双曲线的简单几何性质测试卷(2)

2019-05-17 19:33

当点M在双曲线的左支上时,x1??a,且有

MF1d1?MF2d2?e

a2a2∴MF1?ed1?ex1????ex1?a?,MF2?ed2?ex1????ex1?a?

cc说明:以上结论称为双曲线的焦点半径公式,它在解题过程中发挥着很大的优越性,可

使解题过程的运算量简化,从而得到避繁就简效果.例如:

x2y2???1的一支上有三个不同点A?x1,y1?、B2?x2,在双曲线6?、C?x3,y3?与焦1312点F1?0,5?的距离成等差数列,求y1?y3的值.

解:直接利用焦半径公式,得:AF1?ey1?a,BF1?6e?a,CF1?ey3?a ∴AF1?CF1?2BF1,∴e?y1?y3??2a?12e?2a,即y1?y3?12

注意:一般地,在涉及到双曲线上的点到焦点的距离问题,应用焦半径公式是一种简单快捷的方法.

典型例题九

例9 如图所示,已知梯形ABCD中,AB?2CD,点E满足AE??EC,双曲线过C、D、E三点,且以A、B为焦点,当

23???时,求双曲线离心率的取值范围. 34分析一:依题意,建立恰当的坐标系,并通过A、B、E的坐标及双曲线的方程求解.

解法一:以直线AB为x轴,以AB的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系xOy,则

CD?y轴,因双曲线过点C、D,且以A、B为焦点,由双曲线的对称性可知C、D关

于y轴对称.

设A??c,0?、C?,h?、E?x0,y0?,其中c?的高.

由AE??EC,即?x0?c,y0?????c?2??1AB为双曲线的半焦距,h是梯形2???2?c,y??h ?c??x0,h?y0?,得x0?01??2?1????2?cx2y2设双曲线方程为2??1,则离心率为e?.

aab2由点C、E在双曲线上,将C、E的坐标和e?c,代入双曲线方程得 a

?e2??4?2?e??4h2?2?1b222①

???2????h?????2?1②???1????1?bh2e2e2?1,将③代入②式中,整理得:?4?4???1?2? 由①得2?b44∴??1?323233????1??,又∵,∴,∴7?e?10 22e?2343e?24∴双曲线的离心率取值范围为

?7,10?.

分析二:建立直线AC方程,再与双曲线方程联立,借助一元二次方程根与系数关系解

题.

解法二:前面部分同解法一.

可求得直线AC方程为y?2h?x?c?,将其代入双曲线方程b2x2?a2y2?a2b2中,3c得9b2c2?4a2h2x2?8a2h2cx?4a2h2?9a2b2c2?0

????cc4a2h2?9a2b2c2又∵x0、为上述二次方程的两根,∴?x0? ① 2222224ah?9bc又∵C?,h?在双曲线上,∴4h?be?4 ②

???c?2??22?2?∵x0????2?c ③ 2???1????2?cca2?e2?4?b2?9a2b22将②③代入①中,得:??22?c 2222???1?2a?e?4?b?9ac∵e?c3,∴??1?2 ae?2以下同解法一

分析三:借助焦半径公式解题. ∵AE??EC,∴x0????2?c ① 2???1??a?ex0? ② ?c1??a?e?2∴

EACA??1??,由焦半径公式,得:

????2??c??a??e?2???1??????

将①代入②,得:

c1??a?e?2∵e?c3,∴??1?2 ae?2以下同解法一 说明:

(1)此题的关键是:弄清应设定几个量之间关系(如:c、h、?、e).难点:如何自始至终保持思路清晰,有条不紊.

(2)比较以上三种方法不难发现:解法二虽思路简单自然,但由于采取了联立方程消元的思想,也就导致了解题过程的运算繁琐,这对于学生的计算能力要求是很高的,解法三因巧妙地运用了焦半径公式,使得求解过程变得简洁快捷,而且给人以一种心满意足的感觉,这表明善于记忆一些中间结果对我们的学习帮助很大.

典型例题十

x2y2例10 设双曲线2?2?1(0?a?b)的半焦距为c,直线l过(a,0)、(0,b)两点,

ab且原点到直线l的距离为

3c,求双曲线的离心率. 4分析:由两点式得直线l的方程,再由双曲线中a、b、c的关系及原点到直线l的距离建立等式,从而解出

c的值. a解:由l过两点(a,0),(0,b),得l的方程为bx?ay?ab?0.

由点到l的距离为

3ab3c,得?c.

2244a?ba22a2将b?c?a代入,平方后整理,得16(2)?16?2?3?0.

cc2231a22令2?x,则16x?16x?3?0.解得x?或x?.

44c而e?c,有e?a123.故e?或e?2.

3xca2?b2b2因0?a?b,故e???1?2?2,

aaa

所以应舍去e?23.故所求离心率e?2. 323.其原因是未注意到题设条件3说明:此题易得出错误答案:e?2或e?(0?a?b),从而离心率e?2.而

23?2,故应舍去. 3典型例题十一

例11 根据以下条件,分别求出双曲线的标准方程.

(1)过点P(3,?2),离心率e?5. 2(2)已知双曲线的右准线为x?4,右焦点为F(10,0),离心率e?2.

(3)F1、F2是双曲线的左、右焦点,P是双曲线上一点,且?F1PF2?60?,

S?PF1F2?123,又离心率为2.

分析:(1)、(3)用待定系数法,(2)用定义法.

解:(1)依题意,双曲线的实轴可能在x轴上,也可能在y轴上,分别讨论如下.

x2y2如双曲线的实轴在x轴上,设2?2?1为所求.

abc255由e?,得2?. ①

a4292??1. ② 22ab122222又a?b?c,由①、②得a?1,b?. ③

4由点P(3,?2)在双曲线上,得

x2y2若双曲线的实轴在y轴上,设2?2?1为所求.

ab29c25222同理有2?,2?2?1,a?b?c.

a4ab解之,得b??217(不合,舍去). 222∴双曲线的实轴只能在x轴上,所求双曲线方程为x?4y?1.

(2)设双曲线上任意一点P(x,y),因为双曲线右准线x?4,右焦点F(10,0),离心

率e?2,根据双曲线的第二定义,有

(x?10)2?y2?2,化简,得

x?43x2?y2?12x?36?0,

(x?2)2y2??1. 即

1648(x?2)2y2??1. ∴所求双曲线方程为

1648cx2y2(3)设双曲线方程为2?2?1,因F1F2?2c,而e??2,由双曲线的定义,得

aabPF1?PF2?2a?c.

由余弦定理,得

(2c)2?PF1?PF2?2PF1?PF2?cos?F1PF2

2?(PF?PF)?2PF121?PF2?(1?cos60?),

22∴4c?c?PF1?PF2. 又S?PF1F2?221PF1?PF2sin60??123, 2∴PF1?PF2?48.

∴3c?48,c?16,得a?4,b?12.

2222x2y2??1. ∴所求双曲线的方程为

412说明:

对于本题(1)的解法,由于双曲线的焦点位置没有明确,若不分情况讨论,将会造成解法的片面性.

a2?4,得a2?40,对于题(2),容易造成以下三种误解:误解一:由c?10,x?cx2y2??1. 则b?c?a?60.故所求双曲线方程为

4060222


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