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第6讲 双曲线

2022-12-07 来源:客趣旅游网
第6讲 双曲线

【2013年高考会这样考】

1.考查利用基本量求双曲线的标准方程,考查双曲线的定义、几何图形. 2.考查求双曲线的几何性质及其应用. 【复习指导】

本讲复习时,应紧扣双曲线的定义,熟练掌握双曲线的标准方程、几何图形以及简单的几何性质、近几年高考多以选择题.填空题进行考查.

基础梳理

1.双曲线的概念

平面内与两个定点F1,F2(|F1F2|=2c>0)的距离的差的绝对值为常数(小于|F1F2|且不等于零)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做焦距.

集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a、c为常数且a>0,c>0; (1)当ac时,P点不存在. 2.双曲线的标准方程和几何性质 标准方程 x2y2a2-b2=1 (a>0,b>0) y2x2a2-b2=1 (a>0,b>0) 图 形 范 性 质 围 对称性 x≥a或x≤-a,y∈R x∈R,y≤-a或y≥a 对称轴:坐标轴 对称中心:原点 顶点 渐近线 离心率 实虚轴 a、b、c的关系 A1(-a,0),A2(a,0) by=±ax A1(0,-a),A2(0,a) ay=±bx ce=a,e∈(1,+∞),其中c=a2+b2 线段A1A2叫做双曲线的实轴,它的长|A1A2|=2a;线段B1B2叫做双曲线的虚轴,它的长|B1B2|=2b;a叫做双曲线的实半轴长,b叫做双曲线的虚半轴长 c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)

一条规律

双曲线为等轴双曲线⇔双曲线的离心率e=2⇔双曲线的两条渐近线互相垂直(位置关系). 两种方法

(1)定义法:由题目条件判断出动点轨迹是双曲线,由双曲线定义,确定2a、2b或2c,从而求出a2、b2,写出双曲线方程.

(2)待定系数法:先确定焦点是在x轴上还是在y轴上,设出标准方程,再由条件确定a2、b2的值,即“先定型,再定量”;如果焦点位置不好确定,可将双曲线x2y2

方程设为m2-n2=λ(λ≠0),再根据条件求λ的值. 三个防范

(1)区分双曲线中的a,b,c大小关系与椭圆a,b,c关系,在椭圆中a2=b2+c2,而在双曲线中c2=a2+b2. (2)双曲线的离心率大于1,而椭圆的离心率e∈(0,1). x2y2by2x2

(3)双曲线a2-b2=1(a>0,b>0)的渐近线方程是y=±ax,a2-b2=1(a>0,b>a0)的渐近线方程是y=±bx. 双基自测

x2y2

1.(人教A版教材习题改编)双曲线10-2=1的焦距为( ).

A.32 B.42 C.33 D.43

解析 由已知有c2=a2+b2=12,∴c=23,故双曲线的焦距为43. 答案 D

2.(2011·安徽)双曲线2x2-y2=8的实轴长是( ). A.2 B.22 C.4 D.42

x2y2

解析 双曲线2x-y=8的标准方程为4-8=1,所以实轴长2a=4.

2

2

答案 C

x2y2

3.(2012·烟台调研)设双曲线a2-b2=1(a>0,b>0)的虚轴长为2,焦距为23,则双曲线的渐近线方程为( ). A.y=±2x 2C.y=±2x

B.y=±2x 1D.y=±2x

b

解析 由题意得b=1,c=3.∴a=2,∴双曲线的渐近线方程为y=±ax,即y2=±2x. 答案 C

x2y2

4.(2011·山东)已知双曲线a2-b2=1(a>0,b>0)的两条渐近线均和圆C:x2+y2-6x+5=0相切,且双曲线的右焦点为圆C的圆心,则该双曲线的方程为

( ).

x2y2

A.5-4=1 x2y2

C.3-6=1

x2y2

B.4-5=1 x2y2

D.6-3=1

解析 圆心的坐标是(3,0),圆的半径是2,双曲线的渐近线方程是bx±ay=0,根3b3bx22据已知得22=2,即3=2,解得b=2,则a=5,故所求的双曲线方程是5a+by2

-4=1. 答案 A

x2y2

5.(2012·银川质检)设P是双曲线a2-9=1上一点,双曲线的一条渐近线方程为3x-2y=0,F1、F2分别是双曲线的左、右焦点,若|PF1|=3,则|PF2|等于________. 3

解析 由渐近线方程y=2x,且b=3,得a=2,由双曲线的定义,得|PF2|-|PF1|=4,又|PF1|=3,∴|PF2|=7. 答案 7

考向一 双曲线定义的应用

x2y2

【例1】►(2011·四川)双曲线64-36=1上一点P到双曲线右焦点的距离是4,那么点P到左准线的距离是________.

[审题视点] 利用双曲线的第一定义和第二定义解题.

解析 由已知,双曲线中,a=8,b=6,所以c=10,由于点P到右焦点的距离为4,4<a+c=18,所以点P在双曲线右支上.由双曲线定义,可知点P到左焦点的距离为2×8+4=20,设点P到双曲线左准线的距离为d,再根据双曲线第20c10

二定义,有d=a=8,故d=16. 答案 16

由双曲线的第一定义可以判断点P的位置关系,在利用第二定义解题

时,要注意左焦点与左准线相对应,右焦点与右准线相对应.

x2

【训练1】 (2012·太原重点中学联考)在平面直角坐标系xOy中,已知双曲线4-y2

12=1上一点M的横坐标为3,则点M到此双曲线的右焦点的距离为________.解析 由题易知,双曲线的右焦点为(4,0),点M的坐标为(3,15)或(3,-15),则点M到此双曲线的右焦点的距离为4. 答案 4

考向二 求双曲线的标准方程

5【例2】►(2012·东莞调研)设椭圆C1的离心率为13,焦点在x轴上且长轴长为26.若曲线C2上的点到椭圆C1的两个焦点的距离的差的绝对值等于8,则曲线C2

的标准方程为( ). x2y2

A.42-32=1 x2y2

C.32-42=1

x2y2

B.132-52=1 x2y2

D.132-122=1

[审题视点] 抓住C2上动点满足的几何条件用定义法求方程. 解析 由题意知椭圆C1的焦点坐标为:F1(-5,0),F2(5,0). 设曲线C2上的一点P.则||PF1|-|PF2||=8. 由双曲线的定义知:a=4,b=3. x2y2

故曲线C2的标准方程为42-32=1. 答案 A

(1)当焦点位置不确定时,方程可能有两种形式,求方程时应分类讨论,

或者将方程设为mx2+ny2=1(mn<0).

(2)已知双曲线的渐近线方程bx±ay=0,求双曲线方程时,可设双曲线方程为b2x2-a2y2=λ(λ≠0).根据其他条件确定λ的值.若求得λ>0,则焦点在x轴上;若求得λ<0,则焦点在y轴上.

x2y2【训练2】 (2012·郑州模拟)已知双曲线a2-b2=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程是y=3x,它的一个焦点与抛物线y2=16x的焦点相同.则双曲线的方程为________.

b

解析 ∵双曲线的渐近线为y=3x,∴a=3, ∵双曲线的一个焦点与y2=16x的焦点相同. ∴c=4.

∴由①②可知a2=4,b2=12. x2y2

∴双曲线的方程为4-12=1. x2y2

答案 4-12=1.

考向三 双曲线的几何性质的应用

2

x2y22y【例3】►(2011·浙江)已知椭圆C1:a2+b2=1(a>b>0)与双曲线C2:x-4=1

有公共的焦点,C2的一条渐近线与以C1的长轴为直径的圆相交于A,B两点.若C1恰好将线段AB三等分,则( ). 131

A.a2=2 B.a2=13 C.b2=2 D.b2=2

2

[审题视点] 取一条C2的渐近线,将其与C1联立求得弦长|AB|,令|AB|=3a,方可得出结论.

y=2x,

解析 依题意a2-b2=5,根据对称性,不妨取一条渐近线y=2x,由x2y2

2+2=1ab解得x=±

ab25ab

,故被椭圆截得的弦长为,又C1把AB三等分,所

4a2+b24a2+b2以25ab2a222221=,两边平方并整理得a=11b,代入a-b=5得b=2. 4a2+b23

答案 C

在双曲线的几何性质中,应充分利用双曲线的渐近线方程,简化解题

过程.同时要熟练掌握以下三方面内容:

(1)已知双曲线方程,求它的渐近线; (2)求已知渐近线的双曲线的方程; (3)渐近线的斜率与离心率的关系,

c2-a2b

如k=a=a=c222-1=e-1. a

【训练3】 (2010·辽宁)设双曲线的一个焦点为F,虚轴的一个端点为B,如果直线FB与该双曲线的一条渐近线垂直,那么此双曲线的离心率为( ). A.2 B.3 C.

3+15+1 D.22 x2y2b

解析 设双曲线方程为a2-b2=1(a>0,b>0),F(c,0),B(0,b),则kBF=-c,b

双曲线的渐近线方程为y=±ax,

bb1±52222∴-c·=-1,即b=ac,c-a=ac,∴e-e-1=0,解得e=

a2.又e>1,∴e=

5+12. 答案 D

难点突破21——高考中椭圆与双曲线的离心率的求解问题

离心率是圆锥曲线的重要几何性质,是高考重点考查的一个知识点.这类问题一般有两类:一类是根据一定的条件求椭圆或双曲线的离心率;另一类是根据一定的条件求离心率的取值范围.无论是哪类问题,其难点都是建立关于a,b,c的关系式(等式或不等式),并且最后要把其中的b用a,c表达,转化为关于离心率e的关系式,这是化解有关椭圆和双曲线的离心率问题难点的根本方法. 【示例1】► (2010·广东)若一个椭圆长轴的长度、短轴的长度和焦距成等差数列,则该椭圆的离心率是( ).

4321 A.5 B.5 C.5 D.5

【示例2】► (2011·福建)设圆锥曲线Γ的两个焦点分别为F1,F2.若曲线Γ上存在点P满足|PF1|∶|F1F2|∶|PF2|=4∶3∶2,则曲线Γ的离心率等于( ). 13A.或 221

C.2或2

2

B.或2 323D.3或2

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