【暑假衔接】人教A版新高二数学 新课预习-3.2 双曲线(教师版+学生版)
展开1.了解双曲线的定义、几何图形和标准方程及其求法
2.会利用双曲线的定义和标准方程解决简单问题.
3.掌握双曲线的简单几何性质.
4.理解双曲线离心率的定义、取值范围和渐近线方程.
5.会判断直线与双曲线的位置关系.
【知识梳理】
知识点一 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非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹.
2.定义的集合表示:{M|||MF1|-|MF2||=2a,0<2a<|F1F2|}.
3.焦点:两个定点F1,F2.
4.焦距:两焦点间的距离,表示为|F1F2|.
知识点二 双曲线的标准方程与性质
知识点三 等轴双曲线
实轴和虚轴等长的双曲线,它的渐近线方程是y=±x,离心率为eq \r(2).
知识点四 直线与双曲线的位置关系
设直线l:y=kx+m(m≠0),①
双曲线C:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0),②
把①代入②得(b2-a2k2)x2-2a2mkx-a2m2-a2b2=0.
(1)当b2-a2k2=0,即k=±eq \f(b,a)时,直线l与双曲线C的渐近线平行,直线与双曲线相交于一点.
(2)当b2-a2k2≠0,即k≠±eq \f(b,a)时,Δ=(-2a2mk)2-4(b2-a2k2)(-a2m2-a2b2).
Δ>0⇒直线与双曲线有两个公共点;
Δ=0⇒直线与双曲线有一个公共点;
Δ<0⇒直线与双曲线有0个公共点.
知识点五 弦长公式
若斜率为k(k≠0)的直线与双曲线相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则|AB|=eq \r(1+k2[x1+x22-4x1x2]).
【例题详解】
双曲线的定义及其应用
例1 (1)已知,,动点P满足(a为常数),则下列说法中错误的是( )
A.时,点P的轨迹是y轴
B.时,点P的轨迹是一条直线
C.或时,点P的轨迹不存在
D.时,点P的轨迹是双曲线
(2)平面内到两个定点的距离之差的绝对值等于的点的轨迹是( )
A.双曲线B.两条射线C.一条线段D.一条直线
(3)双曲线上的点P到一个焦点的距离为11,则它到另一个焦点的距离为( )
A.1或21B.14或36C.2D.21
跟踪训练1 (1)在平面直角坐标系中,已知点,,动点Р满足,则动点P的轨迹是( )
A.椭圆B.抛物线
C.双曲线D.双曲线的一支
(2)已知双曲线上一点到双曲线的一个焦点的距离为3,则到另一个焦点的距离为 .
二、双曲线的简单几何性质
例2 (1)(多选)关于双曲线与双曲线,下列说法不正确的是( )
A.实轴长相等B.离心率相等
C.焦距相等D.焦点到渐近线的距离相等
(2)求下列双曲线的实轴长、虚轴长、顶点坐标、焦点坐标、离心率及渐近线方程:
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①;
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②;
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③;
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④.
跟踪训练2 (1)(多选)已知双曲线C:,则下列说法正确的是( )
A.双曲线C的实轴长为2
B.若(4,0)是双曲线C的一个焦点,则m=6
C.若双曲线C的两条渐近线相互垂直,则m=2
D.双曲线C的焦点到渐近线的距离为m
(2)求双曲线的实轴长、虚轴长、焦点坐标、渐近线方程.
三、求双曲线的标准方程
例3 (1)以直线为渐近线,一个焦点坐标为的双曲线方程是( )
A.B.C.D.
(2)在双曲线中,虚轴长为6,且双曲线与椭圆有公共焦点,则双曲线的方程是( )
A.B.
C.D.
(3)根据下列条件,求双曲线的标准方程:
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①以椭圆短轴的两个端点为焦点,且过点;
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②经过点和.
跟踪训练3 (1)顶点距离为6,渐近线方程是的双曲线方程是( )
A.或B.或
C.D.
(2)已知双曲线的一条渐近线的倾斜角为,且与椭圆有相等的焦距,则C的方程为( )
A.B.
C.D.
四、与双曲线有关的轨迹问题
例4 (1)若动点满足关系式,则点的轨迹是( )
A.直线B.圆C.椭圆D.双曲线一支
(2)动圆M与圆:,圆:,都外切,则动圆圆心M的轨迹方程为( )
A.B.C. D.
(3)已知,,若点满足,则P点的轨迹是什么,并求点P的轨迹方程.
跟踪训练4 求下列动圆的圆心的轨迹方程:
(1)与圆和圆都内切;
(2)与圆内切,且与圆外切;
(3)在中,,,直线,的斜率之积为,求顶点的轨迹方程.
五、求双曲线的离心率
例5 (1)点到双曲线:的一条渐近线的距离为,则双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.5
(2)已知双曲线的渐近线为,则该双曲线的离心率为 .
跟踪训练5 (1)已知双曲线:的顶点到一条渐近线的距离为实轴长的倍,则双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.2
(2)已知,是双曲线的左,右焦点,点在上,垂直于轴,,则的离心率为( )
A.B.C.D.
六、直线与双曲线的位置关系
例6 (1)直线与双曲线的位置关系是( )
A.相切B.相交C.相离D.无法确定
(2)过点 作直线l,使l与双曲线有且仅有一个公共点,这样的直线l共有( )
A.1条B.2条C.3条D.4条
(3)过双曲线的右焦点F作倾斜角为的直线,交双曲线于两点,求弦长.
(4)已知双曲线,直线,若直线与双曲线的右支有两个交点,求的取值范围.
跟踪训练6 (1)(多选)若直线与双曲线有两个交点,则的值可以是( )
A.1B.2C.3D.4
(2)已知F1(-5,0),F2(5,0)是双曲线C的两个焦点,过F2且垂直于x轴的直线交C于A,B两点,且|AB|=,则C的方程为 .
(3)已知双曲线C的焦点在x轴上,焦距为10,且它的一条渐近线方程为
( = 1 \* rman \* MERGEFORMAT i)求C的标准方程;
( = 2 \* rman \* MERGEFORMAT ii)过C的右顶点,斜率为2的直线l交C于A,B两点,求
【课堂巩固】
1.在双曲线的标准方程中,若,则其标准方程是( )
A.B.C.D.或
2.已知点,动点满足,则动点的轨迹方程为( )
A.B.
C.D.
3.若双曲线的虚轴长为,则该双曲线的渐近线的方程是( )
A.B.
C.D.
4.已知双曲线C:的一条渐近线与直线垂直,则该双曲线C的离心率为( )
A.B.C.2D.
5.在平面直角坐标系中,直线与双曲线的一条渐近线平行,且双曲线的一个焦点在直线l上,则双曲线的方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】根据直线与双曲线得一条渐近线平行可得的关系,求出双曲线的一个焦点的坐标,再根据的关系求出,即可得解.
【详解】因为直线与双曲线的一条渐近线平行,
所以,即,
由直线,令,得,
则双曲线的一个焦点为,即半焦距,
由,得,所以,
所以双曲线的方程为.
故选:C.
6.双曲线的渐近线与圆相切,则双曲线的离心率为( )
A.B.2C.D.
7.过点与双曲线只有一个公共点的直线有( )条.
A.1B.2C.3D.4
8.过双曲线的一个焦点且与双曲线的实轴垂直的弦叫做双曲线的通径,则双曲线的通径长是( )
A.B.C.D.
9.(多选)已知曲线,则下列说法正确的是( )
A.若是椭圆,则其长轴长为
B.若,则是双曲线
C.C不可能表示一个圆
D.若,则上的点到焦点的最短距离为
10.(多选)已知双曲线,则( )
A.的焦距为
B.的虚轴长是实轴长的倍
C.双曲线与有相同的渐近线
D.点到的一条渐近线的距离为
11.已知双曲线的一条渐近线与直线垂直,则a的值为 .
12.双曲线C: 的渐近线与直线交于A,B两点,且,那么双曲线C的离心率为 .
13.已知双曲线的方程为,写出它的顶点坐标、焦点坐标、实半轴长、虚半轴长与渐近线方程.
14.已知双曲线C的焦点在x轴上,焦距为4,且它的一条渐近线方程为.
(1)求C的标准方程;
(2)若直线与双曲线C交于A,B两点,求.
15.若双曲线C:上一点到左、右焦点的距离之差的绝对值为2.
(1)求双曲线C的方程;
(2)设、是双曲线的左、右焦点,点P是双曲线上的点,若,求的面积.
【课时作业】
1.若点在双曲线上,双曲线的焦点为,且,则等于( )
A.2B.4C.8D.12
2.已知双曲线过点,且与椭圆有公共焦点,则双曲线的标准方程是( )
A.B.
C.D.
3.若双曲线的一个焦点是,则实数( )
A.B.C.D.
4.已知双曲线经过点,则其渐近线方程是( )
A.B.
C.D.
5.在平面直角坐标系中,已知的顶点,,其内切圆圆心在直线上,则顶点C的轨迹方程为( )
A.B.
C.D.
6.已知双曲线的一条渐近线方程为,则双曲线的离心率为( )
A.2B.C.D.
7.已知双曲线的右焦点为,点,若直线与只有一个交点,则( )
A.B.C.D.
8.“直线与双曲线有且仅有一个公共点”是“直线与双曲线相切”的( )
A.充分非必要条件B.必要非充分条件
C.充要条件D.既非充分又非必要条件
9.若双曲线的一条渐近线与直线相互垂直,则双曲线的两个焦点与虚轴的一个端点构成的三角形的面积为 ( )
A.B.6C.D.8
10.已知直线与双曲线无公共交点,则双曲线C离心率e的取值范围为( ).
A.B.C.D.
11.(多选)在平面直角坐标系中,已知双曲线,则( )
A.离心率为2
B.渐近线方程为
C.实轴长为2
D.右焦点到渐近线的距离为
12.(多选)已知双曲线,则( )
A.双曲线与圆有2个公共点
B.双曲线的离心率与椭圆的离心率相同
C.双曲线的渐近线斜率与双曲线的渐近线的斜率互为倒数
D.双曲线与直线只有一个公共点
13.(多选)已知双曲线的两条渐近线的夹角为60°,则双曲线的离心率是( )
A.B.C.D.2
14.(多选)已知双曲线:,下列结论正确的是( )
A.双曲线的渐近线方程为
B.双曲线的焦点到渐近线的距离为
C.与双曲线的渐近线平行的直线与双曲线一定没有交点
D.若直线与双曲线没有交点,则的取值范围为
15.双曲线经过一点,渐近线方程为,则该双曲线的标准方程为 .
16.已知双曲线经过点,双曲线C的离心率为,则双曲线C的焦点到其渐近线的距离为 .
17.在平面直角坐标系中,已知点,,点的轨迹为.求的方程;
18.已知圆,圆.
(1)证明圆A与圆B相交,并求圆A与圆B的公共弦所在直线的方程;
(2)已知点,若直线PA,PC相交于点P,且它们的斜率之积为,求动点P的轨迹方程并说明轨迹图形.
19.已知双曲线与有相同的渐近线,点为的右焦点,,为的左右顶点.
(1)求双曲线的方程;
(2)过点倾斜角为的直线交双曲线于,两点,求.
20.已知椭圆的离心率为,且与双曲线有相同的焦点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设椭圆的左焦点为,过的直线与椭圆相交于两点,若,求直线的方程.
标准方程
eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)
eq \f(y2,a2)-eq \f(x2,b2)=1(a>0,b>0)
图形
性质
范围
x≥a或x≤-a
y≤-a或y≥a
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点坐标
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),A2(0,a)
渐近线
y=±eq \f(b,a)x
y=±eq \f(a,b)x
离心率
e=eq \f(c,a),e∈(1,+∞),其中c=eq \r(a2+b2)
a,b,c间的关系
c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)
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