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[试卷分析] 高中数学双曲线检测试题及答案

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高二数学双曲线苏教版

【本讲教育信息】

一. 教学内容:

双曲线

二. 重点、难点:

重点:双曲线的定义、方程、几何性质.掌握双曲线的标准方程的推导及标准方程.

难点:理解参数a、b、c、e的关系及渐近线方程.

三. 主要知识点

1、双曲线的定义:

平面内到两定点F1、F2的距离之差的绝对值等于常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线. 这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点的距离叫做焦距.

说明:双曲线的定义用代数式表示为||MF1|-|MF2||=2a,其中2a<|F1F2|,这里要注意两点:

(1)距离之差的绝对值.

(2)2a<|F1F2|,这两点与椭圆的定义有本质的不同.

当|MF1|-|MF2|=2a时,双曲线仅表示焦点F2所对应的一支;

当|MF1|-|MF2|=-2a时,双曲线仅表示焦点F1所对应的一支;

当2a=|F1F2|时,轨迹是一直线上以F1、F2为端点向外的两条射线;

当2a>|F1F2|时,动点轨迹不存在.

2、标准方程的推导

(1)建系设点

建立坐标系应遵循简单和优化的原则,如使关键点的坐标、关键几何量(距离、直线斜率等)的表达式简单化,注意充分利用图形的对称性,使学生认识到下列选取方法是恰当的.

以两定点F1、F2的直线为x轴,线段F1F2的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系(如图).设|F1F2|=2c(c>0),M(x,y)为双曲线上任意一点,则有F1(-c,0),F2(c,0).

(2)点的集合

由定义得出椭圆双曲线集合为:P={M||MF1-MF2|=2a}.

(3)代数方程

(4)化简方程 (其中c2=a2+b2)

3、两种双曲线性质的比较

焦点在x轴上的双曲线 焦点在y轴上的双曲线

几何

条件 与两个定点的距离差的绝对值等于常数(小于这两个定点之间的距离)

标准

方程 - =1(a0,b0)

- =1(a0,b0)

图形

范围 |x|a |y|a

对称性 x轴,y轴,原点

顶点

坐标 (a,0) (0,a)

实轴

虚轴 x轴,实轴长2a

y轴,虚轴长2b y轴,实轴长2a

x轴,虚轴长2b

焦点

坐标 (c,0)c=

(0,c)c=

离心率

e= , e 1

渐近线 y= x

y= x

4、方法小结

(1)由给定条件求双曲线的方程,常用待定系数法.首先是根据焦点位置设出方程的形式(含有参数),再由题设条件确定参数值,应特别注意:

①当焦点位置不确定时,方程可能有两种形式,应防止遗漏;

②已知渐近线的方程bxay=0,求双曲线方程,可设双曲线方程为b2x2-a2y2=(0),根据其他条件确定的值.若求得>0,则焦点在x轴上,若求得<0,则焦点在y轴上.

(2)由已知双曲线的方程求基本量,注意首先应将方程化为标准形式,再计算,并要特别注意焦点位置,防止将焦点坐标和准线方程写错.

(3)双曲线中有一个重要的Rt△OAB(如下图),它的三边长分别是a、b、c.易见c2=a2+b2,若记AOB=,则e= = .

(4)参数a、b是双曲线的定形条件,两种标准方程中,总有a>0,b>0;双曲线焦点位置决定标准方程的类型;a、b、c的关系是c2=a2+b2;在方程Ax2+By2=C中,只要AB<0且C0,就是双曲线的方程.

(5)给定了双曲线方程,就可求得确定的两条渐近线.但已知渐近线方程,只是限制了双曲线张口的大小,不能直接写出双曲线方程.但若已知渐近线方程是 =0,则可把双曲线方程表示为 - =(0),再根据已知条件确定的值,求出双曲线的方程.

【典型例题】

例1. 根据下列条件,求双曲线方程:

(1)与双曲线 - =1有共同的渐近线,且过点(-3,2 );

(2)与双曲线 - =1有公共焦点,且过点(3 ,2).

(3)求中心在原点,两对称轴为坐标轴,并且经过P(3, )Q( ,5).

剖析:设双曲线方程为 - =1,求双曲线方程,即求a、b,为此需要关于a、b的两个方程,由题意易得关于a、b的两个方程.

解法一:(1)设双曲线的方程为 - =1,

由题意得

解得a2= ,b2=4.

所以双曲线的方程为 - =1.

(2)设双曲线方程为 - =1.

由题意易求c=2 .

又双曲线过点(3 ,2),

- =1.

又∵a2+b2=(2 )2,

a2=12,b2=8.

故所求双曲线的方程为 - =1.

解法二:(1)设所求双曲线方程为 - =(0),

将点(-3,2 )代入得= ,

所以双曲线方程为 - = .

(2)设双曲线方程为 - =1,

将点(3 ,2)代入得k=4,所以双曲线方程为 - =1.

评述:求双曲线的方程,关键是求a、b,在解题过程中应熟悉各元素(a、b、c、e)之间的关系,并注意方程思想的应用.若已知双曲线的渐近线方程axby=0,可设双曲线方程为a2x2-b2y2=(0).与 - =1同焦点的可设为 - =1

(3)设双曲线方程为 (mn0)

将PQ两点坐标代入求得m=-16,n=-9.

故所求方程为

说明:若设 - =1或 - =1两种情况求解,比较繁琐.

例2. △ABC中,A,B,C所对的边分别为a,b,c,B(-1,0),C(1,0),求满足sinC-sinB= sinA时,顶点A的轨迹方程,并画出图形.

解:根据正弦定理得c-b= a=1

即AB-AC=1,所以点A的轨迹为双曲线

又c=1,a= ,b=c2-a2=

故双曲线方程为 (x )

例3. (2023年全国,19)设点P到点M(-1,0)、N(1,0)距离之差为2m,到x轴、y轴距离之比为2,求m的取值范围.

剖析:由|PM|-|PN|=2m,得||PM|-|PN||=2|m|.知点P的轨迹是双曲线,由点P到x轴、y轴距离之比为2,知点P的轨迹是直线,由交轨法求得点P的坐标,进而可求得m的取值范围.

解:设点P的坐标为(x,y),依题意得 =2,即y=2x(x0). ①

因此,点P(x,y)、M(-1,0)、N(1,0)三点不共线,得||PM|-|PN

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