(新教材)北师大版精品数学资料
3.2 双曲线的简单性质
学习目标 1.了解双曲线的简单性质(范围、对称性、顶点、实轴长和虚轴长等).2.了解离心率的定义、取值范围和渐近线方程.3.能用双曲线的简单性质解决一些简单问题.
知识点 双曲线的性质
标准方程 x2y2-=1(a>0,b>0) a2b2y2x2-=1(a>0,b>0) a2b2图形 范围 对称性 性质 渐近线 离心率 a,b,c间的关系
x2y2y2x2
1.双曲线2-2=1与2-2=1(a>0,b>0)的形状相同.(√)
ababx2y2y2x2
2.双曲线2-2=1与2-2=1(a>0,b>0)的渐近线相同.(×)
abab3.实轴长与虚轴长相等的双曲线的离心率为2.(√)
x≥a或x≤-a y≤-a或y≥a 对称轴:坐标轴;对称中心:原点 by=±x aay=±x bce=,e∈(1,+∞),其中c=a2+b2 ac2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)
类型一 双曲线的性质
例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 双曲线的简单性质
题点 由双曲线方程求a,b,c及渐近线 x2y2
解 双曲线的方程化为标准形式是-=1,
94∴a2=9,b2=4,∴a=3,b=2,c=13. 又双曲线的焦点在x轴上, ∴顶点坐标为(-3,0),(3,0), 焦点坐标为(-13,0),(13,0),
c13
实轴长2a=6,虚轴长2b=4,离心率e==,
a32
渐近线方程为y=±x.
3引申探究
求双曲线nx2-my2=mn(m>0,n>0)的实半轴长、虚半轴长、焦点坐标、离心率、顶点坐标和渐近线方程.
x2y2
解 把方程nx-my=mn(m>0,n>0)化为标准方程为-=1(m>0,n>0),
mn
2
2
由此可知,实半轴长a=m, 虚半轴长b=n,c=焦点坐标为(c
离心率e==a
m+n,
m+n,0),
m+n,0),(-m+n
=m
n1+, m
顶点坐标为(-m,0),(m,0), 所以渐近线方程为y=±nmnx,即y=±x.
mm反思与感悟 由双曲线的方程研究性质的解题步骤 (1)把双曲线方程化为标准形式是解决本题的关键. (2)由标准方程确定焦点位置,确定a,b的值.
(3)由c2=a2+b2求出c的值,从而写出双曲线的简单性质.
跟踪训练1 求双曲线9y2-16x2=144的实半轴长和虚半轴长、焦点坐标、离心率、渐近线方程.
考点 双曲线的简单性质
题点 由双曲线方程求a,b,c及渐近线 解 把方程9y2-16x2=144化为标准方程为 y2x2
-=1. 4232由此可知,实半轴长a=4,虚半轴长b=3, c=
a2+b2=42+32=5,焦点坐标是(0,-5),(0,5),
c54
离心率e==,渐近线方程为y=±x.
a43类型二 由双曲线的性质求标准方程
例2 (1)已知双曲线的实轴长与虚轴长之和等于其焦距的2倍,且一个顶点的坐标为(0,2),则双曲线的标准方程为( ) x2y2
A.-=1 44x2y2
C.-=1 84
考点 双曲线的简单性质
题点 由双曲线方程求a,b,c及渐近线 答案 B
解析 由已知,得双曲线的焦点在y轴上, y2x2
从而可设双曲线的方程为2-2=1(a>0,b>0).
ab∵一个顶点为(0,2),∴a=2.
又实轴长与虚轴长之和等于焦距的2倍, ∴2a+2b=22c. 又a2+b2=c2,∴b2=4, y2x2
∴所求双曲线的方程为-=1.
44
x2y2
(2)求与双曲线-=1有共同的渐近线,并且经过点A(23,-3)的双曲线的方程.
169
y2x2
B.-=1 44y2x2
D.-=1 84
考点 双曲线的简单性质
题点 由双曲线方程求a,b,c及渐近线 x2y23
解 双曲线-=1的渐近线方程为y=±x.
1694当所求双曲线的焦点在x轴上时,
x2y2
设所求双曲线的方程为2-2=1(a>0,b>0).
abb33因为=,所以b=a.①
a44
129
因为点A(23,-3)在所求双曲线上,所以2-2=1.②
ab联立①②得方程组无解. 当所求双曲线的焦点在y轴上时,
y2x2
设所求双曲线的方程为2-2=1(a>0,b>0),
aba33因为=,所以a=b.③
b44
912
因为点A(23,-3)在所求双曲线上,所以2-2=1.④
ab9
由③④,得a2=,b2=4,
4y2x2
所以所求双曲线的方程为-=1.
944
反思与感悟 (1)根据双曲线的某些性质求双曲线方程,一般用待定系数法转化为解方程(组),但要注意焦点的位置,从而正确选择方程的形式. (2)巧设双曲线方程的六种方法与技巧
x2y2
①焦点在x轴上的双曲线的标准方程可设为2-2=1(a>0,b>0).
aby2x2
②焦点在y轴上的双曲线的标准方程可设为2-2=1(a>0,b>0).
ab
x2y2x2y2
③与双曲线2-2=1共焦点的双曲线方程可设为2-2=1(λ≠0,-b2<λ
aba-λb+λx2y2x2y2
④与双曲线2-2=1具有相同渐近线的双曲线方程可设为2-2=λ(λ≠0).
abab⑤渐近线为y=kx的双曲线方程可设为k2x2-y2=λ(λ≠0).
⑥渐近线为ax±by=0的双曲线方程可设为a2x2-b2y2=λ(λ≠0).
y2x2
跟踪训练2 (1)求与双曲线-=1有共同的渐近线,且经过点M(3,-2)的双曲线的标准
43方程;
x2y223
(2)已知双曲线2-2=1(a>0,b>0)的离心率e=,过点A(0,-b)和B(a,0)的直线与原点
ab3的距离为3
,求此双曲线的标准方程. 2
考点 由双曲线的简单性质求方程
题点 已知双曲线的焦距、渐近线求双曲线的方程 y2x2
解 (1)设所求双曲线的方程为-=λ(λ≠0).
43∵点M(3,-2)在双曲线上, 49
∴-=λ,即λ=-2. 43
x2y2
∴双曲线的标准方程为-=1.
68
a2+b2423c23
(2)∵e=,∴=,∴2=,∴a2=3b2.①
3a3a3又∵直线AB的方程为bx-ay-ab=0, ∴d=
|ab|a2+b2
=
3
,即4a2b2=3(a2+b2).② 2
解①②组成的方程组,得a2=3,b2=1. x22
∴双曲线的标准方程为-y=1.
3类型三 求双曲线的离心率
x2y2
例3 已知F1,F2是双曲线2-2=1(a>0,b>0)的两个焦点,PQ是经过F1且垂直于x轴
ab的双曲线的弦,如果∠PF2Q=90°,求双曲线的离心率. 考点 双曲线的离心率与渐近线 题点 求双曲线的离心率
c2y2
解 设F1(c,0),将x=c代入双曲线的方程得2-2=1,
abb2
那么y=±. a
由|PF2|=|QF2|,∠PF2Q=90°,知|PF1|=|F1F2|,