内容正文:
高中数学 选修2-1 曲线方程
测试内容:双曲线方程
考试时间:100分钟; 总分:100分 命题人:田思思
1.双曲线
(1)定义
平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数(小于|F1F2|且大于零)的点的轨迹叫做双曲线.
这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.
(2)双曲线的集合描述
设点M是双曲线上任意一点,点F1,F2是双曲线的焦点,则由双曲线的定义可知,双曲线就是集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a,0<2a<|F1F2|}.
2.双曲线的标准方程
题型一:双曲线标准方程的认识
1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)平面内到两定点的距离的差等于非零常数(小于两定点间距离)的点的轨迹是双曲线.( )
(2)在双曲线标准方程-=1中,a>0,b>0且a≠b.( )
(3)双曲线的标准方程可以统一为Ax2+By2=1(其中AB<0).( )
答案 (1)× (2)× (3)√
2.做一做(请把正确的答案写在横线上)
(1)若双曲线-=1上一点M到左焦点的距离为8,则点M到右焦点的距离为________.
(2)双曲线x2-4y2=1的焦距为________.
(3)(教材改编P55T1)已知双曲线a=5,c=7,则该双曲线的标准方程为________.
(4)下列方程表示焦点在y轴上的双曲线的有________(把序号填在横线上).
①x2-=1;②+=1(a<0);③y2-3x2=1;④x2cosα+y2sinα=1.
答案 (1)4或12 (2) (3)-=1或-=1
(4)②③④
解析 (3)∵a=5,c=7,∴b===2.
当焦点在x轴上时,双曲线方程为-=1;
当焦点在y轴上时,双曲线方程为-=1.
3.若θ是第三象限角,则方程x2+y2sinθ=cosθ表示的曲线是( )
A.焦点在y轴上的双曲线
B.焦点在x轴上的双曲线
C.焦点在y轴上的椭圆
D.焦点在x轴上的椭圆
[解析] 曲线方程可化为+=1,θ是第三象限角,则cosθ<0,>0,所以该曲线是焦点在y轴上的双曲线.故选A.
[答案] A
拓展提升
双曲线方程的认识方法
将双曲线的方程化为标准方程的形式,假如双曲线的方程为+=1,则当mn<0时,方程表示双曲线.若则方程表示焦点在x轴上的双曲线;若则方程表示焦点在y轴上的双曲线.
4.若k>1,则关于x,y的方程(1-k)x2+y2=k2-1所表示的曲线是( )
A.焦点在x轴上的椭圆
B.焦点在y轴上的椭圆
C.焦点在y轴上的双曲线
D.焦点在x轴上的双曲线
答案 C
解析 原方程化为-=1,
∵k>1,∴k2-1>0,k+1>0.
∴方程所表示的曲线为焦点在y轴上的双曲线.
题型二:双曲线的标准方程
5.求满足下列条件的双曲线的标准方程.
(1)焦点在坐标轴上,且过M,N两点;
(2)两焦点F1(-5,0),F2(5,0),且过P.
[解] (1)当双曲线的焦点在x轴上时,设双曲线方程为-=1(a>0,b>0).
∵M,N在双曲线上,∴
解得(不符合题意,舍去).
当双曲线的焦点在y轴上时,设双曲线的方程为
-=1(a>0,b>0).
∵M,N在双曲线上,∴
解得即a2=9,b2=16.
∴所求双曲线方程为-=1.
(2)由已知可设双曲线方程为-=1(a>0,b>0),
代入点P可得-=1,①
又a2+b2=25,②
由①②联立可得a2=9,b2=16,
∴双曲线方程为-=1.
[解法探究] 例2(1)有没有其他解法呢?
解 ∵双曲线的焦点位置不确定,
∴设双曲线方程为mx2+ny2=1(mn<0).
∵M,N在双曲线上,则有
解得
∴所求双曲线方程为-+=1,即-=1.
拓展提升
利用待定系数法求双曲线标准方程的步骤
(1)定位置:根据条件确定双曲线的焦点在哪条坐标轴上,还是两种都有可能.
(2)设方程:根据焦点位置,设方程为-=1或-=1(a>0,b>0),焦点不定时,亦可设为mx2+ny2=1(m·n<0).
(3)寻关系:根据已知条件列出关于a,b,c(m,n)的方程组.
(4)得方程:解方程组,将a,b,c(m,n)代入所设方程即为所求.
6.根据下列条件,求双曲线的标准方程.
(1)与椭圆+=1有共同的焦点,且过点(,4);
(2)c=,经过点(-5,2),焦点在x轴上.
解 (1)椭圆+=1的焦点坐标为F1(0,-3),
F2(0,3),故可设双曲线的方程为-=1.
由题意,知
解得
故双曲线的方程为-=1.
(2)∵焦点在x轴上,c=,
∴设所求双曲线方程为-=1(其中0<λ<6).
∵双曲线经过点(-5,2),
∴-=1,∴λ=5或λ=30(舍去).
∴所求双曲