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文档介绍
【数学】2019届高考一轮复习北师大版理9-6双曲线学案
第6讲 双曲线 1.双曲线的定义 条件 结论1 结论2 平面内的动点M与平面内的两个定点F1,F2 M点的 轨迹为 双曲线 F1、F2为双曲线的焦点 |F1F2|为双曲线的焦距 ||MF1|-|MF2||=2a 2a<|F1F2| 2.双曲线的标准方程和几何性质 标准方程 -=1 (a>0,b>0) -=1 (a>0,b>0) 图 形 性 质 范围 x≥a或x≤-a,y∈R y≤-a或y≥a,x∈R 对称性 对称轴:坐标轴,对称中心:原点 顶点 A1(-a,0),A2(a,0) A1(0,-a),A2(0,a) 渐近线 y=±x y=±x 离心率 e=,e∈(1,+∞) 实虚轴 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叫做双曲线的半实轴长,b叫做双曲线的半虚轴长 a、b、c 的关系 c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0) 3.等轴双曲线及性质 (1)等轴双曲线:实轴长和虚轴长相等的双曲线叫作等轴双曲线,其标准方程可写作:x2-y2=λ(λ≠0). (2)等轴双曲线⇔离心率e=⇔两条渐近线y=±x相互垂直. 4.双曲线中一些常用的结论 (1)双曲线的焦点到其渐近线的距离为b. (2)若P是双曲线右支上一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,则|PF1|max=a+c,|PF2|min=c-a. (3)同支的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于长轴的弦),其长为,异支的弦中最短的为实轴,其长为2a. (4)设P,A,B是双曲线上的三个不同的点,其中A,B关于原点对称,直线PA,PB斜率存在且不为0,则直线PA与PB的斜率之积为. (5)P是双曲线上不同于实轴两端点的任意一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,则S△PF1F2=b2·,其中θ为∠F1PF2. 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)平面内到点F1(0,4),F2(0,-4)距离之差的绝对值等于8的点的轨迹是双曲线.( ) (2)椭圆的离心率e∈(0,1),双曲线的离心率e∈(1,+∞).( ) (3)方程-=1(mn>0)表示焦点在x轴上的双曲线.( ) (4)等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率等于.( ) 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√ (2017·高考全国卷Ⅲ)已知双曲线C:-=1 (a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=x,且与椭圆+=1有公共焦点,则C的方程为( ) A.-=1 B.-=1 C.-=1 D.-=1 解析:选B.根据双曲线C的渐近线方程为y=x,可知= ①,又椭圆+=1的焦点坐标为(3,0)和(-3,0),所以a2+b2=9 ②,根据①②可知a2=4,b2=5,所以选B. (教材习题改编)已知双曲线-=1(a>0,b>0)的离心率为,则其渐近线方程为________. 解析:法一:由题意,得e===,解得=,所以双曲线的渐近线方程为y=±x=±x,即4x±3y=0. 法二:由题意,得e==,即c=a,所以b2=c2-a2=a2,所以=,所以双曲线的渐近线方程为y=±x=±x,即4x±3y=0. 答案:4x±3y=0 (2016·高考北京卷)已知双曲线-=1(a>0,b>0)的一条渐近线为2x+y=0,一个焦点为(,0),则a=________;b=________. 解析:由题意知,渐近线方程为y=-2x,由双曲线的标准方程以及性质可知=2,由c=,c2=a2+b2,可得b=2,a=1. 答案:1 2 双曲线的定义 [典例引领] (1)设双曲线x2-=1的两个焦点为F1,F2,P是双曲线上的一点,且|PF1|∶|PF2|=3∶4,则△PF1F2的面积等于( ) A.10 B.8 C.8 D.16 (2)(2018·孝感质检)△ABC的顶点A(-5,0),B(5,0),△ABC的内切圆圆心在直线x=3上,则顶点C的轨迹方程是________. 【解析】 (1)依题意|F1F2|=6,|PF2|-|PF1|=2,因为|PF1|∶|PF2|=3∶4,所以|PF1|=6,|PF2|=8,所以等腰三角形PF1F2的面积S=×8× =8. (2)如图,△ABC与内切圆的切点分别为G,E,F. |AG|=|AE|=8,|BF|=|BG|=2,|CE|=|CF|, 所以|CA|-|CB|=8-2=6. 根据双曲线定义,所求轨迹是以A,B为焦点,实轴长为6的双曲线的右支,方程为-=1(x>3). 【答案】 (1)C (2)-=1(x>3) 若本例(1)中“|PF1|∶|PF2|=3∶4”变为“PF1⊥PF2”,其他条件不变,如何求解. 解:设|PF1|=m,|PF2|=n,则 解得mn=16,所以S△PF1F2=mn=8. 双曲线定义的应用规律 类型 解读 求方程 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的值,从而求出a2,b2的值,写出双曲线方程 解焦点 三角形 利用双曲线上点M与两焦点的距离的差||MF1|-|MF2||=2a(其中2a<|F1F2|)与正弦定理、余弦定理,解决焦点三角形问题 [提醒] 在双曲线的定义中一是不能漏掉“绝对值”,否则轨迹是双曲线的一支;二是“常数”小于|F1F2|,否则轨迹是线段或不存在. [通关练习] 1.已知双曲线x2-=1的两个焦点为F1,F2,P为双曲线右支上一点.若|PF1|=|PF2|,则△F1PF2的面积为( ) A.48 B.24 C.12 D.6 解析:选B.由双曲线的定义可得|PF1|-|PF2|=|PF2|=2a=2,解得|PF2|=6,故|PF1|=8,又|F1F2|=10,故三角形PF1F2为直角三角形,因此S△PF1F2=|PF1|×|PF2|=24. 2.(2018·湖北武汉调研)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( ) A.8 B.9 C.10 D.12 解析:选B.由题意知,双曲线-=1的左焦点F的坐标为(-4,0),设双曲线的右焦点为B,则B(4,0),由双曲线的定义知|PF|+|PA|=4+|PB|+|PA|≥4+|AB|=4+=4+5=9,当且仅当A,P,B三点共线且P在A,B之间时取等号. 所以|PF|+|PA|的最小值为9. 双曲线的标准方程 [典例引领] (1)(2017·高考天津卷)已知双曲线-=1(a>0,b>0)的右焦点为F,点A在双曲线的渐近线上,△OAF是边长为2的等边三角形(O为原点),则双曲线的方程为( ) A.-=1 B.-=1 C.-y2=1 D.x2-=1 (2)若双曲线的渐近线方程为y=±x,且经过点(4,),则双曲线的方程为________. 【解析】 (1)由△OAF是边长为2的等边三角形可知,c=2,=tan 60°=,又c2=a2+b2,联立可得a=1,b=,所以双曲线的方程为x2-=1. (2)法一:因为双曲线的渐近线方程为y=±x, 所以可设双曲线的方程为x2-4y2=λ(λ≠0). 因为双曲线过点(4,),所以λ=16-4×()2=4, 所以双曲线的标准方程为-y2=1. 法二:因为渐近线y=x过点(4,2),而<2, 所以点(4,)在渐近线y=x的下方,在y=-x的上方(如图). 所以双曲线的焦点在x轴上,故可设双曲线方程为-=1(a>0,b>0). 由已知条件可得解得 所以双曲线的标准方程为-y2=1. 【答案】 (1)D (2)-y2=1 (1)求双曲线标准方程的答题模板 (2)利用待定系数法求双曲线方程的常用方法 ①与双曲线-=1共渐近线的方程可设为-=λ(λ≠0); ②若双曲线的渐近线方程为y=±x,则双曲线的方程可设为-=λ(λ≠0); ③若双曲线过两个已知点,则双曲线的方程可设为+=1(mn<0)或mx2+ny2=1(mn<0). [通关练习] 1.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的一条渐近线平行于直线l:y=2x+10,双曲线的一个焦点在直线l上,则双曲线的方程为( ) A.-=1 B.-=1 C.-=1 D.-=1 解析:选A.由题意知,双曲线-=1(a>0,b>0)的一条渐近线为y=2x,所以=2,即b2=4a2.又双曲线的一个焦点是直线l与x轴的交点,所以该焦点的坐标为(-5,0),所以c=5,即a2+b2=25,联立得解得a2=5,b2=20,故双曲线的方程为-=1. 2.与椭圆+y2=1共焦点且过点P(2,1)的双曲线方程是( ) A.-y2=1 B.-y2=1 C.-=1 D.x2-=1 解析:选B.法一:椭圆+y2=1的焦点坐标是(±,0).设双曲线方程为-=1(a>0,b>0),所以-=1,a2+b2=3,解得a2=2,b2=1,所以所求双曲线方程是-y2=1. 法二:设所求双曲线方程为+=1(1<λ<4),将点P(2,1)的坐标代入可得+=1, 解得λ=2(λ=-2舍去),所以所求双曲线方程为-y2=1. 双曲线的几何性质 (高频考点) 双曲线的几何性质及应用,是高考命题的热点,多以选择题或填空题的形式呈现,试题多为容易题或中档题.高考对双曲线的几何性质的考查主要有以下三个命题角度: (1)求双曲线的焦点(距)、实、虚轴长; (2)求双曲线的渐近线方程; (3)求双曲线的离心率(或范围). [典例引领] 角度一 求双曲线的焦点(距)、实、虚轴长 (2018·福建龙岩模拟)已知离心率为的双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,M是双曲线C的一条渐近线上的点,且OM⊥MF2,O为坐标原点,若S△OMF2=16,则双曲线的实轴长是( ) A.32 B.16 C.84 D.4 【解析】 由题意知F2(c,0),不妨令点M在渐近线y=x上,由题意可知|F2M|==b,所以|OM|==a.由S△OMF2=16,可得ab=16,即ab=32,又a2+b2=c2,=,所以a=8,b=4,c=4,所以双曲线C的实轴长为16.故选B. 【答案】 B 角度二 求双曲线的渐近线方程 过双曲线-=1(a>0,b>0)的左焦点F作圆O:x2+y2=a2的两条切线,切点为A,B,双曲线左顶点为C,若∠ACB=120°,则双曲线的渐近线方程为( ) A.y=±x B.y=±x C.y=±x D.y=±x 【解析】 如图所示,连接OA,OB, 设双曲线-=1(a>0,b>0)的焦距为2c(c>0),则C(-a,0),F(-c,0). 由双曲线和圆的对称性知,点A与点B关于x轴对称,则∠ACO=∠BCO=∠ACB=×120°=60°. 因为|OA|=|OC|=a,所以△ACO为等边三角形,所以∠AOC=60°. 因为FA与圆O切于点A,所以OA⊥FA, 在Rt△AOF中,∠AFO=90°-∠AOF=90°-60°=30°,所以|OF|=2|OA|,即c=2a, 所以b===a, 故双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线方程为 y=±x,即y=±x. 【答案】 A 角度三 求双曲线的离心率(或范围) (1)(2017·高考全国卷Ⅱ)若双曲线C:-=1(a>0,b>0)的一条渐近线被圆(x-2)2+y2=4所截得的弦长为2,则C的离心率为( ) A.2 B. C. D. (2)已知双曲线-=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0),若双曲线上存在一点P使=,则该双曲线的离心率的取值范围是________. 【解析】 (1)依题意,双曲线C:-=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为bx-ay=0.因为直线bx-ay=0被圆(x-2)2+y2=4所截得的弦长为2,所以=,所以3a2+3b2=4b2,所以3a2=b2,所以e===2,选择A. (2)在△PF1F2中,由正弦定理知=,又=,所以=,所以P在双曲线右支上,设P(x0,y0),如图, 又因为|PF1|-|PF2|=2a,所以|PF2|=.由双曲线几何性质知|PF2|>c-a,则>c-a,即e2-2e-1<0,所以1查看更多