内容正文:
高教版第三版《数学》
拓展模块一(上册)
第3章 圆锥曲线
3.2.2 双曲线的基本
几何性质
学习目标
1.理解双曲线的范围、对称性、中心、顶点、实轴、虚轴及半轴长等基本几何性质。
2.能依据双曲线标准方程确定两支位置、对称轴、中心、顶点、实轴和虚轴,并能从正项所在变量判断开口方向。
3.经历由标准方程推导几何性质并与图形对应的过程,发展数学抽象、直观想象和逻辑推理素养。
教学导入:从标准方程研究图形
回顾:双曲线标准方程中,哪一个平方项为正,焦点就在哪一个坐标轴上。
−(,)
焦点方向能帮助我们判断曲线的开口方向吗?怎样从方程判断点的位置、图形的对称性以及曲线与坐标轴的交点?
【答案】可以通过方程变形研究坐标范围,通过坐标取相反数研究对称性,通过令一个坐标为0研究曲线与坐标轴的交点。
【解析】标准方程把曲线上点的坐标与参数联系起来,代数变形、代换和特殊值均可转化为几何信息。
范围:从方程推出坐标约束
−
−
≥0 → ≥1
≥ → ≤−或≥
范围结论:两支位置与开口方向
双曲线上点的横坐标满足≤−或≥;
左支位于直线−的左侧,右支位于直线的右侧;
双曲线向左、右开口。
即时练习1:范围与开口方向
双曲线−上点的横坐标范围是什么?曲线向哪个方向开口?
【答案】
≤−4或≥4;曲线向左、右开口。
【解析】
由得;正项为含的项,所以实轴在轴上,双曲线向左、右开口。
对称性:代换不改变方程
−
把换成−,方程不变。
把换成−,方程不变。
把(x,y)换成(−x,−y),方程仍不变。
双曲线关于轴、轴和原点对称;轴、轴是对称轴,原点是中心。
即时练习2:由对称性写点
若点P(5,2)在一个以坐标轴为对称轴、以原点为中心的双曲线上,写出由对称性得到的另外三个点。
【答案】关于轴的对称点为(5,−2)。
关于轴和原点的对称点分别为(−5,2)、(−5,−2)。
【解析】分别写出点P关于轴、轴和原点的对称点。
顶点:令寻找实轴交点
令
±
−,0)、
双曲线与实轴的两个交点−,0)、称为双曲线的顶点。
实轴、虚轴与基本几何要素
称为实轴,长为2;是实半轴长。
令,得−,无实数解。
取−b)、,称为虚轴,长为2b;是虚半轴长。
双曲线的焦点、顶点与实轴都在同一个坐标轴上。
即时练习3:读取顶点与轴长
写出双曲线−的顶点、实轴长、虚轴长和中心。
【答案】
顶点为(−5,0)、(5,0);实轴长为10,虚轴长为4;中心为原点。
【解析】
由、,按顶点(±,0)、实轴长2、虚轴长2b读取。
课堂背诵:对称性与顶点轴长
1.双曲线关于轴、轴和对称,坐标原点是双曲线的。
【答案】;;原点;中心。
【解析】横、纵坐标分别或同时换成相反数,方程均不变。
课堂背诵
双曲线−的顶点为,实轴长为,虚轴长为。
【答案】(−,0)、(,0);2;2b。
【解析】正项在含横坐标的项,实轴在轴上;顶点是曲线与实轴的两个交点。
师生互动:辨析实轴长与虚轴长
对于双曲线−,有同学说“实轴长为8,虚轴长为6”。请判断并说明理由。
【答案】说法错误;实轴长为6,虚轴长为8。
【解析】正项在含的项,实轴在轴上;由,,得,。
先由正项确定实轴和开口方向,再读取、,最后写顶点和轴长。
课堂练习(一)
求双曲线−的横坐标范围,并说明两支的位置。
【答案】≤−6或≥6;左支在−6左侧,右支在右侧。
【解析】由,范围为≥6。
课堂练习(二)
若点(4,−3)在一个关于两坐标轴对称的双曲线上,写出由对称性得到的另外三个点。
【答案】(4,3)、(−4,−3)、(−4,3)。
【解析】依次取关于轴、轴和原点的对称点。
课堂练习(三)
写出双曲线−的顶点、实轴长、虚轴长和开口方向。
【答案】顶点为(0,−5)、(0,5);向上、下开口。
实轴长为10;虚轴长为6。
【解析】正项在含的项,故实轴在轴上;由,读取顶点和轴长。
课堂练习(四)
已知双曲线的中心为原点,实轴在轴上,两个顶点为(−4,0)、(4,0),虚轴长为6。写出、的值及标准方程。
由顶点(±,0)得
由得
【答案】,;标准方程为−。
【解析】顶点确定实半轴长,虚轴长确定虚半轴长,再代入实轴在轴上的标准形式。
课堂小结
请从“范围—对称性—顶点与轴—判断顺序”四方面概括本课。
方面 结论
范围 −中,≤−或≥。
对称性 图形关于轴、轴和原点对称,原点是中心。
顶点与轴 顶点为(−,0)、(,0),实轴长2,虚轴长2。
判断顺序 先看正项确定实轴和开口方向,再读、,最后写范围、顶点和轴长。
作业布置
1.复习本节课的知识点;
2.完成课后练习;
3.整理笔记和易错题。
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