内容正文:
双曲线
3.2.1 双曲线的标准方程
学业标准
素养目标
1.理解双曲线的定义、几何图形和标准方程的推导过程.(重点)
2.掌握双曲线的标准方程及其求法.(重点)
3.会利用双曲线的定义和标准方程解决简单的问题.(难点)
1.通过双曲线概念的学习,培养学生的数学抽象的核心素养.
2.通过双曲线标准方程的求解、与双曲线有关的轨迹问题的学习,提升学生的数学运算、逻辑推理及数学抽象等核心素养.
[教材梳理]
导学1 双曲线的定义
平面内,动点P到两定点F1(-5,0),F2(5,0)的距离之和为12,动点P的轨迹是什么?
[提示] 椭圆.
平面内,动点P到两定点F1(-5,0),F2(5,0)的距离之差的绝对值为6,动点P的轨迹还是椭圆吗?是什么?
[提示] 不是,是双曲线.
◎结论形成
文字语言
平面内到两个定点F1,F2的距离之__差的绝对值__等于常数(小于F1F2的正数)的点的轨迹.
符号语言
|PF1-PF2|=常数(0<常数<F1F2)
焦点
两个定点__F1,F2__
焦距
__两个焦点间__的距离
导学2 双曲线的标准方程
“导学1”的问题2中,动点P的轨迹方程是什么?
[提示] -=1.
平面内,动点P到两定点F1(0,5),F2(0,-5)的距离之差的绝对值为定值6,动点P的轨迹方程是什么?
[提示] -=1.
◎结论形成
焦点在x轴上
焦点在y轴上
标准方程
__-__=1(a>0,b>0)
__-__=1(a>0,b>0)
焦点
F1__(-c,0)__,F2__(c,0)__
F1__(0,-c)__,F2__(0,c)__
a,b,c的关系
c2=__a2+b2__
[基础自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)平面内到两定点的距离的差等于常数(小于两定点间距离)的点的轨迹是双曲线.( )
(2)平面内到点F1(0,4),F2(0,-4)的距离之差等于6的点的轨迹是双曲线.( )
(3)平面内到点F1(0,4),F2(0,-4)的距离之差的绝对值等于8的点的轨迹是双曲线.( )
(4)双曲线-=1(a>0,b>0)的焦点在x轴上,则a>b.( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)×
2.已知双曲线的焦点为F1(-4,0),F2(4,0),双曲线上一点P满足|PF1-PF2|=2,则双曲线的标准方程是________.
解析 由题知c=4,a=1,故b2=15,所以双曲线的标准方程为x2-=1.
答案 x2-=1
3.已知双曲线x2-y2=m与椭圆2x2+3y2=72有相同的焦点,则m的值为________.
解析 椭圆方程为+=1,c2=a2-b2=36-24=12,
∴焦点F1(-2,0),F2(2,0).
∵双曲线-=1与椭圆有相同焦点,∴2m=12,
∴m=6.
答案 6
4.已知双曲线-=1上一点P到双曲线一个焦点的距离为3,则P到另一个焦点的距离为____________.
解析 由已知得a=3,b=4,∴c=5.由双曲线定义知|d-3|=2a=6.∴d=9或-3(舍去).
答案 9
题型一 求双曲线的标准方程
求适合下列条件的双曲线的标准方程.
(1)a=4,经过点A;
(2)经过点(3,0),(-6,-3).
[自主解答] (1)当焦点在x轴上时,设所求双曲线的标准方程为-=1(b>0),
把A点的坐标代入,得b2=-×<0,不符合题意;
当焦点在y轴上时,设所求双曲线的标准方程为-=1(b>0),
把A点的坐标代入,得b2=9,
∴所求双曲线的标准方程为-=1.
(2)设双曲线的方程为mx2+ny2=1(mn<0),
∵双曲线经过点(3,0),(-6,-3),
∴解得
∴所求双曲线的标准方程为-=1.
[规律方法]
1.双曲线标准方程的两种求法
(1)定义法:根据双曲线的定义得到相应的a,b,c,再写出双曲线的标准方程.
(2)待定系数法:先设出双曲线的标准方程-=1或-=1(a,b均为正数),然后根据条件求出待定的系数代入方程即可.
2.求双曲线标准方程的两个关注点
(1)定位:“定位”是指确定与坐标系的相对位置,在“标准方程”的前提下,确定焦点位于哪条坐标轴上,以判断方程的形式;
(2)定量:“定量”是指确定a2,b2的具体数值,常根据条件列方程求解.
[触类旁通]
1.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.
解析 (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