双曲线的性质离心率渐近线
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2.3.2双曲线的简单几何性质学习目标 1.掌握双曲线的简单几何性质.2.理解双曲线离心率的定义、取值范围和渐近线方程.3.了解直线与双曲线相交的相关问题.知识点一双曲线的性质标准方程x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)图形性质范围x≥a或x≤-a y≤-a或y≥a对称性对称轴:坐标轴;对称中心:原点顶点坐标A1(-a,0),A2(a,0)A1(0,-a),A2(0,a)渐近线y=±ba x y=±ab x离心率e=ca,e∈(1,+∞),其中c=a2+b2a,b,c间的关系c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)知识点二等轴双曲线实轴和虚轴等长的双曲线,它的渐近线方程是y=±x,离心率为 2.1.双曲线x2a2-y2b2=1与y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)的形状相同.(√)2.双曲线x2a2-y2b2=1与y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)的渐近线相同.(×)3.等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率e= 2.(√)4.椭圆的离心率与双曲线的离心率取值范围相同.(×)5.双曲线有四个顶点,分别是双曲线与其实轴及虚轴的交点.(×)一、由双曲线方程研究其几何性质例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、渐近线方程. 解 将9y 2-4x 2=-36化为标准方程为x 29-y 24=1,即x 232-y 222=1, 所以a =3,b =2,c =13.因此顶点坐标为A 1(-3,0),A 2(3,0), 焦点坐标为F 1(-13,0),F 2(13,0), 实轴长2a =6,虚轴长2b =4, 离心率e =c a =133,渐近线方程为y =±b a x =±23x .延伸探究求双曲线nx 2-my 2=mn (m >0,n >0)的实半轴长、虚半轴长、焦点坐标、离心率、顶点坐标和渐近线方程. 解 把方程nx 2-my 2=mn (m >0,n >0)化为标准方程为x 2m -y 2n=1(m >0,n >0), 由此可知,实半轴长a =m , 虚半轴长b =n ,c =m +n ,焦点坐标为(m +n ,0),(-m +n ,0),离心率e =ca=m +nm=1+n m, 顶点坐标为(-m ,0),(m ,0), 所以渐近线方程为y =±n mx ,即y =±mn m x .反思感悟 由双曲线的方程研究几何性质的解题步骤 (1)把双曲线方程化为标准形式是解决此类题的关键.(2)由标准方程确定焦点位置,确定a,b的值.(3)由c2=a2+b2求出c的值,从而写出双曲线的几何性质.跟踪训练1 求双曲线9y 2-16x 2=144的实半轴长和虚半轴长、焦点坐标、离心率、渐近线方程.解 把方程9y 2-16x 2=144化为标准方程为 y 242-x 232=1. 由此可知,实半轴长a =4,虚半轴长b =3; c =a 2+b 2=42+32=5,焦点坐标是(0,-5),(0,5);离心率e =c a =54;渐近线方程为y =±43x .二、由双曲线的几何性质求标准方程 例2 根据以下条件,求双曲线的标准方程. (1)过点P (3,-5),离心率为2;(2)与椭圆x 29+y 24=1有公共焦点,且离心率e =52;(3)与双曲线x 29-y 216=1有共同渐近线,且过点(-3,23).解 (1)若双曲线的焦点在x 轴上, 设其方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),∵e =2,∴c 2a2=2,即a 2=b 2.①又双曲线过P (3,-5),∴9a 2-5b 2=1,②由①②得a 2=b 2=4,故双曲线方程为x 24-y 24=1. 若双曲线的焦点在y 轴上, 设其方程为y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0),同理有a 2=b 2,③ 5a 2-9b 2=1,④ 由③④得a 2=b 2=-4(舍去). 综上,双曲线的标准方程为x 24-y 24=1.(2)由椭圆方程x 29+y 24=1,知半焦距为9-4=5,∴焦点是F 1(-5,0),F 2(5,0). 因此双曲线的焦点为(-5,0),(5,0). 设双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),由已知条件,有⎩⎪⎨⎪⎧c a =52,a 2+b 2=c 2,c =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =1.∴所求双曲线的标准方程为x 24-y 2=1.(3)设所求双曲线方程为x 29-y 216=λ(λ≠0),将点(-3,23)代入得λ=14,∴双曲线方程为x 29-y 216=14,即双曲线的标准方程为x 294-y 24=1.反思感悟 (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)巧设双曲线方程的六种方法与技巧①焦点在x 轴上的双曲线的标准方程可设为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0).②焦点在y 轴上的双曲线的标准方程可设为y 2a 2-x 2b2=1(a >0,b >0).③与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1共焦点的双曲线方程可设为x 2a 2-λ-y 2b 2+λ=1(λ≠0,-b 2<λ<a 2).④与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1具有相同渐近线的双曲线方程可设为x 2a 2-y 2b 2=λ(λ≠0).⑤渐近线为y =kx 的双曲线方程可设为k 2x 2-y 2=λ(λ≠0). ⑥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8,离心率为53;(2)渐近线方程为y =±12x 且过点A (2,-3).解 (1)设所求双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=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)方法一 ∵双曲线的渐近线方程为y =±12x ,若焦点在x 轴上,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∵A (2,-3)在双曲线上,∴4a 2-9b 2=1.②由①②联立,无解.若焦点在y 轴上,设所求双曲线的标准方程为y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0),则a b =12.③∵A (2,-3)在双曲线上,∴9a 2-4b 2=1.④由③④联立,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,∴λ=-8 ∴所求双曲线的标准方程为y 28-x 232=1.三、双曲线的离心率例3 设F 1,F 2分别为双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,双曲线上存在一点P 使得|PF 1|+|PF 2|=3b ,|PF 1|·|PF 2|=94ab ,则该双曲线的离心率为________.答案 53解析 不妨设P 为双曲线右支上一点, |PF 1|=r 1,|PF 2|=r 2.根据双曲线的定义,得r 1-r 2=2a , 又r 1+r 2=3b ,故r 1=3b +2a 2,r 2=3b -2a 2.又r 1·r 2=94ab ,所以3b +2a 2·3b -2a 2=94ab ,解得b a =43(负值舍去),故e =c a =a 2+b 2a 2=⎝⎛⎭⎫b a 2+1 =⎝⎛⎭⎫432+1=53. 反思感悟 求双曲线离心率的两种方法(1)直接法:若已知a ,c 可直接利用e =ca求解,若已知a ,b ,可利用e =1+⎝⎛⎭⎫b a 2求解.(2)方程法:若无法求出a ,b ,c 的具体值,但根据条件可确定a ,b ,c 之间的关系,可通过b 2=c 2-a 2,将关系式转化为关于a ,c 的齐次方程,借助于e =ca ,转化为关于e 的n 次方程求解.跟踪训练3 (1)已知F 1,F 2是双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两焦点,以线段F 1F 2为边作正三角形MF 1F 2,若边MF 1的中点P 在双曲线上,则双曲线的离心率是( ) A .4+2 3 B .23-1 C.3+12D.3+1答案 D解析 因为MF 1的中点P 在双曲线上,所以|PF 2|-|PF 1|=2a ,因为△MF 1F 2为正三角形,边长都是2c ,所以3c -c =2a, 所以e =c a =23-1=3+1.(2)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 =c2,因为A 在右支上且不在顶点处,所以c 2>a ,所以e =c a>2.1.双曲线mx 2+y 2=1的虚轴长是实轴长的2倍,则m 的值为( ) A .4 B .-4 C .-14D.14答案 C解析 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 2-1m=1, 则a 2=1,a =1,又虚轴长是实轴长的2倍, ∴b =2,∴-1m =b 2=4,∴m =-14,故选C.2.中心在原点,焦点在x 轴上,且一个焦点在直线3x -4y +12=0上的等轴双曲线的方程是( )A .x 2-y 2=8B .x 2-y 2=4C .y 2-x 2=8D .y 2-x 2=4答案 A解析 令y =0,得x =-4, ∴等轴双曲线的一个焦点为(-4,0), ∴c =4,a 2=b 2=12c 2=12×16=8,故选A.3.双曲线x 2-y 2m=1的离心率大于2的充要条件是( ) A .m >12B .m ≥1C .m >1D .m >2 答案 C解析 由题意得,a 2=1,b 2=m >0,∴c 2=m +1 ∴e =c a=m +1>2,∴m >1.4.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为233,则其渐近线方程为________________.答案 y =±33x解析 由题意知,e =c a =233,得c 2a 2=43.又c 2=b 2+a 2,所以b 2+a 2a 2=43. 故b 2a 2=13. 所以b a =33,所以该双曲线的渐近线方程为y =±33x .5.若直线y =kx 与双曲线4x 2-y 2=16相交,则实数k 的取值范围为________. 答案 (-2,2)解析 易知k ≠±2,将y =kx 代入4x 2-y 2=16得关于x 的一元二次方程(4-k 2)x 2-16=0,由Δ>0可得-2<k <2.1.知识清单: (1)双曲线的几何性质. (2)双曲线的离心率的求法.2.方法归纳:定义法、函数与方程、数形结合. 3.常见误区:忽略双曲线中x ,y 的范围.1.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 =32.2.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. 3.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. 4.已知双曲线方程为x 2-y 24=1,过点P (1,0)的直线l 与双曲线只有一个公共点,则l 共有( ) A .4条 B .3条 C .2条 D .1条答案 B解析 因为双曲线方程为x 2-y 24=1,则P (1,0)是双曲线的右顶点,所以过P (1,0)并且和x 轴垂直的直线是双曲线的一条切线,与双曲线只有一个公共点,另外两条就是过P (1,0)分别和两条渐近线平行的直线,所以符合要求的有3条.5.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y =±b a x ,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.6.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 |等于________.答案 4 3解析 由题意知,双曲线x 2-y 23=1的渐近线方程为y =±3x ,将x =c =2代入得y =±23,所以|AB |=4 3.7.已知双曲线方程为8kx 2-ky 2=8(k ≠0),则其渐近线方程为________________. 答案 y =±22x解析 由已知令8kx 2-ky 2=0,得渐近线方程为y =±22x .8.过双曲线x 2-y 23=1的左焦点F 1作倾斜角为π6的弦AB ,则|AB |=________.答案 3解析 易得双曲线的左焦点F 1(-2,0),∴直线AB 的方程为y =33(x +2), 与双曲线方程联立,得8x 2-4x -13=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=12,x 1x 2=-138, ∴|AB |=1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2 =1+13×⎝⎛⎭⎫122-4×⎝⎛⎭⎫-138=3. 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x29-y24=1或y29-x2814=1.10.过双曲线C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的右焦点作一条与其渐近线平行的直线,交C于点P.若点P的横坐标为2a,求双曲线C的离心率.解如图所示,不妨设与渐近线平行的直线l的斜率为ba,又直线l过右焦点F(c,0),则直线l的方程为y=ba(x-c).因为点P的横坐标为2a,代入双曲线方程得4a2a2-y2b2=1,化简得y=-3b或y=3b(点P在x轴下方,故舍去),故点P的坐标为(2a,-3b),代入直线方程得-3b=ba(2a-c),化简可得离心率e=ca=2+ 3.11.如图,双曲线C:x29-y210=1的左焦点为F1,双曲线上的点P1与P2关于y轴对称,则|P2F1|-|P1F1|的值是()A.3 B.4 C.6 D.8答案 C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=6.12.如图,中心均为原点O 的双曲线与椭圆有公共焦点,M ,N 是双曲线的两顶点,若M ,O ,N 将椭圆的长轴四等分,则双曲线与椭圆的离心率的比值是()A .3B .2 C. 3 D. 2答案 B解析 设椭圆与双曲线的标准方程分别为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0), x 2m 2-y 2n 2=1(m >0,n >0), 因为它们共焦点,所以设它们的半焦距均为c ,所以椭圆与双曲线的离心率分别为e 1=c a ,e 2=c m, 由点M ,O ,N 将椭圆长轴四等分可知m =a -m ,即2m =a ,所以e 2e 1=c m c a=a m=2. 13.已知F 为双曲线C :x 29-y 216=1的左焦点,P ,Q 为C 上的点.若PQ 的长等于虚轴长的2倍,点A (5,0)在线段PQ 上,则△PQF 的周长为________.答案 44解析 由双曲线C 的方程,知a =3,b =4,c =5,∴点A (5,0)是双曲线C 的右焦点,且|PQ |=|QA |+|P A |=4b =16,点P ,Q 在双曲线的右支上,由双曲线的定义,得|PF |-|P A |=6,|QF |-|QA |=6.∴|PF |+|QF |=12+|P A |+|QA |=28,∴△PQF 的周长为|PF |+|QF |+|PQ |=28+16=44.14.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-y 22=1满足Δ>0. 所以直线AB 的方程为y =x +1.15.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|,则此双曲线的离心率e 的最大值为( ) A.43 B.53 C .2 D.73答案 B解析 ∵P 在双曲线的右支上,∴由双曲线的定义可得|PF 1|-|PF 2|=2a , ∵|PF 1|=4|PF 2|,∴4|PF 2|-|PF 2|=2a ,即|PF 2|=23a , 根据点P 在双曲线的右支上,可得|PF 2|=23a ≥c -a , ∴53a ≥c ,又∵e >1,∴1<e ≤53, ∴此双曲线的离心率e 的最大值为53. 16.已知双曲线C 1:x 2-y 24=1. (1)求与双曲线C 1有相同的焦点,且过点P (4,3)的双曲线C 2的标准方程;(2)直线l :y =x +m 分别交双曲线C 1的两条渐近线于A ,B 两点,当OA →·OB →=3时,求实数m的值.解 (1)双曲线C 1的焦点坐标为(5,0),(-5,0),设双曲线C 2的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0), 则⎩⎪⎨⎪⎧ a 2+b 2=5,16a 2-3b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=1, 所以双曲线C 2的标准方程为x 24-y 2=1. (2)双曲线C 1的渐近线方程为y =2x ,y =-2x ,设A (x 1,2x 1),B (x 2,-2x 2),由⎩⎪⎨⎪⎧ x 2-y 24=0,y =x +m ,消去y 化简得3x 2-2mx -m 2=0, 由Δ=(-2m )2-4×3×(-m 2)=16m 2>0,得m ≠0.因为x 1x 2=-m 23, OA →·OB →=x 1x 2+2x 1(-2x 2)=-3x 1x 2=m 2, 所以m 2=3,即m =±3.。
双曲线的渐近线公式
1通径长度
椭圆、双曲线的通径长均为|ab|=2b^2/a
(其中a就是长轴或实轴的1/2,b就是长轴或虚轴的1/2,不论椭圆或双曲线的焦点在
x轴还是y轴都存有这个结论)
抛物线的通径长为|ab|=4p
(其中p为抛物线焦准距的1/2)
过焦点的弦中,通径是最短的
这个结论只对椭圆和抛物线适用于,对双曲线须另外探讨
如果双曲线的离心率e\ue根号2,则过焦点的弦以实轴为最短,即最短的焦点弦为2a
如果双曲线的距心率e=根号2,则通在径与实轴等短,它们都就是最短的焦点弦
如果双曲线的离心率0a\ue0时,
|mn|=2ab^2(k^2+1)/[(bk)^2+a^2]
2双曲线的定义
定义1:平面内,至两个定点的距离之高的绝对值为常数(大于这两个定点间的距离)的点的轨迹称作双曲线。
定点叫做双曲线的焦点
定义2:平面内,到给定一点及一直线的距离之比为大于1的常数的点的轨迹称为双
曲线。
定点叫双曲线的焦点,定直线叫双曲线的准线
定义3:一平面封盖一圆锥面,当横截面与圆锥面的母线不平行,且与圆锥面的两个
圆锥都平行时,交线称作双曲线。
定义4:在平面直角坐标系中,二元二次方程f(x,y)=ax^2+bxy+cy^2+dx+ey+f=0满足以下条件时,其图像为双曲线。
双曲线的简单几何性质【知识点1】双曲线22a x -22b y =1的简单几何性质(1)范围:|x |≥a,y∈R.(2)对称性:双曲线的对称性与椭圆完全相同,关于x 轴、y 轴及原点中心对称.(3)顶点:两个顶点:A 1(-a,0),A 2(a,0),两顶点间的线段为实轴长为2a ,虚轴长为2b ,且(4)=1中的1(5)(6)e =2(7)注意:且λ(2)与椭圆2a +2b =1(a >b >0)共焦点的曲线系方程可表示为λ-2a -λ-2b =1(λ<a 2,其中b 2-λ>0时为椭圆,b 2<λ<a 2时为双曲线)(3)双曲线的第二定义:平面内到定点F(c,0)的距离和到定直线l :x =c a 2的距离之比等于常数e =a c(c >a >0)的点的轨迹是双曲线,定点是双曲线的焦点,定直线是双曲线的准线,焦准距(焦参数)p =c b 2,与椭圆相同.1、写出双曲线方程1254922-=-y x 的实轴长、虚轴的长,顶点坐标,离心率和渐近线方程2、已知双曲线的渐近线方程为x y 43±=,求双曲线的离心率3、求以032=±y x 为渐近线,且过点p (1,2)的双曲线标准方程4、已知双曲线的中心在原点,焦点在y 轴上,焦距为16,离心率为43,求双曲线的标准方程。
5、求与双曲线221169x y -=共渐近线,且经过()23,3A -点的双曲线的标准方及离心率.【知识点2】弦长与中点弦问题(1).直线和圆锥曲线相交时的一般弦长问题:一般地,若斜率为k 的直线被圆锥曲线所截得的弦为AB ,A 、B 两点分别为A(x 1,y 1)、B(x 2,y 2),则弦长]4))[(1(1212212122x x x x k x x k AB -++=-⋅+=]4)[()11(11212212122y y y y ky y k -+⋅+=-⋅+=,这里体现了解析几何“设而不求”的(2)设A(x 1;对于y 2【变1变4】7、过双曲线2212y x -=的右焦点F 作直线l 交双曲线于A,B 两点,若|AB|=4,这样的直线有几条?【题型2】双曲线离心率的求法一、根据离心率的范围,估算e :即利用圆锥的离心率的范围来解题,有时可用椭圆的离心率e ∈()01,,双曲线的离心率e >1,抛物线的离心率e =1来解决。
双曲线渐近线方程与离心率的关系
双曲线渐近线是几何中一类特殊的曲线,它以一个实数Ω为离心率,满足
方程x²/a²-y²/b²=1。
其中a为渐近线长轴,b为短轴,以a和b为直径,以Ω来描述曲线的弯曲程度,当Ω>1时,曲线内角钝角交替,被称为双曲线;当Ω=1时,曲线成圆,为椭圆时,称为椭圆渐近线;而当Ω<1时,曲线内角锐角交替,叫做反椭圆渐近线。
关于双曲线渐近线与离心率Ω之间的关系,当离心率Ω大于1时,椭圆渐近线就变为双曲线。
另外,椭圆的长轴和短轴的长度和离心率Ω有关。
Ω越大,椭圆的长轴越长,短轴越短,双曲线的弧度越大。
反过来,当Ω越小时,长轴越短,短轴越长,双曲线的弧度越小。
双曲线的渐近线与离心率的关系主要有三点:一是随着离心率Ω的增大,双曲线的形状由椭圆向双曲线化变;二是随着离心率Ω的增大,双曲线长轴和短轴的长度有相应的变化;三是随着离心率Ω的增大,双曲线的弧度也会发生变化。
从上面的情况可以看出,长轴、短轴长度以及曲线弧度均和离心率Ω有关联,在双曲线渐近线的形状变化规律上也得出了一定的结果。
此外,它还在很多规律数学中扮演重要的角色,其形状在实际中也有广泛的应用。
双曲线的离心率和渐近线-概述说明以及解释1.引言1.1 概述双曲线是一个非常重要且有趣的数学概念,它在许多科学领域中都具有广泛的应用。
双曲线的离心率和渐近线是研究双曲线性质时的两个重要方面。
本文将深入探讨双曲线的离心率和渐近线,旨在帮助读者更好地理解和应用这些概念。
在概率统计学、物理学和工程学等领域,双曲线经常用于描述一些特定的曲线形状。
它具有许多独特的性质,如非对称、无中心和无界等,这使得双曲线在一些特定情况下成为研究对象。
首先,我们将介绍双曲线的离心率。
离心率是用来衡量双曲线扁平程度的一个参数,它决定了双曲线的形状。
通过研究离心率,我们可以更好地理解双曲线的特性,并在实际问题中应用它们。
其次,我们将深入探讨双曲线的渐近线。
渐近线是指曲线在无穷远处趋近于某一直线的情况。
对于双曲线而言,它具有两条渐近线,分别与曲线的两个分支在无穷远处平行。
渐近线的性质可以帮助我们更好地理解双曲线的走向和特征。
本文将通过详细的推导和实例分析,阐明双曲线的离心率和渐近线的定义、性质和应用。
我们将探讨它们在物理学、工程学和数学模型中的应用案例,以及如何利用这些概念来解决实际问题。
在结论部分,我们将总结双曲线的离心率和渐近线的重要性,并探讨它们在实际问题中的应用和意义。
通过深入理解和应用双曲线的离心率和渐近线,我们可以更好地解决各种问题,并在科学研究和工程实践中取得更好的成果。
在接下来的章节中,我们将逐步展开双曲线的离心率和渐近线的详细内容,希望读者能够跟随我们的步伐,深入了解这些有趣且具有应用价值的数学概念。
1.2文章结构文章结构是指文章的章节安排和组织方式。
对于这篇文章,可以按照以下方式组织文章结构:1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 双曲线的离心率2.2 双曲线的渐近线3. 结论3.1 总结双曲线的离心率和渐近线3.2 对双曲线性质的应用和意义在引言部分,可以首先对双曲线的概念进行简要说明,包括其定义和特点。
双曲线的知识点总结双曲线作为数学中的一种重要曲线,具有独特的特点和性质。
在解决各种实际问题中,双曲线有着广泛的应用,如电磁场的分布、天体运动和经济学中的供求关系等。
本文将就双曲线的定义、公式、性质和应用等方面进行探讨,帮助读者更全面地了解双曲线。
一、双曲线的定义和基本公式双曲线通常由两个分离的曲线枝组成,其特点是离心率大于1。
在直角坐标系中,双曲线可表达为以下形式:(x^2 / a^2) - (y^2 / b^2) = 1 (当双曲线方程为横轴的方程时)或(x^2 / a^2) - (y^2 / b^2) = -1 (当双曲线方程为纵轴的方程时)其中,a和b分别是双曲线的半轴长度。
双曲线的中心为原点O(0,0)。
二、双曲线的性质和特点1. 焦点和离心率:双曲线的焦点是与两条曲线枝的交点,用F1和F2表示。
焦点到曲线上任意一点的距离之和等于常数2a。
双曲线的离心率表示焦点到曲线枝的距离与焦点与中心的距离之比。
双曲线的离心率大于1,可以通过焦点和离心率的关系来判断双曲线。
2. 渐近线:双曲线有两条渐近线,它们分别与曲线枝趋于无穷远。
这两条渐近线的斜率分别为±b/a,即y=(b/a)x和y=-(b/a)x。
在这两条渐近线的范围内,双曲线的形状与直线逐渐靠近。
3. 对称轴:双曲线的对称轴是连接两条曲线枝的直线,过中心且垂直于渐近线。
对称轴的方程可以由双曲线的方程中x和y的系数的交换得到;若双曲线方程为横轴类型,则对称轴方程为y=0;若双曲线方程为纵轴类型,则对称轴方程为x=0。
三、双曲线的应用1. 电磁场分布在电场和磁场的研究中,双曲线常被用来描述特定范围内的电荷分布或者磁场强度。
利用双曲线的性质,可以确定特定区域内的电场强度或磁场强度的分布规律,为电磁场的研究提供重要的工具和理论支持。
2. 天体运动在天文学中,双曲线在描述天体运动时也有着广泛的应用。
例如,彗星的轨迹往往是双曲线状的,通过对双曲线性质的研究,可以了解到彗星的运动轨迹、速度和轨道参数等信息。