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双曲线方程及几何性质的应用 课件
[思路点拨] 设直线l的方程为y=2x+m,由题意建立
关于m的等式,求出m即可.
[精解详析] 设直线 l 的方程为 y=2x+m,
y=2x+m, 由x32-y22=1,
得 10x2+12mx+3(m2+2)=0.(*)
设直线 l 与双曲线交于 A(x1,y1),B(x2,y2)两点, 由根与系数的关系,
[一点通] (1)弦长公式
斜率为 k(k≠0)的直线 l 与双曲线相交于 A(x1,y1),B(x2,y2), 则|AB|= 1+k2|x1-x2|
= 1+k2 x1+x22-4x1x2
=
1+k12|y1-y2|=
1+k12 y1+y22-4y1y2.
(2) 与 弦 中 点 有 关 的 问 题 主 要 用 点 差 法 , 根 与 系 数 的 关 系 解
若 4-k2=0,即 k=±2 时,方程(*)为一次方程,只有一解. 若 4-k2≠0 时,Δ=4k2+8(4-k2)=4(8-k2). 当 Δ>0 即-2 2<k<2 2时,方程(*)有两个不同的解. 当 Δ=0 即 k=±2 2时,方程(*)有一解. 当 Δ<0 即 k<-2 2或 k>2 2时,方程 (*)无解. 综合以上得:当-2 2<k<2 2时,直线与双曲线有两个公共 点;当 k=±2 或 k=±2 2时,直线与双曲线有一个公共点;当 k< -2 2或 k>2 2时,直线与双曲线没有公共点.
由此得 x1=152x2.因为 x1,x2 是方程(1-a2)x2+2a2x-2a2=0 的两根,且 1-a2≠0,
所以1172x2=-12-a2a2,152x22=-12-a2a2.消去 x2,得
-1-2a2a2=26809.由 a>0,解得 a=1173.
[例 2] 斜率为 2 的直线 l 在双曲线x32-y22=1 上截得的弦长 为 6,求 l 的方程.
∵x1·x2=-72<0, ∴A,B 两点分别位于双曲线的左、右两支上. ∵x1+x2=-2,x1·x2=-72, ∴|AB|= 1+12|x1-x2| = 2· x1+x22-4x1x2 = 2· -22-4-72=6.
[例 3] 已知直线 l:x+y=1 与双曲线 C:xa22-y2=1(a>0). (1)若 a=12,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.
4.已知双曲线3x2-y2=3,直线l过其右焦点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. 解:∵直线l过点F2且倾斜角为45°, ∴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).
①-②得
(x1+x2)(x1-x2)-4(y1 ∴x1+x2=16,y1+y2=2. ∴xy11- -yx22=4xy11++xy22=2. ∴直线 AB 的斜率为 2. ∴直线 AB 的方程为 y-1=2(x-8), 即 2x-y-15=0.
决.另外,要注意灵活转化,如垂直、相等等问题也可以转化成中
点、弦长等问题解决.
3.过点P(8,1)的直线与双曲线x2-4y2=4相交于A,B两
点,且P是线段AB的中点,求直线AB的方程.
解:设 A,B 的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
则 x12-4y12=4,
①
x22-4y22=4.
②
双曲线方程及几何性质的应用
[例1] 已知直线y=kx-1与双曲线4x2-y2=1.当k为何 值时,直线与双曲线:
(1)有两个公共点;(2)有一个公共点;(3)没有公共点? [思路点拨] 讨论直线与双曲线的位置关系问题,可以 将问题转化为讨论直线与双曲线的方程组成方程组的解的 个数问题.
[精解详析] 由y4= x2- kxy-2=1,1, 消去 y 得(4-k2)x2+2kx-2 =0.(*)
1.若直线y=kx-1与双曲线x2-y2=1有且只有一个交点, 则k的值为________.
解析:由yx=2-kyx2-=11,, 得(1-k2)x2+2kx-2=0. 当 1-k2=0 时,即 k=±1 时, 方程变为±2x-2=0,则 x=±1. 此时直线与双曲线渐近线平行,有且只有一个交点.
当 1-k2≠0 时,Δ=4k2+8(1-k2)=0, 解得 k=± 2. 此时直线与双曲线相切,有且只有一个公共点. 综上所述,k=±1,± 2. 答案:±1, ± 2
2.直线 l:x+y=1 与双曲线 C:ax22-y2=1(a>0)相交于两个不同 点 A,B,与 y 轴交于点 P,且 PA=152 PB,求 a 的值. 解:将 y=-x+1 代入xa22-y2=1(a>0),得 (1-a2)x2+2a2x-2a2=0. 设 A(x1,y1),B(x2,y2),易得 P(0,1). 因为 PA=152 PB,所以(x1,y1-1)=152(x2,y2-1).
(2)当 b2-a2k2≠0,即 k≠±ba时, Δ=(-2a2mk)2-4(b2-a2k2)(-a2m2-a2b2). Δ>0⇒直线与双曲线有两个公共点,此时称直线与双曲 线相交; Δ=0⇒直线与双曲线有一个公共点,此时称直线与双曲 线相切; Δ<0⇒直线与双曲线没有公共点,此时称直线与双曲线 相离.
得 x1+x2=-65m,x1x2=130(m2+2). ∴|AB|2=(x1-x2)2+(y1-y2)2=5(x1-x2)2 =5[(x1+x2)2-4x1x2]=5[3265m2-4×130(m2+2)]. ∵|AB|= 6,∴356m2-6(m2+2)=6. ∴m2=15,m=± 15. 由(*)式得 Δ=24m2-240, 把 m=± 15代入上式,得 Δ>0, ∴m 的值为± 15, ∴所求 l 的方程为 y=2x± 15.
[一点通] 一般地,设直线 l:y=kx+m(m≠0),①
双曲线 C:xa22-by22=1(a>0,b>0).
②
把①代入②得
(b2-a2k2)x2-2a2mkx-a2m2-a2b2=0.
(1)当 b2-a2k2=0,即 k=±ba时,直线 l 与双曲线的渐近
线平行,直线与双曲线 C 相交于一点.