内容正文:
第6节 双曲线
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核心素养
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了解双曲线的定义、几何图形和标准方程,知道其简单的几何性质(范围、对称性、顶点、离心率、渐近线).
1.双曲线的定义理解与学习,达成直观想象和数学建模的素养.
2.双曲线的标准方程的掌握,达成逻辑推理和数学运算的素养.
3.双曲线的几何性质的应用,增强直观想象、逻辑推理和数学运算的素养.
双曲线的定义、标准方程、几何性质是高考命题的热点.常与圆、椭圆、抛物线等知识交汇命题,考查学生的分析问题解决问题的能力.题型以选择题、填空题为主,一般为中低档题型,做题时要充分利用函数与方程思想、转化与化归思想、数形结合等数学思想的运用.
[要点梳理]
1.双曲线的概念
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 .
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,P点的轨迹是双曲线;
(2)当 a=c 时,P点的轨迹是两条 射线 ;
(3)当 a>c 时,P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
y≤-a或y≥a,x∈R
对称性
对称轴: 坐标轴
对称中心: 原点
顶点
顶点坐标:A1 (-a,0) ,
A2 (a,0)
顶点坐标: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)
双曲线中的几个常用结论
(1)焦点到渐近线的距离为b.
(2)实轴长和虚轴长相等的双曲线叫做等轴双曲线.
(3)双曲线为等轴双曲线⇔双曲线的离心率e=⇔双曲线的两条渐近线互相垂直(位置关系).
(4)过双曲线的一个焦点且与实轴垂直的弦的长为.
(5)过双曲线焦点F1的弦AB与双曲线交在同支上,则AB与另一个焦点F2构成的△ABF2的周长为4a+2|AB|
[自主诊断]
◆[思考辨析]
判断下面结论是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)平面内到点F1(0,3),F2(0,-3)距离之差等于4的点的轨迹是双曲线.( )
(2)平面内到点F1(0,3),F2(0,-3)距离之差的绝对值等于6的点的轨迹是双曲线.( )
(3)等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率等于.( )
(4)方程-=1(mn>0)表示焦点在x轴上的双曲线.( )
(5)双曲线方程-=λ(m>0,n>0,λ≠0)的渐近线方程是-=0,即±=0.( )
(6)若双曲线-=1(a>0,b>0)与-=1(a>0,b>0)的离心率分别是e1,e2,则+=1(此结论中两条双曲线为共轭双曲线).( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√
◆[教材改编]
1.[选修2-1P61T1改编]若双曲线-=1(a>0,b>0)的焦点到其渐近线的距离等于实轴长,则该双曲线的离心率为( )
A. B.5 C. D.2
解析:A [由题意知焦点到其渐近线的距离等于实轴长,双曲线的渐近线方程为±=0,即bx±ay=0,
∴2a==b.又a2+b2=c2,∴5a2=c2.
∴e2==5,∴e=.]
2.[选修2-1P62A组T6改编]经过点A(4,1),且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线方程为 ________ .
解析:设双曲线的方程为-=±1(a>0),
把点A(4,1)代入,得a2=15(舍负),故所求方程为-=1.
答案:-=1
◆[小题纠偏]
1.(2023·张掖市一模)已知双曲线-=1的实轴长为8,则该双曲线的渐近线的斜率为( )
A.± B.± C.± D.±
解析:C [双曲线-=1的实轴长为8,可得:m2+12=16,解得m=2,m=-2(舍去).所以,双曲线的渐近线方程为:±=0.则该双曲线的渐近线的斜率为±.故选C.]
2.已知中心在原点的双曲线C的右焦点为F(3,0),离心率等于,则C的方程是( )
A.-=1 B.-=1
C