3.2.2 第2课时 双曲线的标准方程及性质的应用 课件-2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册

2026-07-03
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普通

资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教A版选择性必修第一册
年级 高二
章节 3.2.2双曲线的简单几何性质
类型 课件
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2026-2027
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 PPTX
文件大小 3.49 MB
发布时间 2026-07-03
更新时间 2026-07-03
作者 xkw_087220328
品牌系列 -
审核时间 2026-07-03
下载链接 https://m.zxxk.com/soft/58638839.html
价格 2.00储值(1储值=1元)
来源 学科网

摘要:

该高中数学课件聚焦双曲线标准方程及性质应用,涵盖直线与双曲线位置关系、第二定义、弦长及中点弦问题。通过典型例题导入,衔接双曲线定义与标准方程,搭建从基础到应用的学习支架,逐步深化知识理解。 其亮点是典型例题精研析与通性通法总结,如直线与双曲线位置关系需兼顾判别式和二次项系数,跟踪训练与分层练习(A、B、C级)结合。通过逻辑推理(如韦达定理应用)和数学语言(符号运算)培养数学思维,助力学生掌握解题方法,教师可利用系统资源提升教学效率。

内容正文:

第2课时  双曲线的标准方程及性质 的应用 目录 典型例题·精研析 01 知能演练·扣课标 02 典型例题·精研析 01 课堂互动 关键能力提升 目录 目录 题型一 直线与双曲线的位置关系 【例1】 已知双曲线 x2- y2=4,直线 l : y = k ( x -1),直线 l 与 双曲线有两个不同的交点,确定满足条件的实数 k 的取值范围. 目录 数学·选择性必修第一册 解:联立消去 y ,得(1- k2) x2+2 k2 x - k2-4=0.(*) 当1- k2≠0,即 k ≠±1时, Δ=(2 k2)2-4(1- k2)(- k2-4)=4(4-3 k2). 由得- < k < 且 k ≠±1, 此时方程(*)有两个不同的实数解,即直线 l 与双曲线有两个不同的 交点. 目录 数学·选择性必修第一册 通性通法 1. 解决直线与双曲线的交点问题,不仅要考虑判别式,更要注意二次 项系数为0时,直线与渐近线平行的特殊情况. 2. 双曲线与直线只有一个交点的题目,应分两种情况讨论:直线与双 曲线相切或直线与双曲线的渐近线平行. 3. 注意对直线的斜率是否存在进行讨论. 目录 数学·选择性必修第一册   解析:由得(1- m2) x2-2 mx -2=0,当1- m2= 0,即 m =±1时,若 m =1,解得 x =-1,若 m =-1,解得 x =1, 所以 m =±1时满足条件.当1- m2≠0时,则Δ=4 m2+8(1- m2) ≥0,解得- ≤ m ≤ 且 m ≠±1.综上所述, m 的取值范围是- ≤ m ≤ . [- , ]  目录 数学·选择性必修第一册 2. 已知双曲线 x2- =1,过点 P (1,1)的直线 l 与双曲线只有一个 公共点,求直线 l 的斜率 k . 解:①当直线 l 的斜率不存在时, l : x =1与双曲线相切,符合 题意. ②当直线 l 的斜率存在时,设 l 的方程为 y = k ( x -1)+1, 代入双曲线方程,得(4- k2) x2-(2 k -2 k2) x - k2+2 k - 5=0. 目录 数学·选择性必修第一册 当4- k2=0,即 k =±2时, l 与双曲线的渐近线平行, l 与双曲 线只有一个公共点; 当4- k2≠0时,令Δ=0,得 k = . 综上, k = 或 k =±2或 k 不存在时,直线 l 与双曲线只有一个 公共点. 目录 数学·选择性必修第一册 题型二 双曲线第二定义及应用 【例2】 (1)(2024·烟台质检)点 M ( x , y )到定点 F (5,0) 的距离和它到定直线 l : x = 的距离的比是常数 ,则点 M 的轨迹方 程为 ⁠; - =1  目录 数学·选择性必修第一册 解析: 设 d 是点 M 到直线 l 的距离,根据 题意,所求轨迹就是集合 P = = .将上式两边平 方,并化简,得9 x2-16 y2=144,即 - =1. 目录 数学·选择性必修第一册 解析: 设 M ( x , y ), d 是点 M 到直线 l : x =8的距离, 根据题意,点 M 的轨迹就是集合 P = = ,将上式两边平方,并化简, 得3 x2+4 y2=48,即 + =1. (2)点 M 与定点 F (2,0)的距离和它到定直线 x =8的距离的比是 1∶2,则点 M 的轨迹方程为 ⁠. + =1  目录 数学·选择性必修第一册 通性通法   双曲线上任意一点到左焦点的距离与到左准线 x =- 的距离的 比或到右焦点的距离与到右准线 x = 的距离的比是该双曲线的离心 率,显然当0< e <1时为椭圆,当 e >1时为双曲线. 目录 数学·选择性必修第一册 【跟踪训练】  双曲线 - =1上一点 P 到右焦点的距离为3,则 P 到右准线的距 离为(  ) 目录 数学·选择性必修第一册 解析:  由题意,可得 a2=9, b2=4,即 a =3, b =2, c = = ,可得双曲线的离心率为 e = = - =1上一点 P 到右焦点的距离为3,即| PF2|=3,可得点 P 到右 准线的距离为 d = = .故选C. 目录 数学·选择性必修第一册 题型三 弦长公式及中点弦问题 【例3】 (1)已知双曲线 C : x2- y2=2,过右焦点的直线交双曲线 于 A , B 两点,若线段 AB 中点的横坐标为4,则弦 AB 的长为 ( D ) C. 6 D 目录 数学·选择性必修第一册 解析: 双曲线 C : - =1,则 c2=4,∴右焦点为 F (2,0),根据题意易得过 F 的直线斜率存在,设方程为 y = k ( x -2), A ( xA , yA ), B ( xB , yB ),联立 化简得(1- k2) x2+4 k2 x -4 k2-2=0,∴ xA + xB = , xAxB = .∵线段 AB 中点的横坐标为4,∴ xA + xB = =8,解得 k2=2,∴ xAxB = =10,则( xA - xB )2=( xA + xB )2-4 xAxB =82-4×10=24,则| AB |= = =6 . 目录 数学·选择性必修第一册 (2)(2024·金华月考)已知双曲线 C : - =1( a >0, b > 0),过点 P (3,6)的直线 l 与 C 相交于 A , B 两点,且线段 AB 的中点为 Q (12,15),则双曲线 C 的离心率为( B ) A. 2 B 目录 数学·选择性必修第一册 解析:设 A ( x1, y1), B ( x2, y2),由线段 AB 的中点为 Q (12,15),得 x1+ x2=24, y1+ y2=30.由 = = = .由直线 l 的斜率 k = =1,得 =1,则 = .则双曲线 C 的离心率 e = = = .故选B. 目录 数学·选择性必修第一册 通性通法   双曲线中有关弦长问题,解决方法与椭圆中类似.解决中点弦问题 常用判别式法和点差法,注意所求参数的取值范围. 目录 数学·选择性必修第一册 【跟踪训练】  已知斜率为2的直线 l 截双曲线 - =1所得弦长为 ,求直线 l 的方程. 解:设直线 l 的方程为 y =2 x + m ,与 - =1联立消去 y 得10 x2+ 12 mx +3 m2+6=0.设直线 l 与双曲线 - =1的交点分别为 A ( x1, y1), B ( x2, y2), 由一元二次方程根与系数的关系得 x1+ x2=- m , x1 x2= . ∴| AB |= · = = = ,解得 m =± .∴直线 l 的方程为 y =2 x ± . 目录 数学·选择性必修第一册 1. 直线 y = x +3与双曲线 - =1( a >0, b >0)的交点个数是 (  ) A. 1 B. 2 C. 1或2 D. 0 解析: 因为直线 y = x +3与双曲线的渐近线 y = x 平行,所以 它与双曲线只有一个交点,故选A. 目录 数学·选择性必修第一册 2. 若直线 y = kx 与双曲线4 x2- y2=16有两个公共点,则实数 k 的取值 范围为(  ) A. (-2,2) B. [-2,2) C. (-2,2] D. [-2,2] 解析:  易知 k ≠±2,将 y = kx 代入4 x2- y2=16得关于 x 的一元 二次方程(4- k2) x2-16=0,由Δ>0可得-2< k <2. 目录 数学·选择性必修第一册 3. (2024·开封月考)经过双曲线 x2- y2=8的右焦点且斜率为2的直线 被双曲线截得的线段的长为(  ) 目录 数学·选择性必修第一册 解析:  双曲线 x2- y2=8的右焦点为(4,0),经过双曲线 x2- y2=8的右焦点且斜率为2的直线方程为 y =2( x -4),代入 x2- y2 =8并整理得3 x2-32 x +72=0,设交点 A ( x1, y1), B ( x2, y2),则 x1+ x2= , x1 x2=24,所以直线被双曲线截得的线段的 长为 × = . 目录 数学·选择性必修第一册 4. 在平面直角坐标系 xOy 中,双曲线 - =1上有一点 M ,点 M 的 横坐标是3,则点 M 到双曲线右焦点的距离是 ⁠. 解析:令 d 为点 M 到右准线 x =1的距离,则 = e = =2, ∵ d =2,∴| MF |=4. 4  目录 数学·选择性必修第一册 知能演练·扣课标 02 课后巩固 核心素养落地 目录 目录 1. (2024高二下·湖南期中) “”是“方程表示双曲线”的(  ) A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件 解析:  因为方程表示双曲线等价于, 所以“”,是“方程表示双曲线”的充分不必要条件, 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 2. (2024·周口月考)直线 y = x -1被双曲线2 x2- y2=3所截得的弦的 中点坐标是(  ) A. (1,2) B. (-2,-1) C. (-1,-2) D. (2,1) 解析:  将 y = x -1代入2 x2- y2=3,得 x2+2 x -4=0,由此可 得弦的中点的横坐标为 = =-1,纵坐标为-1-1=-2, 即中点坐标为(-1,-2). 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 3. 已知 F 是双曲线 C : x2- =1的右焦点, P 是 C 上一点,且 PF 与 x 轴垂直,点 A 的坐标是(1,3),则△ APF 的面积为(  ) 解析:  由 c2= a2+ b2=4得 c =2,所以 F (2,0),将 x =2代入 x2- =1,得 y =±3,所以| PF |=3.又 A 的坐标是(1,3), 故△ APF 的面积为 ×3×(2-1)= . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 4. 已知等轴双曲线的中心在坐标原点,焦点在 x 轴上,与直线 y = x 交于 A , B 两点,若| AB |=2 ,则该双曲线的方程为(  ) A. x2- y2=6 B. x2- y2=9 C. x2- y2=16 D. x2- y2=25 解析:  设等轴双曲线的方程为 x2- y2= a2( a >0),与 y = x 联立,得 x2- a2=0.设 A ( x1, y1), B ( x2, y2),则 x1+ x2= 0, x1· x2=- ,∴| AB |= × a =2 ,∴ a =3,故选B. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 5. (多选)双曲线的标准方程为 x2- =1,则下列说法正确的是 (  ) C. 该曲线上的点到右焦点的距离的最小值为1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 解析:  由已知双曲线中 a =1, b = ,则 c =2,顶点为 (1,0)和(-1,0),距离为2,A错误;该双曲线的渐近线方程 是 y =± x ,而双曲线 y2- =1的渐近线方程是 y =± x ,不相 同,B错误;该双曲线上的点到右焦点的距离的最小值为 c - a = 1,C正确;直线 l 与该双曲线的一条渐近线平行,与双曲线有且仅 有一个公共点,D正确.故选C、D. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 6. (多选)(2024·湖州月考)已知平面上两点 M (-5,0)和 N (5,0),若直线上存在点 P 使| PM |-| PN |=6,则称该直 线为“单曲型直线”.下列直线中是“单曲型直线”的有(  ) A. 3 y = x +1 B. y =2 D. y =2 x +1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 解析:  因为| PM |-| PN |=6<| MN |=10,所以点 P 在以 M , N 为焦点的双曲线的右支上,即点 P 的轨迹方程为 - =1( x ≥3).根据题意得“单曲型直线”与双曲线的右支存在交 点,下面依次联立方程,消去 y ,判断所得方程有无正根即可.对于 A,联立得消 y 得15 x2-2 x -145=0,因为Δ=(- 2)2-4×15×(-145)>0,且 x1 x2<0,所以3 y = x +1是“单曲 型直线”.对于B,联立得消 y 得 x2= ,所以 y =2是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 “单曲型直线”.对于C,联立得整理得0=1,显然 不成立,所以 y = x 不是“单曲型直线”.对于D,联立得 消 y 得20 x2+36 x +153=0,因为Δ=362-4×20×153 <0,所以 y =2 x +1不是“单曲型直线”.综上,是“单曲型直线” 的有A、B. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 7. 若双曲线 - =1( a >0, b >0)与直线 y =2 x 无交点,则离心 率 e 的取值范围是 ⁠. 解析:由题意可得, ≤2,所以 e = ≤ .又 e >1, 所以离心率 e 的取值范围是(1, ]. (1, ]  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 8. 已知直线 l : x - y + m =0与双曲线 x2- =1交于不同的两点 A , B ,若线段 AB 的中点在圆 x2+ y2=5上,则实数 m = ⁠. 解析:由消去 y 得 x2-2 mx - m2-2=0.则Δ=4 m2 +4 m2+8=8 m2+8>0.设 A ( x1, y1), B ( x2, y2),则 x1+ x2= 2 m , y1+ y2= x1+ x2+2 m =4 m ,所以线段 AB 的中点坐标为 ( m ,2 m ).又点( m ,2 m )在 x2+ y2=5上,所以 m2+(2 m )2 =5,得 m =±1. ±1  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 9. 设动点 M 到定点 F (3,0)的距离与它到直线 l : x = 的距离之比 为 ,则点 M 的轨迹方程为   - =1 . - =1  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 解析:设点 M 的坐标为( x , y ),点 M 到直线 l 的距离为 d ,由已 知得 = ,即| MF |= d ,∵点 F (3,0),直线 l 的方 程为 x = ,∴| MF |= = , d =| x - |,∴ = | x - |,整理得 - =1,∴点 M 的轨迹方程是 - =1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 10. 双曲线的两条渐近线的方程为 y =± x ,且经过点(3,-2 ). (1)求双曲线的方程; 解: 因为双曲线的两条渐近线方程为 y =± x , 所以可设双曲线的方程为2 x2- y2=λ(λ≠0). 又因为双曲线经过点(3,-2 ),代入方程可得λ=6, 所以所求双曲线的方程为 - =1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 (2)过双曲线的右焦点 F 且倾斜角为60°的直线交双曲线于 A , B 两点,求| AB |. 解: 设 A ( x1, y1), B ( x2, y2), 过 F 且倾斜角为60°的直线方程为 y = ( x -3), 联立消去 y 得 x2-18 x +33=0,因为Δ>0, 由根与系数的关系得 x1+ x2=18, x1 x2=33, 所以| AB |= ·| x1- x2|= · =2 =16 ,即 弦长| AB |=16 . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 11. (2024·扬州月考)若直线 y = kx 与双曲线 x2- y2=1的两支各有一 个交点,则实数 k 的取值范围是(  ) A. (-1,0) B. (0,1) C. (-1,1) D. (1,+∞) 解析:  直线 y = kx 过原点,且与双曲线 x2 - y2=1的两支各有一个交点,可得直线 y = kx 一定在两渐近线之间,如图.因为双曲线的 渐近线方程为 y =± x ,所以 k ∈(-1,1). 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 12. 过双曲线 x2- =1的右焦点 F 作直线 l ,交双曲线于 A , B 两点, 若| AB |=4,则这样的直线 l 有(  ) A. 1条 B. 2条 C. 3条 D. 4条 解析: 设 A ( x1, y1), B ( x2, y2).当直线 l 的斜率不存在 时,其方程为 x =得 y =±2,∴| AB | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 =| y1- y2|=4,满足题意.当直线 l 的斜率存在时,设其方程为 y = k ( x -消去 y ,得(2- k2) x2+2 k2 x -3 k2-2=0.当2- k2≠0时, x1+ x2= , x1 x2= ,则| AB |= = = · = =4,解得 k =± ;当2- k2=0时,直线 l 分别与双曲线的一条渐 近线平行,最多有一个交点,不满足题意,故这样的直线 l 有3条. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 13. 过双曲线 C : - =1( a >0, b >0)的右焦点作一条与其渐 近线平行的直线,交 C 于点 P . 若点 P 的横坐标为2 a ,则 C 的离心 率为 ⁠. 2+   1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 解析:如图所示,不妨设与渐近线平行的直线 l 的斜率为 ,又直线 l 过右焦点 F ( c ,0),则 直线 l 的方程为 y = ( x - c ).因为点 P 的横坐 标为2 a ,代入双曲线方程得 - =1,化简 得 y =- b 或 y = b (点 P 在 x 轴下方,故舍去),故点 P 的坐标为(2 a ,- b ),代入直线方程得- b = (2 a - c ),化简可得离心率 e = =2+ . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 14. (2024·漳州月考)已知双曲线 C 的焦点在 x 轴上,其渐近线方程 为 y =± x ,实轴长为2. (1)求双曲线 C 的标准方程; 解: 由双曲线 C 的焦点在 x 轴上,其渐近线方程为 y = ± x ,可设双曲线方程为 - =1( a >0), 由实轴长为2,得2 a =2,故 a =1, 则双曲线的标准方程为 x2- y2=1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 (2)过点 P (0,1)的直线与双曲线 C 的左、右两支各交于一 点,求该直线斜率的取值范围. 解: 因为过点 P (0,1)的直线与双曲线 C 的左、 右两支各交于一点, 所以该直线斜率一定存在,且该直线不和双曲线的渐近线 平行,故设直线方程为 y = kx +1, k ≠±1, 联立消去 y ,整理得(1- k2) x2-2 kx - 2=0, 则满足 <0,解得-1< k <1, 即该直线斜率的取值范围为(-1,1). 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 15. 已知点 A (3,1),双曲线 x2- =1, F 为双曲线的右焦点, P 是双曲线右支上的动点,则2| PA |+| PF |的最小值 为 ,此时点 P 的坐标为 ⁠. 5  ( ,1)  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 解析:由已知得双曲线的离心率 e = =2,双曲线右准线方程为 x = = ,那么点 P 到右准线的距离 d = | PF |,从而2| PA | +| PF |=2(| PA |+ | PF |)=2(| PA |+ d ).| PA | + d 的最小值为点 A 到右准线的距离,即3- = ,因而2| PA | +| PF |的最小值为5,将 y =1代入双曲线方程,得此时点 P 坐 标为( ,1). 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 16. (2024·郑州月考)祖暅,祖冲之之子,是我国南宋时期的数学家. 他提出了体积计算原理(祖暅原理):“幂势既同,则积不容 异”.意思是:如果两等高的几何体在同高处截得两几何体的截面 积总相等,那么这两个几何体的体积相等.已知双曲线 C 的焦点在 y 轴上,离心率为 ,且过点( ,2 ). (1)求双曲线的标准方程; 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 解: ∵双曲线 C 的离心率 e = = ,∴ c = a , ∴ c2= a2+ b2= a2,∴ b2= a2, ∴双曲线的方程为 - =1,过 点( ,2 - =1, a2=3, b2=1,∴双曲线方程为 - x2=1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 (2)若直线 x =0, x =1在第一象限内与 C 及其渐近线围成如图 阴影部分所示的图形,求阴影图形绕 x 轴旋转一周所得几何 体的体积. 解: 由(1)知双曲线的渐近 线方程为 y =± x , 取直线 x = m (0≤ m ≤1),代入 - x2=1,得 y = , 代入 y = x ,得 y = m , 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 ∴直线 x = m 与阴影部分旋转一周所得圆环的面积 S =(3+ 3 m2)π-3 m2π=3π. 又高度为1,故根据祖暅原理,该图形绕 x 轴旋转一周所得几 何体与底面半径为 ,高为1的圆柱“幂势相同”,故它绕 x 轴旋转一圈所得几何体的体积为3π. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 目录 数学·选择性必修第一册 谢 谢 观 看! $

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