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双曲线讲义(教师版)

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一、双曲线知识点总结:

1. 双曲线的定义

(1)第一定义:当

时,

P

的轨迹为双曲线;

时,

P

的轨迹不存在;

2

1212||F F a PF PF ==-

时, P

的轨迹为以

21F F 、

为端点的两条射线

(2)双曲线的第二义

平面内到定点

F

与定直线

l

(定点 F

不在定直线

l

上)的距离之比是常数

e

(

1>e

)的点的轨迹为双曲线

2. 双曲线的标准方程与几何性质

与双曲线

122

22=-b y a x

共渐近线的双曲线系方程为:

)

0(2

22

2≠=-λλb y a x

与双曲线

122

22=-b y a x

共轭的双曲线为

22

221y x b a -=

等轴双曲线

2

22a y x ±=-

的渐近线方程为

x y ±=

,离心率为

2=e

.;

1.注意定义中“陷阱

问题1:已知

12(5,0),(5,0)

F F -

,一曲线上的动点 P

21,F F

距离之差为6,则双曲线的方程为

2.注意焦点的位置

问题2:双曲线的渐近线为

x

y 23±=

,则离心率为

二、双曲线经典题型:

1.定义题:

1.某中心接到其正东、正西、正北方向三个观测点的报告:正西、正北两个观测点同时听到了一声巨响,正东观测点听到的时间比其他两观测点晚4s. 已知各观测点到该中心的距离都是1020m. 试确定该巨响发生的位置.(假定当时声音传播的速度为340m/ s :相关各点均在同一平面上)

【解题思路】时间差即为距离差,到两定点距离之差为定值的点的轨迹是双曲线型的.

[解析]如图,以接报中心为原点O ,正东、正北方向为x 轴、y 轴正向,建立直角坐标系.设A 、B 、C 分别是西、东、北观测点,则A (-1020,0),B (1020,0),C (0,1020)

设P (x,y )为巨响为生点,由A 、C 同时听到巨响声,得|PA|=|PC|,故P 在AC 的垂直平分线PO 上,PO 的方程为y=-x ,因B 点比A 点晚4s 听到爆炸声,故|PB|- |PA|=340×4=1360

由双曲线定义知P 点在以A 、B 为焦点的双曲线

12

2

22=-b y a x

上,

依题意得a=680, c=1020,

1340

5680340568010202

2

22222222=?-?=-=-=∴y x a c b 故双曲线方程为

用y=-x 代入上式,得 5680±=x

,∵|PB|>|PA|,

10680),5680,5680(,5680,5680=-=-=∴PO P y x 故即

答:巨响发生在接报中心的西偏北450距中心

m 10680 处.

2. 设P 为双曲线

1

122

2

=-y x

上的一点F1、F2是该双曲线的两个焦点,若|PF1|:|PF2|=3:2,则△PF1F2的面积为 ( )

A .

36

B .12

C .

312

D .24

解析:

2:3||:||,13,12,121====PF PF c b a 由

又 ,22||||21==-a PF PF

由①、②解得

.4||,6||21==PF PF

,52||,52||||2212221==+F F PF PF

为21F PF ∴

直角三角形

.124621

||||212121=??=?=

∴?PF PF S F PF

故选B 。

3.如图2所示,

F

为双曲线

1

169:22=-y x C

的左

焦点,双曲线

C

上的点

i

P

()

3,2,17=-i P i

关于

y

轴对称,

F

P F P F P F P F P F P 654321---++

的值是( )

A .9

B .16

C .18

D .27

[解析]

=

-F P F P 61

=

-F P F P 52 643=-F P F P

,选C

4. P 是双曲线

)0,0(122

22>>=-b a b y a x

左支上的一点,F1、F2分别是左、右焦点,且焦距为2c ,则

21F PF ?

的内切圆的圆心的横坐标为( )

(A )

a -

(B ) b -

(C )

c -

(D )

c b a -+

[解析]设

21F PF ?

的内切圆的圆心的横坐标为

x

由圆的切线性质知,

a x a c x x c PF PF -=?=----=-000122|)(|||

5. 若椭圆

与双曲线

有相同的焦点F1,F2,P 是两条曲线的一个交点,则|PF1|·|PF2|的值是 ( )

A.

B.

C.

D.

【解析】椭圆的长半轴为

双曲线的实半轴为

,故选A.

2.求双曲线的标准方程

1已知双曲线C 与双曲线

162x

42y

=1有公共焦点,且过点(3

2

,2).求双曲线C 的方程.

【解题思路】运用方程思想,列关于

c b a ,,

的方程组

[解析] 解法一:设双曲线方程为

22a x

22b y

=1.由题意易求c=2 5

.又双曲线过点(3

2

,2),∴

22

)23(a

24b

=1.

又∵a2+b2=(2

5

)2,∴a2=12,b2=8.

故所求双曲线的方程为

122x

82y

=1.

解法二:设双曲线方程为

k x -162

k y +42

=1,

将点(3

2

,2)代入得k=4,所以双曲线方程为

122x

82y

=1.

2.已知双曲线的渐近线方程是

2

x y ±

=

,焦点在坐标轴上且焦距是10,则此双曲线的方程为 ;

[解析]设双曲线方程为

λ=-224y x

当 0>λ

时,化为

1

4

2

2

=-λ

λ

y x

2010452

=∴=∴λλ

0<λ

时,化为

142

2

=---λλy y ,

2010452-=∴=-

∴λλ

综上,双曲线方程为

22

1205x y -=

12052

2=-x y

3.以抛物线

x y 382=

的焦点

F

为右焦点,且两条渐近线是

03=±y x

的双曲线方程为___________________.

[解析] 抛物线

x y 382=

的焦点

F

)0,32(

,设双曲线方程为 λ=-223y x

9)32(342=∴=∴

λλ

,双曲线方程为

1392

2=-y x

4.已知点 (3,0)M -

(3,0)N ,

(1,0)B

,动圆

C

与直线

MN

切于点 B

,过

M

、 N

与圆

C 相切的两直线相交于点

P

,则

P

点的轨迹方程为

A .

2

2

1(1)

8y x x -=<-

B .

2

2

1(1)

8y x x -=>

C .

1

822

=+y x

(x > 0) D .

2

2

1(1)

10y x x -=>

[解析] 2=-=-BN BM PN PM

P

点的轨迹是以 M

N

为焦点,实轴长为2的双曲线的右支,选B

3.与渐近线有关的问题

1若双曲线

)0,0(122

22>>=-b a b y a x

的焦点到渐近线的距离等于实轴长,则双曲线的离心率为 ( )

A.

2

B.

3

C. 5

D.

2

【解题思路】通过渐近线、离心率等几何元素,沟通

c b a ,,

的关系

[解析] 焦点到渐近线的距离等于实轴长,故

a b 2= ,

5

122

222

=+==a b a c e

,所以

5=e

【名师指引】双曲线的渐近线与离心率存在对应关系,通过 c b a ,,

的比例关系可以求离心率,也可以求渐近线方程

2. 双曲线

22

149x y -=

的渐近线方程是 ( )

A.

23y x

B.

49y x

C.

32y x

D.

94y x

[解析]选C

3.焦点为(0,6),且与双曲线

1222

=-y x

有相同的渐近线的双曲线方程是 ( )

A . 124122

2=-y x

B .

124122

2=-x y

C . 112242

2=-x y

D .

112242

2=-y x

[解析]从焦点位置和具有相同的渐近线的双曲线系两方面考虑,选B

4.过点(1,3)且渐近线为

的双曲线方程是

【解析】设所求双曲线为

点(1,3)代入:

.代入(1):

即为所求.

【评注】在双曲线

中,令

即为其渐近线.根据这一点,可以简洁地设待求双曲线为

,而无须考虑其实、虚轴的位置.

4.几何

1.设

为双曲线

上的一点,

是该双曲线的两个焦点,若

,则

的面积为()

A.

B.

C.

D.

【解析】双曲线的实、虚半轴和半焦距分别是:

.设;

于是

故知△PF1F2是直角三角形,∠F1P F2=90°.

.选B.

5.求弦

1.双曲线

的一弦中点为(2,1),则此弦所在的直线方程为()

A.

B.

C.

D.

【解析】设弦的两端分别为

.则有:

.

∵弦中点为(2,1),∴

.故直线的斜率

.

则所求直线方程为:

,故选C.

“设而不求”具体含义是:在解题中我们希望得到某种结果而必须经过某个

步骤,只要有可能,可以用虚设代替而不必真地去求它.

但是,“设而不求”的手段应当慎用.不问条件是否成熟就滥用,也会出漏子.请看:

2.在双曲线

上,是否存在被点M(1,1)平分的弦?如果存在,求弦所在的直线方程;如不存在,请说明理由.

如果不问情由地利用“设而不求”的手段,会有如下解法:

【正解】在上述解法的基础上应当加以验证.由

这里

,故方程(2)无实根,也就是所求直线不合条件.

此外,上述解法还疏忽了一点:只有当

时才可能求出k=2.若

.说明这时直线与双曲线只有一个公共点,仍不符合题设条件.

结论;不存在符合题设条件的直线.

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