内容正文:
第7讲 双曲线(一)
课程标准:1.了解双曲线的定义、几何图形和标准方程,掌握其简单的几何性质(范围、对称性、顶点、离心率、渐近线).2.了解双曲线的简单应用.
1.双曲线的概念
平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F1F2|)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.
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,M点的轨迹是双曲线;
(2)当a=c时,M点的轨迹是两条射线;
(3)当a>c时,M点不存在.
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)
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)
3.等轴双曲线
实轴和虚轴等长的双曲线叫等轴双曲线.
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.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.
4.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.
5.等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率等于.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.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|等于( )
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.
2.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,∴=,∴e===.故选D.
3.等轴双曲线的一个焦点是F1(0,-6),则其标准方程为( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
答案 C
解析 等轴双曲线的一个焦点是F1(0,-6),故焦点在y轴上,c=6且a=b,根据a2+b2=c2,得a=b=3,故双曲线的标准方程为-=1.故选C.
4.已知双曲线-=1,则下列说法正确的是( )
A.离心率为2
B.渐近线方程为x±y=0
C.焦距为2
D.焦点到渐近线的距离为
答案 A
解析 因为双曲线-=1,所以a=,b=,c= =2,所以离心率e===2;渐近线方程为y=±x=±x=±x,即x±y=0;焦距为2c=4;焦点坐标为(0,±2),焦点到渐近线的距离为d==.故选A.
5.写出一个焦点在y轴上且离心率为的双曲线方程为________.
答案 y2-=1(答案不唯一,符合要求即可)
解析 取c=,则e==,可得a=1,∴b= =,因此,符合条件的双曲线方程为y2-=1(答案不唯一,符合要求即可).
6.已知曲线方程-=1,若方程表示双曲线,则λ的取值范围是________.
答案 (-∞,-2)∪(-1,+∞)
解析 ∵方程-=1表示双曲线,
∴(λ+2)(λ+1)>0,解得λ<-2或λ>-1.
考向一 双曲线的定义
例1 (1)(2020·全国Ⅰ卷)设F1,F2是双曲线C:x2-=1的两个焦点,O为坐标原点,点P在C上且|OP|=2,则△PF1F2的面积为( )
A. B.3
C. D.2
答案 B
解析 双曲线的焦点为F1(-2,0),F2(2,0),因为|OP|=2=|F1F2|,所以点P在以F1F2为直径的圆上,即△F1F2P是以P为直角顶点的直角三角形,故|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2,即|PF1|2+|PF2|2=16.又||PF