内容正文:
中国人民大学附属中学
2.3.1双曲线的标准方程
我们已经知道,平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹是椭圆,
那么平面内与两个定点F1,F2的距离的差等于非零常数的点的轨迹是怎样的曲线呢?
平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数(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,两焦点的距离叫做双曲线的焦距。
以过焦点F1,F2的直线为x轴,线段F1F2的垂直平分线为y轴,建立平面直角坐标系xOy,
设M(x,y)是双曲线上的任意一点,双曲线的焦距是2c(c>0),那么F1,F2的坐标分别为(-c,0),(c,0),又设点M与F1,F2的距离的差的绝对值等于2a.
则点M在双曲线上的充分必要条件是
||MF1|-|MF2||=2a,
即|MF1|-|MF2|=±2a,
因为
所以上述条件转化为坐标表示,就是
,
①
即
得
②
上面①,②两个式子中的右边同取“+”号或同取“-”号,
①+②,整理得
③
将③式平方,再整理得
④
因为c>a>0,所以c2-a2>0,
设c2-a2=b2>0,则④式化为
⑤
因此,方程⑤是给定的双曲线的方程。通常把这个方程叫做双曲线的标准方程。
焦点是F1(-c,0),F2(c,0),且c2=a2+b2.
思考:如果椭双曲线的焦点在y轴上,焦点是F1(0,-c),F2(0,c),只要将方程⑤的x,y互换,就可以得到它的方程,
其中b2=c2-a2,这个方程也是双曲线的标准方程。
将这个方程移项,两边平方,得
两边再平方,得
a4-2a2cx+c2x2=a2x2-2a2cx+a2c2+a2y2,
整理得 (c2-a2)x2-a2y2=a2(c2-a2),
双曲线的标准方程推导方法2
由
由双曲线定义可知,2c>2a, 即c>a,
∴ c2-a2>0,
设b2=c2-a2 (b>0), 得 b2x2-a2y2=a2b2,
两边除以a2b2得
这个方程叫做双曲线的标准方程。
例1. 求适合下列条件的双曲线的标准方程:
(1)两个焦点的坐标分别是(-5,0),(5,0),双曲线上任意一点与两焦点的距离的差的绝对值等于8;
解:(1)