内容正文:
课时6双
曲线的方程
与性质
一、
课标要求
1.了解双曲线的定义、几何图形和标准方程
2.掌握双曲线的几何性质(范围、对称性、顶点
3.了解双曲线的简单应用
、渐近线、离心率)
二、知识梳理
1.双曲线的定义
(1)平面内与两个定点F1,F2FF2=2c
常数2a(2a<2c)的点的轨迹叫作双曲线.
的
焦点
>0)的距离之差的
绝对值为非零
这两个定点叫作双曲线
(2)集合P={MIMF1-M2
>0.
①当
2a<FF2
时,
②当
2a=FF2
时,
③当■
2a>FF2
时,
2a,F1F2=2c,其中a,c为常数,且>0,c
点M的轨迹是双曲线;
点M的轨迹是两条射线;
点M不存在.
2.双曲线的标准方程和几何性质
标准方程
答16o,0
图形
B
2
a2 i
=1(a>0,b>0)
f
A2
B16
B2衣
F
范围
②a或-a,y∈R
-a或y2,x∈R
对称性
对称轴:坐标轴,对称中心:
原点
性
顶点
A(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),A2(0,a
质
渐近线
y=x
离心率
e=
,e∈(1,+o)
a
实、虚轴
a,b,c的
关系
线段A1A2叫作双曲线的实轴,它的长A1A2
=2a;线段BB2叫作双曲线的虚轴,它
的长BB2=2b;a叫作双曲线的实半轴
长,b叫作双曲线的虚半轴长
c2=a2+b2
(c>a>0,c>b>0)
3.等轴双曲线及性质
(1)等轴双曲线:实轴长
可写作2-y2=(0).
(2)等轴双曲线台离心率
和虚轴长相等的双曲线叫作等轴双曲线,其标准方程
e=v2台两条渐近线y=±x相互垂直.
【拓展知识】
(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,F,F2分别为双曲线的左、右焦点,则
(PF1)mim=a土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
2b2
为
异支的弦中最短的为实轴,其长为
2a
(4)设P,A,B是双曲线上的三个不同的点,其中A,B关于坐标原点对称,
b2
直线PA,PB斜率均存在且不为O,则直线PA与PB的斜率之积为
2
(5)焦点三角形的面积:P为双曲线上的点,F,F为双曲线的两个焦点,且
b2
0
tan
∠FP乃2=0,则△FPF2的面积为
2
(6)若渐近线方程为y=±x,
风攻曲线方婴可设为片-G0
三、基础回顾
1.判断正误.(正确的打“√”,错误的打×”)
(1)平面内到点F(0,5),F2(0,一5)距离之差的绝对值
双曲线.(×)
等于10的点的轨迹是
(2)方程
=1(mn>0)表示焦点在
m n
x轴上的双曲线.(×)
)双建领后的m0,m>0
0.(V)
0证线方程足片am以片-
m n
(4)双曲线的离心率刻画了双曲线的“张口
线的张口”逐渐增大.(√)
大小,当离心率逐渐增大时,双曲
2.(2025·北京高考)双曲线
A.
B.
2
2
B【解析】由题有
足一的离心率为(
C.
一4
所以华,所以
)
D.5
故选B。
a
2
3.(多选题)若点23在双曲线
(a-C,
近线的右侧,c为半焦距,则有()
B.
2
C
a
c.
3
-2
D.
V13
2
bC)的一条斜率为正的渐
ABD【解析】双曲线秀的一条斜率为正的浦近线方程为y-,
b
因为12在y名右侧所以合23,放。号,C错误
6 3
所以e套D正确
对于选项A,要证a1,
即证(是曼,
即证乙场,显然成立,A
正确对于选项B,会
B正确.故选ABD
4、己知圆O的半径为定长,A是平面内一定点(不与O重合),P是圆O上任
意一点,线段AP的垂直平分线1和直线OP交于点Q.当点P在圆上运动时,若
A在圆外,则点Q的轨迹是一;若A在圆内,则点Q的轨迹是
双曲线;椭圆【解析】因为线段AP
以QA=QP,若A在圆外,则QO
轨迹为双曲线;若A在圆内,则QA
椭圆.
的垂直平分线1和直线OP相交于点Q,所
QP=OP,即QO-QA=r<OA,此时点Q
+QO=QP+QO=r>OA,此时点Q轨迹为
四、考点扫描
考点一双曲线的定义及应用
例1(1)化简方程V(军(季
A.
34
=1
3
B.
C.
16
=1
D.
的结果是()
39
16
36
一9
=1
D【解析】设以,②,则由已知得
料邓,
即动点P到两个
定点A,B的距离之差的绝对值等于常数8,又耳,且8,所以根据双
曲线的定义知,动点P的轨迹是以AB为焦点,实轴长为8的双曲线.设双曲线方
程为:
苦芳kA.则
2≤2,所以兰,所以是影,
所以双曲线方程为169司
即化简方程幸
的结果是
169
故选D
(2)(2025·浙江杭州第
别是F1与F2,焦距为8.
)
A.1
C.9
二中学月考)已知双曲线
若M是双曲线上的一点,
B.3
D.1或9
广=1a>0)的两个焦点分
1
且M1=5,则MF2的长是
C【解析】由题意得2c=8,可得c=4,所以a2=c2-b2=16-12=4,解得a
=2.根据双曲线定义可得M1-MF2=2a=4,即5-MF2=4,解得MF2=1或
M2=9.当MF2=1时,MF1十MF2=6<8,不满足题意,故舍去;当M2=9
时,M1十M2=14>8,,满足题意.所以M2=9.故选C
规律方法:
在“焦点三角形”中,常利用正弦定理、余弦定理,结合PF1一PF2=2a,运用
平方的方法,建立与PF1PF2的联系,利用三角形的面积公式求解.对于选择题
或填空题直接利用焦点三角形的面积公式计算即可.
对点训练(1)(2025江苏
上的点,F,F2是其左、
(
○
A.2
B.
无锡市天一中学模拟)已知P是双曲线
盖器
右焦点,且京若△PF5,的面积为9,则
1
C.3
D.4
B【解析】由Z得
m-n=8a.
则m2+n2=100m2,得a=1
1
mn=9,
02
了子正美,设P白,DP与,不纺设m>m
故选B.
店
(2)已知双曲线的左、右焦点分
B5,且双曲线的实轴长为8,
别为H马,过F的直线与左支交于AB两点若
则的周长为
26【解析】由双曲线的定义知安
|≤,又因
则
故的周长为生中率a6经
,
两式相加得
2,
考点二求双曲线的标准方程
例2求适合下列条件的双曲线的标准方程
(1)
若双血线过点93,离心率c=
3
(2)若双曲线过点②,渐近线方程是z=B:
Q)若双曲线沾双曲钱有共同的渐近线,过点人G三
【解】(1)由C-C
设E,
曲线的方程为
-1②
把(392代入①,得人毛,与0矛盾,
以所求双曲线的标准方程为
x
8
则2M,是曼.设所求双
舍去;把(392代入②,得£.所
x
(2)由渐近线方程3,
可设所求双曲线的方程为U40①
y
=1
将点②的坐标代入①式,得,所以所求双曲线的标准方程为35
35
设所求双曲线的程为,因为点色在双曲线上,
4}入,即之,所以双曲线的标准方程为。兰1
43
8
规律方法:
求双曲线的标准方程的方法
(1)定义法:由题目条件判断出动,点轨迹是双曲线,确定2,2b或2c,从而求出
a2,b2.
(2)待定系数法:“先定型,再定量”,如果焦点位置不好确定,可将双曲线方
程设为0,与双西线'2@0,0有公共焦点的双的线方程
可设为”,一卫=1(一心<:与双曲线片=1具有相同渐近线的双曲
a2+2b2-1
a2 b2
线方程可设为-片-Q≠0).
a2 b2
对点训练(1)(2025
则C的标准方程为(
A.x
3
-3
C.
=1
北京门头沟区模拟
)
已知双曲线C过点(0,),离心率为2,
B.
3
D.
3
C【解析】由题意知,双曲线的焦点在
2
存疗1(<④因为双曲线C经过点(01
C2,所以叠圣4,
所以双曲线的标准方
轴上,设双曲线的方程为
e==2
所以曰因为
a,所以
程为3故选C
(2)在平面直角坐标系中,直线4y=2x+10与双曲线广=1的一条新近线
平行,且双曲线的一个焦点在直线1上,则双曲线的方程为
x2_2
=1【解析】由题意得
520
=1.
=2,
a=V/5,
d
c=5,
解得b=25,
c2=a2+b2,
c=5.
故双曲线的方程为2_卫
520
考点三双曲线的几何性质
考向1离心率
例3(1)(2025·新高考I卷)
心率为
A.
B.2
若双曲线的虚轴
C.
长为实轴长的
倍,则的离
D.
c)
D【解析】根据题意可得
,所以
,所以
故选·
双曲线
的离心率为
(2)(2025·湖南衡阳开学考试)已知双曲线C:
2-=1a>0,b>0)的左顶
a2 b2
点为M,左、右焦点分别为F1,F2,过F2作x轴的垂线,交C于A,B两点.若
∠AB为锐角,则C的离心率的取值范围是(
A.(1,3)
B.(1,2)
C.(3,+∞)
D.2,十∞)
B以解标折】今=6,代尽广-1,年哭y-土农,则M-公0.e们.-们
022
新+u的痛-+u的国为∠A份克东,后x·痛
e+a-0,即c-ac-2m<0,即e2=e-2<0,结合e>L
<e<2.故选B.
规律方法:
求双曲线的离心率时,将提供的双曲线的几何关系转化为
b,c的方程或不等式,利用c2=a2十b2和e=C转化为关于
a
通过解方程(或不等式)求得离心率的值(或范围):
关于双曲线基本量a,
e的方程(或不等式),
对点训练(1)(2025·广
交于A,B两点,且A,
东广州上模拟)若直线y
B两点的横坐标之积为
与双曲线-。=1a>0)
3
2
8
9,则该双曲线的离心率e=
X,
21
【解析】联立
3
三1,
d
8
-1
18a2
X1·X
2=
1
1
三-9
a2-18
a2
18
21
3
以-10.8
得(
解得a2=6,所以e=c
a
tA(x1,),Bx2,2),则
b2
7
3
(2)卫知双出线季房t无g的左、
上的一点.若M在以为直径的圆上,且
的取值范围是()
A.(12
B.V2时
C.
右焦点分别为巧,M为双曲线右支
则该双曲线离心率
(1V3+
D.23H
D【解】·在以为直径的圆上,Y¥,,
,,
由双曲线定义知:
人经,即安
m
则as
即
围是V3H故选D,
双曲线离心率的取值范
考向2渐近线
例4(1)与椭圆
49
24
为
有公共焦点,且离心率e
=5的双曲线的渐近线方程
3
y=士
【解析】
依题意,
4
可设双曲线方程为
a2 b2
解得a=4,所以b=3,从
双曲线的两焦点坐标分别是F1(-5,0),F2(5,0),故
10≥0,6>0,古灵白线的离心率e-子可
d
而双由线的浙近线方程为=士=士:
X.
(2)(2025秋·上海高考)已知点
,在
上,则△
的面积
A.有最大值,但没有最小值
B.没有最大值,但有最小值
C.既有最大值,也有最小值
D.既没有最大值,也没有最小值
是()
A【解析】因为过点
(廷)的渐近
近线时,△
在
最小值,当点
位于
积有最大值.故选
的直线
线为
,所以
上的高无限逼近渐
时,使得△
的方程为
曲线是二
与渐近线平行,故当点
无限逼近渐
近线与
的距离,故△
的面积无
在边
上的高最大,此时△
的面
规律方法:
(1)渐近线的求法:求双曲线卫
a2 b2
=1(a>0,
两清淀技方上=支)=】
(2)在双曲线的几何性质中,重点是渐近线方
b>0)中,离心率e与双曲线的渐近线的斜率
b>0)的渐近线的方法是令尺-
a2 b2
0,
根和离率,在双自线琴片-la0
k=主,
满足关系式e2=1十2.
对点训练(1)已知左、右焦点分别为F,F2的双曲线C:
x2
2
2b2
=1(a>0,b>0)
的一条渐近线与直线1:x一2y=0互相垂直,点P在双曲线C上,且PF1一PF2
=3,则双曲线C的焦距为
35
【解析】双曲线C:
渐近线与直线1:x-2y
得2a=PF1-PF=3,可
即焦距为2c=35.
a
b2
=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±b
x,一条
d
0互相垂直,可得b=2,
即b=2a.由双曲线的定义可
a
得=3,
2
-3,即有ca5-¥0-325
2
(2)2025·河南焦作市模拟)已知P
C的两条渐近线的距离之积为;,
为
是双曲线
(套花仁孩一点若到
则C上的点到焦点距离的最小值
√3【解析所求的双曲线方程为
设点W,则零至又还居,点r到C
解得入=
4
故二,故双曲线C上的点到焦点距离的最
则渐近线方程为3(,
的两条浙近线的距离之积为
故双曲线C方程为
小值为一三.
米
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