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文檔簡介

1、課題:雙曲線及其標準方程(一)教學目標 1.掌握雙曲線定義、標準方程及其求法; 2.掌握焦點、焦距、焦點位置與方程關系;3.認識雙曲線的變化規律.教學重點 雙曲線的定義及標準方程教學難點 雙曲線標準方程的推導教學過程1、設置情境我們已經知道,與兩定點的距離的和為常數的點的軌跡是橢圓,那么與兩定點的距離的差為非零常數的點的軌跡是怎樣的曲線呢?(用雙曲線演示模板畫出雙曲線)下面我們給出雙曲線的定義,并研究雙曲線的方程.2、探索研究雙曲線的定義:(1) 繪圖演示(2) 分析原理(3) 歸納定義(注意與橢圓比較)我們把平面內與兩個定點F1、F2的距離的差的絕對值等于常數(小于 )的點的軌跡叫做雙曲線.

2、說明常數小于 ;這兩個定點叫做雙曲線的焦點;這兩焦點的距離叫雙曲線的焦距.雙曲線的標準方程:(1)雙曲線的標準方程的推導推導過程:參見課本如圖812,建立直角坐標系xOy,使x軸經過點F1、F2,并且點O與線段F1F2的中點重合.設M(x,y)是雙曲線上任意一點,雙曲線的焦距為2c(c0),那么,焦點F1、F2的坐標分別是(c,0)、(c,0).又設M與F1、F2的距離的差的絕對值等于常數2a.由定義可知,雙曲線就是集合 將方程化簡得(c2a2)x2a2y2=a2(c2a2).由雙曲線的定義可知,2c2a,即ca,所以c2a20,令c2a2=b2,其中b0,代入上式得 (a0,b0).(2)雙

3、曲線的標準方程的形式形式一: (a0,b0)說明:此方程表示焦點在x軸上的雙曲線.焦點是F1(c,0)、F2(c,0),這里c2=a2+b2.形式二: (a0,b0)說明:此方程表示焦點在y軸上的雙曲線,焦點是F1(0,c)、F2(0, c),這里c2=a2+b2.3、反思應用例1求適合下列條件的雙曲線的標準方程(1) a=4, c=5, 焦點在x軸上;(2) 焦點為(-5,0),(5,0),且b =3(3) a=4, 經過點 ;(4) 焦點在y軸上,且過點 分析 根據已知條件求出雙曲線的標準方程中的a, b 即可,注意標準方程的形式例2(課本例) 已知雙曲線兩個焦點的坐標為F1(5,0)、F

4、2(5,0),雙曲線上一點P到F1、F2的距離的差的絕對值等于6,求雙曲線的標準方程.解:因為雙曲線的焦點在x軸上,所以設它的標準方程為: (a0,b0).2a=6,2c=10,a=3,c=5.b2=5232=16所以所求雙曲線的標準方程為說明:例1、2目的在于讓學生熟悉雙曲線的定義與標準方程的形式.例3、證明橢圓x2/25y2/191與雙曲線x215y215的焦點相同。 分析:分別求出橢圓及雙曲線的焦點即可例4、已知方程 表示焦點在y軸上的雙曲線,求k的取值范圍隨堂練習(課本P107 2, 4) 已知方程 表示雙曲線,則實數m的取值范圍是。求適合下列條件的雙曲線的標準方程a=4,b=3,焦點

5、在x軸上;焦點為(0,6),(0,6),經過點(2,5)焦點在x軸上,經過點 4、歸納總結數學思想方法:數形結合,待定系數法,分類討論掌握雙曲線的定義及其標準方程的推導,并利用焦點、焦距與方程關系確定雙曲線方程.5、課后作業習題 1、2、3雙曲線及其標準方程(二)教學目標 1.進一步掌握雙曲線的定義及其標準方程的求法,特別是用定義法和待定系數法;2.了解雙曲線定義及其標準方程知識在實際中的應用.教學重點 雙曲線的定義及其標準方程教學難點 雙曲線定義及其標準方程知識在實際中的應用教學過程1、復習回顧(1)雙曲線定義(2)兩種形式的標準方程根據下列條件,求雙曲線的標準方程過點P(3,15/4),Q

6、(16/3,5),且焦點在坐標軸上; 經過點(5,2),且焦點在x軸上;與雙曲線x2/16y2/41有相同的焦點,且經過點 。分析:設雙曲線方程為mx2ny21(mn0),則解得 所求方程為x2/16y2/91小結:“巧設”方程為“為mx2ny21(mn0)”避免分兩種情況進行討論。 且焦點在x軸上,設標準方程為x2/my2/(6m)1(0m6)雙曲線經過(5,2),25/m4/(m6)1,解得m5或m30(舍去)所求方程為x2/5y21與雙曲線x2/16y2/41有相同的焦點,設所求雙曲線的標準方程為 雙曲線經過點 , ,解得4或1(舍去)所求方程為x2/12y2/81小結:注意到了與雙曲線

7、 x2/16y2/41共焦點的雙曲線系方程為 后,便有了上述巧妙的設法。已知雙曲線x2/a2y2/b21(a0,b0), 求過它的焦點且垂直于x 軸的弦長分析:設雙曲線的一個焦點為F(c,0),過F且垂直于x軸的弦為AB,要求AB的長,只需確定弦的一個端點A或B的縱坐標即可|AB|2a2/c變:雙曲線x2/4y2/121上的點P到左焦點的距離為6,這樣的點有個。一動圓P過定點M(4,0),且與已知圓N:(x4)2y216相切,求動圓圓心P的軌跡。分析:由題意,列出動圓圓心滿足的幾何條件,若能由此條判斷出動點的軌跡是哪種曲線,則可直接求出其軌跡方程來內切時,定圓N在動圓P的內部,有|PC|PM|

8、4,外切時,有|PC|PM|4,故點P的軌跡是雙曲線x2/4y2/121。已知動圓P與定圓C1:(x5)2y249,C2:(x5)2y21 都相切,求動圓圓心的軌跡的方程分析:外切有|PC1|7r, |PC2|1r,|PC1|PC2|6,內切有|PC1|r7, |PC2|r 1,|PC2|PC1|6故點P的軌跡是雙曲線x2/9y2/1612、探索研究:例(課本)一炮彈在某處爆炸,在A處聽到爆炸聲的時間比在B處晚2 s.(1)爆炸點應在什么樣的曲線上?(2)已知A、B兩地相距800 m,并且此時聲速為340 m/s,求曲線的方程.解(1)由聲速及A、B兩處聽到爆炸聲的時間差,可知A、B兩處與爆炸

9、點的距離的差,因此爆炸點應位于以A、B為焦點的雙曲線上.因為爆炸點離A處比離B處更遠,所以爆炸點應在靠近B處的一支上.(2)如圖814,建立直角坐標系xOy,使A、B兩點在x軸上,并且點O與線段AB的中點重合.設爆炸點P的坐標為(x,y),則即2a=680,a=340.又 2c=800,c=400, b2=c2a2=44400. x0.所求雙曲線的方程為: (x0).說明:該例表明,利用兩個不同的觀測點測得同一炮彈爆炸聲的時間差,可以確定爆炸點所在的雙曲線的方程,但不能確定爆炸點的準確位置.而現實生活中為了安全,我們最關心的則是爆炸點的準確位置,那么我們如何解決這個問題呢?如果再增設一個觀測點

10、C,利用B、C(或A、C)兩處測得的爆炸聲的時間差,可以求出另一個雙曲線的方程,解這兩個方程組成的方程組,就能確定爆炸點的準確位置.這是雙曲線的一個重要應用.如果A、B兩點同時聽到爆炸聲,說明爆炸點到A、B的距離相等,那么爆炸點應在怎樣的曲線上?AB的中垂線。4、歸納總結數學思想方法:數形結合,待定系數法,分類討論掌握雙曲線的定義及其標準方程的推導,并利用焦點、焦距與方程關系確定雙曲線方程.5、課后作業習題 4,5,6.四 雙曲線 2.11 雙曲線及其標準方程一、教學目標(一)知識教學點使學生掌握雙曲線的定義和標準方程,以及標準方程的推導。(二)能力訓練點在與橢圓的類比中獲得雙曲線的知識,從而

11、培養學生分析、歸納、推理等能力。(三)學科滲透點本次課注意發揮類比和設想的作用,與橢圓進行類比、設想,使學生得到關于雙曲線的定義、標準方程一個比較深刻的認識。二、教材分析1、重點:雙曲線的定義和雙曲線的標準方程。(解決辦法:通過一個簡單實驗得出雙曲線,再通過設問給出雙曲線的定義;對于雙曲線的標準方程通過比較加深認識)2、難點:雙曲線的標準方程的推導(解決辦法:引導學生完成,提醒學生與橢圓標準方程的推導類比)3、疑點:雙曲線的方程是二次函數關系嗎?(解決方法:教師可以從引導學生回憶函數定義和觀察雙曲線圖形來解決,同時讓學生在課外去研究在什么附加條件下,雙曲線方程可以轉化為函數式)三、活動設計提問

12、、實驗、設問、歸納定義、講解、演板、口答、重點講解、小結四、教學過程 (一)復習提問 1、橢圓的定義是什么?(學生回答、教師板書) 平面內與兩定點F1、F2的距離的和等于常數(大于|F1F2|)的點的軌跡叫橢圓,教師要強調條件:(1)平面內;(2)到兩定點F1、F2的距離的和等于常數;(3)常數2a|F1F2|2、橢圓的標準方程是什么?(學生口答,教師板書)焦點在x軸上的橢圓標準方程為x2、a2+y2/b2=1(ab0);焦點在y軸上的橢圓標準方程為y2/a2+x2/b2=1(abO)(二)雙曲線的概念把橢圓定義中的“距離的和”改為“距離的差”,那么點的軌跡會怎樣?它的方程是怎樣的呢?1、簡單

13、實驗(邊演示、邊說明)如圖2-23,定點F1、F2是兩個按釘,MN是一個細套管,兩條細繩分別拴在按釘上且穿過套管,點M移動時,|MF1|-|MF2|是常數,這樣就畫出曲線的一支;由|MF2|-|MF1|是同一常數,可以畫出另一支。注意:常數要大小于|F1F2|,否則作不出圖形,這們作出的曲線就叫做雙曲線。2、設問問題1:定點F1、F2與動點M不在平面上,能否得到雙曲線?請學生回答,不能,強調“在平面內”問題2:|MF1|與|MF2|哪個大?請學生回答,不定:當M在雙曲線右支上時,|MF1|F1F2|時,無軌跡3、定義在上述基礎上,引導學生概括雙曲線的定義:平面內與兩定點F1、F2的距離的差的絕

14、對值是常數(小于|F1F2|的點的軌跡叫做雙曲線,這兩個定點F1、F2叫做雙曲線的焦點,兩個焦點之間的距離叫做焦距)教師指出:雙曲線的定義可以與橢圓相對照來記憶,不要死記。(三)雙曲線的標準方程現在來研究雙曲線的方程,我們可以類似求橢圓的方程的方法來求雙曲線的方程。這時設問:求橢圓的方程的一般步驟方法是什么?不要求學生回答,主要引起學生思考,隨即引導學生給出雙曲線的方程的推導。標準方程的推導;(1)建系設點取過焦點F1、F2的直線為x軸,線段F1、F2的垂直平分線為y軸(如圖2-24)建立直角坐標系設M(x,y)為雙曲線上任意一點,雙曲線的焦距是2c(c0),那么F1、F2的坐標分別是(-c,

15、0)、(c,0)。又設點M與F1、F2的距離的差的絕對值等于常數。(2)點的集合 由定義可知,雙曲線就是集合:P=M|MF1|-| MF2|=2a=M|MF1|-| MF2|=2a(3)代數方程|MF1|=(x+c)2+y2,|MF2|=(x-c)2+y2 ,(x+c)2+y2 -(x-c)2+y2 =2a(4)化簡方程(由學生演板)將這個方程移項,兩邊平方得:(x+c)2+y2 =4a24a(x-c)2+y2 +(x-c)2+y2 化簡得:cx-a2=(x-c)2+y2 兩邊再平方,整理得:(c2-a2)x2-a2y2=a(c2-a2)(以上推導完全可以仿照橢圓方程的推導。)由雙曲線定義,2

16、c2a即ca,所以c2-a20設C2-a2=b2(b0),代入上式得: b2x2-a2y2=a2b2 即 x2/a2-y2/b2=1這就是雙曲線的標準方程兩種標準方程的比較(引導學生歸納):(1)x2/a2-y2/b2=1(a0,b0)表示焦點在x軸上的雙曲線,焦點是F1(-c,0)、F2(c,0),這里c2=a2+b2;(2)y2/a2-x2/b2=1(a0,b0)表示焦點在y軸上的雙曲線,焦點是F1(0,-c)、F2(0,c),這里c2=a2+b2(只須將(1)方程的x、y互換即可得到)。教師指出:(1)雙曲線標準方程中,a0,b0,但a不一定大于b;(2)如果x2 項的系數是正的,那么焦

17、點在x軸上;如果y2項的系數是正的,那么焦點在y軸上,注意有別于橢圓能過比較分母的大小來判定焦點在哪一坐標軸上。(3)雙曲線標準方程中a、b、c的關系是c2=a2+b2,不同于橢圓方程中c2=a2-b2 。(四)練習與例題1、求滿足下列的雙曲線的標準方程:焦點F1(-3,0)、F2(3,0),且2a=4;本題由學生先練習再口答:x2/4-y2/5=1;2、證明:橢圓x2/25-y2/9=1與雙曲線x2-15y2=15的焦點相同。由學生演板完成,橢圓焦點F1(-4,0)、F2(4,0);雙曲線焦點F1 (-4,0)、F2 (4,0)。 3、已知兩點F1(-5,0)、F2(5,0),求與它們的距離

18、的差的絕對值是6的點的軌跡方程,如果把這里的數字6改為12,其他條件不變,會出現什么情況?由教師講解:按定義,所求點的軌跡是雙曲線,因為c=5,a=3,所以b2=c2-a2=52-32=42 因此,所求方程是x2/32-y2/42,即x2/9-y2/16=1因為,2a=12,2c=10,且2a2c所以動點無軌跡(五)小結 1、定義:平面內與兩定點F1、F2的距離的差的絕對值等于常數(小于|F1F2|)的點的軌跡。 2、標準方程:x2/a2-y2/b2=1(,),2/a2-2/b2=1(,)、圖形(見圖2-25)4、焦點:F1(-c,0)、F2(c,0);5、a、b、c的關系:c2=a2+b2;

19、c2=a2+b2 五、布置作業1、根據下列條件,求雙曲線的標準方程:(1)焦點的坐標是(-6,0)、(6,0),并且經過點A(-5,2);(2)經過點P(-3,27)和Q(-62,-7),焦點在y軸上。 2、已知x2/1+k+y2/1-k=1表示雙曲線,求k的取值范圍。3、已知圓錐曲線的方程為mx2+ny2=m+n(m0m+n,求其焦點坐標。作業答案:1、(1)x2/20-y2/16=1 (2)y2/25-x2/75=12、由(1+k)(1-k)0解得:k-1或k13、原方程可化為:x2/(m+n)/m+y2/(m+n)/n=1m+n/m0,m+n/n,故此曲線為焦點在y軸上的雙曲線,a2=m

20、+n/n,b2=-m+n/-m,c=a2+b2=m2-n2/mn焦點F1(0,-m2-n2/mn)、F2(0,-m2-n2/mn) 六、板書設計2.12 雙曲線的幾何性質一、教學目標(一)知識教學點使學生理解并掌握雙曲線的幾何性質,并能從雙曲線的標準方程出發,推導出這些性質,并能具體估計雙曲線的形狀特征。(二)能力訓練點在與橢圓的性質的類比中獲得雙曲線的性質,從而培養學生分析、歸納、推理等能力。(三)學科滲透點 使學生進一步掌握利用方程研究曲線性質的基本方法,加深對直角坐標系中曲線與方程的關系概念的理解,這樣才能解決雙曲線中的弦、最值等問題。二、教材分析1、重點:雙曲線的幾何性質及初步運用。(

21、解決辦法:引導學生類比橢圓的幾何性質得出,至于漸近線引導學生證明。)2、難點:雙曲線的漸近線方程的導出和論證。(解決辦法:先引導學生觀察以原點為中心,2a、2b長為鄰邊的矩形的兩條對角線,再論證這兩條對角線即為雙曲線的漸近線。)3、疑點:雙曲線的漸近線的證明。(解決辦法:通過詳細講解。)三、活動設計提問、類比、重點講解、演板、講解并歸納、小結。四、教學過程(一)復習提問引人新課1、橢圓有哪些幾何性質,是如何探討的?請一同學回答。應為:范圍、對稱性、頂點、離心率,是從標準方程探討的。2、雙曲線的兩種標準方程是什么?再請一同學回答,應為:中心在原點、焦點在x軸上的雙曲線的標準方程為x2/a2-y2

22、/b2=1;中心在原點,焦點在y軸上的雙曲線的標準方程y2/a2-x2/b2=1。下面我們類比橢圓的幾何性質來研究它的幾何性質。(二)類比聯想得出性質(性質1-3)引導學生完成下列關于橢圓與雙曲線性質的表格(讓學生回答,教師引導、啟發、訂正并板書),(三)問題之中導出漸近線(性質4) 在學習橢圓時,以原點為中心,2a、2b為鄰邊的矩形,對于估計橢圓的形狀,畫出橢圓的簡圖都有很大作用,試問對雙曲線x2/a2-y2/b2=1,仍以原點為中心,2a、2b為鄰邊作一矩形(板書圖形),那么雙曲線和這個矩形有什么關系?這個矩形對于估計和畫出雙曲線簡圖(圖2-26)有什么指導意義?這些問題不要求學生回答,只

23、引起學生類比聯想。接著再提出問題:當a、b為已知時,這個矩形的兩條對角線的方程是什么?請一同學回答,應為y=b/a x,并畫出兩條對角線,進一步引導學生從圖觀察得出結論:雙曲線x2/a2-y2/b2=1的各支向外延伸時,與這兩條漸近線逐漸接近。下面,我們來證明它;雙曲線在第一象限的部分可寫成:y=b/ax2-a2(xa)設M(x,y)是它上面的點,N(x,7)是直線y=b/a x上與M有相同的橫坐標的點,則y=b/a x。 y=b/ax2-a2=b/ax1-(a/x)2b/ax=y|MN|=y-y=b/a(x-x2-a2)=b/a(x-x2-a2)(x+x2-a2)/ x+x2-a2 =ab/

24、 x+x2-a2 設|MQ|是點M到直線y=b/ax的距離,則有|MQ|MN|當x逐漸增大時,|MN|逐漸減小,x無限增大,|MN|接近于零,|MQ|也接近于零,就是說,雙曲線在第一象限的部分從射線ON的下方逐漸接近于射線ON。在其他象限內也可以證明類似的情況。我們把兩條直線y=b/ax叫做雙曲線的漸近線。現在來看看實軸在y軸上的雙曲線的漸近線方程是怎樣的?由于焦點y軸上的雙曲線方程是由焦點在x軸上的雙曲線方程,將x、y字母對調所得到,自然前者漸近線方程也可由后者漸近線方程將x、y字母對調而得,所以,雙曲線y2/a2-x2/b2=1的漸近線的方程是x=b/a y即y=a/b x。定義:直線y=

25、a/b x叫做雙曲線x2/a2-y2/b2=1的漸近線。這樣,我們就完滿地解決了畫雙曲線遠處趨向問題,從而可比較精確地畫出雙曲線。例如:畫雙曲線x2/25-y2/16=1,先作漸近線y=4/5x,再描幾個點,就可以隨后畫出比較精確的雙曲線。(四)順其自然介紹離心率(性質5)由于正確認識了漸近線的概念,對于離心率的直觀意義也就容易掌握了,為此,介紹一下雙曲線的離心率以及它對雙曲線的形狀的影響:1、雙曲線的焦距與實軸的比e=c/a叫做雙曲線的離心率,且e1。2、由于b/a=c2-a2/a= c2/a2 1=e2-1,所以e越大,b/a也越大,即漸近線y=b/ax的斜率絕對值越大,這時雙曲線的形狀就

26、從扁狹逐漸變得開闊,從而得出:雙曲線的離心率越大,它的開口就越開闊。這時,教師指出:焦點在y軸上的雙曲線的幾何性質可以類似得出,雙曲線的幾何性質與坐標系的選擇無關,即不隨坐標系的改變而改變。(五)練習與例題 1、求雙曲線9y2-16x2=144的實半軸長和虛半軸長、焦點坐標、離心率、漸近線方程。請一學生演板,其他同學練習,教師巡視,練習畢予以訂正。 解:把方程化為標準方程y2/42=x2/32=1 由此可知,實半軸長a=4,虛半軸長b=3。 C=a2+b2=42+32=5焦點坐標是(0,-5),(0,5)離心率為e=c/a=5/4漸近一方程為x=3/4y,即y=4/3x2、點M(x,y)到定點

27、F(c,o)的距離和它到定直線l:x=a2/c的距離的比是常數(c/a)(ca0),求點M的軌跡(圖2-27)。本題實質上是雙曲線的第二定義,要重點講解并加以歸納小結。解:設d是點M到直線l的距離,根據題意,所求軌跡就是集合:P=M|MF|/d=c/a由此得(x-c)x2-a2y2=a2(c2-a2)設c2-a2=b2,就可化為x2/a2-y2/b2=1這就是雙曲線的標準方程。由此例不難歸納出雙曲線的第二定義。(一) 雙曲線的第二定義1、定義(由學生歸納給出)平面內點M與一定點的距離和它到一條直線的距離的比是常數e=c/a(e1)時,這個點M的軌跡是雙曲線,定點是雙曲線的焦點,定直線叫做雙曲線

28、的準線,常數e是雙曲線的離心率。 2、說明(1)對于雙曲線x2/a2-x2/2=1,相應于焦點F(c,0)的準線方程是x=a2/c,根據雙曲線的對稱性,相應于焦點F(-c,0)的準線方程是x=-a2/c。(2)對于雙曲線y2/a2-x2/b2=1,相應于焦點F(0,c)的準線方程是y=a2/c,相應于焦點F(0,-c)的準線方程是y=-a2/c。(二) 小結(由學生課后完成)將雙曲線的幾何性質按兩種標準方程形式列表小結。五、布置作業1、已知雙曲線方程如下,求它們的兩個焦點、離心率e和漸近線方程。 (1)16x2-9y2=144; (2)16x2-9y2=-144。2、求雙曲線的標準方程:(1)

29、實軸的長是10,虛軸長是8,焦點在x軸上;(2)焦距是10,虛軸長是8,焦點在y軸上;(3)離心率e=2,經過點M(-5,3);(1) 兩條漸近線的方程是y=2/3x,經過點M(9/2,-1)。 3、求以橢圓x2/8+y2/5=1的焦點為頂點,而以橢圓的頂點為焦點的雙曲線的方程。 4、已知雙曲線x2/4-y2/5=1上的P點到左焦點的距離等于3,求P點到兩準線及右焦點的距離。 作業答案: 1、(1)F1(-5,0),F2(5,0),e=5/3,漸近線方程為y=4/3x。 (2)(1)F1(0,-5),F2(0,5),e=5/4,漸近線方程為y=4/3x。 2、(1)x2/25-y2/16=1

30、(2)y2/9-x2/16=1(3)x2/16-y2/16=1 (4)x2/18-y2/8=1 3、x2/3-y2/5=1 4、P點到左準線的距離為2,到右準線的距離是14/3,到右焦點的距離為7。 六、板書設計2.13雙曲線的定義、標準方程以及幾何性質的應用 一、教學目標(一)知識教學點使學生進一步理解雙曲線的定義,掌握雙曲線的標準方程以及幾何性質。(二)能力訓練點通過對雙曲線定義、標準方程和幾何性質的進一步研究,培養學生綜合運用雙曲線的各方面知識的能力。(三)學科滲透點 雙曲線的定義、標準方程以及幾何性質是來源于實踐的理論,同時服務于實踐,通過本次課可進行辯證唯物主義思想教育。二、教材分析

31、1、重點:雙曲線的定義、標準方程以及幾何性質的應用。(解決辦法:多加強這方面的題型訓練,使學生掌握它們的規律。)2、難點:雙曲線的焦半徑和弦長問題。(解決辦法:先證明焦半徑公式,再用它解決一些問題。)3、疑點:雙曲線的焦半徑公式的復雜性(解決辦法:將雙曲線的焦半徑用一表格小結出來。)三、活動設計復習提問、填表、講解、口答、演板、討論四、教學過程(一)復習1、定義:(請兩名學生回答,教師板書)第一定義:平面內與兩定點F1、F2的距離的差的絕對值是常數2a(2a|F1F2|=2c)的動點M的軌跡叫做雙曲線,這兩個定點F1、F2 叫做雙曲線的焦點,兩焦點之間的距離叫做焦距,即 |PF1|-|PF2|

32、=2a (2a|F1F2|=2a 第二定義:平面內點M與定點F的距離和它到一條定直線l的距離的比是常數e=c/a(e1)時,這個點M的軌跡是雙曲線,定點F是雙曲線的焦點,定直線l叫做雙曲線的準線,常數e是雙曲線的離心率。 2、標準方程、圖象及幾何性質(教師事先準備一塊小黑板,設計如下表格,請兩名同學填寫,其他同學糾錯,教師巡視。)3、共軛雙曲線的性質(共軛雙曲線是指以已知雙曲線的虛軸為實軸,實軸為虛軸而得到雙曲線,參考課本例3):(1)雙曲線和它的共軛雙曲線有共同的漸近線;(2)雙曲線和它的共軛雙曲線的四個焦點在同一圓上。(二)舉例例1 已知雙曲線漸近線方程是y=1/2x,焦點在坐標軸上,焦距

33、是10,求它的方程。分析:由于雙曲線的焦點位置未確定,所以雙曲線的方程可設兩種情形:x2/a2-y2/b2=1 或 y2/a2-x2/b2=1 解:(由學生演板完成)設雙曲線方程為x2/a2-y2/b2=1 或 y2/a2-x2/b2=1 ,則有:b/a=1/2 或 a/b=1/22c=10 2c=10c2=a2+b2 c2=a2+b2 即 a2=20 或 a2=5 b2=5 b2=20 故所求的雙曲線方程為x2/20-y2/5=1或y2/5-x2/20=1 再分析:在家知道已知雙曲線可以確定唯一的漸近線的方程;反之,如果已知雙曲線的漸近線方程,能否確定唯一的雙曲線方程呢?從上述解法以及共軛雙

34、曲線的性質易知:雙曲線不唯一。一般地,以x/ay/b=0為漸近線的雙曲線系x2/a2-y2/b2=(R且0)當0時,雙曲線中心在原點,焦點在x軸上;當0時,雙曲線中心在原點,焦點在y軸上。 另解:(教師講解并板書) 可設所求的雙曲線方程為x2y=0可設所求的雙曲線方程為 x2-4y2=(R且0)即x2/-y2/4=1|+|/4=C2=25, |=20,即=20所求雙曲線方程為x2/20-y2/5=1或y2/5-x2/20=1 例 2 已知F1、F2是雙曲線16x2-9y2=144的兩個焦點,點P在雙曲線上,且|PF1|PF2|=32,求F1PF2的大小。 解:原方程化為x2/9-y2/16=1

35、。 a2=9, b2=16 c2=25從而|F1F2|=2c=10又由雙曲線的定義可得:|PF1|+|PF2|=2a=6|PF1|2+|PF2|2=(|PF1|-|PF2|)2+2|PF1|PF2| =62+232=100而|F1 F2|2 =100 |PF1|2+|PF2|2 =|F1 F2|2 F1PF2=90例3(1)證明:設P(x0,y0)為雙曲線x2/a2-y2/b2=1或y2/a2-x2/b2=1上的任意一點,F1、F2分別為左、右或下、上兩焦點,則雙曲線的焦半徑|PF|為:(2)求證:以雙曲線的任意焦半徑為直徑的圓,與以實軸為直徑的圓外切對于(1)僅就焦點在x軸上的雙曲線x2/a

36、2-y2/b2=1右支上的點P(x0,y0),左焦點半徑|PF1|進行證明,由學生演板完成。證明:作PQ垂直于左準線,垂足為Q,由雙曲線的定義可知:|PF1|/|PQ|=e |PQ|= x0 +a2/c,|PF1|/ e |PQ|= e (x0 +a2/c)exo+a對于(2)教師講解并板書:如圖2-28,設雙曲線方程為x2/a2-y2/b2=1,且設F1、F2為其左、右焦點,P(x0,y0)為雙曲線上右支上一點,則|PF1|=exo+a,|PF2|=exo-a。取F1P的中點為01,連結O1O,只須證明:以F1P為直徑的圓與實軸A1A2為直徑的圓內切。即證:|O1O|=|PF1|/2-2a=

37、 exo+a/2-2a/2= exo-a/2在PF1F2中,O1O為PF1F2 的中位線|O1O|=1/2|PF2|=1/2(exo-a)即 |O1O|=1/2(exo-a)故以雙曲線的任意焦半徑為直徑的圓,與以實軸為直徑的圓內切。例4 過點A(2,1)作直線l交雙曲線于P1、P2兩點,求P1、P2 的中點的軌跡方程。解:設直線l的方程為y=k(x-2)+1,將上述方程代入雙曲線方程x2-y2/2=1,整理得:(2-k2)x2-2k(1-2k)x-4k2 +4k-3=0當2-k20即k2時,設P1P2的中點為M(x0 ,y0),則x0=x1x2/2=k(2k-1)/k2-2y0=2(2k-1)

38、k2-2x0/k=y0 /2,即k=2x0/y0(k1/2)代入y0=2k(2k-1)/k2-2得:2x2-4x0-y2+y0=0故2-k2=0即k=2時,直線與漸近線平行,不存在中點;當k不存在時,直線x=2的弦中點M(2,0)也在軌跡上。故所求軌跡的方程為:2x2-4x-y2+y=0小結:解此題使用了求中點軌跡方程的常用方法,學了參數方程后,也可用直線的參數方程求得中點的軌跡方程。(三)練習 1、求與定點A(5,0)及定直線l:x=16/5的距離比是5:4的點的軌跡方程。由學生練習后口答完成,由雙曲線的第二定義易得軌跡方程為x2/16-y2/9=12、判定當(1)k4、(2)4k9時,方程x2/9-k+y2/4-k=1分別表示什么曲線?由學生演板。(1)k4時,9-k0,4-k0,方程表示橢圓;(2)當49時,9-k0,4-k0,方程表示雙曲線。 3、過點A(1,1)能否作直線l,交雙曲線x2-y2/2=1于P1、P2 兩點,使點B為P1P2的中點?由學生討論完成,教師給予提示,解答為:設存在直線l:y=k(x-1)+1。將上述方程代入雙曲線x2-y2/2=1,并整理得:(2-k2)x2+2k(k-1)x-k2 +2k-3=0當k22即

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