汪亞洲
雙曲線的第一定義:平面內(nèi)與兩個定點F1,F(xiàn)2的距離之差的絕對值等于非零常數(shù)(小于F1F2)的點的軌跡叫作雙曲線。這兩個定點叫作雙曲線的焦點,兩焦點間的距離叫作焦距。
常用結(jié)論:
1.雙曲線的焦點到其漸近線的距離為b;
2.同支的焦點弦中最短的弦為通徑(過0)右支上的任意一點,F(xiàn)1、F2分別為雙曲線的左、右焦點,I為△PF1F2內(nèi)切圓的圓心,則圓心I的橫坐標為定值α。
以下是五種常見的題型。
一、雙曲線的定義及其應用
例1已知圓C1:(x+3)2+y2=1和
解析:(1)如圖1所示,
設動圓M與圓C1及圓C2分別外切于點A和點B,根據(jù)兩圓外切的充要條件,得|MC1|-|AC1|=|MA|,|MC2|-|BC2|=|MB|。
因為|MA|=|MB|,所以|MC2|-|MC1|=|BC2|-|AC1|=3-1=2《6。由雙曲線的定義知,動點M的軌跡為雙曲線的左支(點M到C2的距離大,到C1的距離小),且α=1,c=3,則b2=8。
設點M的坐標為(x,y),則其軌跡方程
解析:設|F2A|=|F2B|=m。由雙曲線定義得,|F1A|=m-2a,|F1B|=m+2a。所以|AB|=|F1B-F1A=4a。
在Rt△F2HA中,由勾股定理得:
在Rt△F2HF1中,由勾股定理得:
二、求雙曲線的離心率
B》0)的左焦點為F,直線4x-3y+20=0過點F且與雙曲線在第二象限的交點為P,O為原點,OP=OF,則雙曲線的離心率
解析:直線4x-3y+20=0與x軸的交點為F(-5,0),可知半焦距c=5。設雙曲線C的右焦點為F1,連接PF1,根據(jù)OF1=OF且OP=OF可得,△PFF1為直角三角形。如圖2,過點O作OA垂直于直線4x-3y+20=0,垂足為A,易知OA為△PFF1的中位線。又原點O到直線4x-3y+20=0的距離d=4,所以|PF1|=(a》0,b》0)在第一象限內(nèi)的點,F(xiàn)為其右焦點,點A關于原點O的對稱點為B,且FA⊥
FB,2|FA|≤|FB|≤4|FA|,則雙曲線C的離心率的取值范圍是()。
解析:設雙曲線的左焦點為F1,∠AF1F
則雙曲線的離心率滿足:
三、中點與中點弦
(1)求雙曲線C的標準方程;
(2)以P(1,2)為中點作雙曲線C的一條弦AB,求弦AB所在直線的方程。
解析:由已知可得雙曲線C的焦點為F1(-2,0),F(xiàn)2(2,0)。
所求雙曲線的標準方程為
故弦AB所在的直線方程為
變式訓練3:已知雙曲線
(1)求雙曲線C的方程;
(2)已知直線x-y+m=0與雙曲線C交于不同的兩點A,B,且線段AB的中點在圓x2+y2=5上,求m的值。
四、求弦長和面積
例4若雙曲線
(1)求雙曲線C的方程;
(2)已知雙曲線C的左、右焦點分別為
故雙曲線C的方程為
(2)由(1)知F1(-2,0),F(xiàn)2(2,0),即直線AB的方程為y=-(x-2)。
設A(x1,y1),B(x2,y2)。聯(lián)立由弦長公式得
變式訓練4:已知雙曲線
(α》0,b》0)的離心率為5,虛軸長為4。
(1)求雙曲線的標準方程;
(2)直線l:y=mx+1與雙曲線C相交于A,B兩點,O為坐標原點,△OAB的面積是2/2,求直線L的方程。
故雙曲線的標準方程為
O點到直線1的距離
故所求直線方程為
五、求定值和定點
例5已知雙曲線x2-y2=1的左、右頂點分別為A1、A2,動直線1:y=kx+m與圓x2+y2=1相切,且與雙曲線左右兩支的交點分別為P,(x1,y1),P2(x2,y2)。記直線P1A1的斜率為k1,直線P2A2的斜率為2,那么,k1·k2是定值嗎?請證明你的結(jié)論。
解析:由直線1與圓x2+y2=1相切,可
變式訓練5:已知雙曲線
(1)求雙曲線C的方程。
(2)設斜率分別為k1,k2的兩條直線11,12均經(jīng)過點Q(2,1),且直線1,l2與雙曲線C分別交于A,B兩點(A,B異于點Q),若k1+k2-1,試判斷直線AB是否經(jīng)過定點。若存在定點,求出該定點坐標;若不存在,說明理由。
解析:(1)離心率為
所以雙曲線C的方程為
(2)當直線AB的斜率不存在時,點A,B關于x軸對稱,設A(x0,yo),B(xo,意,所以直線AB的斜率存在。不妨設直線AB的方程為
整理得t2+(2k-2)t-1+2k=0,即(t-1)(t+2k-1)=0,則t=1或t=1-2k。
當t=1時,直線AB的方程為y=kx+1,經(jīng)過定點(0,1);
當t=1-2k時,直線AB的方程為y=k(x-2)+1,經(jīng)過定點Q(2,1),不符合題意。
綜上,直線AB過定點(0,1)。
(責任編輯 徐利杰)