双曲线教师版

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双曲线一、【知识梳理】1.双曲线的概念平面内动点P与两个定点F1、F2(|F1F2|=2c>0)的距离之差的绝对值为常数2a(2a<2c),则点P的轨迹叫________.这两个定点叫双曲线的________,两焦点间的距离叫________.集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a、c为常数且a>0,c>0;(1)当________时,P点的轨迹是________;(2)当________时,P点的轨迹是________;(3)当________时,P点不存在..4点P在双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)上,点F1、F2是双曲线的焦点,则S△P F1F2=5.双曲线的通径长度为二、【范例导航】探究点一双曲线的定义及应用例1已知定点A(0,7),B(0,-7),C(12,2),以C为一个焦点作过A,B的椭圆,求另一焦点F的轨迹方程.解设F(x,y)为轨迹上的任意一点,因为A,B两点在以C,F为焦点的椭圆上,所以|F A|+|CA|=2a,|FB|+|CB|=2a(其中a表示椭圆的长半轴).所以|F A|+|CA|=|FB|+|CB|.所以|F A|-|FB|=|CB|-|CA|=122+92-122+52=2.所以|F A|-|FB|=2.由双曲线的定义知,F点在以A,B为焦点,2为实轴长的双曲线的下半支上.所以点F的轨迹方程是y2-x248=1 (y≤-1).变式迁移1已知动圆M与圆C1:(x+4)2+y2=2外切,与圆C2:(x-4)2+y2=2内切,求动圆圆心M的轨迹方程.解设动圆M 的半径为r ,则由已知得,|MC 1|=r +2, |MC 2|=r -2,∴|MC 1|-|MC 2|=22, 又C 1(-4,0),C 2(4,0), ∴|C 1C 2|=8.∴22<|C 1C 2|.根据双曲线定义知,点M 的轨迹是以C 1(-4,0)、C 2(4,0)为焦点的双曲线的右支. ∵a =2,c =4,∴b 2=c 2-a 2=14.∴点M 的轨迹方程是x 22-y 214=1 (x ≥2).探究点二 求双曲线的标准方程例2 已知双曲线的一条渐近线方程是x -2y =0,且过点P (4,3),求双曲线的标准方程. ∵双曲线的一条渐近线方程为x -2y =0, 即x2-y =0, ∴双曲线的渐近线方程为x 24-y 2=0.设双曲线方程为x24-y 2=λ (λ≠0),∵双曲线过点P (4,3),∴424-32=λ,即λ=-5.∴所求双曲线方程为x 24-y 2=-5,即y 25-x 220=1.变式迁移2 已知双曲线与椭圆x 29+y 225=1的焦点相同,且它们的离心率之和等于145,则双曲线的方程为____________.y 24-x212=1探究点三 双曲线几何性质的应用例3 已知双曲线的方程是16x 2-9y 2=144.(1)求此双曲线的焦点坐标、离心率和渐近线方程;(2)设F 1和F 2是双曲线的左、右焦点,点P 在双曲线上,且|PF 1|·|PF 2|=32,求∠F 1PF 2的大小.解 (1)由16x 2-9y 2=144,得x 29-y216=1,∴a =3,b =4,c =5.焦点坐标F 1(-5,0),F 2(5,0),离心率e =53,渐近线方程为y =±43x .(2)||PF 1|-|PF 2||=6,cos ∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1||PF 2|=(|PF 1|-|PF 2|)2+2|PF 1||PF 2|-|F 1F 2|22|PF 1||PF 2|=36+64-10064=0,∴∠F 1PF 2=90°.变式迁移3 已知双曲线C :x 22-y 2=1.(1)求双曲线C 的渐近线方程;(2)已知M 点坐标为(0,1),设P 是双曲线C 上的点,Q 是点P 关于原点的对称点.记λ=MP →·MQ →,求λ的取值范围.解 (1)因为a =2,b =1,且焦点在x 轴上,所以渐近线方程为y -22x =0,y +22x =0.(2)设P 点坐标为(x 0,y 0),则Q 的坐标为(-x 0,-y 0),λ=MP →·MQ →=(x 0,y 0-1)·(-x 0,-y 0-1)=-x 20-y 2+1=-32x 20+2. ∵|x 0|≥2,∴λ的取值范围是(-∞,-1].例 (12分)过双曲线x 23-y 26=1的右焦点F 2且倾斜角为30°的直线交双曲线于A 、B 两点,O 为坐标原点,F 1为左焦点.(1)求|AB |;(2)求△AOB 的面积;(3)求证:|AF 2|+|BF 2|=|AF 1|+|BF 1|.(1)解 由双曲线的方程得a =3,b =6, ∴c =a 2+b 2=3,F 1(-3,0),F 2(3,0).直线AB 的方程为y =33(x -3).设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎨⎧y =33(x -3)x 23-y 26=1,得5x 2+6x -27=0.[2分]∴x 1+x 2=-65,x 1x 2=-275,∴|AB |=1+k 2|x 1-x 2|=1+⎝⎛⎭⎫332·(x 1+x 2)2-4x 1x 2=43·3625+1085=1635.[4分](2)解 直线AB 的方程变形为3x -3y -33=0.∴原点O 到直线AB 的距离为d =|-33|(3)2+(-3)2=32.[6分] ∴S △AOB =12|AB |·d =12×1635×32=1235.[8分](3)证明如图,由双曲线的定义得 |AF 2|-|AF 1|=23,|BF 1|-|BF 2|=23,[10分] ∴|AF 2|-|AF 1|=|BF 1|-|BF 2|, 即|AF 2|+|BF 2|=|AF 1|+|BF 1|.三、【巩固练习】一、选择题(每小题5分,共25分)1.已知M (-2,0)、N (2,0),|PM |-|PN |=3,则动点P 的轨迹是( C ) A .双曲线 B .双曲线左边一支 C .双曲线右边一支 D .一条射线2.设点P 在双曲线x 29-y216=1上,若F 1、F 2为双曲线的两个焦点,且|PF 1|∶|PF 2|=1∶3,则△F 1PF 2的周长等于( A )A .22B .16C .14D .123.(2011·宁波高三调研)过双曲线x 2a 2-y2b2=1 (a >0,b >0)的右焦点F 作圆x 2+y 2=a 2的切线FM (切点为M ),交y 轴于点P .若M 为线段FP 的中点,则双曲线的离心率为( A )A. 2B. 3 C .2 D. 54.双曲线x 2a 2-y2b2=1的左焦点为F 1,左、右顶点分别为A 1、A 2,P 是双曲线右支上的一点,则分别以PF 1和A 1A 2为直径的两圆的位置关系是( C )A .相交B .相离C .相切D .内含5.(2011·山东)已知双曲线x 2a 2-y2b2=1(a >0,b >0)的两条渐近线均和圆C :x 2+y 2-6x +5=0相切,且双曲线的右焦点为圆C 的圆心,则该双曲线的方程为( A )A.x 25-y 24=1B.x 24-y 25=1C.x 23-y 26=1D.x 26-y 23=1 二、填空题(每小题4分,共12分)6.(2011·上海)设m 是常数,若点F (0,5)是双曲线y 2m -x 29=1的一个焦点,则m =________.167.设圆过双曲线x 29-y216=1的一个顶点和一个焦点,圆心在此双曲线上,则此圆心到双曲线中心的距离为______.1638.(2011·铜陵期末)已知以双曲线C 的两个焦点及虚轴的两个端点为顶点的四边形中,有一个内角为60°,则双曲线C 的离心率为________.62三、解答题(共38分)9.(12分)根据下列条件,求双曲线方程:(1)与双曲线x 29-y 216=1有共同的渐近线,且经过点(-3,23);(2)与双曲线x 216-y 24=1有公共焦点,且过点(32,2).(1)由题意可知所求双曲线的焦点在x 轴上,设双曲线的方程为x 2a 2-y2b 2=1,由题意,得⎩⎨⎧b a =43,(-3)2a 2-(23)2b 2=1,解得a 2=94,b 2=4.(4分)所以双曲线的方程为49x 2-y 24=1.(2)设双曲线方程为x 2a 2-y2b2=1.由题意c =2 5.又双曲线过点(32,2),∴(32)2a 2-4b2=1.又∵a 2+b 2=(25)2, ∴a 2=12,b 2=8.(10分)故所求双曲线的方程为x 212-y 28=1.。