?a2(b2?k2c2)b22当?0时,l与双曲线有同支的两个交点,此时k?2.
b2?a2k2a222ab1?k??, ?于是AB?1?k2?2?b?a2k2b2?a2k22ab2b2c2c2令t?1?k?1?2?2,则AB?2,而?a2,
aatc?a2t2c2c22ab22b2222?a?a??a,故AB?2?故. ttaa故双曲线同支的焦点弦中,通径最短.
对于双曲线非同支上的弦,最短为两个顶点为端点构成的弦,长度为2a,
2b22(a2?b2)2b2,当a?b时,2a?,故通径此时就是最短的焦点弦.但当a?b2a??aaa时,最短的焦点弦为顶点连线得到的弦.这个结论都不需要记忆.
例2⑴⑵都涉及到双曲线的通径问题与焦点弦问题,例2⑶是一般的弦长问题.
经典精讲
x2y2【例2】 ⑴直线l过双曲线C:??1的左焦点,
169①若l只与C的左支相交,则弦长的最小值为_____; ②若l与C的左右两支都相交,则弦长的最小值为_____; ③设直线l截双曲线C所得的弦长为d:若d?5,则满足条件的直线l有____条;若l?8,则满足条件的直线l有____条;若d?10,则满足条件的直线l有_____条.
y2π2⑵过双曲线x??1的左焦点F1作倾斜角为的弦AB,求△F2AB的周长(F2为双曲线
63的右焦点).
83⑶渐近线方程为x?2y?0和x?2y?0且被直线x?y?3?0所截得的弦长为的双曲
3线方程为_____________. 93,4. 【解析】 ⑴ ①;②8;③2,23(x?2). 0),直线AB方程为y?⑵ 双曲线焦点F1(?2,0),F2(2,3代入双曲线方程得8x2?4x?13?0,∴??16?4?8?13?16?27 ∴|AB|?1?k2?14?33?1???3. a38
13?0. 8∴直线与双曲线相交的两点在双曲线的左右两支上,设A(x1,y1)为左支上的点,设A(x1,y1),B(x2,y2),∵x1x2??B(x2,y2)为右支上的点,且?2?x1?0,x2?1
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第10讲·尖子-目标·教师版
∵AF2?AF1?2a,∴AF2?2a?AF1?2?AF1 ∵BF1?BF2?2a,∴BF2?BF1?2a?BF1?2
∴△F2AB的周长为AB?AF2?BF2?3?2?AF1?BF1?2?3?AF1?BF1 又∵AF1?1?∴AF1?BF1?123123?x1?2???x1?2?,BF1?1??x2?2???x2?2? 33332323?1?239??x1?x2?4?????4????33 33?232?∴△F2AB的周长为3?AF1?BF1?3?33 【点悟】本题求弦长利用两种方法:
⑴利用弦长公式|AB|?1?k2??求弦长,是通常使用的方法. a⑵本题中|AB|恰好是焦点弦长,求焦点弦长,对双曲线应区分两种情况处理. ①如果两个交点分别在左、右两支上,如下图左所示,则|AB|?|BF1|?|AF1|. ②如果两个交点在同一支上,如下图右所示,|AB|?|AF1|?|BF1|.
yBAF1OF2xF1BAOF2xy⑶
x?y2?1 图1图24设渐近线方程为x?2y?0和x?2y?0的双曲线系的方程为x2?4y2??.
?x2?4y2??,消去y????3x2?24x?36???0, ??x?y?3?0,2
∴??(24)2?4?3?(36??)?12?12????0
∴弦长?1?k2?2312??83?2??,解之得??4. a3322x2所求双曲线的方程为x?4y?4,即?y2?1.
4
考点3:双曲线中的夹角问题
<教师备案> 本考点主要解决角度问题,垂直与角度首先需要通过向量转化成代数表示式(垂直也可以
通过勾股定理等其它条件,但不如向量简单),再通过韦达定理对代数表达式进行转化.虽然双曲线近年考查较少,不作为重点,但双曲线的角度问题的处理也与椭圆没有什么区别,所以这些问题的处理也可以用于对直线与椭圆位置关系的处理.
第10讲·尖子-目标·教师版
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经典精讲
提高班学案1
y2【铺1】已知直线x?y?m?0与双曲线x??1交于不同的两点A,B,且OA?OB,求m的值.
2【解析】 设A、B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
2?2y2?1?x?由?得x2?2mx?m2?2?0. 2?x?y?m?0?判别式??8m2?8?0,x1?x2?2m,x1x2??m2?2,(*)
OA?OB?x1x2?y1y2?x1x2?(x1?m)(x2?m)?2x1x2?m(x1?x2)?m2?0, 将(*)代入上式解得m2?4?0?m??2.
y2【例3】 已知双曲线C:x?设直线l是圆O:x2?y2?2上动点P(x0,y0)(x0y0≠0)处的切?1,
2线,l与双曲线C交于不同的两点A,B,证明?AOB的大小为定值.
2【解析】 点P(x0,y0)(x0y0≠0)在圆x2?y2?2上,
x圆在点P(x0,y0)处的切线方程为y?y0??0(x?x0),化简得x0x?y0y?2.
y0?2y2?1?x?2222由?及x0?y0?2得(3x0?4)x2?4x0x?8?2x0?0, 2?xx?yy?20?02∵切线l与双曲线C交于不同的两点A、B,且0?x0?2, 2222∴3x0?4≠0,且??16x0?4(3x0?4)(8?2x0)?0,
设A、B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
24x08?2x0则x1?x2?2,x1x2?2,
3x0?43x0?4∵cos?AOB?OA?OBOA?OB,且
1?2?4?2x0(x1?x2)?x0(2?xx)(2?xx)?xx?x1x2?01021222?? y02?x0OA?OB?x1x2?y1y2?x1x2?28?2x01?2?23x0?42?x0222??8?2x28?2x2x08?2x0??8x0?4?2??20?20?0. ?23x0?43x0?4?3x0?43x0?4???∴?AOB的大小为90?.
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第10讲·尖子-目标·教师版
10.2直线与抛物线的位置关系
暑假知识回顾
直线l:y?kx?m与抛物线y?2px(p?0)的位置关系(斜率不存在时,单独讨论):
2?y?kx?m联立?2,消去y得:k2x2?2(km?p)x?m2?0,
?y?2pxm2当k?0时,解得x?,此时直线与抛物线的轴平行,一定有一个交点;
2p当k?0时,有??4p(p?2km),根据?的符号可得到公共点的个数.
说明:对于抛物线y2?2px来说,联立消元时消去y比消去x计算量大.
为了减少计算量,我们会设立倒斜横截式来设定直线,即设直线方程为my?x?b,此时m是直线的斜率的倒数,不能表示斜率为0的直线.但考虑到学生习惯设立直线的斜截式,而且大部分学校老师都引导学生设立斜截式,所以程度不太好的学生比较难习惯这种设法,反而容易出错.我们也可以在消元时直接将x表示成y,如:在上面的推导中,我们讨论k?0与k?0的情m2y?m况,当k?0时,直线方程为y?m,联立解得x?;当k?0时,有y2?2p?,即
2pk2p2pm4p28pm4p(p?2mk). y?y??0,得??2??kkkkk22 练习2:已知直线y?(a?1)x?1与曲线y2?ax恰有一个公共点,求实数a的值. ?y?(a?1)x?1【解析】 联立方程?2,
y?ax??x?1①当a?0时,次方程恰有一组解为?;
y?0?a?12②当a?0时,得y?y?1?0,
a?x??1a?1ⅰ.若; ?0,即a??1,则方程为?y?1?0,得?y??1a?a?14(a?1)4?0,即a??1,由??0得1??0,可得a??. aa5这时直线与曲线相切,只有一个公共点.
4综上,当a?0,?1,?时,直线与曲线y2?ax只有一个公共点.
5ⅱ.若
练习3:过点P(0,?4)的抛物线G:x2?4y的切线方程为 . 【解析】 设过点P(0,?4)的抛物线G:x2?4y的切线方程为y?kx?4,
将其与抛物线G:x2?4y联立,消去参数y可得x2?4kx?16?0,
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第10讲·尖子-目标·教师版
∵该直线与抛物线相切,故??16k2?64?0?k??2, ∴切线方程为y??2x?4.
练习4:顶点在原点,焦点在x轴上的抛物线,截直线2x?y?4?0所得的弦长为35,求抛物线方程. ?y2?2ax【解析】设抛物线的方程为y?2ax(a?0)由?得2x2?(8?a)x?8?0,
?2x?y?4?02设方程的两根为x1,x2,则1?k2x1?x2?35.
8?a,x1x2?4代入1?k2(x1?x2)2?4x1x2?35中 2可得a2?16a?36?0,解得a?2或a??18 把k?2,x1?x2?所以所求的抛物线方程为y2?4x或y2??36x.
考点4:抛物线的焦点弦问题
<教师备案> 抛物线的焦点弦有很多性质,这些性质的推导都用到了直线与抛物线的位置关系中常用的
处理方法,可以选择一些性质让学生进行推导,从而熟悉直线与抛物线位置关系问题的基本处理方法,这些性质不需要记忆,介绍完这些性质的推导过程再做后面的例5.
知识点睛
抛物线过焦点的弦有一些特殊的性质:(这些性质不需要记忆)
2已知AB是抛物线y?2px(p?0)的焦点弦,F为抛物线的焦点,AC,BD垂直于抛物线的准线于C,D两点,如图,记直线AB的倾斜角为?,A(x1,y1)、B(x2,y2),则有以下结论:
p2① x1?x2?;y1?y2??p2;
42p② |AB|?x1?x2?p?2;
sin?p2③ S△AOB?;
2sin?112??; ④
|AF||BF|p⑤ 以AF(BF)为直径的圆与y轴相切; ⑥ 以AB为直径的圆与抛物线准线相切; ⑦ A、O、D(B、O、C)三点共线.
<教师备案>推导过程如下:
?p?① ∵y2?2px(p?0)的焦点F?,0?,
?2?yCNDOBFθAMx10 第10讲·尖子-目标·教师版