高中数学人教版新课标A选修1-22.1合情推理与演绎推理背景图课件ppt
展开1.掌握双曲线的定义.2.掌握用定义法和待定系数法求双曲线的标准方程.3.理解双曲线标准方程的推导过程,并能运用标准方程解决相关问题.
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知识点一 双曲线的定义把平面内与两个定点F1,F2的距离的 等于常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做 .这两个定点叫做双曲线的 ,两焦点间的距离叫做双曲线的 .
知识点二 双曲线的标准方程
思考 (1)双曲线定义中,将“小于|F1F2|”改为“等于|F1F2|”或“大于|F1F2|”的常数,其他条件不变,点的轨迹是什么?答案 当距离之差等于|F1F2|时,动点的轨迹就是两条射线,端点分别是F1、F2,当距离之差大于|F1F2|时,动点的轨迹不存在.(2)确定双曲线的标准方程需要知道哪些量?答案 a,b的值及焦点所在的位置.
题型探究 重点突破
题型一 求双曲线的标准方程例1 根据下列条件,求双曲线的标准方程.
解 方法一 若焦点在x轴上,
∵P、Q两点在双曲线上,
∵双曲线经过点(-5,2),
∴λ=5或λ=30(舍去).
求双曲线的标准方程与求椭圆的标准方程的方法相似,可以先根据其焦点位置设出标准方程,然后用待定系数法求出a,b的值.若焦点位置不确定,可按焦点在x轴和y轴上两种情况讨论求解,此方法思路清晰,但过程复杂,注意到双曲线过两定点,可设其方程为mx2+ny2=1(mn<0),通过解方程组即可确定m、n,避免了讨论,从而简化求解过程.
跟踪训练1 求适合下列条件的双曲线的标准方程:(1)两个焦点的坐标分别是(-5,0),(5,0),双曲线上的点与两焦点的距离之差的绝对值等于8;解 由双曲线的定义知,2a=8,所以a=4,又知焦点在x轴上,且c=5,所以b2=c2-a2=25-16=9,
解 因为焦点在x轴上,
解得a2=8,b2=4,
题型二 双曲线定义的应用
(1)若双曲线上一点M到它的一个焦点的距离等于16,求点M到另一个焦点的距离;(2)如图,若P是双曲线左支上的点,且|PF1|·|PF2|=32,试求△F1PF2的面积.
(1)由双曲线的定义得||MF1|-|MF2||=2a=6,又双曲线上一点M到它的一个焦点的距离等于16,假设点M到另一个焦点的距离等于x,则|16-x|=6,解得x=10或x=22.故点M到另一个焦点的距离为10或22.
(2)将||PF2|-|PF1||=2a=6两边平方得|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|=36,∴|PF1|2+|PF2|2=36+2|PF1|·|PF2|=36+2×32=100.在△F1PF2中,由余弦定理得
∴∠F1PF2=90°,
(1)求双曲线上一点到某一焦点的距离时,若已知该点的横、纵坐标,则根据两点间距离公式可求结果;若已知该点到另一焦点的距离,则根据||PF1|-|PF2||=2a求解,注意对所求结果进行必要的验证(负数应该舍去,且所求距离应该不小于c-a).(2)在解决双曲线中与焦点三角形有关的问题时,首先要注意定义中的条件||PF1|-|PF2||=2a的应用;其次是要利用余弦定理、勾股定理或三角形面积公式等知识进行运算,在运算中要注意整体思想和一些变形技巧的应用.
跟踪训练2 已知双曲线 =1的左、右焦点分别是F1、F2,若双曲线上一点P使得∠F1PF2=60°,求△F1PF2的面积.
由双曲线的定义和余弦定理得|PF1|-|PF2|=±6,|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cs 60°,所以102=(|PF1|-|PF2|)2+|PF1|·|PF2|,所以|PF1|·|PF2|=64,
题型三 与双曲线有关的轨迹问题例3 如图,在△ABC中,已知|AB|= ,且三个内角A,B,C满足2sin A+sin C=2sin B,建立适当的坐标系,求顶点C的轨迹方程.
解 以AB边所在的直线为x轴,AB的垂直平分线为y轴,建立平面直角坐标系如图所示,
∵2sin A+sin C=2sin B,
∴2|BC|+|AB|=2|AC|,
由双曲线的定义知,点C的轨迹为双曲线的右支(除去与x轴的交点).
(1)求解与双曲线有关的点的轨迹问题,常见的方法有两种:①列出等量关系,化简得到方程;②寻找几何关系,由双曲线的定义,得出对应的方程.(2)求解双曲线的轨迹问题时要特别注意:①双曲线的焦点所在的坐标轴;②检验所求的轨迹对应的是双曲线的一支还是两支.
跟踪训练3 如图所示,已知定圆F1:(x+5)2+y2=1,定圆F2:(x-5)2+y2=42,动圆M与定圆F1,F2都外切,求动圆圆心M的轨迹方程.解 圆F1:(x+5)2+y2=1,圆心F1(-5,0),半径r1=1;圆F2:(x-5)2+y2=42,圆心F2(5,0),半径r2=4.设动圆M的半径为R,∴|MF2|-|MF1|=3<10=|F1F2|.∴点M的轨迹是以F1,F2为焦点的双曲线的左支,
则有|MF1|=R+1,|MF2|=R+4,
例4 已知F1、F2是双曲线 =1的左、右焦点,A是双曲线右支上的动点.(1)若点M(5,1),求|AM|+|AF2|的最小值;(2)若点M(5,n),求|AM|+|AF2|的最小值.
分析 画出草图,结合焦点三角形进行考虑.解 (1)草图如图所示.由双曲线的定义,知|AM|+|AF2|=|AM|+|AF1|-2a.由于点M在双曲线右支的右边,故由图知当点A在线段MF1上时,|AM|+|AF1|最小,即|AM|+|AF2|最小.
(2)类似(1)可知,当点M在双曲线右支的右边,
当M在双曲线右支的外边或其上,
解决这类综合性较强的双曲线问题时,应利用图形的形象直观的特点画图分析,并注意运用双曲线的定义,对所求解的问题进行恰当转化,使问题顺利地得到解决.
1.已知F1(3,3),F2(-3,3),动点P满足|PF1|-|PF2|=4,则P点的轨迹是( )A.双曲线 B.双曲线的一支C.不存在 D.一条射线解析 因为|PF1|-|PF2|=4,且4<|F1F2|,由双曲线定义知,P点的轨迹是双曲线的一支.
解析 由题意知,34-n2=n2+16,∴2n2=18,n2=9.∴n=±3.
解析 由标准方程得a2=10,b2=2,
4.已知双曲线中a=5,c=7,则该双曲线的标准方程为_____________________.
5.P是双曲线x2-y2=16的左支上一点,F1、F2分别是左、右焦点,则|PF1|-|PF2|=____.
所以a2=16,2a=8,因为P点在双曲线左支上,所以|PF1|-|PF2|=-8.
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