双曲线的性质A知识讲解
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双曲线的性质【学习目标】1.理解双曲线的对称性、范围、定点、离心率、渐近线等简单性质.2.能利用双曲线的简单性质求双曲线的方程.3.能用双曲线的简单性质分析解决一些简单的问题.【要点梳理】【高清课堂:双曲线的性质356749 知识要点二】要点一、双曲线的简单几何性质双曲线22221x ya b-=(a>0,b>0)的简单几何性质范围22221xx aax a x aQ即或≥≥∴≥≤-双曲线上所有的点都在两条平行直线x=-a和x=a的两侧,是无限延伸的。
因此双曲线上点的横坐标满足x≤-a或x≥a.对称性对于双曲线标准方程22221x ya b-=(a>0,b>0),把x换成-x,或把y换成-y,或把x、y同时换成-x、-y,方程都不变,所以双曲线22221x ya b-=(a>0,b>0)是以x轴、y轴为对称轴的轴对称图形,且是以原点为对称中心的中心对称图形,这个对称中心称为双曲线的中心。
顶点①双曲线与它的对称轴的交点称为双曲线的顶点。
②双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)与坐标轴的两个交点即为双曲线的两个顶点,坐标分别为A 1(-a ,0),A 2(a ,0),顶点是双曲线两支上的点中距离最近的点。
③两个顶点间的线段A 1A 2叫作双曲线的实轴;设B 1(0,-b ),B 2(0,b )为y 轴上的两个点,则线段B 1B 2叫做双曲线的虚轴。
实轴和虚轴的长度分别为|A 1A 2|=2a ,|B 1B 2|=2b 。
a 叫做双曲线的实半轴长,b 叫做双曲线的虚半轴长。
①双曲线只有两个顶点,而椭圆有四个顶点,不能把双曲线的虚轴与椭圆的短轴混淆。
②双曲线的焦点总在实轴上。
③实轴和虚轴等长的双曲线称为等轴双曲线。
离心率①双曲线的焦距与实轴长的比叫做双曲线的离心率,用e 表示,记作22c ce a a==。
②因为c >a >0,所以双曲线的离心率1ce a=>。
由c 2=a 2+b 2,可得22222()11b c a c e a a a-==-=-,所以b a 决定双曲线的开口大小,b a 越大,e 也越大,双曲线开口就越开阔。
双曲线知识点abc关系-概述说明以及解释1.引言1.1 概述双曲线是数学中的一种重要曲线形式,它具有许多独特的性质和特点。
在本文中,我们将介绍双曲线的一些基本概念和相关知识点,包括知识点a、知识点b和知识点c。
通过深入研究和探索这些知识点,我们可以更好地理解双曲线的性质和应用。
在知识点a中,我们将讨论双曲线的定义和特点。
双曲线具有两个分支,其形状类似于对称的开口。
我们将探讨双曲线的方程形式、坐标轴、焦点和直角截距等重要概念,并介绍双曲线的几何性质和图形表示。
知识点b将进一步探讨双曲线的特点和应用。
我们将以具体的示例和实际应用为基础,展示双曲线在几何学、物理学、工程学等领域的重要性和用途。
通过深入了解双曲线的应用领域,我们可以更好地认识到双曲线对现实世界的实际意义和价值。
知识点c将围绕双曲线的探索和研究展开。
我们将介绍一些最新的研究成果和进展,包括双曲线的性质和变换、相关矩阵和方程、曲线的拟合等内容。
通过这些深入的研究,我们可以进一步掌握双曲线的数学本质和更高级的应用技巧。
通过本文的阐述,我们希望读者能够对双曲线有一个全面和深入的理解。
同时,我们也希望通过探索和研究双曲线的知识点a、b和c,能够拓宽我们在数学和其他领域中的思维和应用能力。
双曲线知识的掌握对于我们的学习和职业发展具有重要意义。
接下来,我们将深入讨论知识点a,揭示双曲线的定义和特点。
文章结构部分的内容可以如下编写:1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分进行论述。
引言部分主要对文章的主题进行概述,并介绍了文章的结构和目的。
首先会对双曲线的概念进行简单介绍,解释其在数学领域的重要性和应用价值。
接着,会对文章的结构进行说明,具体列出了正文各个部分的内容,以便读者能够清晰地了解文章的逻辑组织。
最后,会明确本文的目的,即通过对知识点a、b和c的探索和研究,揭示它们之间的关系,并展望双曲线知识点的应用前景。
正文部分是本文的核心,主要包括了三个知识点的介绍和分析。
双曲线知识点总结一.双曲线的定义及其性质1. 定义:平面上到两定点F 1(-c,0) ,F 2(c,0)的距离之差等于定值2a(a<c)点的集合。
2. 求轨迹的方法:(1)设点的坐标 ;(2)找条件 ;(3)代入点的坐标,列等式;(4)化简;(5)检验。
3. 双曲线的标准方程及其性质 (1)双曲线的方程标准方程:12222=-by a x (若x 的系数为正,则焦点x 在轴上;若x 的系数为负,则焦点在y 轴上)共焦点双曲线的方程: 12222=--+m b y m a x ; 共离心率双曲线的方程: 12222=-mb y ma x 共渐近线的双曲线的方程:λ=-2222by a x(2)性质: ①c 2=b 2+a 2;②e=a c =2222221⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=a b a b a a c或e=ac =a c22=aR R R PF PF F F sin sin )sin(sin 2sin 2sin 22121-+=-=-ββααβθ③当PF 2⊥x 轴时,|PF 2|=ab 2④若点P (x 0,y 0)在双曲线12222=-by a x 上,则过点P 与双曲线相切的直线方程为12020=-byy a x x ; ⑤若点P (x 0,y 0)双曲线上任一点,以PF 1为直径的圆一定与x 2+y 2=a 2相切。
二.双曲线的焦点三角形(1)若|PF 1|=m , |PF 2|=n , ∠F 1PF 2= Θ ;mn=θcos 122-b ),[2+∞∈b ;θθcos 1cos 2-=b n m ),[2+∞-∈b ;S∆PF 1F 2=2tan 2θb .证明如下:①(2c)2=m 2+n 2-2mncosΘ=(m -n)2-2mn(1-cosΘ)=4a 2+2mn(1-cosΘ)⇒mn=θcos 122-b②S∆PF 1F 2=21mnsinΘ=2tan 2sin 22cos2sin2cos 1sin 2212222θθθθθθb b b ==-三.双曲线的中点弦(1)AB 是不平行于对称轴的弦,P 是AB 的中点,则K AB K OP =b 2/a 2 (2)若A 、B 关于原点O 对称,P 是椭圆上异于A 、B 的任一点,则K PA K PB =b 2/a 2(3)A 、B 为渐近线上的两点,P 是AB 的中点则K AB K OP =b 2/a 2 (4)A 、B 为渐近线上关于原点O 对称的两点,P 为渐近线上任一点,则K PA K PB =b 2/a 2。
双曲线的知识点归纳总结高中双曲线是一种重要的数学函数,广泛应用于物理、工程、经济等领域。
本文将对双曲线的基本定义、性质、图像以及常用的求解方法进行归纳总结,以帮助高中学生更好地理解和应用双曲函数。
一、基本定义双曲线是指形如y=a cosh(x/b)或y=a sinh(x/b)的函数,其中a、b均为实数,并且b≠0。
其中cosh(x)和sinh(x)分别称为双曲余弦函数和双曲正弦函数,是指数函数的一种。
二、性质1. 双曲余弦函数cosh(x)为偶函数,满足cosh(x)=cosh(-x)。
2. 双曲正弦函数sinh(x)为奇函数,满足sinh(x)=-sinh(-x)。
3. 双曲余弦函数与双曲正弦函数的图像分别为关于x轴对称和关于原点对称的开口向上的曲线。
4. 双曲余弦函数的导数为双曲正弦函数,即cosh'(x)=sinh(x),而双曲正弦函数的导数为双曲余弦函数,即sinh'(x)=cosh(x)。
三、图像1. y=cosh(x)的图像是一条开口向上的曲线,它在x=0处取最小值1,随着x的增大而不断逼近直线y=1,即y=cosh(0)=1。
2. y=sinh(x)的图像是一条对称的曲线,它在x=0处取最小值0,随着x的增大而不断逼近直线y=x。
四、常用求解方法1. 双曲正弦函数和双曲余弦函数的加减法公式:cosh(x+y)=cosh(x)cosh(y)+sinh(x)sinh(y)sinh(x+y)=sinh(x)cosh(y)+cosh(x)sinh(y)cosh(x-y)=cosh(x)cosh(y)-sinh(x)sinh(y)sinh(x-y)=sinh(x)cosh(y)-cosh(x)sinh(y)2. 双曲函数的导数和积分公式:(cosh(x))'=sinh(x)(sinh(x))'=cosh(x)∫cosh(x)dx=sinh(x)+C∫sinh(x)dx=cosh(x)+C综上所述,双曲线是一种重要的数学函数,在高中数学学习中有广泛的应用。
双曲线的基本知识点abc关系引言双曲线是高中数学中的重要内容之一,它是一种具有特殊形状的曲线。
本文将介绍双曲线的基本知识点以及其与参数a、b、c之间的关系。
一、双曲线的定义双曲线是平面上的一种曲线,其定义可以通过以下方程表示: x2/a2 - y2/b2 = 1 (当x > 0时)或 x2/a2 - y2/b2 = -1 (当x < 0时)其中,a和b是正实数,且a不等于b。
双曲线在原点处有一个对称中心,两支曲线分别向无穷远处延伸。
二、双曲线的性质双曲线具有以下几个重要的性质:1. 零点和对称轴双曲线的零点位于对称轴上,对称轴是y轴或者x轴。
2. 渐近线双曲线有两条渐近线,分别与双曲线的两支曲线无限接近,且不会与双曲线相交。
3. 焦点和准线双曲线有两个焦点和一条准线。
焦点是曲线上的特殊点,准线是与双曲线的两支曲线相切的直线。
4. 双曲线的离心率双曲线的离心率定义为e = c/a,其中c是焦点到准线的距离,a是焦点到中心的距离。
离心率决定了双曲线的形状,离心率越大,曲线越扁平。
三、双曲线的分类根据双曲线的离心率,可以将双曲线分为三种类型:1. e < 1的双曲线当离心率e小于1时,双曲线的形状是两支分离的曲线。
这种双曲线称为椭圆双曲线。
2. e = 1的双曲线当离心率e等于1时,双曲线的形状是两支无限延伸的直线。
这种双曲线称为抛物线双曲线。
3. e > 1的双曲线当离心率e大于1时,双曲线的形状是两支无限延伸的曲线。
这种双曲线称为双曲线。
四、双曲线的参数关系双曲线的参数a、b、c之间存在一定的关系,下面将详细介绍这些关系。
1. a、b与离心率e的关系根据双曲线的定义,a和b是双曲线的半轴长度,而离心率e决定了双曲线的形状。
根据定义可知,e = c/a,其中c是焦点到准线的距离。
因此,离心率e与a的比值决定了焦点的位置,进而决定了双曲线的形状。
2. a、b与焦距f的关系焦距f定义为焦点到中心的距离,根据双曲线的定义可知,f = √(a^2 + b^2)。
高考双曲线基本知识点总结在高中数学课程中,双曲线是一个重要的内容,也常常在高考中出现。
双曲线作为一个二次方程的图像,具有许多有趣的性质和应用。
在这篇文章中,我们将总结一些高考双曲线的基本知识点,并探讨一些相关的应用。
一、双曲线的定义和标准方程双曲线可以由一个二次方程的图像表示,其标准方程如下:$\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1$其中,a和b分别代表双曲线在x轴和y轴方向的半轴长度。
双曲线的图像具有两支分离的曲线,通过对称轴将平面分成两个部分,分别称为双曲线的两个分支。
对称轴是与x轴和y轴垂直的直线,传统上被称为实轴和虚轴。
二、双曲线的基本性质1. 焦点和准线双曲线上的每个点到焦点F和F'的距离之差等于常数2a,这个常数称为焦距。
焦距是双曲线的一个重要属性,它决定了双曲线的形状。
双曲线的对称轴上存在两个点,它们与焦点的距离之差等于焦距2a,这两个点称为准线。
2. 渐近线双曲线还具有两条渐近线,分别与双曲线的两个分支无限接近但永远不会相交。
这两条渐近线分别是对称轴和过焦点的直线。
3. 离心率双曲线的离心率是一个重要的参数,它决定了双曲线的形状。
离心率定义为焦距与准线之比。
当离心率大于1时,双曲线的形状更加扁平;当离心率接近于1时,双曲线的形状更加接近于抛物线。
三、双曲线的应用1. 焦距和接近问题双曲线的焦距特性可以用于解决一些实际问题。
例如,在声学中,可以利用双曲线的焦点和准线来确定声源的位置。
同样地,在雷达技术中,焦距的应用可以用于确定目标的位置和距离。
2. 双曲线的参数方程通过引入参数t,我们可以用参数方程来表示双曲线的图像。
双曲线的参数方程如下:$x = a \sec(t)$$y = b \tan(t)$其中,sec(t)表示余切函数的倒数,tan(t)表示正切函数。
使用参数方程,可以更加灵活地描述双曲线的形状和位置,对于解决一些复杂的几何问题非常有用。
双曲线经典知识点总结双曲线是解析几何中的一种重要曲线,是一对非重叠又对称的曲线组成,它有着丰富的性质和应用。
在数学、物理和工程等领域都有广泛的应用。
本文将通过对双曲线的定义、性质、参数方程、极坐标方程以及相关的应用等方面进行详细的总结和解释。
一、双曲线的定义和基本性质1. 双曲线的定义双曲线定义是平面直角坐标系中满足以下方程的点的轨迹:\[\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1\]其中a和b是正实数且a≠b。
当a>b时,曲线称为右双曲线;当a<b时,曲线称为左双曲线。
2. 双曲线的基本性质(1)对称性:关于x轴、y轴和原点对称。
(2)渐近线:右双曲线的渐近线为y=±\frac{b}{a}x,左双曲线的渐近线为y=±\frac{a}{b}x。
(3)焦点和准线:右双曲线的焦点为F_{1}、F_{2}(c,0),准线方程为x=c;左双曲线的焦点为F_{1}、F_{2}(0,c),准线方程为y=c。
(4)离心率:离心率ε定义为,ε=\frac{\sqrt{a^2+b^2}}{a}。
二、双曲线的参数方程和极坐标方程1. 双曲线的参数方程(1)右双曲线的参数方程:\[\begin{cases}x=a\text{sec}t \\y=b\tan t\end{cases}\]其中t为参数。
(2)左双曲线的参数方程:\[\begin{cases}x=a\text{csc}t \\y=b\cot t\end{cases}\]其中t为参数。
2. 双曲线的极坐标方程(1)右双曲线的极坐标方程:\[r=\frac{b}{\sin\theta}\](2)左双曲线的极坐标方程:\[r=\frac{a}{\cos\theta}\]三、双曲线的相关应用1. 数学方面双曲线广泛应用于解析几何、微积分、微分方程等数学领域。
在微积分中,双曲线的导数和积分形式复杂,常作为综合练习的一部分。
双曲线与方程【知识梳理】1、双曲线的定义(1)平面内,到两定点、的距离之差的绝对值等于定长的点的轨迹称为双曲线,其中两1F 2F ()1222,0a F F a a >>定点、称为双曲线的焦点,定长称为双曲线的实轴长,线段的长称为双曲线的焦距.此定义为双曲线1F 2F 2a 12F F 的第一定义.【注】,此时点轨迹为两条射线.12122PF PF a F F -==P (2)平面内,到定点的距离与到定直线的距离比为定值的点的轨迹称为双曲线,其中定点称为双曲线的()1e e >焦点,定直线称为双曲线的准线,定值称为双曲线的离心率.此定义为双曲线的第二定义.e 2、双曲线的简单性质标准方程()22221,0x y a b a b -=>()22221,0y x a b a b -=>顶点坐标(),0A a ±()0,B a ±焦点坐标左焦点,右焦点()1,0F c -()2,0F c 上焦点,下焦点()10,F c ()20,F c -虚轴与虚轴实轴长、虚轴长2a 2b实轴长、虚轴长2a 2b有界性x a≥,y a ≥对称性关于轴对称,关于轴对称,同时也关于原点对称.x y 3、渐近线双曲线的渐近线为,即,或.()22221,0x y a b a b -=>22220x y a b -=0x y a b ±=by x a=±【注】①与双曲线具有相同渐近线的双曲线方程可以设为;22221x y a b -=()22220x y a b λλ-=≠②渐近线为的双曲线方程可以设为;by x a=±()22220x y a b λλ-=≠③共轭双曲线:以已知双曲线的虚轴为实轴,实轴为虚轴的双曲线叫做原双曲线的共轭双曲线.共轭双曲线具有相同的渐近线.④等轴双曲线:实轴与虚轴相等的双曲线称为等轴双曲线.4、焦半径双曲线上任意一点到双曲线焦点的距离称为焦半径.若为双曲线上的任意一点,P F 00(,)P x y ()22221,0x y a b a b -=>,为双曲线的左、右焦点,则,,其中.1(,0)F c -2(,0)F c 10||PF ex a =+20||PF ex a =-ce a=5、通径过双曲线焦点作垂直于虚轴的直线,交双曲线于、两点,称线段为双曲线的通径,()22221,0x y a b a b -=>F A B AB 且.22b AB a=6、焦点三角形为双曲线上的任意一点,,为双曲线的左右焦点,称为双曲线的焦P ()22221,0x y a b a b-=>1(,0)F c -2(,0)F c 12PF F ∆点三角形.若,则焦点三角形的面积为:.12F PF θ∠=122cot 2F PF S b θ∆=7、双曲线的焦点到渐近线的距离为(虚半轴长).b 8、双曲线的焦点三角形的内心的轨迹为()22221,0x y a b a b-=>()0x a y =±≠9、直线与双曲线的位置关系直线,双曲线:,则:0l Ax By C ++=Γ()22221,0x y a b a b-=>与相交;l Γ22222a A b B C ⇔->与相切;l Γ22222a A b B C ⇔-=与相离.l Γ22222a A b B C ⇔-<10、平行于(不重合)渐近线的直线与双曲线只有一个交点.【注】过平面内一定点作直线与双曲线只有一个交点,这样的直线可以为4条、3条、2条,或者0条.11、焦点三角形角平分线的性质点是双曲线上的动点,是双曲线的焦点,是的角平分线上一点,且(,)P x y ()22221,0x y a b a b-=>12,F F M 12F PF ∠,则,即动点的点的轨迹为.20F M MP ⋅=u u u u r u u u rOM a =M ()222x y a x a +=≠±12、双曲线上任意两点的坐标性质【推广2】设直线交双曲线于两点,交直线于点.若()110l y k x m m =+≠、()22221,0x y a b a b -=>C D 、22l y k x =、E 为的中点,则.E CD 2122b k k a=13、中点弦的斜率直线过与双曲线交于两点,且,则直线的斜率l ()()000,0M x y y ≠()22221,0x y a b a b-=>,A B AM BM =l .2020ABb x k a y =14、点是双曲线上的动点,过作实轴的平行线,交渐近线于两(,)(0,0)P x y x y >>()22221,0x y a b a b-=>P ,M N 点,则定值.PM PN =2a 15、点是双曲线上的动点,过作渐近线的平行线,交渐近线于(,)(0,0)P x y x y >>()22221,0x y a b a b-=>P 两点,则定值.,M N OMPN S =Y 2ab 【典型例题】例1、双曲线的渐近线方程为,焦距为,这双曲线的方程为_________.20x y ±=10【变式1】若曲线表示双曲线,则的取值范围是_________.22141x y k k+=+-k【变式2】双曲线的两条渐近线的夹角为_________.22148x y -=【变式3】已知椭圆和双曲线有公共的焦点,那么双曲线的渐近线方程为_________.2222135x y m n +=2222123x y m n-=【变式4】若椭圆和双曲线有相同焦点、,为两曲线的一个交221(0)x y m n m n +=>>221(0,0)x y a b a b-=>>1F 2F P 点,则_________.12PF PF ⋅=【变式5】如果函数的图像与曲线恰好有两个不同的公共点,则实数的取值范围是2y x =-22:4C x y λ+=λ( )A .B .C .D . [1,1)-{}1,0-(,1][0,1)-∞-U [1,0](1,)-+∞U 【变式6】直线与双曲线的渐近线交于两点,设为双曲线上的任意一点,若2=x 14:22=-y x C B A ,P C (为坐标原点),则下列不等式恒成立的是( )b a +=O R b a ,,∈A .B . 222a b +≥2122≥+b a C . D .222a b +≤2212a b +≤【变式7】设连接双曲线与的四个顶点为四边形面积为,连接其四个焦点的四边形面积22221x y a b -=22221y x b a-=1S 为,则的最大值为_________.2S 12S S 例2、设分别是双曲线的左右焦点,若点在双曲线上,且,则12F F 、2219y x -=P 12=0PF PF u u u r u u u u r g =_________.12PF PF +u u u r u u u u r【变式1】过双曲线的左焦点的弦,则(为右焦点)的周长为_________.221109x y -=1F 6AB =2ABF ∆2F 【变式2】双曲线的左、右焦点、,是双曲线上的动点,且,则_________.2211620x y -=1F 2F P 19PF =2PF =例3、设是双曲线的两个焦点,点是双曲线的任意一点,且,求的面12F F 、2214x y -=P 123F PF π∠=12PF F ∆积.例4、已知直线与双曲线有两个不同的交点,如果以为直径的圆恰好过原点,1y kx =+2231x y -=A B 、AB O试求的值.k 例5、已知直线与双曲线相交于两点,那么是否存在实数使得两点关于直线1y kx =+2231x y -=A B 、k A B 、对称?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.20x y -=k 例6、已知双曲线的右焦点为,若过点的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,求此直线的斜221124x y -=F F 率的取值范围为_________.【变式1】已知曲线:;C 21(4)x y y x -=≤(1)画出曲线的图像;C (2)若直线:与曲线有两个公共点,求的取值范围;l 1y kx =-C k (3)若,为曲线上的点,求的最小值.()0P p 、()0p >Q C PQ 【变式2】直线:与曲线:.l 10ax y --=C 2221x y -=(1)若直线与曲线有且仅有一个交点,求实数的取值范围;l C a(2)若直线被曲线截得的弦长,求实数的取值范围;l C PQ =a(3)是否存在实数,使得以为直径的圆经过原点,若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.a PQ a 例7、已知是双曲线的左焦点,,是双曲线右支上的动点,求的最小值.F 221412x y -=(14)A 、P PF PA +【变式】是双曲线的右支上一点,分别是圆和上的点,则P 221916x y -=,M N ()2254x y ++=()2251x y -+=的最大值等于_________.PM PN -例8、已知动圆与两个定圆和都外切,求动圆圆心的轨迹方程.P ()2251x y -+=()22549x y ++=P 【变式1】的顶点为,,的内切圆圆心在直线上,则顶点的轨迹方程是ABC ∆()50A -、()5,0B ABC ∆3x =C _________.【变式2】已知双曲线的中心在原点,且一个焦点为,直线与其相交于两点,线段)F1y x =-M N 、的中点的横坐标为,求此双曲线的方程.MN 23-例9、已知双曲线,若点为双曲线上任一点,则它到两渐近线距离的乘积为_________.221916x y -=M例10、焦点在轴上的双曲线的两条渐近线经过原点,且两条渐近线均与以点为圆心,以1为半径的x C P 圆相切,又知双曲线的一个焦点与关于直线对称C P y x =(1)求双曲线的方程;(2)设直线与双曲线的左支交于两点,另一直线经过点及的中点,求直线在1y mx =+C ,A B l (2,0)M -AB l 轴上的截距的取值范围.n【变式】设直线的方程为,等轴双曲线:右焦点为.l 1y kx =-C 222x y a -=)(1)求双曲线的方程;(2)设直线与双曲线的右支交于不同的两点,记中点为,求实数的取值范围,并用表示点l A B 、AB M k k 的坐标;M (3)设点,求直线在轴上的截距的取值范围.()1,0Q -QM y 例11、已知双曲线方程为:.C 2212y x -=(1)已知直线与双曲线交于不同的两点,且线段的中点在圆上,求的0x y m -+=C A B 、AB 225x y +=m 值;(2)设直线是圆:上动点()处的切线,与双曲线交于不同的两点l O 222x y +=00(,)P x y 000x y ≠l C,证明的大小为定值.A B 、AOB ∠例12、已知中心在原点,顶点在轴上,其渐近线方程是,双曲线过点.12A A 、x y x =()6,6P (1)求双曲线的方程;(2)动直线经过的重心,与双曲线交于不同的两点,问:是否存在直线,使平分线段l 12A PA ∆G M N 、l G ,证明你的结论.MN 例13、已知点、为双曲线:的左、右焦点,过作垂直于轴的直线,在轴上方交1F 2F C ()01222>=-b by x 2F x x 双曲线于点,且.圆的方程是.C M ︒=∠3021F MF O 222b y x =+(1)求双曲线的方程;C (2)过双曲线上任意一点作该双曲线两条渐近线的垂线,垂足分别为、,求的值;C P 1P 2P 21PP PP ⋅(3)过圆上任意一点作圆的切线交双曲线于、两点,中点为,求证:O ()00y ,x Q O l C A B AB M例14、已知双曲线:的一个焦点是,且.C ()222210,0x y a b a b-=>>()22,0F a b 3=(1)求双曲线的方程;C (2)设经过焦点的直线l 的一个法向量为,当直线与双曲线C 的右支相交于不同的两点时,求实2F )1,(m l B A ,数的取值范围;并证明中点在曲线上.m AB M 3)1(322=--y x(3)设(2)中直线与双曲线的右支相交于两点,问是否存在实数,使得为锐角?若存在,请l C B A ,m AOB 求出的范围;若不存在,请说明理由.m。
双曲线的性质编稿:张希勇审稿:李霞【学习目标】1.理解双曲线的对称性、范围、定点、离心率、渐近线等简单性质.2.能利用双曲线的简单性质求双曲线的方程.3.能用双曲线的简单性质分析解决一些简单的问题.【要点梳理】【高清课堂:双曲线的性质356749 知识要点二】要点一、双曲线的简单几何性质双曲线22221x ya b-=(a>0,b>0)的简单几何性质范围22221xx aax a x a即或≥≥∴≥≤-双曲线上所有的点都在两条平行直线x=-a和x=a的两侧,是无限延伸的。
因此双曲线上点的横坐标满足x≤-a或x≥a.对称性对于双曲线标准方程22221x ya b-=(a>0,b>0),把x换成-x,或把y换成-y,或把x、y同时换成-x、-y,方程都不变,所以双曲线22221x ya b-=(a>0,b>0)是以x轴、y轴为对称轴的轴对称图形,且是以原点为对称中心的中心对称图形,这个对称中心称为双曲线的中心。
顶点①双曲线与它的对称轴的交点称为双曲线的顶点。
②双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)与坐标轴的两个交点即为双曲线的两个顶点,坐标分别为A 1(-a ,0),A 2(a ,0),顶点是双曲线两支上的点中距离最近的点。
③两个顶点间的线段A 1A 2叫作双曲线的实轴;设B 1(0,-b ),B 2(0,b )为y 轴上的两个点,则线段B 1B 2叫做双曲线的虚轴。
实轴和虚轴的长度分别为|A 1A 2|=2a ,|B 1B 2|=2b 。
a 叫做双曲线的实半轴长,b 叫做双曲线的虚半轴长。
①双曲线只有两个顶点,而椭圆有四个顶点,不能把双曲线的虚轴与椭圆的短轴混淆。
②双曲线的焦点总在实轴上。
③实轴和虚轴等长的双曲线称为等轴双曲线。
离心率①双曲线的焦距与实轴长的比叫做双曲线的离心率,用e 表示,记作22c ce a a==。
②因为c >a >0,所以双曲线的离心率1ce a=>。
由c 2=a 2+b 2,可得22222()11b c a c e a a a -==-=-,所以b a 决定双曲线的开口大小,b a越大,e 也越大,双曲线开口就越开阔。
所以离心率可以用来表示双曲线开口的大小程度。
③等轴双曲线a b =,所以离心率2=e 。
渐近线经过点A 2、A 1作y 轴的平行线x=±a ,经过点B 1、B 2作x 轴的平行线y=±b ,四条直线围成一个矩形(如图),矩形的两条对角线所在直线的方程是by x a=±。
我们把直线x aby ±=叫做双曲线的渐近线;双曲线与它的渐近线无限接近,但永不相交。
22=--||b bMN x a x a a2222=--=→+-b x a x aabx x a【高清课堂:双曲线的性质356749知识要点一、3】 要点二、双曲线两个标准方程几何性质的比较标准方程22221x y a b -=(0,0)a b >> 22221y x a b -=(0,0)a b >> 图形性质焦点 1(,0)F c -,2(,0)F c1(0,)F c -,2(0,)F c焦距 2212||2()F F c c a b ==+2212||2()F F c c a b ==+范围 {}x x a x a ≤-≥或,y R ∈ {}y y a y a ≤-≥或,x R ∈对称性 关于x 轴、y 轴和原点对称顶点 (,0)a ±(0,)a ±轴 实轴长=a 2,虚轴长=2b离心率 (1)ce e a=> 渐近线方程x ab y ±= a y x b =±要点诠释:双曲线的焦点总在实轴上,因此已知标准方程,判断焦点位置的方法是:看x 2、y 2的系数,如果x 2项的系数是正的,那么焦点在x 轴上;如果y 2项的系数是正的,那么焦点在y 轴上。
对于双曲线,a 不一定大于b ,因此不能像椭圆那样通过比较分母的大小来判定焦点在哪一条坐标轴上。
要点三、双曲线的渐近线(1)已知双曲线方程求渐近线方程:若双曲线方程为12222=-b y a x ,则其渐近线方程为⇒=-02222b y a x 0=±b y a x ⇒x aby ±=已知双曲线方程,将双曲线方程中的“常数”换成“0”,然后因式分解即得渐近线方程。
(2)已知渐近线方程求双曲线方程:若双曲线渐近线方程为0mx ny ±=,则可设双曲线方程为2222m x n y λ-=,根据已知条件,求出λ即可。
(3)与双曲线12222=-by a x 有公共渐近线的双曲线与双曲线12222=-by a x 有公共渐近线的双曲线方程可设为2222(0)x y a b λλ-=≠(0>λ,焦点在x 轴上,0<λ,焦点在y 轴上)(4)等轴双曲线的渐近线等轴双曲线的两条渐近线互相垂直,为y x =±,因此等轴双曲线可设为22(0)x y λλ-=≠. 要点四、双曲线中a,b,c 的几何意义及有关线段的几何特征:双曲线标准方程中,a 、b 、c 三个量的大小与坐标系无关,是由双曲线本身的形状大小所确定的,分别表示双曲线的实半轴长、虚半轴长和半焦距长,均为正数,且三个量的大小关系为:c >b >0,c >a >0,且c 2=b 2+a 2。
双曲线22221x y a b-=(0,0)a b >>,如图:(1)实轴长12||2A A a =,虚轴长2b ,焦距12||2F F c =,(2)离心率:21211222121122||||||||11||||||||PF PF A F A F c b e e PM PM A K A K a a======+⇒>; (3)顶点到焦点的距离:11A F =22A F c a =-,12A F =21A F a c =+;(4)21F PF ∆中结合定义a PF PF 221=-与余弦定理,将有关线段1PF 、2PF 、21F F 和角结合起来.(5)与焦点三角形21F PF ∆有关的计算问题时,常考虑到用双曲线的定义及余弦定理(或勾股定理)、三角形面积公式121211sin 2PF F S PF PF F PF ∆=⋅∠相结合的方法进行计算与解题,将有关线段1PF 、2PF 、12F F ,有关角21PF F ∠结合起来,建立12PF PF -、12PF PF ⋅之间的关系.【典型例题】类型一:双曲线的简单几何性质【高清课堂:双曲线的性质356749例1】例1.求双曲线22169144-=x y 的实轴长和虚轴长、顶点坐标、焦点坐标、渐近线方程与离心率.【解析】把方程化为标准方程221916y x -=,由此可知实半轴长3a =,虚半轴长4b =,∴5c == ∴双曲线的实轴长26a =,虚轴长28b =,顶点坐标(0,3),(0,3)-,焦点坐标(0,5),(0,5)-, 离心率53c e a ==,渐近线方程为34y x =± 【总结升华】在几何性质的讨论中要注意a 和2a ,b 和2b 的区别,另外也要注意焦点所在轴的不同,几何量也有不同的表示.举一反三:【变式1】双曲线mx 2+y 2=1的虚轴长是实轴长的2倍,则m 等于() A .14-B .-4C .4 D.14【答案】A【变式2】已知双曲线8kx 2-ky 2=2的一个焦点为3(0,)2-,则k 的值等于() A .-2 B .1 C .-1 D .32- 【答案】C类型二:双曲线的渐近线例2.已知双曲线方程,求渐近线方程。
(1)221916x y -=;(2)221916x y -=- 【解析】(1)双曲线221916x y -=-的渐近线方程为:220916x y -=即43y x =±(2)双曲线221916x y -=的渐近线方程为:220916x y -=即43y x =±【总结升华】双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>的渐近线方程为by x a =±,双曲线22221y x a b -=的渐近线方程为b x y a =±,即ay x b =±;若双曲线的方程为2222x y m n λ-=(00m n λ>>、,,焦点在x 轴上,0<λ,焦点在y 轴上),则其渐近线方程为22220x y m n -=⇒0x y m n ±=⇒ny x m=±.举一反三:【变式1】求下列双曲线方程的渐近线方程(1)2211636x y -=;(2)2228x y -=;(3)22272y x -=【答案】(1)32y x =±;(2)y =;(3)y = 【变式2】中心在坐标原点,离心率为53的圆锥曲线的焦点在y 轴上,则它的渐近线方程为() A .54y x =± B .45y x =± C .43y x =± D .34y x =±【答案】D例3.根据下列条件,求双曲线方程。
(1)与双曲线221916x y -=有共同的渐近线,且过点(3,-;(2)一渐近线方程为320x y +=,且双曲线过点M 【解析】(1)解法一:当焦点在x 轴上时,设双曲线的方程为22221x y a b-=由题意,得2243(3)1b a a ⎧=⎪⎪⎨-⎪-=⎪⎩,解得294a =,24b = 所以双曲线的方程为224194x y -=当焦点在y 轴上时,设双曲线的方程为22221y x a b-=由题意,得2243(3)1a b b ⎧=⎪⎪--=,解得24a =-,294b =-(舍去) 综上所得,双曲线的方程为224194x y -=解法二:设所求双曲线方程为22916x y λ-=(0λ≠),将点(3,-代入得14λ=, 所以双曲线方程为2219164x y -=即224194x y -=(2)依题意知双曲线两渐近线的方程是023x y±=. 故设双曲线方程为2249x y λ-=,∵点M 在双曲线上,∴284λ-=,解得4λ=, ∴所求双曲线方程为2211636x y -=. 【总结升华】求双曲线的方程,关键是求a 、b ,在解题过程中应熟悉各元素(a 、b 、c 、e 及准线)之间的关系,并注意方程思想的应用。
若已知双曲线的渐近线方程0ax by ±=,可设双曲线方程为2222a x b y λ-=(0λ≠).举一反三:【变式1】中心在原点,一个焦点在(0,3),一条渐近线为23y x =的双曲线方程是() A.225513654x y -= B.225513654x y -+= C.22131318136x y -= D.22131318136x y -+=【答案】D【变式2】过点(2,-2)且与双曲线1222=-y x 有公共渐近线的双曲线是 ( )A.14222=-x yB.12422=-y xC.12422=-x yD.14222=-y x【答案】A【变式3】设双曲线2221(0)9x y a a -=>的渐近线方程为320x y ±=,则a 的值为A .4B .3C .2D .1【答案】C【变式4】双曲线22221x y a b -=与2222(0)x y a bλλ-=≠有相同的()A .实轴B .焦点C .渐近线D .以上都不对 【答案】C类型三:求双曲线的离心率或离心率的取值范围例4.已知21,F F 是双曲线22221(0)x y a b a b-=>>的左、右焦点,过1F 且垂直于x 轴的直线与双曲线的左支交于A 、B 两点,若2ABF ∆是正三角形,求双曲线的离心率。