2.3.2双曲线的几何性质

§2.3.2双曲线的简单几何性质（2）编写：英德市第二中学，叶加修；审核：英西中学，刘东【学习目标】理解渐进线的概念，能根据双曲线的几何性质确定双曲线的标准方程【知识回顾】1、已知双曲线的焦点在x 轴上，方程为 ，两顶点的距离为8，一渐近线上有点A(8,6)，试求此双曲线的方程。

2.小结：【新知构建】双曲线的渐近线方程．双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1的渐近线方程为y ＝±b a x ，双曲线y 2a 2－x 2b 2＝1的渐近线方程为y ＝±a bx ，一般情况下，先求a 、b ，再写方程．两者容易混淆，可将双曲线方程中右边的“1”换成“0”，然后因式分解即得渐近线方程，这样就不至于记错了．(1) 若已知渐近线方程为mx ±ny ＝0，求双曲线方程．双曲线的焦点可能在x 轴上，也可能在y 轴上，可用下面的方法来解决．方法一 分两种情况设出方程进行讨论；方法二 依据渐近线方程，设出双曲线为m 2x 2－n 2y 2＝λ(λ≠0)，求出λ即可． (2)与x 2a 2－y 2b 2＝1共渐近线的双曲线方程可设为x 2a 2－y 2b 2＝λ(λ≠0)． 例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．例2 根据以下条件，分别求出双曲线的标准方程．(1)过点P (3，－2)，离心率e ＝52； (2)焦距为10，渐近线方程为y ＝±12x ； 小结：1by a x 2222=-【当堂练习】1．双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1(a >0，b >0)的两条渐近线互相垂直，那么该双曲线的离心率为( ) A ．2 B. 3 C. 2 D.322．设双曲线x 2a 2－y 2b 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( ) A ．y ＝±12x B ．y ＝±22x C ．y ＝±2x D ．y ＝±2x 3．已知双曲线x 2a 2－y 2b2＝1(a >0，b >0)的一条渐近线方程为x ＋2y ＝0，则双曲线的离心率e 的值为( ) A.52 B.62C. 2 D ．2 4.已知双曲线的渐近线方程为y ＝±34x ，求双曲线的离心率．小结：【课后作业】1．设F 1和F 2为双曲线x 2a 2－y 2b2＝1(a >0，b >0)的两个焦点，若F 1，F 2，P (0，2b )是正三角形的三个顶点，则双曲线的离心率为( ) A.32 B ．2 C.52D ．3 2．已知双曲线x 22－y 2b2＝1(b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2，其中一条渐近线方程为y ＝x ，点P (3，y 0)在该双曲线上，则PF 1→·PF 2→＝( )A ．－12B ．－2C ．0D ．4 3．已知双曲线x 2a 2－y 2b2＝1(a >0，b >0)的实轴长、虚轴长、焦距长成等差数列，则双曲线的离心率e 为( )A ．2B ．3 C.43 D.534.双曲线的渐近线方程为2x ±y ＝0，两顶点间的距离为4，求双曲线的方程？。

§2.3.2双曲线的简单几何性质(1) 【使用说明】1、课前完成预习学案，掌握基本题型；2、认真限时规范书写，课上小组合作探讨，答疑解惑。

3、A、B层全部掌握，C层选做。

【学习目标】1．理解并掌握双曲线的几何性质．2．能够利用双曲线的几何性质解决有关问题。

【问题导学】（预习教材理P56~ P58，文P49~ P51找出疑惑之处）复习1：写出满足下列条件的双曲线的标准方程：①3,4a b==，焦点在x轴上；②焦点在y轴上，焦距为8，2a=．复习2：前面我们学习了椭圆的哪些几何性质？【合作探究】问题1：由椭圆的哪些几何性质出发，类比探究双曲线22221x ya b-=的几何性质?范围：x：y：对称性：双曲线关于轴、轴及都对称．顶点：（），（）．实轴，其长为；虚轴，其长为．离心率：1cea=>．渐近线：双曲线22221x ya b-=的渐近线方程为：0x ya b±=．问题2：双曲线22221y xa b-=的几何性质?图形：范围：x：y：对称性：双曲线关于轴、轴及都对称．顶点：（），（）实轴，其长为；虚轴，其长为．离心率：1cea=>．渐近线：双曲线22221y xa b-=的渐近线方程为：．新知：实轴与虚轴等长的双曲线叫双曲线．我的疑惑：记录下你的疑惑，让我们在课堂上共同解决。

我的疑惑：记录下你的疑惑，让我们在课堂上共同解决。

【深化提高】例1求双曲线2214925x y-=的实半轴长、虚半轴的长、焦点坐标、离心率及渐近线的方程．变式：求双曲线22916144y x-=的实半轴长和虚半轴长、焦点坐标、离心率、渐近线方程．学案编号：B51 第1 页共3 页成功的秘诀公式是A x y z =++其中A 代表成功，x 代表艰苦的劳动，y 代表正确的方法，z 代表少说空话. ——爱因斯坦第 2 页 共 3 页例2求双曲线的标准方程：⑴实轴的长是10，虚轴长是8，焦点在x 轴上；⑵离心率2e =，经过点(5,3)M -；⑶渐近线方程为23y x =±，经过点9(,1)2M -．※ 动手试试练1．求以椭圆22185x y +=的焦点为顶点，以椭圆的顶点为焦点的双曲线的方程．练2．对称轴都在坐标轴上的等到轴双曲线的一个焦点是1(6,0)F -，求它的标准方程和渐近线方程．【当堂检测】1． 双曲线221168x y -=实轴和虚轴长分别是（ ）． A ．8、42 B ．8、22C ．4、42D ．4、222．双曲线224x y -=-的顶点坐标是（ ）． A ．(0,1)± B ．(0,2)± C ．(1,0)± D ．（2,0±）3． 双曲线22148x y -=的离心率为（ ）． A ．1 B ．2 C ．3 D ．24．双曲线2241x y -=的渐近线方程是 ．5．经过点(3,1)A -，并且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线的方程是 ．【小结】（1）知识与方法方面 。

双曲线的几何性质[学习目标 ] 1.认识双曲线的简单几何性质，如范围、对称性、极点、渐近线和离心率等.2.能用双曲线的简单几何性质解决一些简单问题.3.能差别椭圆与双曲线的性质.活动一知识梳理引入新课知识点一双曲线的几何性质x2y2y2x22－ 2＝12－ 2＝1标准方程a b a b(a>0， b>0)(a>0，b>0)图形范围对称轴： ________.对称性对称中心： ________.极点坐标性质实轴和虚轴线段 A1A2叫做双曲线的实轴；线段B1B2叫做双曲线的虚轴渐近线b a y＝± x y＝± xa b离心率e＝c， e∈ (1，＋∞ ) a知识点二等轴双曲线实轴和虚轴等长的双曲线叫做________.，它的渐近线是________.[思虑 ] (1) 椭圆与双曲线的离心率都是e，其范围同样吗？(2)若双曲线确立，则渐近线确立吗？反过来呢？活动二数学应用例 1 求双曲线 9y2－ 4x2＝－ 36 的极点坐标、焦点坐标、实轴长、虚轴长、离心率、渐近线方程 .例 2求合适以下条件的双曲线的标准方程：13(1)一个焦点为 (0,13)，且离心率为5；1(2) 渐近线方程为y＝± x，且经过点A(2，－ 3).2例 3直线 l 在双曲线x2－y2＝ 1 上截得的弦长为4，其斜率为2，求直线 l 的方程 . 32例 4已知双曲线方程为2x2－y2＝2.(1) 过定点 P(2,1)作直线l 交双曲线于P1， P2两点，当点P(2,1) 是弦 P1 P2的中点时，求此直线方程；(2)过定点 Q(1,1)可否作直线 l，使 l 与此双曲线交于 Q1，Q2两点，且 Q 是弦 Q1Q2的中点？若存在，求出l 的方程；若不存在，请说明原因.活动三讲堂反应单22x － y＝ 1 的焦点到渐近线的距离为________.1.双曲线4122.双曲线 mx2＋ y2＝ 1 的虚轴长是实轴长的 2 倍，则 m 的值为 ________.x2y23.双曲线16－9＝ 1 的渐近线方程为 ____________.22x y4.已知双曲线C：a2－b2＝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____________.5.已知以双曲线 C 的两个焦点及虚轴的两个端点为极点的四边形中，有一个内角为60°，则双曲线 C 的离心率为 ________.活动四讲堂小结x2y21.渐近线是双曲线独有的性质.双方程联系亲密，把双曲线的标准方程a2－b2＝ 1(a>0 ， b>0)右侧的常数 1 换为 0，就是渐近线方程 .反之由渐近线方程ax±by＝0 变成 a2x2－b2y2＝λ(λ≠ 0)，再联合其余条件求得λ，可得双曲线方程 .2.正确画出几何图形是解决分析几何问题的第一打破口.利用双曲线的渐近线来画双曲线特别方便，并且较为精准，只需作出双曲线的两个极点和两条渐近线，就能画出它的近似图形 .题型一 已知双曲线的标准方程求其几何性质例 1 求双曲线 9y 2－ 4x 2 ＝－ 36 的极点坐标、焦点坐标、实轴长、虚轴长、离心率、渐近线方程 .2 2解 将 9y 2－4x 2＝－ 36 化为标准方程 x － y＝ 1，9422即 x 32－ y22＝ 1，∴ a ＝ 3，b ＝ 2， c ＝ 13.所以极点为 A 1(－ 3,0)， A 2(3,0) ，焦点为 F 1(－13， 0)，F 2( 13， 0)，实轴长 2a ＝ 6，虚轴长 2b ＝ 4，离心率 e ＝a c ＝ 313，b 2 渐近线方程为y ＝ ± x ＝ ± x.a3反省与感悟议论双曲线的几何性质，先要将双曲线方程化为标准形式，而后依据双曲线两种形式的特色获得几何性质.追踪训练 1 求双曲线 x 2－ 3y 2＋ 12＝ 0 的实轴长、 虚轴长、 焦点坐标、极点坐标、渐近线方程、离心率 .22解 将方程 x 2－ 3y2＋ 12＝0 化为标准方程 y 4 － 12x＝ 1，∴ a 2＝ 4， b 2＝12， ∴ a ＝2， b ＝ 2 3， ∴ c ＝ a 2＋ b 2＝ 16＝ 4.∴ 双曲线的实轴长 2a ＝ 4，虚轴长 2b ＝ 4 3.3焦点坐标为 F 1(0，－ 4)，F 2(0,4)，极点坐标为 A 1(0，－ 2)，A 2(0,2)，渐近线方程为 y ＝ ±3 x ， 离心率 e ＝2.题型二 依据双曲线的几何性质求标准方程例 2求合适以下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； 51(2) 渐近线方程为y ＝ ± x ，且经过点 A(2，－ 3).2解(1)依题意可知，双曲线的焦点在 y 轴上，且 c ＝13，又 c ＝ 13， ∴ a ＝ 5， b ＝ c 2－a 2＝12，a 522故其标准方程为 25y － 144x ＝1.1(2) 方法一∵双曲线的渐近线方程为y ＝ ± x ，2若焦点在 x 轴上，设所求双曲线的标准方程为x 2 y 2b1 .①2 － 2＝ 1(a>0 ， b>0) ，则a ＝ab249∵ A(2，－ 3)在双曲线上， ∴ a 2－ b 2＝ 1.②联立 ①② ，无解 .若焦点在 y 轴上，设所求双曲线的标准方程为y 2 x 2a1 .③2 － 2＝ 1(a>0 ， b>0) ，则b ＝ab294∵ A(2，－ 3)在双曲线上， ∴ 2－ 2＝ 1.④ab联立 ③④ ，解得 a 2＝ 8， b 2＝ 32.22∴ 所求双曲线的标准方程为 y 8 － 32x＝ 1.方法二由双曲线的渐近线方程为1 x2 2y ＝± x ，可设双曲线方程为2－ y ＝ λ(λ≠ 0)，22∵ A(2，－ 3)在双曲线上，2∴ 22－ (－ 3)2＝ λ，即 λ＝－8. 22 2∴ 所求双曲线的标准方程为 y 8 － 32x＝ 1.反省与感悟 由双曲线的几何性质求双曲线的标准方程常用待定系数法，当焦点地点明确时直接设出双曲线的标准方程即可，当焦点地点不明确时，应注意分类议论，也能够不分类议论直接把双曲线方程设成mx 2－ny 2＝1(mn>0)，进而直接求出来 .当双曲线的渐近线方程bx 2y 2为 y ＝ ±22a x 时，能够将方程设为 a －b ＝ λ(λ≠0).追踪训练 2依据条件，求双曲线的标准方程 .(1) 与双曲线 x 2 － y 2＝ 1 有共同渐近线，且过点 (－ 3， 2 3)；9 1622(2) 与双曲线 x － y＝ 1 有公共焦点，且过点 (3 2， 2). 16 4解(1)设所求双曲线方程为 x 2－ y 2＝ λ(λ≠ 0)，9 16由题意可知－ 322 3 21 9－16 ＝ λ，解得 λ＝ .422∴ 所求双曲线的标准方程为 x － y＝1. 9 44(2) 设所求双曲线方程为x 2 － y 2 ＝ 1(16－ k>0， 4＋ k>0) ，16－ k 4＋k∵ 双曲线过点 (3 2， 2)， ∴32 2－4＝1，16－k 4＋ k解得 k ＝ 4 或 k ＝－ 14(舍去 ).∴ 所求双曲线的标准方程为x 2 － y 2 ＝ 1.12 8题型三 直线与双曲线的地点关系例 3直线 l 在双曲线x 2－y 2＝ 1 上截得的弦长为4，其斜率为 2，求直线 l 的方程 .3 2解 设直线 l 的方程为 y ＝ 2x ＋ m ，y ＝ 2x ＋ m ，得 10x 2＋ 12mx ＋ 3(m 2＋2)＝ 0.(*) 由 x 2 y 2－ ＝1，3 2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＝－ 632＋ 2).5m ， x 1x 2＝ 10(m又 y 1＝ 2x 1＋ m ， y 2＝ 2x 2＋ m ，∴ y 1－ y 2＝ 2(x 1－ x 2)，∴ 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]36 2 －4×3 2＝ 5[m 10(m ＋2)].25∵ AB ＝ 4， ∴36m 2－ 6(m 2＋ 2)＝16. 5∴ 3m 2＝70， m ＝ ±2103.由 (*) 式得＝ 24m 2－ 240，把 m ＝ ±210代入，3210得 >0， ∴m 的值为 ± 3.210∴ 所求直线 l 的方程为 y ＝ 2x ± 3 .反省与感悟直线与双曲线订交的题目，一般先联立方程组，消去一个变量，转变成对于x或 y 的一元二次方程 .要注意根与系数的关系，根的鉴别式的应用 .若与向量相关，则将向量 用坐标表示，并找寻其坐标间的关系，联合根与系数的关系求解.2追踪训练 3设双曲线 C ：x2－ y2＝ 1(a>0) 与直线 l ： x ＋ y ＝ 1 订交于两个不一样的点A 、 B.a(1) 务实数 a 的取值范围；→ 5 →(2) 设直线 l 与 y 轴的交点为 P ，若 PA ＝PB ，求 a 的值 .12x 22解(1)将 y ＝－ x ＋ 1 代入双曲线方程a 2－ y ＝ 1(a>0) ，得 (1－ a 2)x 2＋ 2a 2x － 2a 2＝ 0.1－ a 2≠0，依题意有＝ 4a 4＋ 8a 2 1－ a 2 >0 ，所以 0< a< 2且 a ≠ 1.(2) 设 A(x 1 ，y 1)，B(x 2， y 2)，依题意得 P(0,1) ，→5 →5因为 PA ＝ 12PB ，所以 ( x 1， y 1－1)＝ 12(x 2， y2 －1).5由此得 x 1＝ 12x 2.2 222的两根，且 2≠ 0，因为 x 1， x 2 是方程 (1－ a )x ＋ 2a x － 2a ＝ 0 1－ a所以17x2＝－2a22，5x22＝－2a22. 121－ a121－ a消去 x2得－2a228917.2＝60.由 a>0，解得 a＝13 1－ a例 4已知双曲线方程为2x2－y2＝2.(1) 过定点 P(2,1)作直线l 交双曲线于P1， P2两点，当点P(2,1) 是弦 P1 P2的中点时，求此直线方程；(2)过定点 Q(1,1)可否作直线 l，使 l 与此双曲线交于 Q1，Q2两点，且 Q 是弦 Q1Q2的中点？若存在，求出l 的方程；若不存在，请说明原因.剖析(1) 点 P 是弦 P1P2的中点，其端点是直线与双曲线的交点，所以设出直线方程后，将其与双曲线方程构成方程组，联合根与系数的关系和中点坐标公式可求解.(2)先假定直线存在，将交点的坐标代入原曲线方程得方程组，再将中点坐标公式代入求出k 的值，得直线方程，最后与曲线方程联立，考证根的状况.解(1)若直线的斜率不存在，即P1 P2⊥x 轴，则由双曲线的对称性，知弦P1P2的中点在x 轴上，不行能是点P(2,1)，所以直线l 的斜率存在 .故可设直线l 的方程为y－ 1＝ k(x－ 2)，即 y＝ kx－ 2k＋ 1.2x2－ y2＝ 2，由消去 y 并化简，y＝ kx－2k＋ 1得 (2－ k2)x2＋2k(2k－ 1)x－ 4k2＋ 4k－ 3＝0.设直线 l 与双曲线的交点为P1 (x1， y1)， P2(x2，y2).①当 2－k2≠0，即 k2≠ 2 时， x1＋ x2＝－2k 2k－ 12 . 2－ k因为点 P(2,1)是弦 P1P2的中点，k 2k － 1所以－2－k 2＝2，解得 k ＝ 4.当 k ＝ 4 时，＝ 4k 2(2k －1) 2－4(2－ k 2)( － 4k 2＋ 4k － 3)＝ 280＞0.② 当 k 2＝ 2，即 k ＝ ± 2时，直线与双曲线渐近线的斜率相等，即斜率为双曲线不行能有两个交点.k ＝ ± 2的直线l 与综上所述，所求直线方程为y ＝ 4x － 7.(2) 假定这样的直线 l 存在，设 Q 1(x 1， y 1) ，Q 2(x 2， y 2) ，则 x 1＋ x 2＝ 1， y 1＋ y2＝ 1.22所以 x 1＋ x 2＝ 2，y 1＋ y 2＝2，且2x 12－ y 12＝ 2， 2x 22－ y 22＝ 2.两式相减，得 (2x 12－ 2x 22)－ (y 12－ y 22)＝0，所以 2(x 1－ x 2)( x 1＋ x 2)－ (y 1－ y 2)( y 1＋ y 2)＝ 0，所以 2(x 1－ x 2)－ (y 1－y 2)＝ 0.若直线 l ⊥ x 轴，则直线 l 与双曲线只有一个交点，不切合题意.所以直线 l 的斜率存在，故k ＝ y 1－ y 2＝ 2.x 1－ x 2所以直线 l 的方程为 y － 1＝ 2(x － 1)，即 y ＝ 2x － 1.y ＝ 2x － 1，由得 2x 2－ (2x －1)2＝ 2，2x 2 － y 2＝ 2，即 2x 2－ 4x ＋ 3＝ 0，得 ＝16－ 24＜ 0.这就是说，直线l 与双曲线没有公共点，所以这样的直线不存在.解后反省在此题的解答过程中，共有 3 次用到了分类议论思想：在 (1) 中，先对直线的斜率能否存在进行了议论，再对一元二次方程的二次项系数能否为零进行了议论；在 (2) 中，也对直线能否与 x 轴垂直进行了议论 .活动三讲堂反应单2 21.双曲线 x － y＝ 1 的焦点到渐近线的距离为 ________. 4 12答案23x 2 y 2分析∵双曲线 4 －12＝ 1 的一个焦点为 F(4,0) ，此中一条渐近线方程为 y ＝ 3x ，∴点 F(4,0)到 3x － y ＝ 0 的距离为4 3＝ 2 3.22.双曲线 mx 2＋ y 2＝ 1 的虚轴长是实轴长的 2 倍，则 m 的值为 ________.答案－14分析由双曲线方程 mx 2＋y 2＝ 1，知 m<0 ，则双曲线方程可化为y 2－ x 2＝ 1，则 a 2＝ 1， a ＝ 1，－ m 112又虚轴长是实轴长的2 倍， ∴ b ＝ 2，∴ － ＝ b ＝ 4，∴ m ＝－ 1.4223.双曲线 x－ y＝ 1 的渐近线方程为 ____________.16 9答案 3x ±4y ＝ 0分析 由x 2－y 2＝ 1 得 a 2＝ 16， b 2＝ 9，16 93∴ 渐近线方程为 y ＝±4x ，即 3x ±4y ＝0.2 2x y4.已知双曲线 C ： a 2 －b 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____________.22答案x － y＝ 1 20 5x 2 y 24 122分析 双曲线 C 的渐近线方程为a2－b 2＝ 0，点 P(2,1)在渐近线上， ∴a 2－ b 2＝ 0，即 a ＝ 4b ，又 a 2＋ b 2＝ c 2＝ 25，解得 b 2＝5， a 2＝ 20.5.已知以双曲线C 的两个焦点及虚轴的两个端点为极点的四边形中，有一个内角为60°，则双曲线 C 的离心率为 ________.答案6 2分析 设双曲线的焦点为 F 1(－c,0)， F 2(c,0)，虚轴两个端点为 B 1(0，－ b)， B 2(0， b)，∵ c>b ，∴ 只有 ∠B 1F 1B 2＝ 60°，∴ tan 30 ＝° b， ∴c ＝ 3b ，c2222c 3b 6又 a ＝ c － b ＝ 2b ，∴ e ＝ a ＝ 2b ＝ 2.活动四 讲堂小结x 2y 2 1.渐近线是双曲线独有的性质.双方程联系亲密，把双曲线的标准方程a 2－ b2＝ 1 (a>0， b>0)右侧的常数1 换为0，就是渐近线方程.反之由渐近线方程ax ±by ＝ 0 变成 a 2x 2 － b 2 y 2＝ λ(λ≠0)，再联合其余条件求得λ，可得双曲线方程.2.正确画出几何图形是解决分析几何问题的第一打破口.利用双曲线的渐近线来画双曲线特别方便，并且较为精准，只需作出双曲线的两个极点和两条渐近线，就能画出它的近似图形 .你曾落的泪，最都会成阳光，照亮脚下的路。

优质课评比教学设计理解双曲线的有关性质及其简单运用。

2.双曲线的标准方程是什么？3.前节根据椭圆的标准方程研究了椭圆的那些性质?（二）探索研究探究1：类比椭圆几何性质的研究，请你研究一下双曲线的以下三条性质：教师引导学生从范围、对称性、顶点三方面进行类比探究，并填写下表：小试牛刀:2 1.已知双曲线J16 2告1的实轴的一个端点为，虚轴的b一个端点为,，且AB 5则双曲线方程为）2 2 2 2A X 必仆X yA—丄1,B.—丄16 25 16 25 问答式梳理知识要点小组类比探究双曲线的范围、对称性、顶点16D 、虚轴端点坐标为（ 0，、再），渐近线方程为（三）应用新知点A （6，45）的双曲线方程点（五） 法律渗透双曲线是有规律的曲线，有对称美。

而我们社会中也需要 有一定的规则来约束，那就是法律，古话说不依规矩不成方圆, 没有法律社会就会大乱。

所以我们要做一个知法、守法的好公 民。

（六） 课外作业2—1的实轴为虚轴，虚轴为实轴的双曲线方2、双曲线X 2y 2 3的A 、 顶点坐标是（J 3， 0）B 、 顶点坐标是（0，C 、 顶点坐标是（，0） ，虚轴端点坐标为（，虚轴端点坐标为（ ，渐近线方程为y 1. 求双曲线2x 2 8的实轴长、虚轴长、顶点坐标。

2. 已知双曲线X 2 1的虚轴长是实轴长的两倍，则实数3. 求与双曲线 2 x16 2宁1有相同顶点，且过9教师检查学生活动 2 X 1.以双曲线——9程为。

点的双曲线方程为22.以椭圆X T25 寸1的焦点为顶点，顶点为焦三.教学反思16。

2.3.2 双曲线的简单几何性质(一)自主预习·探新知情景引入凉水塔的纵切面是双曲线，双曲线是非常优美的曲线，也是我们的生产生活经常用到的曲线，因此，我们有必要探究其有怎样的特性．新知导学1．双曲线的简单几何性质 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)图形焦点 F 1(－c,0)，F 2(c,0)F 1(0，－c )，F 2(0，c )焦距 |F 1F 2|＝2c 范围 x ≤－a 或x ≥ay ≤－a 或y ≥a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 )轴实轴：线段A 1A 2，长：2a ；虚轴：线段B 1B 2，长：2b ；半实轴长：a ，半虚轴长：b离心率 e ＝ca∈(1，＋∞) 渐近线 y ＝±b axy ＝±a bx实轴和虚轴等长的双曲线，标准方程为x 2－y 2＝±a 2. 预习自测1．双曲线x 24－y 2＝1的实轴长为( )A ．4B ．2C ．3D ．1【解析】∵双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1的实轴长为2a ，∴双曲线x 24－y 2＝1的实轴长为2a ＝4.【答案】A2．渐近线方程为x ±y ＝0的双曲线的离心率是( ) A ．22B ．1C ．2D ．2【解析】由题意可得ba ＝1，∴ e ＝1＋b 2a2＝1＋12＝ 2.故选C ． 【答案】C3．双曲线y 24－x 2＝1的渐近线方程为( )A ．y ＝±2xB ．y ＝±2xC ．y ＝±12xD ．y ＝±22x 【解析】因为双曲线的标准方程为y 24－x 2＝1，则它的渐近线方程为：y ＝±2x .故选A ．【答案】A4．中心在坐标原点，离心率为53的双曲线的焦点在y 轴上，则它的渐近线方程为( )A ．y ＝±43xB ．y ＝±34xC ．y ＝±54xD ．y ＝±45x【答案】B5．已知双曲线x 2a2－y 2＝1(a ＞0)的一条渐近线为3x ＋y ＝0，则a ＝____.【解析】双曲线x 2a 2－y 2＝1(a >0)的渐近线方程为y ＝±1a x ，3x ＋y ＝0⇒y ＝－3x ，∵a >0，则－1a ＝－3，a ＝33. 【答案】33互动探究·攻重难互动探究解疑命题方向1 已知双曲线的方程，研究其几何性质典例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，并作出草图．解：将9y 2－4x 2＝－36变形为x 29－y 24＝1，即x 232－y 222＝1，∴a ＝3，b ＝2，c ＝13， 因此顶点为A 1(－3,0)，A 2(3,0)， 焦点坐标为F 1(－13，0)，F 2(13，0)， 实轴长是2a ＝6，虚轴长是2b ＝4， 离心率e ＝c a ＝133，渐近线方程y ＝±b a x ＝±23x .作草图如图：规律总结1.已知双曲线方程讨论其几何性质，应先将方程化为标准形式，找出对应的a 、b ，利用c 2＝a 2＋b 2求出c ，再按定义找出其焦点、焦距、实轴长、虚轴长、离心率、渐近线方程． 2．画双曲线图形，要先画双曲线的两条渐近线(即以2a 、2b 为两邻边的矩形对角线)和两个顶点，然后根据双曲线的变化趋势，就可画出双曲线的草图． 跟踪练习1求双曲线x 23－y 24＝1的实轴长、虚轴长、顶点坐标、焦点坐标．解：由题意知a 2＝3，b 2＝4，所以c 2＝a 2＋b 2＝3＋4＝7，解得a ＝3，b ＝2，c ＝7. 因此，双曲线的实轴长2a ＝23，虚轴长2b ＝4. 顶点坐标为(－3，0)、(3，0)， 焦点坐标为(－7，0)、(7，0)．命题方向2 由双曲线的性质求双曲线的方程 典例2 根据下列条件，求双曲线的标准方程．(1)已知双曲线的焦点在y 轴上，实轴长与虚轴长之比为2：3，且经过点P (6，2)； (2)已知双曲线的焦点在x 轴上，离心率为53，且经过点M (－3,23)；(3)若双曲线的渐近线方程为2x ±3y ＝0，且两顶点间的距离是6.解：(1)设双曲线方程为y 2a 2－x 2b 2＝1(a >0，b >0)．由题意知a b ＝23.又∵双曲线过点P (6，2)，∴4a 2－6b 2＝1， 依题意可得⎩⎨⎧a b ＝234a 2－6b 2＝1，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2＝43b 2＝3.故所求双曲线方程为y 243－x 23＝1.(2)设所求双曲线方程为 x 2a 2－y 2b 2＝1(a >0，b >0)．∵e ＝53，∴e 2＝c 2a 2＝a 2＋b 2a 2＝1＋b 2a 2＝259，∴b a ＝43. 由题意得⎩⎨⎧b a ＝439a 2－12b 2＝1，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2＝94b 2＝4.∴所求的双曲线方程为x 294－y 24＝1.(3)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 29－4x 281＝1.故所求双曲线方程为x 29－y 24＝1或y 29－4x 281＝1.规律总结1.由双曲线的几何性质求双曲线的标准方程，一般用待定系数法，同样需要经历“定位→定式→定量”三个步骤．当双曲线的焦点不明确时，方程可能有两种形式，此时应注意分类讨论，为了避免讨论，也可设双曲线方程为mx 2－ny 2＝1(mn >0)，从而直接求得．2．根据双曲线的渐近线方程可设出双曲线方程．渐近线为y ＝n m x 的双曲线方程可设为：x 2m 2－y 2n2＝λ(λ≠0)；如果两条渐近线的方程为Ax ±By ＝0，那么双曲线的方程可设为A 2x 2－B 2y 2＝m (m ≠0)；与双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1共渐近线的双曲线方程可设为x 2a 2－y 2b 2＝λ(λ≠0)．跟踪练习2已知双曲线过点(4，3)且渐近线方程为y ＝±12x ，则该双曲线的标准方程是________.【解析】设双曲线方程为y 2－14x 2＝λ，代入点(4，3)，可得3－14×16＝λ，∴λ＝－1，∴双曲线的标准方程是x 24－y 2＝1.故答案为x 24－y 2＝1.【答案】x 24－y 2＝1命题方向3 双曲线的离心率典例3 已知F 1，F 2是双曲线C ：x 2a 2－y 2b 2＝1(a >0，b >0)的两个焦点，圆(x －c )2＋y 2＝4c 2与双曲线C 位于x 轴上方的两个交点分别为M ，N ，若F 1M ∥F 2N ，则双曲线C 的离心率为______. 【解析】如图：连接NF 1，MF 2，由双曲线的定义，可得|MF 2|－|MF 1|＝2a ， |NF 1|－|NF 2|＝2a ， 由|MF 2|＝|NF 2|＝2c ，可得|NF 1|＝2a ＋2c ，|MF 1|＝2c －2a ，在等腰△MF 1F 2中，可得cos ∠MF 1F 2＝c －a 2c ，在△NF 1F 2中，可得cos ∠NF 2F 1＝4c 2＋4c 2－(2c ＋2a )22·2c ·2c ＝c 2－2ac －a 22c 2，由F 1M ∥F 2N ，可得∠MF 1F 2＋∠NF 2F 1＝π， 即有cos ∠MF 1F 2＋cos ∠NF 2F 1＝0， 可得c 2－2ac －a 22c 2＋c －a2c ＝0，化为2c 2－3ac －a 2＝0， 得2e 2－3e －1＝0，解得e ＝3＋174或e ＝3－174(舍去)．【答案】3＋174规律总结1.求双曲线的离心率，常常利用已知条件列出关于a 、b 、c 的等式，利用a 2＋b 2＝c 2消去b 化为关于a 、c 的齐次式，再利用e ＝ca 化为e 的方程求解．2．学习双曲线中应注意的几个问题：(1)双曲线是两支曲线，而椭圆是一条封闭的曲线； (2)双曲线只有两个顶点，离心率e >1；(3)等轴双曲线是一种比较特殊的双曲线，其离心率为2，实轴长与虚轴长相等，两条渐近线互相垂直；(4)注意双曲线中a 、b 、c 、e 的等量关系与椭圆中a 、b 、c 、e 的不同． 跟踪练习3双曲线C ：x 2a 2－y 2b 2＝1(a >0，b >0)的一条渐近线的倾斜角为130°，则C 的离心率为( )A ．2sin40°B ．2cos40°C ．1sin50°D ．1cos50°【解析】由题意可得－ba ＝tan130°，所以e ＝ 1＋b 2a2＝1＋tan 2130°＝ 1＋sin 2130°cos 2130°＝1|cos130°|＝1cos50°.故选D ． 【答案】D命题方向4 最值问题典例4 设双曲线中心是坐标原点，实轴在y 轴上，离心率为52，已知点P (0,5)到这双曲线上的点的最近距离是2，求双曲线方程．解：设双曲线方程为y 2a 2－x 2b 2＝1(a >0，b >0)，因为离心率e ＝c a ＝52，所以a ＝2b ，所以所求双曲线方程为y 24－x 2＝b 2.设Q (x ，y )为双曲线上一点，依题意 |PQ |＝x 2＋(y －5)2＝54(y －4)2＋5－b 2， 其中y ≥2b ，若2b ≤4，当y ＝4时，|PQ |最小＝2.从而，5－b 2＝4，即b 2＝1， 双曲线方程为y 24－x 2＝1.若2b >4，当y ＝2b 时，|PQ |最小＝2，从而54(2b －4)2＋5－b 2＝4，所以b ＝72或b ＝32(与b >2矛盾)．所以双曲线方程为y 249－4x 249＝1.故所求双曲线方程为y 24－x 2＝1或y 249－4x 249＝1.跟踪练习4双曲线C ：x 24－y 22＝1的右焦点为F ，点P 在C 的一条渐近线上，O 为坐标原点，若|PO |＝|PF |，则△PFO 的面积为( ) A ．324B ．322C ．22D ．32【解析】双曲线x 24－y 22＝1的右焦点坐标为(6，0)，一条渐近线的方程为y ＝22x ，不妨设点P 在第一象限，由于|PO |＝|PF |，则点P 的横坐标为62，纵坐标为22×62＝32，即△PFO 的底边长为6，高为32，所以它的面积为12×6×32＝324.故选A ． 【答案】A学科核心素养 双曲线离心率取值范围问题在解析几何中，求“范围”问题，一般可从以下几个方面考虑：①与已知范围联系，通过求值域或解不等式来完成；②通过判别式Δ求解；③利用点在双曲线内部形成的不等关系求解；④利用解析式的结构特点，如a ，a ，|a |等非负性求解．典例5 已知双曲线的中心在原点，焦点x 轴上，它的一条渐近线与x 轴的夹角为α，且π4<α<π3，则双曲线的离心率的取值范围是( ) A ．(1，2) B ．(2，2) C ．(1,2)D ．(2,22)【解析】∵双曲线的焦点在x 轴上，故其渐近线方程为y ＝b a x ，则tan α＝ba .∵π4<α<π3， ∴1<tan α<3，即1<ba<3，∴1<b 2a 2＝c 2－a 2a 2<3，求得2<c a <2.故选B ． 【答案】B规律总结 求双曲线离心率的取值范围，关键是根据题目条件得到不等关系，并想办法转化为关于a ，b ，c 的不等关系，结合c 2＝a 2＋b 2和ca ＝e 得到关于e 的不等式，然后求解．在建立不等式求e 时，经常用到的结论：双曲线上一点到相应焦点距离的最小值为c －a .双曲线的离心率常以双曲线的渐近线为载体进行命题，注意二者参数之间的转化． 跟踪练习5已知双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1(a >1，b >1)的焦距为2c ，直线l 过点(a,0)和(0，b )，且点(1,0)到直线l的距离与点(－1,0)到直线l 的距离之和s ≥45c ，则双曲线的离心率e 的取值范围为________.【解析】 直线l 的方程为x a ＋yb ＝1，即bx ＋ay －ab ＝0.由点到直线的距离公式，且a >1，得到点(1,0)到直线l 的距离d 1＝ba －1a 2＋b 2，点(－1,0)到直线l 的距离d 2＝b a ＋1a 2＋b 2，s ＝d 1＋d 2＝2ab a 2＋b2＝2ab c .由s ≥45c ，得2ab c ≥45c ，即5a c 2－a 2≥2c 2.于是得5e 2－1≥2e 2，即4e 4－25e 2＋25≤0.解不等式，得54≤e 2≤5，由于e >1，所以e 的取值范围是52≤e ≤ 5.故填⎣⎡⎦⎤52，5.【答案】 [52，5] 易混易错警示典例6 双曲线的渐近线方程为y ＝±34x ，则离心率为( )A ．54B ．52C ．53或54D ．52或153[错解] 由双曲线的渐近线方程为y ＝±34x ，得b a ＝34， 所以e ＝ca＝1＋b 2a 2＝54，故选A ． [辨析] 错误的根本原因是误以为焦点只能在x 轴上，造成失解．实际上本题应该有两种情况．[正解] 当焦点在x 轴上时b a ＝34，∴e ＝ca ＝1＋b 2a 2＝54， 当焦点在y 轴上时，a b ＝34，∴e ＝ca ＝1＋b 2a 2＝53，故选C ． [答案] C。