3.2.2 双曲线的简单几何性质(课件+学案+练习,共6份)湘教版(2019)选择性必修第一册

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3.2.2 双曲线的简单几何性质(课件+学案+练习,共6份)湘教版(2019)选择性必修第一册

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第二课时 双曲线的方程及性质的应用
课标要求 1.会求有关弦长问题. 2.了解直线与双曲线的位置关系.
【知识梳理】
1.直线与双曲线位置关系的判断
设直线l:y=kx+m(m≠0),①
双曲线C:-=1(a>0,b>0),②
将①代入②,得(b2-a2k2)x2-2a2mkx-a2m2-a2b2=0.
a.当b2-a2k2=0,即k=±时,直线l与双曲线的________平行,直线与双曲线C相交于一点.
b.当b2-a2k2≠0,即k≠±时,Δ=(-2a2mk)2-4(b2-a2k2)(-a2m2-a2b2),
Δ>0 直线与双曲线有________公共点,此时直线与双曲线相交;
Δ=0 直线与双曲线有________公共点,此时直线与双曲线相切;
Δ<0 直线与双曲线________公共点,此时直线与双曲线相离.
温馨提醒 当直线与双曲线只有一个交点时,直线与双曲线不一定相切.
2.设弦两端点的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),直线的斜率为k,则弦长|AB|==____________=
或|AB|=________________________
=(k≠0).
【自测检验】
1.思考辨析,判断正误
(1)过点A(1,0)作直线l与双曲线x2-y2=1只有一个公共点,则这样的直线可作2条.(  )
                
(2)直线l:y=x与双曲线C:2x2-y2=2有两个公共点.(  )
(3)直线与双曲线有唯一交点是直线与双曲线相切的必要不充分条件.(  )
(4)双曲线-=1(a>0,b>0)的焦点到渐近线的距离为b.(  )
                
2.双曲线-=1的焦点到渐近线的距离为(  )
A.2 B.2
C. D.1
3.直线y=x-1被双曲线2x2-y2=3所截得的弦的中点坐标是(  )
A.(1,2) B.(-2,-1)
C.(-1,-2) D.(2,1)
4.过双曲线x2-=1的右焦点且与x轴垂直的直线交该双曲线的两条渐近线于A,B两点,则|AB|=________.
题型一 直线与双曲线的位置关系
                
例1 已知双曲线x2-y2=4,直线l:y=k(x-1),试分别确定满足下列条件的实数k的取值范围.
(1)直线l与双曲线有两个公共点;
(2)直线l与双曲线有且只有一个公共点;
(3)直线l与双曲线没有公共点.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
思维升华 1.解决直线与双曲线的公共点问题,不仅要考虑判别式,更要注意二次项系数为0时,直线与渐近线平行的特殊情况.
2.双曲线与直线只有一个公共点的题目,应分两种情况讨论:直线与双曲线相切或直线与双曲线的渐近线平行.
3.注意对直线的斜率是否存在进行讨论.
训练1 已知双曲线x2-=1,过点P(1,1)的直线l与双曲线只有一个公共点,求直线l的斜率k.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
题型二 弦长公式及中点弦问题
例2 过双曲线x2-=1的左焦点F1作倾斜角为的弦AB,求|AB|的长.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
思维升华 双曲线中有关弦长问题,解决方法与椭圆中类似.解决中点弦问题常用判别式法和点差法,注意所求参数的取值范围.
训练2 已知双曲线的方程为x2-=1.
试问:双曲线上是否存在被点B(1,1)平分的弦?如果存在,求出弦所在的直线方程;如果不存在,请说明理由.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
题型三 双曲线的综合问题
例3 已知中心在坐标原点的双曲线C的右焦点为(2,0),右顶点为(,0).
(1)求双曲线C的方程;
(2)若直线l:y=kx+与双曲线C恒有两个不同的交点A和B,且·>2(其中O为坐标原点),求实数k的取值范围.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
思维升华 解决综合问题时,可以仿照椭圆的处理思路,借助于方程思想,将问题进行化归,然后利用直线与双曲线位置关系进行求解.
训练3 设A,B为双曲线x2-=1上的两点,线段AB的中点为M(1,2).求:
(1)直线AB的方程;
(2)△OAB的面积(O为坐标原点).
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
【课堂达标】
1.过点A(3,-1)且被A点平分的双曲线-y2=1的弦所在的直线方程是________.
2.已知双曲线的虚轴长为4,离心率e=,F1,F2分别是双曲线的左、右焦点,若过F1的直线与双曲线的左支交于A,B两点,且2|AB|=|AF2|+|BF2|,则双曲线的实轴长为________,|AB|=________.
3.若双曲线E:-y2=1(a>0)的离心率等于,直线y=kx-1与双曲线E的右支交于A,B两点.
(1)求k的取值范围;
(2)若|AB|=6,求k的值.
第二课时 双曲线的方程及性质的应用
新知导学
知识梳理
1.渐近线 两个 一个 没有
2.|x1-x2| |y1-y2|
自测检验
1.(1)× 提示 过A(1,0)作直线l与双曲线只有一个公共点这样的直线可作3条.两条平行于渐近线,一条与双曲线相切.
(2)√ (3)√ (4)√
2.A [∵双曲线-=1的一个焦点为F(4,0),其中一条渐近线方程为y=x,
∴点F到直线x-y=0的距离为=2.]
3.C [将y=x-1代入2x2-y2=3,得x2+2x-4=0,由此可得弦的中点的横坐标为==-1,纵坐标为-1-1=-2.]
4.4 [由双曲线方程可得右焦点为(2,0),渐近线方程为y=±x,把x=2代入渐近线方程,得y=±2,故|AB|=4.]
题型剖析
例1 解 联立消去y,
得(1-k2)x2+2k2x-k2-4=0.(*)
当1-k2≠0,即k≠±1时,
Δ=(2k2)2-4(1-k2)(-k2-4)=4(4-3k2).
(1)由
得-此时方程(*)有两个不同的实数解,
即直线l与双曲线有两个公共点.
(2)由得k=±,
此时方程(*)有两个相同的实数解,
即直线l与双曲线有且只有一个公共点;
当1-k2=0,即k=±1时,
直线l与双曲线的渐近线平行,
方程(*)化为2x=5,
故方程(*)只有一个实数解,即直线l与双曲线相交,有且只有一个公共点.
故当k=±或±1时,直线l与双曲线有且只有一个公共点.
(3)由得k<-或k>,
此时方程(*)无实数解,
即直线l与双曲线无公共点.
训练1 解 (ⅰ)当直线l的斜率不存在时,
l:x=1与双曲线相切,符合题意.
(ⅱ)当直线l的斜率存在时,
设l的方程为y=k(x-1)+1,
代入双曲线方程,得(4-k2)x2-(2k-2k2)·x-k2+2k-5=0.
当4-k2=0,即k=±2时,l与双曲线的渐近线平行,l与双曲线只有一个公共点;
当4-k2≠0时,令Δ=0,得k=.
综上,k=或k=±2或k不存在.
例2 解 易得双曲线的左焦点为F1(-2,0),
∴直线AB的方程为y=(x+2),
与双曲线方程联立,消y得8x2-4x-13=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=,x1x2=-,
∴|AB|=·
=×=3.
训练2 解 法一 设被点B(1,1)所平分的弦所在的直线方程为y=k(x-1)+1,代入双曲线方程x2-=1,得(k2-2)x2-2k(k-1)x+k2-2k+3=0,∴Δ=[-2k(k-1)]2-4(k2-2)·(k2-2k+3)>0,解得k<.
设弦的两端点为M(x1,y1),N(x2,y2),
则x1+x2=.
∵点B(1,1)是弦的中点,
∴=1,∴k=2>.
故双曲线上不存在被点B(1,1)所平分的弦.
法二 设双曲线上存在被点B平分的弦MN,且点M(x1,y1),N(x2,y2),
则x1+x2=2,y1+y2=2,

由①-②得(x1+x2)(x1-x2)-(y1+y2)·(y1-y2)=0,∴kMN==2,∴直线MN的方程为y-1=2(x-1),即y=2x-1.
由消去y,得2x2-4x+3=0.
又Δ=-8<0,∴直线MN与双曲线不相交,
故双曲线上不存在被点B平分的弦.
例3 解 (1)设双曲线的方程为-=1
(a>0,b>0).
由已知得a=,c=2,所以b=1.
故所求双曲线的方程为-y2=1.
(2)将y=kx+代入-y2=1,
可得(1-3k2)x2-6kx-9=0,
由题意知
解得k2≠且k2<1.①
设点A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=,x1x2=.
由·>2,得x1x2+y1y2>2.
而x1x2+y1y2=x1x2+(kx1+)(kx2+)
=(k2+1)x1x2+k(x1+x2)+2
=(k2+1)·+k·+2=.
所以>2,解得由①②得-1故实数k的取值范围为

训练3 解 (1)显然直线AB的斜率存在,
设直线AB的方程为y-2=k(x-1),
即y=kx+2-k.
由消去y,整理得(2-k2)x2-2k(2-k)x-k2+4k-6=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则1==(2-k2≠0),
解得k=1.当k=1时,满足Δ>0,
∴直线AB的方程为y=x+1.
(2)由(1)得x1+x2=2,x1x2=-3,
∴|AB|=·
=×=4.
又点O到直线AB的距离d==,
∴S△OAB=|AB|·d=×4×=2.
课堂达标
1.3x+4y-5=0 [易知所求直线的斜率存在,设为k,则该直线的方程为y+1=k(x-3),
代入-y2=1,
消去y得关于x的一元二次方程
(1-4k2)x2+(24k2+8k)x-36k2-24k-8=0(1-4k2≠0),
∴-=6,∴k=-(满足Δ>0),
∴所求直线方程为3x+4y-5=0.]
2.4 8 [由题意可知2b=4,e==,
又c2=a2+b2,于是a=2.
因为2|AB|=|AF2|+|BF2|,
所以|AB|+|AF1|+|BF1|=|AF2|+|BF2|,
得|AB|=|AF2|-|AF1|+|BF2|-|BF1|=4a=8.]
3.解 (1)由得
故双曲线E的方程为x2-y2=1.
设A(x1,y1),B(x2,y2),

得(1-k2)x2+2kx-2=0.①
∵直线与双曲线右支交于A,B两点,

即∴1∴k的取值范围是(1,).
(2)由①得x1+x2=,x1x2=,
∴|AB|=·
=2=6,
整理得28k4-55k2+25=0,
∴k2=或k2=.
又1第二课时 双曲线的方程及性质的应用
第3章 3.2.2 双曲线的简单几何性质
课标要求
1.会求有关弦长问题.
2.了解直线与双曲线的位置关系.
新知导学
题型剖析
课时精练
内容索引
新知导学
知识梳理
1.直线与双曲线位置关系的判断
渐近线
两个
一个
没有
温馨提醒
当直线与双曲线只有一个交点时,直线与双曲线不一定相切.
自测检验
1.思考辨析,判断正误
×

(1)过点A(1,0)作直线l与双曲线x2-y2=1只有一个公共点,则这样的直线可作2条.( )
提示 过A(1,0)作直线l与双曲线只有一个公共点这样的直线可作3条.两条平行于渐近线,一条与双曲线相切.
(2)直线l:y=x与双曲线C:2x2-y2=2有两个公共点.( )
(3)直线与双曲线有唯一交点是直线与双曲线相切的必要不充分条件.( )



3.直线y=x-1被双曲线2x2-y2=3所截得的弦的中点坐标是

A.(1,2) B.(-2,-1)
C.(-1,-2) D.(2,1)
题型剖析
题型一 直线与双曲线的位置关系
例1
已知双曲线x2-y2=4,直线l:y=k(x-1),试分别确定满足下列条件的实数k的取值范围.
(1)直线l与双曲线有两个公共点;
(2)直线l与双曲线有且只有一个公共点;
思维升华
1.解决直线与双曲线的公共点问题,不仅要考虑判别式,更要注意二次项系数为0时,直线与渐近线平行的特殊情况.
2.双曲线与直线只有一个公共点的题目,应分两种情况讨论:直线与双曲线相切或直线与双曲线的渐近线平行.
3.注意对直线的斜率是否存在进行讨论.
训练1
(ⅰ)当直线l的斜率不存在时,
l:x=1与双曲线相切,符合题意.
(ⅱ)当直线l的斜率存在时,
设l的方程为y=k(x-1)+1,
代入双曲线方程,得(4-k2)x2-(2k-2k2)·x-k2+2k-5=0.
当4-k2=0,即k=±2时,l与双曲线的渐近线平行,l与双曲线只有一个公共点;
题型二 弦长公式及中点弦问题
例2
思维升华
双曲线中有关弦长问题,解决方法与椭圆中类似.解决中点弦问题常用判别式法和点差法,注意所求参数的取值范围.
训练2
题型三 双曲线的综合问题
例3
思维升华
解决综合问题时,可以仿照椭圆的处理思路,借助于方程思想,将问题进行化归,然后利用直线与双曲线位置关系进行求解.
训练3
显然直线AB的斜率存在,
课堂达标
易知所求直线的斜率存在,设为k,
3x+4y-5=0
则该直线的方程为y+1=k(x-3),
课时精练
一、基础巩固

1.直线y=3x-8被双曲线x2-y2=4所截得的弦的中点坐标是
A.(1,3) B.(-3,-1)
C.(3,1) D.(-1,-3)


设等轴双曲线的方程为x2-y2=a2(a>0),

∵y=x为渐近线方程,则b=2,即双曲线方程为x2-y2=2.

取B为双曲线右焦点,如图所示.
2
9.已知双曲线3x2-y2=3,直线l过右焦点F2,且倾斜角为45°,与双曲线交于A,B两点,试问A,B两点是否位于双曲线的同一支上?并求弦AB的长.
代入双曲线方程,得2x2+4x-7=0.

二、综合运用
设|PF1|=m,|PF2|=n,
①2-②得:-2mn=4a2-4c2,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
3
设M(x1,y1),N(x2,y2),D(x0,y0)(x0>0),
三、创新拓展



易得双曲线C的渐近线方程为y=±x,选项A正确;3.2.2 双曲线的简单几何性质
第一课时 双曲线的简单几何性质
课标要求 1.了解双曲线的简单几何性质. 2.能用双曲线的简单几何性质解决一些简单问题.
【知识梳理】
1.双曲线的几何性质
标准方程 -=1(a>0,b>0) -=1(a>0,b>0)
图形
性 质 范围 __________,y∈R __________,x∈R
对称性 对称轴:________ 对称中心:________
顶点坐标 ________,________ ________,________
实轴和虚轴 线段A1A2叫做双曲线的实轴,实轴长=2a;线段B1B2叫做双曲线的虚轴,虚轴长=2b
焦点 (±,0) (0,±)
焦距 |F1F2|=2c
渐近线 y=________ y=________
离心率 e=________,e∈________
温馨提醒 (1)双曲线的离心率刻画了双曲线的“张口”大小,e越大,开口越大.
(2)双曲线的渐近线方程要注意焦点所在轴的位置.
(3)焦点到渐近线的距离为b.
(4)利用渐近线可以较准确的画出双曲线的草图.
(5)由c2=b2+a2可得e==.
2.等轴双曲线
实轴和虚轴________的双曲线叫做等轴双曲线,它的渐近线是________.
温馨提醒 等轴双曲线 a=b e=,渐近线方程为y=±x.
【自测检验】
                
1.思考辨析,判断正误
(1)双曲线-=1与-=1(a>0,b>0)的形状相同.(  )
(2)等轴双曲线的渐近线方程与双曲线方程有关.(  )
(3)离心率是的双曲线为等轴双曲线.(  )
(4)双曲线-=1的渐近线方程是3x±2y=0.(  )
                
2.双曲线-=1的离心率为(  )
A. B.
C. D.
3.中心在坐标原点,离心率为的双曲线的焦点在y轴上,则它的渐近线方程为(  )
A.y=±x B.y=±x
C.y=±x D.y=±x
4.双曲线-y2=1的实轴长为________.
题型一 双曲线的几何性质
                
例1 求双曲线9y2-16x2=144的实半轴长和虚半轴长、焦点坐标、离心率、渐近线方程.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
迁移 求双曲线nx2-my2=mn(m>0,n>0)的实半轴长、虚半轴长、焦点坐标、离心率、顶点坐标和渐近线方程.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
思维升华 由双曲线的方程研究几何性质的解题步骤
(1)把双曲线方程化为标准方程是解决本题的关键.
(2)由标准方程确定焦点位置,确定a,b的值.
(3)由c2=a2+b2求出c的值,从而写出双曲线的几何性质.
训练1 求双曲线9y2-4x2=-36的顶点坐标、焦点坐标、实轴长、虚轴长、离心率和渐近线方程.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
题型二 根据双曲线的几何性质求方程
例2 分别求适合下列条件的双曲线的标准方程:
(1)一个焦点为(0,13),且离心率为;
(2)渐近线方程为y=±x,且经过点A(2,-3);
(3)与双曲线-=1有共同渐近线,且过点(-3,2);
(4)过点(2,0),与双曲线-=1的离心率相等;
(5)与双曲线-=1有公共焦点,且过点(3,2).
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
思维升华 由双曲线的几何性质求双曲线的标准方程常用待定系数法,当焦点位置明确时直接设出双曲线的标准方程即可,当焦点位置不明确时,应注意分类讨论,也可以不分类讨论直接把双曲线方程设成mx2+ny2=1(mn<0).当双曲线的渐近线方程为y=±x时,可以将方程设为-=λ(λ≠0).
训练2 (1)已知双曲线-=1(a>0,b>0)的一个焦点为F(0,2),一条渐近线的斜率为,则该双曲线的方程为(  )
A.-y2=1 B.x2-=1
C.-x2=1 D.y2-=1
(2)与椭圆+=1有公共焦点,且离心率e=的双曲线方程为____________.
题型三 求双曲线的离心率
例3 (1)如果双曲线-=1(a>0,b>0)右支上总存在到双曲线的中心与右焦点距离相等的两个相异点,则双曲线离心率的取值范围是________.
(2)设F1,F2是双曲线C:-=1(a>0,b>0)的两个焦点,P是C上一点,若|PF1|+|PF2|=6a,且△PF1F2的最小内角为30°,则双曲线C的离心率为________.
                                    
                                    
                                    
                                    
思维升华 求双曲线离心率的三种方法:
(1)若可求得a,c,则直接利用e=求解.
(2)若已知a,b,可直接利用e=求解.
(3)若得到的是关于a,c的齐次方程pc2+q·ac+r·a2=0(p,q,r为常数,且p≠0),则转化为关于e的方程pe2+q·e+r=0求解.
训练3 点P是双曲线C1:-=1(a>0,b>0)和圆C2:x2+y2=a2+b2的一个交点,且有2∠PF1F2=∠PF2F1,其中F1,F2分别是双曲线C1的左、右两个焦点,求双曲线C1的离心率.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
【课堂达标】
1.若双曲线-=1(a>0,b>0)的一条渐近线经过点(3,-4),则此双曲线的离心率为(  )
A. B.
C. D.
2.两个正数a,b的和为5,积为6,且a>b,则双曲线-=1的离心率e=________,渐近线方程为________.
3.求适合下列条件的双曲线的标准方程:
(1)焦点在y轴上,虚轴长为8,离心率为e=;
(2)经过点C(-,),且与双曲线-=1有共同的渐近线.
第一课时 双曲线的简单几何性质
新知导学
知识梳理
1.x≥a或x≤-a y≥a或y≤-a 坐标轴 原点 A1(-a,0) A1(-a,0) A1(0,-a) 
A2(0,a) ±x ±x  (1,+∞)
2.等长 y=±x
自测检验
1.(1)√
(2)× 提示 等轴双曲线的渐近线方程是固定的,都是y=±x.故错误.
(3)√ (4)√
2.B [由双曲线方程,知a=4,b=3,
∴c==5,e==.]
3.D [由题意知=,
设c=5t(t>0),则a=3t,b=4t,
故所求渐近线方程为y=±x,
即y=±x.]
4.4 [由双曲线方程,知a=2,故实轴长2a=4.]
题型剖析
例1 解 把方程9y2-16x2=144化为标准方程为-=1.
由此可知,实半轴长a=4,虚半轴长b=3;
c===5,
焦点坐标是(0,-5),(0,5);
离心率e==;渐近线方程为y=±x.
迁移 解 把方程nx2-my2=mn(m>0,n>0)化为标准方程为-=1(m>0,n>0),
由此可知,实半轴长a=,
虚半轴长b=,c=,
焦点坐标为(,0),(-,0),
离心率e===,
顶点坐标为(-,0),(,0),
渐近线方程为y=±x,即y=±x.
训练1 解 双曲线的方程化为标准方程是-=1,∴a2=9,b2=4,∴a=3,b=2,c=.
又双曲线的焦点在x轴上,
∴顶点坐标为(-3,0),(3,0),
焦点坐标为(-,0),(,0),
实轴长2a=6,虚轴长2b=4,
离心率e==,
渐近线方程为y=±x.
例2 解 (1)依题意可知,双曲线的焦点在y轴上,且c=13,
又=,∴a=5,b==12,
故其标准方程为-=1.
(2)法一 ∵双曲线的渐近线方程为
y=±x,
若焦点在x轴上,设所求双曲线的标准方程为-=1(a>0,b>0),则=.①
∵A(2,-3)在双曲线上,∴-=1.②
联立①②,无解.
若焦点在y轴上,设所求双曲线的标准方程为-=1(a>0,b>0),则=.③
∵A(2,-3)在双曲线上,∴-=1.④
联立③④,解得a2=8,b2=32.
∴所求双曲线的标准方程为-=1.
法二 由双曲线的渐近线方程为y=±x,
可设双曲线方程为-y2=λ(λ≠0),
∵A(2,-3)在双曲线上,
∴-(-3)2=λ,即λ=-8.
∴所求双曲线的标准方程为-=1.
(3)设所求双曲线方程为-=λ(λ≠0),
由题意可知-=λ,
解得λ=.
∴所求双曲线的标准方程为-=1.
(4)易知所求双曲线的焦点在x轴上,
可设双曲线方程为-=λ(λ>0),
将点(2,0)的坐标代入方程得λ=,
故所求双曲线的标准方程为-y2=1.
(5)设所求双曲线方程为-=1
(16-k>0,4+k>0),
∵双曲线过点(3,2),∴-=1,
解得k=4或k=-14(舍去).
∴所求双曲线的标准方程为-=1.
训练2 (1)C (2)-=1 [(1)因为双曲线一个焦点的坐标为F(0,2),所以c=2.
由一条渐近线的斜率为,得=,
而c2=a2+b2,
因此有
故该双曲线的方程为-x2=1.
(2)设双曲线方程为-=1(24∵=,则=-1=,
∴=,解得k=29,
∴所求双曲线方程为-=1.]
例3 (1)(2,+∞)
(2) [(1)如图,
因为|AO|=|AF|,F(c,0),
所以xA=.
又因为A在右支上且不在顶点处,
所以>a,所以e=>2.
故双曲线离心率的取值范围为(2,+∞).
(2)不妨设|PF1|>|PF2|,
则|PF1|-|PF2|=2a,
又|PF1|+|PF2|=6a,
所以|PF1|=4a,|PF2|=2a,又|F1F2|=2c,则在△PF1F2中,∠PF1F2=30°,
由余弦定理得(2a)2=(4a)2+(2c)2-2×4a·2c·cos 30°,整理得(e-)2=0,所以e=.]
训练3 解 ∵圆的半径r==c,
∴圆过双曲线C1的焦点,即F1F2为圆的直径,∴∠F1PF2=90°.
又∵2∠PF1F2=∠PF2F1,
∴∠PF1F2=30°,∠PF2F1=60°.
在Rt△F1PF2中,|F1F2|=2c,
故|PF1|=c,|PF2|=c.
又∵点P在双曲线上,且在双曲线右支上,
∴|PF1|-|PF2|=c-c=2a,
∴e===+1.
课堂达标
1.D [由题意知=,则e2=1+=,
又e>1,所以e=.]
2. y=±x
[由解得或
又a>b,∴a=3,b=2,
∴c=,∴e==,
渐近线方程为y=±x.]
3.解 (1)设所求双曲线的标准方程为-=1(a>0,b>0),
则2b=8,e==,从而b=4,
代入c2=a2+b2,得a2=9,
故方程为-=1.
(2)由题意可设所求双曲线方程为-=λ(λ≠0),将点C(-,)的坐标代入,得-=λ,解得λ=,
所以所求双曲线的标准方程为-=1.(共60张PPT)
第3章 3.2.2 双曲线的简单几何性质
第一课时 双曲线的简单几何性质
课标要求
1.了解双曲线的简单几何性质.
2.能用双曲线的简单几何性质解决一些简单问题.
新知导学
题型剖析
课时精练
内容索引
新知导学
知识梳理
1.双曲线的几何性质
x≥a或x≤-a
y≥a或y≤-a
坐标轴
原点
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(-a,0),A2(a,0)
温馨提醒
2.等轴双曲线
等长
y=±x
温馨提醒
自测检验
1.思考辨析,判断正误
×




由双曲线方程,知a=4,b=3,

4
由双曲线方程,知a=2,
故实轴长2a=4.
题型剖析
题型一 双曲线的几何性质
例1
求双曲线nx2-my2=mn(m>0,n>0)的实半轴长、虚半轴长、焦点坐标、离心率、顶点坐标和渐近线方程.
迁移
求双曲线9y2-4x2=-36的顶点坐标、焦点坐标、实轴长、虚轴长、离心率和渐近线方程.
实轴长2a=6,虚轴长2b=4,
思维升华
由双曲线的方程研究几何性质的解题步骤
(1)把双曲线方程化为标准方程是解决本题的关键.
(2)由标准方程确定焦点位置,确定a,b的值.
(3)由c2=a2+b2求出c的值,从而写出双曲线的几何性质.
训练1
求双曲线9y2-16x2=144的实半轴长和虚半轴长、焦点坐标、离心率、渐近线方程.
题型二 根据双曲线的几何性质求方程
例2
分别求适合下列条件的双曲线的标准方程:
依题意可知,双曲线的焦点在y轴上,
思维升华
训练2

因为双曲线一个焦点的坐标为F(0,2),所以c=2.
题型三 求双曲线的离心率
例3
(2,+∞)
如图,
不妨设|PF1|>|PF2|,
则|PF1|-|PF2|=2a,
又|PF1|+|PF2|=6a,
思维升华
训练3
课堂达标

3.求适合下列条件的双曲线的标准方程:
课时精练
一、基础巩固

1.双曲线3x2-y2=3的渐近线方程是

2.已知双曲线的离心率为2,焦点是(-4,0),(4,0),则双曲线的方程为




4
(4,+∞)
4x±3y=0
∵圆M的圆心为(0,5),半径为r=3,
基础巩固

二、综合运用

32
②当双曲线的焦点在y轴上时,
三、创新拓展
√第3章 课时精练33 双曲线的简单几何性质
(分值:100分)
一、基础巩固
选择题每小题5分,共25分
1.双曲线3x2-y2=3的渐近线方程是( )
y=±3x y=±x
y=±x y=±x
2.已知双曲线的离心率为2,焦点是(-4,0),(4,0),则双曲线的方程为( )
-=1 -=1
-=1 -=1
3.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为,则点(4,0)到C的渐近线的距离为( )
2
2
4.(多选)双曲线C与椭圆+=1有相同的焦距,一条渐近线的方程为x-2y=0,则双曲线C的标准方程可以为( )
-y2=1 y2-=1
x2-=1 -x2=1
5.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的焦距为10,点P(2,1)在C的渐近线上,则C的方程为( )
-=1 -=1
-=1 -=1
6.若双曲线-=1(a>0)的离心率为,则a=________.
7.已知双曲线C:-=1(m>0)的开口比等轴双曲线的开口更开阔,则实数m的取值范围是________.
8.已知双曲线C的焦点、顶点恰好分别是椭圆+=1的长轴端点、焦点,则双曲线C的渐近线方程为________.
9.(15分)已知圆M:x2+(y-5)2=9,双曲线G与椭圆C:+=1有相同的焦点,它的两条渐近线恰好与圆M相切,求双曲线G的方程.
10.(15分)已知双曲线E与双曲线-=1共渐近线,且过点A(2,-3).若双曲线M以双曲线E的实轴为虚轴,虚轴为实轴,试求双曲线M的标准方程.
二、综合运用
选择题每小题5分,共5分
11.(多选)若双曲线C的一个焦点F(5,0),P是双曲线上一点,且渐近线方程为y=±x,则下列结论正确的是( )
C的方程为-=1
C的离心率为
焦点到渐近线的距离为3
|PF|的最小值为2
12.已知F为双曲线C:-=1的左焦点,P,Q为双曲线C同一支上的两点.若PQ的长等于虚轴长的2倍,点A(,0)在线段PQ上,则△PQF的周长为________.
13.(15分)已知双曲线的一条渐近线为x+y=0,且与椭圆x2+4y2=64有相同的焦距,求双曲线的标准方程.
三、创新拓展
选择题每小题5分,共5分
14.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的离心率为2,过右焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点.设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d1和d2,且d1+d2=6,则双曲线的方程为( )
-=1 -=1
-=1 -=1
课时精练33 双曲线的简单几何性质
1.C [双曲线方程可化为标准方程:x2-=1,
∴a=1,b=,∴双曲线的渐近线方程为y=±x,即y=±x.]
2.A [依题意知,焦点在x轴上,c=4,=2,
∴a=2.∴b2=c2-a2=12.
故双曲线的方程为-=1.]
3.D [法一 由离心率e==,得c=a,
又b2=c2-a2,得b=a,
所以双曲线C的渐近线方程为y=±x.
由点到直线的距离公式,得点(4,0)到C的渐近线的距离为=2.故选D.
法二 离心率e=的双曲线是等轴双曲线,其渐近线方程是y=±x,
由点到直线的距离公式得点(4,0)到C的渐近线的距离为=2,故选D.]
4.AB [由题知c=,
设双曲线的方程为x2-4y2=λ(λ≠0),
∴-=1,
∴λ+=5或-+(-λ)=5,
∴λ=4或λ=-4.故选AB.]
5.A [由题意,点P(2,1)在双曲线的渐近线
y=x上,∴=,即a=2b.
又2c=10,∴c=5.
由a2+b2=c2,解得a2=20,b2=5.
故所求双曲线方程为-=1.]
6.4 [由题意可得,=,得a2=16,又a>0,所以a=4.]
7.(4,+∞) [∵等轴双曲线的离心率为,且双曲线C的开口比等轴双曲线的开口更开阔,
∴双曲线C:-=1的离心率e>,e2>2,
即>2,∴m>4.]
8.4x±3y=0 [由椭圆+=1知,长轴端点分别为(-5,0)和(5,0),焦点是(-3,0),(3,0),
由此可知,双曲线的焦点为(-5,0),(5,0),
顶点为(-3,0),(3,0),
所以双曲线方程为-=1,
所以渐近线方程为4x±3y=0.]
9.解 椭圆C:+=1的两焦点为F1(-5,0),
F2(5,0),故双曲线G的中心在原点,焦点在x轴上,且c=5.设双曲线G的方程为-=1(a>0,b>0),则G的渐近线方程为
y=±x,即bx±ay=0,且a2+b2=25.
∵圆M的圆心为(0,5),半径为r=3,
∴=3,∴a=3,b=4.
∴双曲线G的方程为-=1.
10.解 由题意,设双曲线E的方程为-=t(t≠0).
∵点A(2,-3)在双曲线E上,
∴-=t,∴t=-,
∴双曲线E的标准方程为-=1.
又双曲线M以双曲线E的实轴为虚轴,虚轴为实轴,则双曲线M的标准方程为-=1.
11.AD [双曲线C的一个焦点F(5,0),且渐近线方程为y=±x,可得c=5,
焦点坐标在x轴上,所以=,
因为c=5,又c2=a2+b2,
所以b=4,a=3,
所以C的方程为-=1,A正确;
离心率为e==,B不正确;
焦点到渐近线的距离为d==4,C不正确;|PF|的最小值为c-a=2,D正确.]
12.32 [根据题意,得双曲线C:-=1的左焦点F(-,0),所以点A(,0)是双曲线的右焦点,P,Q为双曲线C右支上的两点,虚轴长为6,所以|PQ|=12,双曲线图象如图所示.
|PF|-|PA|=2a=4,①
|QF|-|QA|=2a=4,②
①+②得|PF|+|QF|-|PQ|=8,
所以△PQF的周长为|PF|+|QF|+|PQ|=8+2|PQ|=32.]
13.解 椭圆方程化为标准方程+=1,
可知c2=64-16=48.
①当双曲线的焦点在x轴上时,
设双曲线方程为-=1 (a>0,b>0),
∴解得
∴双曲线的标准方程为-=1;
②当双曲线的焦点在y轴上时,
设双曲线方程为-=1 (a>0,b>0),
∴ 解得
∴双曲线的标准方程为-=1.
由①②可知,双曲线的标准方程为
-=1或-=1.
14.A [把x=c代入-=1,
得y=±.
不妨设A,B,
双曲线的一条渐近线方程为y=x,
即bx-ay=0,
则d1=,d2=,
故d1+d2=+
==2b=6,故b=3.
又====2,得a2=3,
所以双曲线的方程为-=1.]第3章 课时精练34 双曲线的方程及性质的应用
(分值:100分)
一、基础巩固
选择题每小题5分,共25分
1.直线y=3x-8被双曲线x2-y2=4所截得的弦的中点坐标是( )
(1,3) (-3,-1)
(3,1) (-1,-3)
2.下列双曲线中,焦点在y轴上且渐近线方程为y=±x的是( )
x2-=1 -y2=1
-x2=1 y2-=1
3.已知等轴双曲线的中心在坐标原点,焦点在x轴上,与直线y=x交于A,B两点,若|AB|=2,则该双曲线的方程为( )
x2-y2=6 x2-y2=9
x2-y2=16 x2-y2=25
4.已知双曲线-=1(b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,其一条渐近线方程为y=x,点P(,y0)在该双曲线上,则·等于( )
-12 -2
0 4
5.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=x,且与椭圆+=1有公共焦点,则C的方程为( )
-=1 -=1
-=1 -=1
6.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的离心率为,则其渐近线方程为________.
7.双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线为正方形OABC的边OA,OC所在的直线,点B为该双曲线的焦点,若正方形OABC的边长为2,则a=________.
8.若双曲线C:-y2=1(a>0)与直线l:x+y=1相交于两个不同的点A,B,则实数a的取值范围为________.
9.(15分)已知双曲线3x2-y2=3,直线l过右焦点F2,且倾斜角为45°,与双曲线交于A,B两点,试问A,B两点是否位于双曲线的同一支上?并求弦AB的长.
10.(15分)已知直线l:x+y=1与双曲线C:-y2=1(a>0).
(1)若a=,求l与C相交所得的弦长;
(2)若l与C有两个不同的交点,求双曲线C的离心率e的取值范围.
二、综合运用
选择题每小题5分,共5分
11.点P是双曲线-=1(a>0,b>0)上的点,F1,F2是其焦点,双曲线的离心率是,且PF1⊥PF2,若△F1PF2的面积是9,则a+b的值等于( )
4 5
6 7
12.过双曲线x2-=1的右焦点F作直线l交双曲线于A,B两点,若|AB|=4,则满足条件的直线l有________条.
13.(15分)设A,B分别为双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右顶点,双曲线的实轴长为4,焦点到渐近线的距离为.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知直线y=x-2与双曲线的右支交于M,N两点,且在双曲线的右支上存在点D,使+=t.求t的值及点D的坐标.
三、创新拓展
选择题每小题5分,共5分
14.(多选)已知F1,F2分别是双曲线C:x2-y2=1的左、右焦点,P是双曲线上异于双曲线顶点的一点,且·=0,则下列结论正确的是( )
双曲线C的渐近线方程为y=±x
以F1F2为直径的圆的方程为x2+y2=1
F1到双曲线的一条渐近线的距离为1
△PF1F2的面积为1
课时精练34 双曲线的方程及性质的应用
1.C [将y=3x-8代入x2-y2=4,得2x2-12x+17=0,由此可得弦的中点的横坐标为=3,纵坐标为3×3-8=1.]
2.D [焦点在y轴上的双曲线有-x2=1与y2-=1,而-x2=1的渐近线方程是y=±2x,y2-=1的渐近线方程是y=±x,故选D.]
3.B [设等轴双曲线的方程为x2-y2=a2(a>0),
与y=x联立,得x2-a2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=0,x1·x2=-,
∴|AB|=×a=2,
∴a=3,故选B.]
4.C [∵y=x为渐近线方程,则b=2,
即双曲线方程为x2-y2=2.
当x=时,y=1.
又双曲线的半焦距为2,∴F1(-2,0),F2(2,0),
∴·=(-2-,-y0)·(2-,-y0)
=-1+y=-1+1=0.故选C.]
5.B [法一 由双曲线的渐近线方程可设双曲线方程为-=k(k>0),即-=1,
∵双曲线与椭圆+=1有公共焦点,
∴4k+5k=12-3,解得k=1,
故双曲线C的方程为-=1.
法二 ∵椭圆+=1的焦点为(±3,0),双曲线与椭圆+=1有公共焦点,
∴a2+b2=32=9,①
∵双曲线的一条渐近线方程为y=x,
∴=,②
联立①②可解得a2=4,b2=5,
∴双曲线C的方程为-=1.]
6.y=±x [由题意知,e==,
得=.
又c2=b2+a2,所以=.
故=.所以=,
所以该双曲线的渐近线方程为y=±x.]
7.2 [取B为双曲线右焦点,如图所示.
∵四边形OABC为正方形且边长为2,
∴c=|OB|=2,
又∠AOB=,
∴=tan =1,即a=b.
又a2+b2=c2=8,∴a=2.]
8.(0,1)∪(1,) [将y=-x+1代入双曲线方程-y2=1(a>0)中得(1-a2)x2+2a2x-2a2=0.
依题意
∴09.解 双曲线方程可化为-=1,
故a2=1,b2=3,c2=a2+b2=4,
∴c=2,∴F2(2,0),
又直线l的倾斜角为45°,
∴直线l的斜率k=tan 45°=1,
∴直线l的方程为y=x-2,
代入双曲线方程,得2x2+4x-7=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
∵x1·x2=-<0,
∴A,B两点不位于双曲线的同一支上.
∵x1+x2=-2,x1·x2=-,
∴|AB|=
=×=6.
10.解 (1)当a=时,双曲线C的方程为4x2-y2=1,联立消去y,得3x2+2x-2=0.
设两个交点为A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=-,x1x2=-,
于是|AB|=·
=×=.
(2)将y=-x+1代入双曲线-y2=1中得(1-a2)x2+2a2x-2a2=0,
所以
解得0<a<且a≠1.
又双曲线的离心率e==,
所以e>且e≠,即离心率e的取值范围是∪(,+∞).
11.D [设|PF1|=m,|PF2|=n,
则|m-n|=2a,①
又因为PF1⊥PF2,所以m2+n2=4c2,②
①2-②得:-2mn=4a2-4c2,
所以mn=-2a2+2c2.
又因为△F1PF2的面积是9,
所以mn=9,所以c2-a2=9.
又因为双曲线的离心率=,
所以c=5,a=4,所以b=3,所以a+b=7.]
12.3 [设A(x1,y1),B(x2,y2),
当直线l的斜率不存在时,其方程为x=,
由得y=±2,
∴|AB|=|y1-y2|=4,满足题意.
当直线l的斜率存在时,
设其方程为y=k(x-),

得(2-k2)x2+2k2x-3k2-2=0.
当2-k2≠0时,
x1+x2=,x1x2=,
|AB|=

===4,
解得k=±.故满足条件的直线l有3条.]
13.解 (1)由题意,知a=2,
所以一条渐近线方程为y=x,
即bx-2y=0,
所以=,
又c2=a2+b2=12+b2,
所以b2(12+b2)=3(b2+12),所以b2=3,
所以双曲线的方程为-=1.
(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),
D(x0,y0)(x0>0),
则由+=t,
得(x1,y1)+(x2,y2)=t(x0,y0),
所以x1+x2=tx0,y1+y2=ty0.
将直线方程代入双曲线方程,
消去y得x2-16x+84=0,
则x1+x2=16,
y1+y2=x1-2+x2-2
=(x1+x2)-4=12,
所以所以
由+=t,得(16,12)=(4t,3t),
所以t=4,点D的坐标为(4,3).
14.ACD [易得双曲线C的渐近线方程为y=±x,选项A正确;
由a=b=1得c=,因此以F1F2为直径的圆的方程为x2+y2=2,选项B错误;
不妨设F1(-,0),则F1到双曲线的一条渐近线的距离d==1,选项C正确;
由·=0,得PF1⊥PF2,因此点P在圆x2+y2=2上,由得,y2=,
∴|y|=,
因此,S△PF1F2=|F1F2|·|y|=×2×=1,选项D正确.]

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