2,2),求双曲线方程;求双曲线方程;(2 2)若双曲线的焦距是)若双曲线的焦距是2 2 ,求双曲线方程;,求双曲线方程;(3 3)若双曲线顶点间的距离是)若双曲线顶点间的距离是6 6,求双曲线方程,求双曲线方程.用定义法或待定系数法求方程用定义法或待定系数法求方程.解解 方法一方法一 由双曲线的渐近线方程由双曲线的渐
12、近线方程y y=x x,可设双曲线方程为可设双曲线方程为思维启迪思维启迪(1 1)双曲线过点双曲线过点P P(,2 2),),故所求双曲线方程为故所求双曲线方程为(2 2)若)若 0 0,则,则a a2 2=9 ,=9 ,b b2 2=4 .=4 .c c2 2=a a2 2+b b2 2=13 .=13 .由题设由题设2 2c c=2 ,=1,=2 ,=1,所求双曲线方程为所求双曲线方程为若若 0 0,则,则a a2 2=-4 ,=-4 ,b b2 2=-9 ,=-9 ,c c2 2=a a2 2+b b2 2=-13 .=-13 .由由2 2c c=2 ,=-1,=2 ,=-1,所求双曲线
13、方程为所求双曲线方程为所求双曲线方程为所求双曲线方程为(3 3)若)若 0 0,则,则a a2 2=9 ,=9 ,由题设由题设2 2a a=6,=1.=6,=1.所求双曲线方程为所求双曲线方程为若若 0 0,则,则a a2 2=-4 ,=-4 ,由题设由题设2 2a a=6,=-=6,=-,所求双曲线方程为所求双曲线方程为故所求双曲线方程为故所求双曲线方程为方法二方法二 (1 1)由双曲线渐近线的方程)由双曲线渐近线的方程y y=x x,可设双曲线方程为可设双曲线方程为 (mnmn0 0).双曲线过点双曲线过点P P(,2 2),),m m0,0,n n0.0.又渐近线斜率又渐近线斜率k k=
14、,故所求双曲线方程为故所求双曲线方程为(2 2)设双曲线方程为)设双曲线方程为c c2 2=a a2 2+b b2 2,13=13=a a2 2+b b2 2,由渐近线斜率得由渐近线斜率得所求双曲线方程为所求双曲线方程为(3 3)由()由(2 2)所设方程)所设方程故所求双曲线方程为故所求双曲线方程为探究提高探究提高 待定系数法是求曲线方程最常用的方待定系数法是求曲线方程最常用的方法之一法之一.(1 1)与双曲线)与双曲线 有共同渐近线的双曲有共同渐近线的双曲线方程可表示为线方程可表示为(2 2)若双曲线的渐近线方程是)若双曲线的渐近线方程是y y=x x,则双曲线的方程可表示为则双曲线的方程
15、可表示为(3 3)与双曲线)与双曲线 共焦点的双曲线方程可共焦点的双曲线方程可表示为表示为(4 4)过两个已知点的双曲线的标准方程表示为)过两个已知点的双曲线的标准方程表示为(5 5)与椭圆)与椭圆 有共同焦点的有共同焦点的双曲线方程表示为双曲线方程表示为利用上述结论求关于双曲线的标准方程,可简化利用上述结论求关于双曲线的标准方程,可简化解题过程,提高解题速度解题过程,提高解题速度.知能迁移知能迁移2 2 根据下列条件,求双曲线的标准方程根据下列条件,求双曲线的标准方程.(1 1)与双曲线)与双曲线 有共同的渐近线,且过点有共同的渐近线,且过点(-3-3,2 2 ););(2 2)与双曲线)与
16、双曲线 有公共焦点,且过点有公共焦点,且过点(3 3 ,2 2).解解 (1 1)设所求双曲线方程为)设所求双曲线方程为将点(将点(-3,2 -3,2 )代入得)代入得所以双曲线方程为所以双曲线方程为(2)(2)设双曲线方程为设双曲线方程为由题意易求由题意易求c c=2 .=2 .又双曲线过点(又双曲线过点(3 3 ,2 2),又又a a2 2+b b2 2=(2 2 )2 2,a a2 2=12=12,b b2 2=8.=8.故所求双曲线的方程为故所求双曲线的方程为题型三题型三 双曲线的性质双曲线的性质【例例3 3】中心在原点,焦点在中心在原点,焦点在x x轴上的一椭圆与一轴上的一椭圆与一
17、双曲线有共同的焦点双曲线有共同的焦点F F1 1,F F2 2,且,且|F F1 1F F2 2|=2|=2 ,椭圆的长半轴与双曲线实半轴之差为椭圆的长半轴与双曲线实半轴之差为4 4,离心率,离心率 之比为之比为37.37.(1 1)求这两曲线方程;)求这两曲线方程;(2 2)若)若P P为这两曲线的一个交点为这两曲线的一个交点,求求coscosF F1 1PFPF2 2 的值的值.思维启迪思维启迪设椭圆方程为设椭圆方程为双曲线方程为双曲线方程为分别求分别求a a,b b,m m,n n的值的值利用椭圆与双曲线定义及余弦定理求得利用椭圆与双曲线定义及余弦定理求得coscosF F1 1PFPF
18、2 2解解 (1 1)由已知:)由已知:c c=,=,设椭圆长、短半轴长分设椭圆长、短半轴长分别为别为a a、b b,双曲线实半轴、虚半轴长分别为,双曲线实半轴、虚半轴长分别为m m、n n,解得解得a a=7,=7,m m=3.=3.b b=6=6,n n=2.=2.椭圆方程为椭圆方程为 双曲线方程为双曲线方程为(2 2)不妨设)不妨设F F1 1、F F2 2分别为左、右焦点,分别为左、右焦点,P P是第一象是第一象限的一个交点,则限的一个交点,则|PFPF1 1|+|+|PFPF2 2|=14|=14,|PFPF1 1|-|-|PFPF2 2|=6,|=6,所以所以|PFPF1 1|=1
19、0|=10,|PFPF2 2|=4.|=4.又又|F F1 1F F2 2|=2|=2 ,coscosF F1 1PFPF2 2=探究提高探究提高 在研究双曲线的性质时,实半轴、虚在研究双曲线的性质时,实半轴、虚半轴所构成的直角三角形是值得关注的一个重要半轴所构成的直角三角形是值得关注的一个重要内容内容;双曲线的离心率涉及的也比较多双曲线的离心率涉及的也比较多.由于由于e e=是一个比值,故只需根据条件得到关于是一个比值,故只需根据条件得到关于a a、b b、c c的的一个关系式,利用一个关系式,利用b b2 2=c c2 2-a a2 2消去消去b b,然后变形求,然后变形求e e,并且需注
20、意并且需注意e e1.1.知能迁移知能迁移3 3 已知双曲线的方程是已知双曲线的方程是1616x x2 2-9-9y y2 2=144.=144.(1 1)求此双曲线的焦点坐标、离心率和渐近线)求此双曲线的焦点坐标、离心率和渐近线 方程;方程;(2 2)设)设F F1 1和和F F2 2是双曲线的左、右焦点是双曲线的左、右焦点,点点P P在双在双 曲线上曲线上,且且|PFPF1 1|PFPF2 2|=32,|=32,求求F F1 1PFPF2 2的大小的大小.解解 (1 1)由)由1616x x2 2-9-9y y2 2=144,=144,得得 a a=3,=3,b b=4,=4,c c=5.
21、=5.焦点坐标焦点坐标F F1 1(-5(-5,0),0),F F2 2(5(5,0),0),离心率离心率e e=,=,渐近线方程为渐近线方程为y y=x x.(2 2)|PFPF1 1|-|-|PFPF2 2|=6|=6,coscosF F1 1PFPF2 2=F F1 1PFPF2 2=90=90.题型四题型四 直线与双曲线的位置关系直线与双曲线的位置关系【例例4 4】(12(12分分)已知双曲线已知双曲线C C:的右焦点为的右焦点为B B,过点,过点B B作直线交双曲线作直线交双曲线C C的右支的右支 于于MM、N N两点,试确定两点,试确定 的范围的范围,使使 =0,=0,其中点其中点
22、O O为坐标原点为坐标原点.直线方程与双曲线方程联立,寻找直线方程与双曲线方程联立,寻找 交点坐标的关系交点坐标的关系.思维启迪思维启迪解解 设设MM(x x1 1,y y1 1),),N N(x x2 2,y y2 2),由已知易求),由已知易求B B(1 1,0 0),),当当MNMN垂直于垂直于x x轴时,轴时,MNMN的方程为的方程为x x=1=1,设设MM(1 1,y y0 0),),N N(1 1,-y y0 0)(y y0 00 0),),由由 =0 =0,得,得y y0 0=1=1,MM(1 1,1 1),),N N(1 1,-1-1).又又MM(1 1,1 1),),N N(
23、1 1,-1-1)在双曲线上,)在双曲线上,因为因为0 0 1,1,所以所以 4 4分分当当MNMN不垂直于不垂直于x x轴时轴时,设设MNMN的方程为的方程为y y=k k(x x-1).-1).得得 -(1-)-(1-)k k2 2x x2 2+2(1-)+2(1-)k k2 2x x-(1-)-(1-)(k k2 2+)=0,+)=0,8 8分分由题意知:由题意知:-(1-)-(1-)k k2 20,0,所以所以x x1 1+x x2 2=x x1 1x x2 2=于是于是y y1 1y y2 2=k k2 2(x x1 1-1)(-1)(x x2 2-1)=-1)=10 10分分因为因
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