第2章 2.3.2双曲线的几何性质

阅读: 评论:0

2.3.2 双曲线的几何性质
茶油精学习目标 1.了解双曲线的几何性质,如范围、对称性、顶点、渐近线和离心率等.2.能用双曲线的简单性质解决一些简单问题.3.能区别椭圆与双曲线的性质.
知识点一 双曲线的几何性质
思考 类比椭圆的几何性质,结合图象,你能得到双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的哪些几何性质?
答案 范围、对称性、顶点、离心率、渐近线.
梳理 
图形
性范围x≥a或x≤-a y≥a或y≤-a
知识点二 双曲线的离心率
思考 在椭圆中,椭圆的离心率可以刻画椭圆的扁平程度,在双曲线中,双曲线的“张口”大小是图象的一个重要特征,怎样描述双曲线的“张口”大小呢?
首饰焊接答案 双曲线x2a2-y2b2=1的各支向外延伸逐渐接近渐近线,所以双曲线的“张口”大小取决于ba的值,设e=ca,则ba=c2-a2a=e2-1.
当e的值逐渐增大时,ba的值增大,双曲线的“张口”逐渐增大.
梳理 定义:双曲线的焦距与实轴长的比e=ca,叫做双曲线的离心率.性质:离心率e的取值范围是(1,+∞).e越大,双曲线的张口越大.
知识点三 双曲线的相关概念
实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线,它的渐近线方程是y=±x,离心率为2.
1.等轴双曲线的离心率是1.( × )
2.椭圆的离心率与双曲线的离心率取值范围相同.( × )
3.双曲线有四个顶点,分别是双曲线与其实轴及虚轴的交点.( × )
4.方程y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±ba x.( × )
类型一 已知双曲线的标准方程研究几何性质
例1 求双曲线x2-3y2+12=0的实轴长、虚轴长、焦点坐标、顶点坐标、渐近线方程、离心率.
考点 双曲线的几何性质
题点 由双曲线的方程研究几何性质
解 将方程x2-3y2+12=0化为标准方程为y24-x212=1,
∴a2=4,b2=12,∴a=2,b=23,
∴c=a2+b2=16=4,
∴双曲线的实轴长为2a=4,虚轴长为2b=43;
焦点坐标为F1(0,-4),F2(0,4);顶点坐标为A1(0,-2),A2(0,2);渐近线方程为y=±33x;离心率e=2.
反思与感悟 已知双曲线方程求其几何性质时,若不是标准方程的要先化成标准方程,确定方程中a,b的对应值,利用c2=a2+b2得到c,然后确定双曲线的焦点位置,从而写出双曲线的几何性质.
跟踪训练1 求双曲线9y2-4x2=-36的顶点坐标、焦点坐标、实轴长、虚轴长、离心率和渐近线方程.
考点 双曲线的几何性质
题点 由双曲线的方程研究几何性质
解 将9y2-4x2=-36变形为x29-y24=1,
即x232-y222=1,∴a=3,b=2,c=13,
因此顶点坐标为(-3,0),(3,0);
焦点坐标为(-13,0),(13,0);
单向离合器轴承
实轴长是2a=6,虚轴长是2b=4;
离心率e=ca=133;
渐近线方程为y=±ba x=±23x.
类型二 由双曲线的几何性质确定标准方程
例2 求适合下列条件的双曲线的标准方程:
(1)虚轴长为12,离心率为54;
(2)顶点间距离为6,渐近线方程为y=±32x;
(3)求与双曲线x2-2y2=2有公共渐近线,且过点M(2,-2)的双曲线方程.
考点 双曲线性质的应用
题点 由双曲线的几何性质求方程
解 (1)设双曲线的标准方程为x2a2-y2b2=1或y2a2-x2b2=1(a>0,b>0).
由题意知2b=12,ca=54,且c2=a2+b2,
∴b=6,c=10,a=8,
楔形塞尺∴双曲线的标准方程为x264-y236=1或y264-x236=1.
(2)设以y=±32x为渐近线的双曲线方程为x24-y29=»(»≠0).
当»>0时,a2=4»,∴2a=24λ=6⇒»=94;
当»<0时,a2=-9»,∴2a=2-9λ=6⇒»=-1.
∴双曲线的标准方程为x29-y2814=1或y29-x24=1.
(3)设与双曲线x22-y2=1有公共渐近线的双曲线方程为x22-y2=»(»≠0).
将点(2,-2)代入双曲线方程,
得»=222-(-2)2=-2,煤气化炉
∴双曲线的标准方程为y22-x24=1.
反思与感悟 (1)求双曲线的标准方程的步骤:①确定或分类讨论双曲线的焦点所在的坐标轴;②设双曲线的标准方程;③根据已知条件或几何性质列方程,求待定系数;④求
出a,b,写出方程.
(2)①与双曲线x2a2-y2b2=1共焦点的双曲线方程可设为x2a2-λ-y2b2+λ=1(»≠0,-b2<»<a2);
②与双曲线x2a2-y2b2=1具有相同渐近线的双曲线方程可设为x2a2-y2b2=»(»≠0);
③渐近线方程为ax±by=0的双曲线方程可设为a2x2-b2y2=»(»≠0).
跟踪训练2 求适合下列条件的双曲线的标准方程:
(1)一个焦点为(0,13),且离心率为135;
(2)双曲线过点(3,92),离心率e=103;
(3)渐近线方程为y=±12x,且经过点A(2,-3).
考点 双曲线性质的应用
题点 由双曲线的几何性质求方程
解 (1)依题意可知,双曲线的焦点在y轴上,且c=13,
又ca=135,∴a=5,b=c2-a2=12,
故所求双曲线的标准方程为y225-x2144=1.
(2)由e2=109,得c2a2=109,设a2=9k(k>0),
则c2=10k,b2=c2-a2=k.
∴设所求双曲线方程为x29k-y2k=1,①
或y29k-x2k=1.②
将(3,92)代入①,得k=-161,与k>0矛盾,无解;
将(3,92)代入②,得k=9.
故所求双曲线的标准方程为y281-x29=1.
(3)方法一 ∵双曲线的渐近线方程为y=±12x,
若焦点在x轴上,设所求双曲线的标准方程为x2a2-y2b2=1(a>0,b>0),则ba=12.①
∵A(2,-3)在双曲线上,∴4a2-9b2=1.②
联立①②,无解.
若焦点在y轴上,设所求双曲线的标准方程为y2a2-x2b2=1(a>0,b>0),则ab=12.③
∵A(2,-3)在双曲线上,∴9a2-4b2=1.④
联立③④,解得a2=8,b2=32.
故所求双曲线的标准方程为y28-x232=1.
方法二 由双曲线的渐近线方程为y=±12x,可设双曲线方程为x222-y2=»(»≠0).
∵A(2,-3)在双曲线上,
∴2222-(-3)2=»,即»=-8.
故所求双曲线的标准方程为y28-x232=1.
类型三 求双曲线的离心率
例3 分别求适合下列条件的双曲线的离心率:
(1)双曲线的渐近线方程为y=±32x;
(2)双曲线x2a2-y2b2=1(0<a<b)的半焦距为c,直线l过(a,0),(0,b)两点,且原点到直线l的距离为34c.
考点 双曲线的几何性质
题点 求双曲线的离心率
解 (1)若焦点在x轴上,则ba=32,
∴e=b2a2+1=132;
若焦点在y轴上,则ab=32,即ba=23,
∴e=b2a2+1=133.
综上可知,双曲线的离心率为132或133.
(2)依题意得直线l:bx+ay-ab=0.
由原点到l的距离为34c,得aba2+b2=34c,
即ab=34c2,∴16a2b2=3(a2+b2)2,
即3b4-10a2b2+3a4=0,
∴3(b2a22-10×b2a2+3=0.
解得b2a2=13或b2a2=3.
又∵0<a<b,∴b2a2=3,∴e=1+b2a2=2.
反思与感悟 求双曲线的离心率,通常先由题设条件得到a,b,c的关系式,再根据c2=a2+b2,直接求a,c的值.而在解题时常把ca或ba视为整体,把关系式转化为关于ca或ba的方
程,解方程求之,从而得到离心率的值.同时也要注意问题中条件对离心率的限制,以保证问题结果的准确性.
跟踪训练3 (1)若双曲线的渐近线方程为y=±34x,则双曲线的离心率为________.
考点 双曲线的几何性质
题点 求双曲线的离心率
答案 54或53
解析 若焦点在x轴上,则ba=34,
∴e=b2a2+1=54;
若焦点在y轴上,则ab=34,即ba=43,
∴e=b2a2+1=53.
综上可知,双曲线的离心率为54或53.
(2)已知双曲线x2a2-y25=1的右焦点坐标为(3,0),则该双曲线的离心率e=________.
考点 双曲线的几何性质
题点 求双曲线的离心率
答案 32
解析 因为双曲线的右焦点坐标为(3,0),
所以c=3,b2=5,则a2=c2-b2=9-5=4,
所以a=2,所以e=ca=32.
1.双曲线的一个顶点坐标为(-1,0),一条渐近线方程为y=-2x,则双曲线方程
为____________.
考点 双曲线性质的应用
题点 由双曲线的几何性质求方程
答案 x2-y24=1
解析 由题意知a=1,又ba=2,
∴b=2,∴双曲线方程为x2-y24=1.
2.设双曲线x2a+y29=1的渐近线方程为3x±2y=0,则a=________.
考点 双曲线性质的应用
题点 以离心率或渐近线为条件的简单问题
皮革加工答案 -4
解析 ∵方程表示双曲线,
∴a<0,标准方程为y29-x2-a=1,
∴渐近线方程为y=±3-a x,
∴3-a=32,解得a=-4.

本文发布于:2023-05-14 10:38:45,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://patent.en369.cn/patent/2/98871.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:双曲线   方程   性质   标准
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2022 Comsenz Inc.Powered by © 369专利查询检索平台 豫ICP备2021025688号-20 网站地图