内容正文:
2.2 双 曲 线
2.2.1 双曲线及其标准方程
主题1 双曲线的定义
1.取一条拉链,拉开一部分,然后固定拉后的两边,让一边长另一边短,用笔尖放在拉链处,随着拉链拉开的过程,笔尖画出的是什么曲线?
提示:是两支曲线,若左边短右边长,画出的是左支,若右边短左边长,画出的是右支.
2.在画出双支曲线(双曲线)的过程中有哪些不变的量?
提示:两边的长度差不变,即动点到两定点的距离差不变.
结论:双曲线的定义
平面内与两个定点F1,F2的_________________等于
_________(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线,_____
_____叫做双曲线的焦点,_______________叫做双曲线
的焦距.
距离的差的绝对值
非零常数
两个
定点
两焦点间的距离
【对点训练】
1.(2019·邵阳高二检测)设点P是双曲线y2- =1上一
点,A(0,-2),B(0,2), 则
=( )
【解析】选C.因为 所以|PB|<
4,所以|PA|-|PB|=2a=2,由于|PA|+|PB|=8,解得|PB|=
3.
2.已知圆M1:(x+4)2+y2=25,圆M2:x2+(y-3)2=1,一动圆P与这两个圆都外切,则动圆圆心P的轨迹为________.
【解析】设动圆的半径是R,
则由题意知
两式相减得|PM1|-|PM2|=4<|M1M2|=5,
所以动圆圆心P的轨迹是以点M1(-4,0),M2(0,3)为焦点的双曲线中靠近焦点M2(0,3)的一支.
答案:以点M1(-4,0),M2(0,3)为焦点的双曲线中靠近焦点M2(0,3)的一支.
主题2 双曲线的标准方程
1.根据双曲线的几何特征,如何建立坐标系求双曲线的方程?
提示:选择x轴(或y轴)经过两个定点F1,F2,并且使坐标原点为线段F1F2的中点,然后按求轨迹方程的直接法的步骤,求出双曲线的方程.
2.若以两焦点F1,F2所在直线为x轴,以线段F1F2的垂直平分线所在直线为y轴建立坐标系,则此时双曲线上任一点M满足的条件是什么?
提示:根据双曲线的定义知满足条件||MF1|-|MF2||=
2a(a为定长).
结论:双曲线的标准方程
(0,-c)
(0,c)
a2+b2
焦点在x轴上 焦点在y轴上
标准方程
(a>0,b>0)
(a>0,b>0)
焦点 F1(-c,0),F2(c,0) F1______,F2 ______
焦距 |F1F2|=2c,c2=_____
【对点训练】
1.若方程 表示焦点在y轴上的双曲线,
则m的取值范围是 ( )
A.1<m<2 B.m>2
C.m<-2 D.-2<m<2
【解析】选C.由 得m<-2.
【补偿训练】
双曲线 的焦点坐标为 ( )
A.(- ,0),( ,0) B.(0,- ),(0, )
C.(-5,0),(5,0) D.(0,-5),(0,5)
【解析】选C.由双曲线的标准方程,知a=4,b=3,所以c=5.又由于焦点在x轴上,所以C正确.
2.满足条件a=2,一个焦点为(4,0)的双曲线的标准方程为__________.
【解析】由题意得a=2,c=4,所以b2=c2-a2=42-22=12.又
由焦点在x轴上,所以方程为
答案:
类型一 求双曲线的标准方程
【典例1】根据下列条件,求双曲线的标准方程:
(1)经过点
(2)c= ,经过点(-5,2),焦点在x轴上.
(3)a=4,c=5.
【解析】(1)方法一:若焦点在x轴上,设双曲线的方程
为 (a>0,b>0),
由于点 在双曲线上,
所以 解得
若焦点在y轴上,设双曲线的方程为 (a>0,b>0),
将P,Q两点坐标代入可得
解得
所以双曲线的标准方程为
方法二:设双曲线方程为 (mn<0).
因为P,Q两点在双曲线上,
所以
所以双曲线的标准方程为
(2)方法一:依题意可设双曲线方程为 (a>0,
b>0).
则
所以所求双曲线的标准方程为
方法二:因为焦点在x轴上,c= ,
所以设所求双曲线方程为 (其中0<λ<6).
因为双曲线经过点(-5,2),
所以 所以λ=5或λ=30(舍去).
所以所求双曲线的标准方程是
(3)因为a=4,c=5,
所以b2=c2-a2=25-16=9,
所以所求双曲线的标准方程为