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(1)了解双曲线的实际背景,了解双曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用.
(2)了解双曲线的定义、几何图形和标准方程,知道它的简单几何性质.
(3)理解数形结合的思想.
(4)了解双曲线的简单应用.
一、双曲线的定义和标准方程
1.双曲线的定义
(1)定义:平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数(小于|F1F2|且大于零)的点的轨迹叫做双曲线.
这两个定点叫做双曲线的焦点,两个焦点间的距离叫做双曲线的焦距.
(2)符号语言:.
(3)当时,曲线仅表示焦点所对应的双曲线的一支;
当时,曲线仅表示焦点所对应的双曲线的一支;
当时,轨迹为分别以F1,F2为端点的两条射线;
当时,动点轨迹不存在.
2.双曲线的标准方程
双曲线的标准方程有两种形式:
(1)焦点在x轴上的双曲线的标准方程为(a>0,b>0),焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0),焦距为2c,且,如图1所示;
(2)焦点在y轴上的双曲线的标准方程为(a>0,b>0),焦点分别为F1(0,-c),F2(0,c),焦距为2c,且,如图2所示.
图1 图2
注:双曲线方程中a,b的大小关系是不确定的,但必有c>a>0,c>b>0.
3.必记结论
(1)焦点到渐近线的距离为b.
(2)与双曲线(a>0,b>0)有共同渐近线的双曲线方程可设为.
(3)若双曲线的渐近线方程为,则双曲线方程可设为或.
(4)与双曲线(a>0,b>0)共焦点的双曲线方程可设为
.
(5)过两个已知点的双曲线的标准方程可设为.
(6)与椭圆(a>b>0)有共同焦点的双曲线方程可设为.
二、双曲线的几何性质
1.双曲线的几何性质
标准方程
(a>0,b>0)
(a>0,b>0)
图形
范围
,
,
对称性
对称轴:x轴、y轴;对称中心:原点
焦点
左焦点F1(-c,0),右焦点F2(c,0)
下焦点F1(0,-c),上焦点F2(0,c)
顶点
轴
线段A1A2是双曲线的实轴,线段B1B2是双曲线的虚轴;
实轴长|A1A2|=2a,虚轴长|B1B2|=2b
渐近线
离心率e
2.等轴双曲线的概念和性质
实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线.等轴双曲线具有以下性质:
(1)方程形式为;
(2)渐近线方程为,它们互相垂直,并且平分双曲线实轴和虚轴所成的角;
(3)实轴长和虚轴长都等于,离心率.
考向一 双曲线的定义和标准方程
1.在双曲线的定义中要注意双曲线上的点(动点)具备的几何条件,即“到两定点(焦点)的距离之差的绝对值为一常数,且该常数必须小于两定点的距离”.若定义中的“绝对值”去掉,点的轨迹是双曲线的一支.同时注意定义的转化应用.
2.求双曲线方程时,一是注意判断标准形式;二是注意a、b、c的关系易错易混.
典例1 已知F1,F2为双曲线C:x2-y2=2的左、右焦点,点P在C上,|PF1|=2|PF2|,则cos∠F1PF2=
A. B.
C. D.
【答案】C
∴cos∠F1PF2==.
典例2 已知F为双曲线C:x29-y216=1的左焦点,P,Q为双曲线C
【答案】44
【解析】易知双曲线C:x29-
∴点A5,0是双曲线的右焦点,虚轴长为8
双曲线的图象如图:
1.若双曲线=1的左焦点为F,点P是双曲线右支上的动点,A(1,4),则|PF|+|PA|的最小值是________.?
考向二 求双曲线的方程
求解双曲线的标准方程时,先确定双曲线的类型,也就是确定双曲线的焦点所在的坐标轴是x轴还是y轴,从而设出相应的标准方程的形式,然后利用待定系数法求出方程中的的值,最后写出双曲线的标准方程.
在求双曲线的方程时,若不知道焦点的位置,则进行讨论,或可直接设双曲线的方程为.
典例3 已知双曲线C1与双曲线C2的焦点重合,C1的方程为x23-y2=1
【答案】
典例4 如图,已知圆C1:(x+3)2+y2=1和圆C2:(x-3)2+y2=9,动圆M同时与圆C1及圆C2相外切,求动圆圆心M的轨迹方程.
2.已知分别是双曲线E:的左、右焦点,P是双曲线上一点,到左顶点的距离等于它到渐近线距离的2倍.
(1)求双曲线的渐近线方程;
(2)当时,的面积为,求此双曲线的方程.
考向三 双曲线的渐近线
对于双曲线的渐近线,有下面两种考查方式:
(1)已知双曲线的方程求其渐近线方程;
(2)给出双曲线的渐近线方程求双曲线方程,由渐近线方程可确定a,b的关系,结合已知条件可解.
典例5 已知分别是双曲线的左、右焦点,的坐标为,若双曲线的右支上有一点,且满足,则该双曲线的渐近线方程为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】∵的坐标为(-7,0),∴c=7,
∵双曲线的右支上有一点P,满足,
∴2a=4,即a=2,
则b2=c2﹣a2=7﹣4=3,
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