武赫揚(yáng)
雙曲線是圓錐曲線中的三種曲線之一,也是高考考查的重點(diǎn),主要考查定義、標(biāo)準(zhǔn)方程、幾何性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí),考查基本技能與基本方法的運(yùn)用。
一、知識(shí)掃描
雙曲線的定義:在平面內(nèi)到兩定點(diǎn)F1,F(xiàn)2的距離的差的絕對(duì)值等于常數(shù)(小于|F:F2|且大于零)的點(diǎn)的軌跡(或集合)叫作雙曲線。定點(diǎn)Fr,F(xiàn)。叫作雙曲線的焦點(diǎn),兩焦點(diǎn)間的距離叫作焦距。
中心在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為
中心在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為
集合P={M|||MF,|-|MF。||=2a},|F,F(xiàn)2|=2c,其中a、c為常數(shù)且a>0,c>0:
①當(dāng)a ②當(dāng)a=c時(shí),P點(diǎn)的軌跡是兩條射線; ③當(dāng)a>c時(shí),P點(diǎn)不存在。 雙曲線的離心率大于1,而橢圓的離心率e∈(O,1)。 雙曲線為等軸雙曲線<>雙曲線的離心率e=v2臺(tái)雙曲線的兩條漸近線互相垂直(位置關(guān)系)。 雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)如表1所示。 二、常見(jiàn)題型 考點(diǎn)一:雙曲線的定義與標(biāo)準(zhǔn)方程 例1?若實(shí)數(shù)k滿足0 ()。 A.焦距相等 B.實(shí)半軸長(zhǎng)相等 C.虛半軸長(zhǎng)相等 D.離心率相等 解析:因?yàn)? 表示焦點(diǎn)在x軸上的雙曲線。 又25+(9-k)=34-k=(25-k)+9,所以它們的焦距相等,故選A。 點(diǎn)評(píng):雙曲線x2/a2-y2/b2=1(a>0,b>0)的焦點(diǎn)在x軸上,雙曲線y2/a2-x2/b2=1(a>0,b>0)的焦點(diǎn)在y軸上。 例2?已知F為雙曲線C:=1的左焦點(diǎn),P,Q為C上的點(diǎn)。若PQ的長(zhǎng)等于實(shí)軸長(zhǎng)的2倍,點(diǎn)A(5,0)在線段PQ上,則△PQF的周長(zhǎng)為_(kāi)____。 解析:依題意知|PQl=4a=12>2a。又因?yàn)锳(5,0)在線段PQ上,所以PQ在雙曲線的右支上。 可得|PF|-|PA|=2a=6,|QF|-|QA|=2a=6。 所以|PFI+lQF|=24。 所以△PQF的周長(zhǎng)是|PF|+|QF|+|PQ|=24+12=36。 點(diǎn)評(píng):在應(yīng)用雙曲線定義時(shí),要注意定義中的條件,搞清所求軌跡是雙曲線,還是雙曲線的一支。若是雙曲線的一支,則需確定是哪一支。 例3?已知雙曲線的中心在原點(diǎn),一個(gè)焦點(diǎn)為F1(-√5,0),點(diǎn)P在雙曲線上,且線段PF,的中點(diǎn)坐標(biāo)為(0,2),則此雙曲線的方程是() A.x2/3-y3/2=1 B.x2-y2/4=1 C.x2/2-y2/3=1 D.x2/4-y2=1 解析:設(shè)雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2/a2-y2/b2=1=1(a>0,b>0)。 由PF1的中點(diǎn)為(0,2)知,PF2⊥x軸,P(V5,4),所以=4,即b2=4a。 所以5-a2=4a,所以a=1,b=2,所以雙曲線方程為x2-y2/4=1,故選B。 點(diǎn)評(píng):確定雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程也需要一個(gè)“定位”條件,兩個(gè)“定量”條件,“定位”是指確定焦點(diǎn)在哪條坐標(biāo)軸上,“定量”是指確定a,b的值,常用待定系數(shù)法。若雙曲線的焦點(diǎn)不能確定時(shí),可設(shè)其方程為Ax2+by”=1(AB<0)。若已知漸近線方程為mx+ny=0,則雙曲線方程可設(shè)為m2x2-n°y2=λ(λ≠0)。 考點(diǎn)二:雙曲線的離心率 例4?已知F,F(xiàn)z是雙曲線E:-2-差=1的左,右焦點(diǎn),點(diǎn)M在E上,MF,與x 軸垂直,sin∠MF,F(xiàn)1=-1則E的離心率為()。 A.√2? B.3/2? C.√3? D.2 解析: 故雙曲線離心率e= 選A。 點(diǎn)評(píng):應(yīng)區(qū)分雙曲線中a,b,c的關(guān)系與橢圓中a,b,c的關(guān)系,在橢圓中a2=62+c,而在雙曲線中c2=a*+b2。雙曲線的離心率e∈(1,+∞),而橢圓的離心率e∈(0,1)。 例5?過(guò)雙曲線a'b1(a>0,b>0)的右焦點(diǎn)F作一條直線,當(dāng)直線傾斜角為”時(shí),直線與雙曲線左、右兩支各有一個(gè)交點(diǎn):當(dāng)直線傾斜角為。時(shí),直線與雙曲線右支有兩個(gè)不同的交點(diǎn)。則雙曲線離心率的取值范圍為()。 A.(1,2√3/3) B.(2√3/3,2) C.(1,√3) D.(1,2) 解析:由題意得,當(dāng)直線傾斜角為。時(shí),直線與雙曲線左、右兩支各有一個(gè)交點(diǎn),所以 又當(dāng)直線傾斜角為時(shí),直線與雙曲線右支有兩個(gè)不同的交點(diǎn),所以b/a<√3,所以此 所以雙曲線離心率的取值范圍為(2√3/3,2),故選B。 點(diǎn)評(píng):離心率是圓錐曲線的重要幾何性質(zhì),是高考重點(diǎn)考查的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。這類問(wèn)題一般有兩類:一類是根據(jù)一定的條件求橢圓或雙曲線的離心率:另一類是根據(jù)一定的條件求離心率的取值范圍。無(wú)論是哪類問(wèn)題,其解題關(guān)鍵都是建立關(guān)于a,b,c的關(guān)系式(等式或不等式),并且最后要把其中的b用a,c表達(dá),轉(zhuǎn)化為關(guān)于離心率e的關(guān)系式。 考點(diǎn)三:雙曲線的漸近線 例6在平面直角坐標(biāo)系中,已知雙曲線的中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,實(shí)軸長(zhǎng)為8,離心率為5/4,則它的漸近線的方程為()。 解析: 因此漸近線的方程為 故選D。 點(diǎn)評(píng): 意區(qū)分雙曲線中的a,b,c大小關(guān)系與橢圓中的a,b,c關(guān)系,在橢圓中a2=b2+c,而在雙曲線中c2=a2+b2。 考點(diǎn)四:焦點(diǎn)三角形 例7?點(diǎn)P在雙曲線x2/a2-y2/b2=1=1(a>0,b>0)上,F(xiàn)1、F2分別是雙曲線的左、右焦點(diǎn),∠F1PF2=90,且△F1PF2的三條邊長(zhǎng)之比為3:4:5.則雙曲線的漸進(jìn)方程是()。 A.y=±2√3x B.y=±4x C.y=±2√5x D.y=±2√6x 解析: 所以 所以雙曲線的漸近線方程是y=±2√6x0故選D。 點(diǎn)評(píng):用雙曲線定義及虛軸長(zhǎng)布列方程組即可求出雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程。在“焦點(diǎn)三角形”中,經(jīng)常用到正弦定理、余弦定理、雙曲線的定義。另外,還經(jīng)常結(jié)合|PF1|-|PF2||=2a,運(yùn)用平方的方法,建立它與|PF1||PF2|的聯(lián)系。 例8?設(shè)雙曲線x2- 3 -=1的左、右焦點(diǎn)分別為F1, F2。 若點(diǎn)P在雙曲線上,且OF,PF2為銳角三角形,則| PF1|+| PF2|的取值范圍是_____。 解析:由已知得a=1,b=3,c=2,則 點(diǎn)評(píng):先由對(duì)稱性可設(shè)點(diǎn)P在右支上, 進(jìn)而可得|PF.|和|PF,2|,再由△F,PF2為銳角三角形可得|PF1|”+|PF2|2>|F1F2|2,進(jìn)而可得x的不等式,解不等式可得|PF,|+|PF2|的取值范圍。