内容正文:
9.2 双曲线
课程标准
1.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). 2.了解双曲线的简单应用.
授课提示:对应学生用书第204页
知识点一 双曲线的定义
平面内与两个定点F1,F2的距离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焦距.
用数学式表示为{M|||MF1|-|MF2||=2a,2a<|F1F2|}.
(1)当2a=0时,动点的轨迹是线段F1F2的中垂线.
(2)当2a=|F1F2|时,动点的轨迹是以F1,F2为端点的两条射线.
(3)当2a>|F1F2|时,动点的轨迹不存在.
知识点二 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)
渐近线
y=±x
y=±x
离心率
e=,e∈(1,+∞)
a,b,c的关系
c2=a2+b2
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
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.
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.与双曲线-=1(a>0,b>0)有共同渐近线的方程可表示为-=t(t≠0).
[对点自测]
1.(知识点一)过双曲线x2-y2=8的左焦点F1的直线交左支于P,Q两点.若|PQ|=7,F2是双曲线的右焦点,则△PF2Q的周长是( )
A.28 B.14-8
C.14+8 D.8
答案:C
2.(知识点二)已知双曲线C:-=1,则C的离心率为( )
A. B.
C. D.
答案:B
3.(知识点二)已知a>b>0,椭圆C1的方程为+=1,双曲线C2的方程为-=1,C1与C2的离心率之积为,则C2的渐近线方程为( )
A.x±y=0 B.x±y=0
C.x±2y=0 D.2x±y=0
答案:A
4.(知识点一)(易错题)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________.
答案:双曲线-=1的下支
授课提示:对应学生用书第205页
互动探究
[例] (1)已知圆C1:(x+3)2+y2=1,C2:(x-3)2+y2=9,动圆M同时与圆C1和圆C2相外切,则动圆圆心M的轨迹方程为( )
A.x2-=1
B.-y2=1
C.x2-=1(x≤-1)
D.x2-=1(x≥1)
[解析] 设动圆M的半径为r,由动圆M同时与圆C1和圆C2相外切,得|MC1|=1+r,|MC2|=3+r,|MC2|-|MC1|=2<6,所以点M的轨迹是以点C1(-3,0)和C2(3,0)为焦点的双曲线的左支,且2a=2,a=1,c=3,则b2=c2-a2=8,所以点M的轨迹方程为x2-=1(x≤-1).
[答案] C
(2)已知F1,F2为双曲线C:x2-y2=2的左、右焦点,点P在C上,∠F1PF2=60°,则△F1PF2的面积为________.
[解析] 不妨设点P在双曲线的右支上,则|PF1|-|PF2|=2a=2.
在△F1PF2中,由余弦定理,得
cos∠F1PF2==,
所以|PF1|·|PF2|=8,
所以S△F1PF2=|PF1|·|PF2|·sin 60°=2.
[答案] 2
技法点拨
应用双曲线定义的注意事项
在双曲线的定义中要注意双曲线上的点(动点)具备的几何条件,即“到两定点(焦点)的距离之差的绝对值为一个常数,且该常数必须小于两定点的距离”.若将定义中的“绝对值”去掉,则点的轨迹是双曲线的一支.同时,要注意双曲线定义的转化应用.
链接高考
(2020·全国Ⅲ卷)设双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为.P是C上一点,且F1P⊥F2P.若△PF1F2的面积为4,则a=( )
A.1 B.2
C.4 D.8
解析:由
得
∴|F1F2|=2c=2a.
∵△PF1F2中,F1P⊥F