第3章 探究课2 为什么y=±bax是双曲线x2a2-y2b2=1的渐近线-【名师导航】2026-2027学年高中数学选择性必修第一册同步讲义(人教A版)
2025-10-13
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教辅
摘要:
本讲义聚焦双曲线渐近线核心知识点,从定义引入,通过代数变形探讨渐近线方程,结合几何距离分析证明y=±x为渐近线,拓展共渐近线双曲线方程,形成“定义-推导-证明-应用”的完整学习支架。
资料以“问题驱动”设计探究过程,通过作垂线比较距离、极限思想推导,培养数学思维(推理能力),结合离心率、焦点三角形典例,强化数学语言表达(模型观念)。课中助力教师引导逻辑推理,课后学生可借例题练习巩固,弥补知识盲点。
内容正文:
为什么y=±x是双曲线=1的渐近线
1.双曲线的渐近线的定义
若存在一条直线l,使得双曲线C趋向无穷远处时与直线l越来越近,则称直线l为双曲线C的一条渐近线.
2.双曲线=1(a>0,b>0)的渐近线的探讨
当x>0,y>0时,由=1得y=b=x,
当x→+∞时,→1,故猜测渐近线在第一象限内,当x→+∞时,双曲线无限地接近于直线y=x.
3.在第一象限内,如何证明直线l:y=x是双曲线=1(a>0,b>0)的渐近线?
如图所示,过点M作MQ⊥l于点Q,过点M作PM⊥x轴交l于点P,则|PM|>|QM|.
设M(xM,yM),
则yM=(x>a),yP=xM.
所以|PM|=yP-yM==.
当xM→+∞时→+∞,所以|PM|→0,
即点M到直线l的距离|QM|→0,
故在第一象限内,直线l为双曲线的渐近线.
根据双曲线的对称性,y=±x是双曲线=1的渐近线.
4.共渐近线的双曲线方程的探索
(1)与双曲线=1(a>0,b>0)共渐近线的双曲线方程是=λ(λ≠0),当λ>0时,其焦点在x轴上;当λ<0时,其焦点在y轴上.
(2)方程=λ(λ≠0)中,令λ=0得双曲线=λ(λ≠0)的渐近线方程是±=0,即y=±x.
【典例】 (1)已知双曲线=1(a>0,b>0)的离心率为4,则双曲线的渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±x
C.y=±4x D.y=±x
(2)如图,已知F1,F2为双曲线=1(a>0,b>0)的焦点,过F2作垂直于x轴的直线交双曲线于点P,且∠PF1F2=30°,则双曲线的渐近线方程为________.
(1)B (2)y=±x [(1)根据题意,双曲线=1(a>0,b>0)的离心率为4,
则e==4,即c=4a,
则有b==a,
又由双曲线=1的焦点在x轴上,则其渐近线方程为y=±x,即y=±x.故选B.
(2)设F2(c,0)(c>0),P(c,y0)(y0>0),
则=1,解得y0=,∴|PF2|=.
在Rt△PF2F1中,∠PF1F2=30°,
则|PF1|=2|PF2|,①
由双曲线的定义,得|PF1|-|PF2|=2a,②
由①②得|PF2|=2a.
∴2a=,即b2=2a2.∴=.
∴双曲线的渐近线方程为y=±x.]
1.已知双曲线C:=1(m>0)的实轴长等于虚轴长的2倍,则C的渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±x
C.y=±2x D.y=±x
C [因为m>0,所以双曲线C的焦点在y轴上,
设双曲线C的标准方程为=1(a>0,b>0),
所以双曲线C的渐近线方程为y=±x,
又因为实轴长等于虚轴长的2倍,所以a=2b,
所以C的渐近线方程为y=±2x.故选C.]
2.(2021·全国乙卷)已知双曲线C:-y2=1(m>0)的一条渐近线为x+my=0,则C的焦距为________.
4 [双曲线C:-y2=1(m>0)的渐近线方程为y=±x,即x±y=0,又双曲线的一条渐近线为x+my=0,即x+y=0,对比两式可得m=3.设双曲线的实半轴长为a,虚半轴长为b,半焦距为c,则有a2=m=3,b2=1,所以双曲线C的焦距为2c=2=4.]
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