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1、2.2双曲线2.2.1双曲线的简单几何性质由椭圆的第一个性质出发,首先来学习双曲线的第一个性质—范围.1.范围:观察双曲线,可以看出它在不等式x≤-a,x≥a的区域里下面利用双曲线的标准方程:求出它的范围:将方程①化为即x≤-a,x≥a.①MOF1F2xy(-c,0)(c,0)MOF1F2xy(-c,0)(c,0)2.对称性:类比研究椭圆对称性的方法,容易得到,双曲线关于x,y轴和原点都是对称的,这时,坐标轴是双曲线的对称轴,原点是双曲线的对称中心,双曲线的对称中心叫双曲线的中心.(a>b>0)3.顶点:在方
2、程①里,令y=0,得x=±a,因此双曲线和x轴有两个交点A1(-a,0),A2(a,0).因为x轴是双曲线的对称轴,所以双曲线和它的对称轴有令x=0,得y2=-b2,这个方程没有实数根说明双曲线和y轴没有交点,但我们也把B1(0,-b),B2(0,b)画在y轴上.(图2.3-6)两个交点,它们叫做双曲线的顶点.A1A2F1F2OB1B2ba2.3-6线段A1A2叫做双曲线的实轴,它的长等于2a,a叫做双曲线的半长实轴;线段B1B2叫做双曲线的虚轴,它的长等于2b,b叫做双曲线的半虚轴长.A1A2F1F2OB1
3、B2ba2.3-64.渐近线可以发现,点M的横坐标xM越来越大,d=MQ越来越小,但永远不等于0.A1A2F1F2B1B2ObaMQ若将双曲线的各支向外延伸,与这两条直线逐渐接近,我们把这两条直线叫做双曲线的渐近线.如图作虚线辅助线,围成一个虚线矩形,矩形的对角线所在的直线的方程:.A1A2F1F2B1B2ObaMQ在方程中,如果a=b,那么双曲线的方程为x2-y2=a2,它的实轴和虚轴的长都等于2a.这时,四条直线x=±a,y=±b围成正方形,渐近线方程为y=±x,它们互相垂直,并且平分双曲线实轴和虚轴所成
4、的角.实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线.A1A2F1F2OB1B2ba2.3-65.离心率与椭圆类似,双曲线的焦距与实轴长的比,叫做双曲线的离心率.因为c>a>0,所以双曲线的离心率e=>1.离心率可以刻画椭圆的扁平程度,双曲线的离心率刻画双曲线的什么几何特征?例1:已知:F1,F2是双曲线的两个焦点P为双曲线上一点,若PF1⊥PF2且∠PF1F2=则双曲线的离心率为多少?30°解:由题设
5、F1F2
6、=2c,
7、PF2
8、=2c,
9、PF1
10、=,根据双曲线的定义
11、PF2
12、-
13、PF1
14、=2a,即所以,离心率等于例
15、2:点M(x,y)到定点F(5,0)的距离和它到定直线l:的距离的比是常数,求点M的轨迹.解:设d是点M到直线l的距离,根据题意,所求轨迹就是集合由此得将上式两边平方,并简化,得9x2-16y2=144即所以,点M的轨迹是实轴、虚轴长分别为8,6的双曲线(如图2.3-9)2.3-9xFOHyM本例与书上2.2的例6比较,你有什么发现?双曲线的中心为原点O,焦点在x轴上,两条渐近线分别为l1,l2,经过右焦点F,垂直于l1的直线分别交l1,l2于A,B两点.成等差数列,且与同向(Ⅰ)求双曲线的离心率;(Ⅱ)设A
16、B被双曲线所截得的线段的长为4,求双曲线的方程.例3:,,解:(1)设OA=m-d,AB=m,OB=m+d由勾股定理可得:(m-d)2+m2=(m+d)2得:,由倍角公式,解得,则离心率.(2)过F的直线方程为,与双曲线方程联立,将a=2b,代入,化简有将数值代入,有,解得,b=3最后求得双曲线方程为:课堂小结1.范围:x≤-a,x≥aMOF1F2xy(-c,0)(c,0)2.对称性:双曲线关于x,y轴和原点都是对称的,这时,坐标轴是双曲线的对称轴,原点是双曲线的对称中心,双曲线的对称中心叫双曲线的中心.3.
17、顶点:双曲线和x轴的两个交点A1(-a,0),A2(a,0)叫做双曲线的顶点.A1A2F1F2OB1B2ba2.3-6线段A1A2叫做双曲线的实轴,它的长等于2a,a叫做双曲线的半长实轴;线段B1B2叫做双曲线的虚轴,它的长等于2b,b叫做双曲线的半虚轴长.4.渐近线A1A2F1F2B1B2ObaMQ若将双曲线的各支向外延伸,与这两条直线逐渐接近,我们把这两条直线叫做双曲线的渐近线.如图作虚线辅助线,围成一个虚线矩形,矩形的对角线所在的直线的方程:.A1A2F1F2OB1B2ba2.3-65.离心率双曲线的焦
18、距与实轴长的比,叫做双曲线的离心率.因为c>a>0,所以双曲线的离心率e=>1.实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线.椭圆、双曲线的标准方程以及它们之间的区别椭圆双曲线
19、MF1
20、+
21、MF2
22、=2a
23、MF1
24、-
25、MF2
26、=±2aa>c>0a2-c2=b2(b>0)c>a>0c2-a2=b2(b>0)(a>b>0)(a>0,b>0)高考链接(2008重庆文)如图,M(-2,0)和N(2,0)是平面上的两