高考数学复习全套课件(理)第八章 第八节 双曲线

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资源描述

1.了解双曲线的定义、几何图形和标准方程,知道它的简单几何性质(范围、对称性、顶点、离心率、渐近线).2.了解圆锥曲线的简单应用,理解数形结合的思想.1.双曲线定义的理解2.双曲线的几何性质标准方程=1(a0,b0)=1(a0,b0)图形标准方程=1(a0,b0)=1(a0,b0)性质范围对称性对称轴:对称中心:对称轴:对称中心:顶点顶点坐标:A1,A2顶点坐标:A1,A2x≤-a或x≥ay≤-a或y≥ax轴、y轴x轴、y轴(0,0)(0,0)(-a,0)(0,-a)(a,0)(0,a)标准方程=1(a0,b0)=1(a0,b0)性质渐近线离心率e=,e∈,其中c=y=±xy=±x(1,+∞)标准方程=1(a0,b0)=1(a0,b0)性质实虚轴线段A1A2叫做双曲线的实轴,它的长|A1A2|=;线段B1B2叫做双曲线的虚轴,它的长|B1B2|=;a叫做双曲线的实半轴长,b叫做双曲线的虚半轴长.a、b、c的关系c2=(ca0,cb0)2a2ba2+b2[思考探究]双曲线的离心率的大小与双曲线“开口”大小有怎样的关系?提示:离心率越大,双曲线的“开口”越大.1.双曲线=1的焦距为()A.3B.4C.3D.4解析:由已知得c2=a2+b2=12,∴c=2,故焦距为4.答案:D2.已知双曲线的离心率为2,焦点是(-4,0)、(4,0),则双曲线方程为()A.=1B.=1C.=1D.=1解析:由已知有c=4,e==2,∴a=2,b2=12.∴双曲线方程为=1.答案:A3.过双曲线x2-y2=8的左焦点F1有一条弦PQ在左支上,若|PQ|=7,F2是双曲线的右焦点,则△PF2Q的周长是()A.28B.14-8C.14+8D.8解析:由双曲线定义知,|PF2|-|PF1|=4,|QF2|-|QF1|=4,∴|PF2|+|QF2|-(|PF1|+|QF1|)=8,又|PF1|+|QF1|=|PQ|=7,∴|PF2|+|QF2|=7+8,∴△PF2Q的周长为14+8.答案:C4.已知双曲线-y2=1,则其离心率e=________.解析:由-y2=1,得a=2,b=1,∴c=,∴e=.答案:5.抛物线y2=8x的焦点与双曲线=1的右焦点重合,则m=________.解析:y2=8x的焦点(2,0),双曲线的右焦点为(,0),∴=2,∴m2=3.m=±答案:±1.在运用双曲线的定义时,应特别注意定义中的条件“差的绝对值”,弄清是指整条双曲线,还是双曲线的哪一支.2.求双曲线标准方程的方法(1)定义法,根据题目的条件,若满足定义,求出相应a、b、c即可求得方程.(2)待定系数法①[特别警示](1)若已知双曲线过两点,可设方程(2)在双曲线的标准方程中,若x2的系数是正的,那么焦点在x轴上;如果y2的系数是正的,那么焦点在y轴上,且对于双曲线,a不一定大于b.已知动圆M与圆C1:(x+4)2+y2=2外切,与圆C2:(x-4)2+y2=2内切,求动圆圆心M的轨迹方程.[思路点拨][课堂笔记]设动圆M的半径为r,则由已知|MC1|=r+,|MC2|=r-,∴|MC1|-|MC2|=2.又C1(-4,0),C2(4,0),∴|C1C2|=8,∴2<|C1C2|.根据双曲线定义知,点M的轨迹是以C1(-4,0)、C2(4,0)为焦点的双曲线的右支.∵a=,c=4,∴b2=c2-a2=14,∴点M的轨迹方程是=1(x≥).若将本例中的条件改为:动圆M与圆C1:(x+4)2+y2=2,及圆C2:(x-4)2+y2=2,一个内切、一个外切.那么动圆圆心的轨迹方程如何?解:由例题可知:当圆M与圆C1外切与圆C2内切时,|MC1|-|MC2|=2.当圆M与圆C1内切,与圆C2外切时,|MC2|-|MC1|=2.∴||MC1|-|MC2||=2<|C1C2|=8.∴圆心的轨迹是以C1(-4,0),C2(4,0)为焦点的双曲线.∵a=,c=4,∴b2=c2-a2=14.∴动圆圆心的轨迹方程为=1.双曲线的几何性质的实质是围绕双曲线中的“六点”(两个焦点、两个顶点、两个虚轴的端点),“四线”(两条对称轴、两条渐近线),“两形”(中心、焦点以及虚轴端点构成的三角形、双曲线上一点和两焦点构成的三角形)研究它们之间的相互联系.(2009·湖南高考)已知以双曲线C的两个焦点及虚轴的两个端点为顶点的四边形中,有一个内角为60°,则双曲线C的离心率为________.[思路点拨][课堂笔记]设两焦点为F1,F2,虚轴两端点为B1,B2,则可知四边形F1B1F2B2为菱形,由OF2=c>b=OB2得,∠B1F2B2=60°,则∠OF2B2=30°,tan∠OF2B2=,b=c,a=c,故双曲线的离心率为e=.[答案]1.直线与双曲线的位置关系设双曲线方程=1(a0,b0),直线Ax+By+C=0,将直线方程与双曲线方程联立,消去y得到关于x的方程mx2+nx+p=0,(1)若m≠0,当Δ0时,直线与双曲线有两个交点.当Δ=0时,直线与双曲线只有一个公共点.当Δ0时,直线与双曲线无公共点.(2)若m=0,直线与双曲线只有一个公共点,此时直线与双曲线的渐近线平行.2.与直线和圆锥曲线的位置关系有关的参数范围问题,常采用解方程组的思想方法,转化为判别式进行;与弦长有关的问题,常常利用根与系数关系,以整体代入的方法求解,这样可以避免求交点,使运算过程得到简化.已知中心在原点的双曲线C的右焦点为(2,0),实轴长为2.(1)求双曲线的方程;(2)若直线l:y=kx+与双曲线C左支交于A、B两点,求k的取值范围;(3)在(2)的条件下,线段AB的垂直平分线l0与y轴交于点M(0,m),求m的取值范围.[思路点拨][课堂笔记](1)设双曲线C的方程为=1(a0,b0).由已知得:a=,c=2,再由a2+b2=c2,∴b2=1,∴双曲线C的方程为-y2=1.(2)设A(xA,yA)、B(xB,yB),将y=kx+代入-y2=1,得:(1-3k2)x2-6kx-9=0.由题意知解得k1.∴当k1时,l与双曲线左支有两个交点.(3)由(2)得:xA+xB=,∴yA+yB=(kxA+)+(kxB+)=k(xA+xB)+2=.∴AB的中点P的坐标为.设直线l0的方程为:y=-x+m,将P点坐标代入直线l0的方程,得m=.∵k1,∴-21-3k20.∴m-2.∴m的取值范围为(-∞,-2).双曲线和椭圆一样,都是解析几何的重要组成部分,但由于新课程考试说明对双曲线降低了要求,因此预计2011年高考中出现的题目难度会继续降低,题型将以选择、填空为主.09年重庆高考中将双曲线几何性质与三角函数、不等式融为一体,考查了学生对数学知识的迁移、组合能力以及综合运用所学知识分析、解决问题的能力.[考题印证](2009·重庆高考)已知双曲线=1(a0,b0)的左、右焦点分别为F1(-c,0)、F2(c,0).若双曲线上存在点P使,则该双曲线的离心率的取值范围是________.【解析】∵(由正弦定理得),∴∴|PF1|=e|PF2|.又∵||PF1|-|PF2||=2a(e1),∴(e-1)|PF2|=2a,∴|PF2|=.由双曲线性质知|PF2|c-a,∴c-a,即e-1,得e2-2e-10,又∵e1,得1e1+.【答案】(1,+1)[自主体验]已知点P是双曲线=1(a0,b0)右支上一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,I为△PF1F2的内心,若成立,则λ的值为()A.B.C.D.解析:设△PF1F2的内切圆半径为R,S=|PF1|·R,S=|PF2|·R,S=|F1F2|·R,∴|PF1|=|PF2|+λ|F1F2|,∴|PF1|-|PF2|=λ|F1F2|,∴λ=答案:B1.(2009·安徽高考)下列曲线中离心率为的是()解析:双曲线离心率e=,只有B选项符合.答案:B2.(2009·福建高考)若双曲线=1(a>0)的离心率为2,则a等于()A.2B.C.D.1解析:由条件知,c=,∴e==2,∴a=1.答案:D3.双曲线-y2=1(n1)的两焦点为F1,F2,P在双曲线上,且满足|PF1|+|PF2|=2,则△PF1F2的面积为()A.1B.C.2D.4解析:不妨设|PF1||PF2|,则|PF1|-|PF2|=2,又|PF1|+|PF2|=2,∴|PF1|=,|PF2|=.又|F1F2|=2,∴|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2,∴S=|PF1|·|PF2|=1.答案:A4.双曲线=1(a0,b0)的离心率为2,则的最小值为________.解析:⇒=4⇒a2+b2=4a2⇒3a2=b2,则当a=,即a=时取得最小值.答案:5.两个正数a、b的等差中项是,等比中项是,且ab,则双曲线=1的离心率e等于________.解析:由题意知a+b=5,ab=6,又ab,∴a=3,b=2,∴e=.答案:6.直线y=ax+1与双曲线3x2-y2=1相交于A、B两点,O为坐标原点.(1)若=0,求a的值;(2)若A、B在双曲线的左、右两支上,求a的取值范围.解:(1)由消去y得(3-a2)x2-2ax-2=0.①由题意知Δ=4a2+8(3-a2)0,得-a.设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=-,y1y2=(ax1+1)(ax2+1)=a2x1x2+a(x1+x2)+1=-+1=1,∵=0,∴x1x2+y1y2=0,即-+1=0,∴a=±1.(2)若A、B在双曲线左右两支上,则有x1x20,即-0,∴-a.

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