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知识
梳理
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双曲线
【考纲要求】
1.了解双曲线图形的实际背景及形成过程;
2.掌握双曲线的定义、几何图形、标准方程及简单性质;
3.掌握双曲线的简单应用;
4.理解解析几何中数形结合思想的运用.
【知识网络】
双曲线
数形结合思想
标准方程及简单性质
双曲线的实际背景及定义
【考点梳理】
【高清课堂:双曲线及其性质404777 知识要点】
考点一、双曲线的定义
在平面内,到两个定点、的距离之差的绝对值等于定长()的动点的轨迹叫作双曲线.这两个定点、叫双曲线的焦点,两焦点的距离叫作双曲线的焦距.
要点诠释:
(1)双曲线的定义中,常数应当满足的约束条件:,这可以借助于三角形中边的相关性质“两边之差小于第三边”来理解;
(2)若常数满足约束条件:(),则此时的曲线是双曲线的靠的一支;
(3)若常数满足约束条件:,则此时的曲线是两条射线;
(4)若常数满足约束条件:,则此时的曲线不存在.
考点二、双曲线的标准方程
(1)当焦点在轴上时,双曲线的标准方程:,其中;
(2)当焦点在轴上时,双曲线的标准方程:,其中.
要点诠释:
(1)只有当双曲线的中心为坐标原点,对称轴为坐标轴建立直角坐标系时,才能得到双曲线的标准方程;
(2)在双曲线的两种标准方程中,都有;
(3)双曲线的焦点总在实轴上,即系数为正的项所对应的坐标轴上.
当的系数为正时,焦点在轴上,双曲线的焦点坐标为,;
当的系数为正时,焦点在轴上,双曲线的焦点坐标为,.
考点三、双曲线的简单几何性质
双曲线的简单几何性质
(1)范围:,;
(2)焦点,顶点,实轴长=,虚轴长=,焦距=;
(3)离心率是;
(4)渐近线:.
双曲线的简单几何性质
(1)范围:,;
(2)焦点,顶点,,实轴长=,虚轴长=,焦距=;
(3)离心率是;
(4)渐近线:.
考点四、有关双曲线的渐近线的问题
(1)已知双曲线方程求渐近线方程:
若双曲线方程为渐近线方程
(2)已知渐近线方程求双曲线方程:
若渐近线方程为双曲线可设为
(3)若双曲线与有公共渐近线,可设为(,焦点在轴上,,焦点在y轴上)
(4)特别地当离心率两渐近线互相垂直,分别为,此时双曲线为等轴双曲线,可设为.
考点五、双曲线图像中线段的几何特征:
双曲线的图像如图所示:
(1)实轴长,虚轴长,焦距,
(2)离心率:;
(3)顶点到焦点的距离:,;
(4)中结合定义与余弦定理,将有关线段、、和角结合起来.
【典型例题】
类型一:求双曲线的标准方程
例1. 求与椭圆有共同的焦点,且过点的双曲线的标准方程。
【解析】依题意设双曲线方程为
由已知得,
又双曲线过点,∴
∴
故所求双曲线的方程为.
【总结升华】先根据已知条件确定双曲线标准方程的焦点的位置(定位),选择相应的标准方程,再利用待定系数法确定、.
举一反三:
【变式】求中心在原点,对称轴在坐标轴上且分别满足下列条件的双曲线的标准方程.
(1)一渐近线方程为,且双曲线过点.
(2)虚轴长与实轴长的比为,焦距为10.
【解析】
(1)依题意知双曲线两渐近线的方程是,故设双曲线方程为,
∵点在双曲线上,
∴,解得,
∴所求双曲线方程为.
(2)由已知设, ,则()
依题意,解得.
∴双曲线方程为或.
类型二:双曲线的焦点三角形
例2.中心在原点,焦点在x轴上的一个椭圆与双曲线有共同焦点和,且,又椭圆长半轴与双曲线实半轴之差为4,离心率之比.
(1)求椭圆与双曲线的方程;
(2)若为这两曲线的一个交点,求的余弦值.
【解析】
(1)设椭圆方程为(),双曲线方程,
则,解得
∵,∴ , .
故所求椭圆方程为,双曲线方程为.
(2)由对称性不妨设交点在第一象限.设、.
由椭圆、双曲线的定义有:
解得
由余弦定理有.
举一反三:
【变式1】设为双曲线上的一点,是该双曲线的两个焦点,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
【解析】依据双曲线的定义有,
由得、,
又,则,即,
所以,故选B.
例3.方程表示双曲线,求实数m的取值范围。
【解析】由题意得或或
。
∴实数m的取值范围为。
【总结升华】方程Ax2+By2=1表示双曲线时,A、B异号。
举一反三:
【变式1】k>9是方程表示双曲线的( )
A.充分必要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】B
【变式2】设双曲线的渐近线方程为,则的值为
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】C
例4.已知双曲线的方程是.
(1)求这双曲线的焦点坐标、离心率和渐近线方程;
(2)设和是双曲线的左、右焦点,点在双曲线上,且,求的大小
【解析】
(1)由得,
∴,,.焦点、,离心率,渐近线方程为.
(2),
∴
∴
举一反三
【变式1】已知是双曲线的两个焦点,P在双曲线上且满足,则______。
【答案】
【变式2】已知双曲线,P为双曲线上一点,是双曲线的两个焦点,并且,求的面积。
【答案】
类型三:离心率
【高清课堂:双曲线及其性质404777 例1】
例5.在平面直角坐标系xOy中,若双曲线的离心率为,则的值为________.
【解析】双曲线中,且
所以
则
解得
举一反三:
【变式1】已知双曲线-=1与x轴正半轴交于A点,F是它的左焦点,设B点坐标为(0,b),且AB⊥BF,则双曲线的离心率为( )
A、 B、 C、 D、
【答案】B
【变式2】 若椭圆的离心率为,则双曲线的离心率为_______
【答案】
例6. 已知是双曲线的左、右焦点,过且垂直于轴的直线与双曲线的左支交于A、B两点,若是正三角形,求双曲线的离心率。
【解析】∵,是正三角形,
∴,
∴,
∴
举一反三:
【变式1】 双曲线的渐进线方程,则双曲线的离心率为________
【答案】
【变式2】 等轴双曲线的离心率为_________
【答案】