内容正文:
第7讲 双曲线
1.双曲线的概念
(1)文字叙述
平面内与两个定点F1,F2(|F1F2|=2c>0)的距离的差的绝对值为常数(小于|F1F2|且不等于零)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)数学符号表示
集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0:
①当a<c时,点M的轨迹是双曲线;
②当a=c时,点M的轨迹是两条射线;
③当a>c时,点M不存在.
2.双曲线的标准方程和几何性质
标准方程
-=1
(a>0,b>0)
-=1
(a>0,b>0)
图形
性
质
范围
x≥ a或
x≤-a,y∈R
x∈R,y≤-a或y≥a
对称性
对称轴:坐标轴
对称中心:原点
顶点
A1(-a,0),
A2(a,0)
A1(0,-a),
A2(0,a)
焦点
F1(-c,0),
F2(c,0)
F1(0,-c),
F2(0,c)
续表
标准方程
-=1
(a>0,b>0)
-=1
(a>0,b>0)
性
质
渐近线
y=±x
y=±x
离心率
e=,e∈(1,+∞),其中c=
实虚轴
线段A1A2叫做双曲线的实轴,它的长|A1A2|=2a;线段B1B2叫做双曲线的虚轴,它的长|B1B2|=2b;a叫做双曲线的实半轴长,b叫做双曲线的虚半轴长
a,b,c的关系
c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)
1.双曲线的焦点到其渐近线的距离为b.
2.若P是双曲线右支上一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,则|PF1|min=a+c,|PF2|min=c-a.
3.同支的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于实轴的弦),其长为;异支的弦中最短的为实轴,其长为2a.
4.若P是双曲线上不同于实轴两端点的任意一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,则S△PF1F2=,其中θ为∠F1PF2.
5.若P是双曲线-=1(a>0,b>0)右支上不同于实轴端点的任意一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,I为△PF1F2内切圆的圆心,则圆心I的横坐标为定值a.
6.等轴双曲线
(1)定义:实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线.
(2)性质:①a=b;②e=;③渐近线互相垂直;④等轴双曲线上任意一点到中心的距离是它到两焦点距离的等比中项.
1.对于实数m,“1<m<2”是“方程+=1表示双曲线”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
答案 C
解析 若方程+=1表示双曲线,则(m-1)(m-2)<0,得1<m<2,则“1<m<2”是“方程+=1表示双曲线”的充要条件.
2.已知双曲线-y2=1(a>0)的离心率是,则a=( )
A. B.4
C.2 D.
答案 D
解析 由双曲线方程-y2=1,得b2=1,∴c2=a2+1.∴5=e2===1+.结合a>0,解得a=.故选D.
3.(2023·唐山模拟)设P是双曲线-=1上一点,F1,F2分别是双曲线的左、右焦点,若|PF1|=9,则|PF2|=( )
A.1 B.17
C.1或17 D.以上均不对
答案 B
解析 根据双曲线的定义得||PF1|-|PF2||=8⇒|PF2|=1或17.又|PF2|≥c-a=2,故|PF2|=17.故选B.
4.(2023·广西北海模拟)若双曲线-=1(a>0,b>0)的一条渐近线经过点(3,-4),则此双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 由已知可得双曲线的渐近线方程为y=±x,点(3,-4)在渐近线上,∴=,又a2+b2=c2,∴c2=a2+a2=a2,∴e==.故选D.
5.在平面直角坐标系xOy中,若双曲线x2-=1(b>0)经过点(3,4),则该双曲线的渐近线方程是________.
答案 y=±x
解析 因为双曲线x2-=1(b>0)经过点(3,4),所以9-=1(b>0),解得b=,即双曲线方程为x2-=1,其渐近线方程为y=±x.
6.已知双曲线C:-y2=1(m>0)的一条渐近线为x+my=0,则C的焦距为________.
答案 4
解析 双曲线-y2=1(m>0)的渐近线为y=±x,即x±y=0,又双曲线的一条渐近线为x+my=0,即x+y=0,对比两式可得,m=3.设双曲线的实半轴长为a,虚半轴长为b,半焦距为c,则有a2=m=3,b2=1,所以双曲线的焦距2c=2=4.
考向一 双曲线的定义及其应用
例1 (1)已知双曲线x2-y2=4,F1是左焦点,P1,P2是右支上的两个动点,则|F1P1|+|F1P2|-|P1P2|的最小值是( )
A.4