第6节 双曲线
考试要求 1.了解双曲线的定义,几何图形和标准方程,以及它们的简单几何性质.2.通过圆锥曲线与方程的学****进一步体会数形结合的思想.
1.双曲线的定义
平面内与两个定点F1,F2的距离差的绝对值等于非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫双曲线.这两个定点叫双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.其数学表达式:集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0.
(1)若a<c,则集合P为双曲线;
(2)若a=c,则集合P为两条射线;
(3)若a>c,则集合P为空集.
2.双曲线的标准方程和几何性质
标准方程
-=1(a>0,b>0)
-=1(a>0,b>0)
图 形
性 质
范围
x≥a或x≤-a,y∈R
x∈R,y≤-a或y≥a
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),A2(0,a)
渐近线
y=±x
y=±x
离心率
e=,e∈(1,+∞)
实虚轴
线段A1A2叫做双曲线的实轴,它的长度|A1A2|=2a;线段B1B2叫做双曲线的虚轴,它的长度|B1B2|=2b;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=a2+b2
1.过双曲线的一个焦点且与实轴垂直的弦的长为.
2.离心率e===.
3.等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率等于.
4.若渐近线方程为y=±x,则双曲线方程可设为-=λ(λ≠0).
5.双曲线的焦点到渐近线的距离为b.
6.若P是双曲线右支上一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,则|PF1|min=c+a,|PF2|min=c-a.
7.焦点三角形的面积:P为双曲线上的点,F1,F2为双曲线的两个焦点,且∠F1PF2=θ,则△F1PF2的面积为.
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)平面内到点F1(0,4),F2(0,-4)距离之差的绝对值等于8的点的轨迹是双曲线.( )
(2)平面内到点F1(0,4),F2(0,-4)距离之差等于6的点的轨迹是双曲线.( )
(3)方程-=1(mn>0)表示焦点在x轴上的双曲线.( )
(4)双曲线-=λ(m>0,n>0,λ≠0)的渐近线方程是±=0.( )
(5)若双曲线-=1(a>0,b>0)与-=1(a>0,b>0)的离心率分别是e1,e2,则+=1.( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
解析 (1)因为||MF1|-|MF2||=8=|F1F2|,表示的轨迹为两条射线.
(2)由双曲线的定义知,应为双曲线的一支,而非双曲线的全部.
(3)当m>0,n>0时表示焦点在x轴上的双曲线,而m<0,n<0时则表示焦点在y轴上的双曲线.
2.(易错题)若方程+=1所表示的曲线为C,则下面四个命题中错误的是( )
A.若C为椭圆,则1<t<3
B.若C为双曲线,则t>3或t<1
C.曲线C可能是圆
D.若C为椭圆,且长轴在y轴上,则1<t<2
答案 AD
解析 若t>3,则方程可变形为-=1,它表示焦点在y轴上的双曲线;
若t<1,则方程可变形为-=1,它表示焦点在x轴上的双曲线;
若2<t<3,则0<3-t<t-1,故方程+=1表示焦点在y轴上的椭圆;
若1<t<2,则0<t-1<3-t,故方程+=1表示焦点在x轴上的椭圆;
若t=2,则方程+=1,即为x2+y2=1,它表示圆,综上,选AD.
3.(2021·全国甲卷)已知F1,F2是双曲线C的两个焦点,P为C上一点,且∠F1PF2=60°,|PF1|=3|PF2|,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
答案 A
解析 设|PF2|=m,|PF1|=3m,则|F1F2|==m,所以C的离心率e==
===.
4.(2021·全国乙卷)已知双曲线C:-y2=1(m>0)的一条渐近线为x+my=0,则C的焦距为________.
答案 4
解析 双曲线-y2=1(m>0)的渐近线为y=±x,即x±y=0,
又双曲线的一条渐近线为x+my=0,即x+y=0,对比两式可得,m=3.
设双曲线的实半轴长为a,虚半轴长为b,半焦距为c,则有a2=m=3,b2=1,
所以双曲线的焦距2c=2=4.
5.(易错题)双曲线-=1上一点P到焦点F1(-5,0)的距离为7,则点P到焦点F2(5,0)的距离为________.
答案 13
解析 在双曲线-=1中,a=3,由题意得|PF1|=7,
由双曲线的定义可得||PF1|-