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双曲线来自的方程

2024-05-23 23:38:31 编辑:join 浏览量:568

问题补充说明:中心在原点,焦点在x轴上的双曲线的实轴与虚轴相等,一个焦点到一条渐近线的距离为根号2,则双曲线方程为多少?希望也帮我复习一下知识点,我这个版块的知识点忘记了。谢谢。

双曲线来自的方程

x2/2-y2/2=1

[编辑本段]·双曲线的第一定义

数学上指一动点移动于一个但平面上,与平面上两个定点F1,F2的距离之差的绝对值始终为一定值2a(2a小于F1和F2之间的距离即2a<2c)时所成的轨迹叫做360问答双曲线(Hyperbola)。两个定点F1,F2叫做双曲线的左,右焦点(focus)。两焦点站简微息叶由派丝些依的距离叫焦距,长度为2c。其中2a在坐标轴上的端点叫做顶点,c^2=a^2+b^2(a=长半轴,b=短半轴)

[编辑本段]·双曲线的第二定义

1.文字语言定义

平面内一个动点到一个定点与一条定直线的距离之比是一个大于1的常数。定点是双曲线的焦点,定直线单频派维因测犯是双曲线的准线,常数e是双曲线的离心率。

2.集合语言定义

设双曲线上有一动点M,定点F,点M到定直线距离为d,这时称集合{M||MF|/d=e,e>1}表示的点集是双曲线.注意:定点F要在定直线外且比值大于1.

3.标准方程

设动点M(x,y),定点F(c,0),点M到定直线l:x=a^2/c的距离为d,则由|MF|/d=e>1.推导出的双曲线的标准方程为(x^2/a^2)-(y^2/b^2)=1其中a>0,b>0,c^2=a^2+b^2.这是中心在原点,焦点在x轴上的双曲线标准方程.而中心在原点,焦点在y轴上的双曲线标准方程为:(y^2/a^2)-(x^2/b^2)=1.

[编辑本段]·双曲线的简单几何性质

1、轨迹上一点的取值范围:x≥a,x≤-a(焦点在x科石降实困日接限承轴上)或者y≥a,y≤-a(焦点在y轴上)。2、对称性:关于坐标轴和原点对称。3、顶点:A(-a,0),A’(a,0)。同时AA’叫做双曲线的实轴且∣AA’│=2a.B(0,-b),B’(0,b)。同时BB’叫做双曲线的虚轴且│BB’│=2b.4、渐近线:焦点在初法握非半心子间权美x轴:y=±(b/a)x.焦变东课六段新宽候兵既胜点在y轴:y=±(a/论阳陆拿督将引b)x.圆锥曲线ρ=ep/1-ecosθ当e>1时,表示双曲线。其中p为焦点到准线距离,θ为弦与X轴夹角令1-ecosθ=烈般题华解期学范尔液0可以求出θ,这个就是渐近线的倾角。θ=arcco映皮虽垂么七s(1/e)令θ=0,得出ρ=ep/1-e,x=ρcosθ=ep/1-e令θ=PI,得出ρ=ep/1+e,x=ρcosθ=-ep/1+联局阳伯己茶e这两个x是双曲线定点问的横坐标。求出他们的中点的横坐标(双曲线中心横坐标)x=【(ep/1-e)+(-ep/1+e)】/2(注意化简一下)直线ρcosθ=【(ep/1-e)+(-ep/1+e际站率且贵新便开)】/2是双曲线一条对称轴,注意是不与曲线相交的对称轴。将这条直线顺时针旋转PI/2-arccos(1/e)角度后就得到渐近线方程,设旋转后的角度是θ’则θ’=θ-【PI/2-arccos(1/e)】则θ=θ’+【职验察PI/2-arccos(1/e)】带入上式:ρcos{θ’+【PI/2-arccos(1/e)】}=【(ep/理坏路别则亮兵反增宜处1-e)+(-ep/1宜简因毛帝阶+e)】/2即:ρsi密深班古参倒做著打宪好n【arccos(1/坏当封坐力装着村苦e)-θ’】=【(ep/1-e)+(-ep/1+e)】/2现在可以用θ取代式中的θ’了得到方程:ρsin【arccos(1/e)-θ】=【(ep/1-e)+(-ep/1+e)】/25、离心率:第一定义:e=c/a且e∈(1,+∞).第二定义:双曲线上的一点P到定点F的距离│PF│与点P到定直线(相应准线)的距离d的比等于双曲线的离心率e.d点(│PF│)/d线(点P到定直线(相应准线)的距离)=e6、双曲线焦半径公式(圆锥曲线上任意一点P(x,y)到焦点距离)右焦半径:r=│ex-a│左焦半径:r=│ex+a│7、等轴双曲线一双曲线的实轴与虚轴长相等即:2a=2b且e=√28、共轭双曲线双曲线S’的实轴是双曲线S的虚轴且双曲线S’的虚轴是双曲线S的实轴时,称双曲线S’与双曲线S为共轭双曲线。几何表达:S:(x^2/a^2)-(y^2/b^2)=1S’:(y^2/b^2)-(x^2/a^2)=1特点:(1)共渐近线(2)焦距相等(3)两双曲线的离心率平方后的倒数相加等于19、准线:焦点在x轴上:x=±a^2/c焦点在y轴上:y=±a^2/c10、通径长:(圆锥曲线(除圆外)中,过焦点并垂直于轴的弦)d=2b^2/a11、过焦点的弦长公式:d=2pe/(1-e^2cos^2θ)或2p/sin^2θ[p为焦点到准线距离,θ为弦与X轴夹角]12、弦长公式:d=√(1+k^2)|x1-x2|=√(1+k^2)(x1-x2)^2=√(1+1/k^2)|y1-y2|=√(1+1/k^2)(y1-y2)^2推导如下:由直线的斜率公式:k=(y1-y2)/(x1-x2)得y1-y2=k(x1-x2)或x1-x2=(y1-y2)/k分别代入两点间的距离公式:|AB|=√[(x1-x2)²+(y1-y2)²]稍加整理即得:|AB|=|x1-x2|√(1+k²)或|AB|=|y1-y2|√(1+1/k²)双曲线的概念把椭圆定义中的“距离的和”改为“距离的差”,那么点的轨迹会怎样?它的方程是怎样的呢?1.简单实验(边演示、边说明)如图2-23,定点F1、F2是两个按钉,MN是一个细套管,两条细绳分别拴在按钉上且穿过套管,点M移动时,|MF1|-|MF2|是常数,这样就画出曲线的一支;由|MF2|-|MF1|是同一常数,可以画出另一支.注意:常数要小于|F1F2|,否则作不出图形.这样作出的曲线就叫做双曲线.2.设问问题1:定点F1、F2与动点M不在平面上,能否得到双曲线?请学生回答,不能.强调“在平面内”.问题2:|MF1|与|MF2|哪个大?请学生回答,不定:当M在双曲线右支上时,|MF1|>|MF2|;当点M在双曲线左支上时,|MF1|<|MF2|.问题3:点M与定点F1、F2距离的差是否就是|MF1|-|MF2|?请学生回答,不一定,也可以是|MF2|-|MF1|.正确表示为||MF2|-|MF1||.问题4:这个常数是否会大于等于|F1F2|?请学生回答,应小于|F1F2|且大于零.当常数=|F1F2|时,轨迹是以F1、F2为端点的两条射线;当常数>|F1F2|时,无轨迹.3.定义在上述基础上,引导学生概括双曲线的定义:平面内与两定点F1、F2的距离的差的绝对值是常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点F1、F2叫做双曲线的焦点,两个焦点之间的距离叫做焦距.教师指出:双曲线的定义可以与椭圆相对照来记忆,不要死记.(三)双曲线的标准方程现在来研究双曲线的方程.我们可以类似求椭圆的方程的方法来求双曲线的方程.这时设问:求椭圆的方程的一般步骤方法是什么?不要求学生回答,主要引起学生思考,随即引导学生给出双曲线的方程的推导.标准方程的推导:(1)建系设点取过焦点F1、F2的直线为x轴,线段F1F2的垂直平分线为y轴(如图2-24)建立直角坐标系.设M(x,y)为双曲线上任意一点,双曲线的焦距是2c(c>0),那么F1、F2的坐标分别是(-c,0)、(c,0).又设点M与F1、F2的距离的差的绝对值等于常数.(2)点的集合由定义可知,双曲线就是集合:P={M||MF1|-|MF2||=2a}={M|MF1|-|MF2|=±2a}.(3)代数方程(4)化简方程(由学生演板)将这个方程移项,两边平方得:化简得:两边再平方,整理得:(c2-a2)x2-a2y2=a2(c2-a2).(以上推导完全可以仿照椭圆方程的推导.)由双曲线定义,2c>2a即c>a,所以c2-a2>0.设c2-a2=b2(b>0),代入上式得:b2x2-a2y2=a2b2.这就是双曲线的标准方程.两种标准方程的比较(引导学生归纳):教师指出:(1)双曲线标准方程中,a>0,b>0,但a不一定大于b;(2)如果x2项的系数是正的,那么焦点在x轴上;如果y2项的系数是正的,那么焦点在y轴上.注意有别于椭圆通过比较分母的大小来判定焦点在哪一坐标轴上.(3)双曲线标准方程中a、b、c的关系是c2=a2+b2,不同于椭圆方程中c2=a2-b2.(四)练习与例题1.求满足下列的双曲线的标准方程:焦点F1(-3,0)、F2(3,0),且2a=4;3.已知两点F1(-5,0)、F2(5,0),求与它们的距离的差的绝对值是6的点的轨迹方程.如果把这里的数字6改为12,其他条件不变,会出现什么情况?由教师讲解:按定义,所求点的轨迹是双曲线,因为c=5,a=3,所以b2=c2-a2=52-32=42.因为2a=12,2c=10,且2a>2c.所以动点无轨迹.(五)小结1.定义:平面内与两定点F1、F2的距离的差的绝对值等于常数(小于|F1F2|)的点的轨迹.3.图形(见图2-25):4.焦点:F1(-c,0)、F2(c,0);F1(0,-c)、F2(0,c).5.a、b、c的关系:c2=a2+b2;c=a2+b2.五、布置作业1.根据下列条件,求双曲线的标准方程:(1)焦点的坐标是(-6,0)、(6,0),并且经过点A(-5,2);3.已知圆锥曲线的方程为mx2+ny2=m+n(m<0<m+n),求其焦点坐标.作业答案:2.由(1+k)(1-k)<0解得:k<-1或k>1

[编辑本段]·双曲线的标准公式与反比例函数

X^2/a^2-Y^2/b^2=1(a>0,b>0)而反比例函数的标准型是xy=c(c≠0)但是反比例函数确实是双曲线函数经过旋转得到的因为xy=c的对称轴是y=x,y=-x而X^2/a^2-Y^2/b^2=1的对称轴是x轴,y轴所以应该旋转45度设旋转的角度为a(a≠0,顺时针)(a为双曲线渐进线的倾斜角)则有X=xcosa+ysinaY=-xsina+ycosa取a=π/4则X^2-Y^2=(xcos(π/4)+ysin(π/4))^2-(xsin(π/4)-ycos(π/4))^2=(√2/2x+√2/2y)^2-(√2/2x-√2/2y)^2=4(√2/2x)(√2/2y)=2xy.而xy=c所以X^2/(2c)-Y^2/(2c)=1(c>0)Y^2/(-2c)-X^2/(-2c)=1(c<0)由此证得,反比例函数其实就是双曲线函数.只不过是双曲线在平面直角坐标系内的另一种摆放形式.

[编辑本段]·双曲线焦点三角形面积公式

若∠F1PF2=θ,则S△F1PF2=b²·cot(θ/2)·例:已知F1、F2为双曲线C:x²-y²=1的左右焦点,点P在C上,∠F1PF2=60°,则P到x轴的距离为多少?解:有双曲线焦点三角形面积公式得S△F1PF2=b²·cot(θ/2)=1×cot30°,设P到x轴的距离为h,则S△F1PF2=½×F1F2×h=½2√2×h=√3,h=√6/2

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