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高中数学双曲线的渐近线和共轭双曲线


y
几何意义
B2
c2 b2 a2
A1
c bA2
0a
x
B1
8
问题1:根据方程画出下列双曲线的图形
1 x y 12 x2 y2 13 x2 y2 1
94
y
o
x
9
2、等轴双曲线
方程
x2 y2 ( 0)
a,b,c的关系
离心率 渐近线
ab 2 c 2
e 2
y x
y
y x
o
x
10
问题2:求下列双曲线的渐近线:
b
20
(1)双曲线
x2 y2 a2 b2 1
的共轭双曲线方程
y2 x2 b2 a2 1
即把双曲线方程中的常数项1改为-1就得到了它的共轭双曲线方程。
(2)双曲线和它的共轭双曲线有共同的渐近线; (3)双曲线和它的共
轭双曲线的四个焦点共圆.
14
y x
焦点在x轴上
焦点在y轴上
方程
实轴、虚轴
离心率
渐近线
e>1
2b2/a
3
问题1:根据方程画出下列双曲线的图形
1 x y 12 x2 y2 13 x2 y2 1
94
y
y
O
x
O
x
22567.rar
4
下面我们证明双曲线上的点在沿曲线向远处运动时, 双曲线与直线逐渐靠拢。
方案1:考查点到直线的距离 MQ
方案2:考查同横坐标的两点间的距离 MN
(由双曲线的对称性知,我们只需 证明第一象限的部分即可)
过焦点垂直于实轴的弦
2
焦距与实轴长的比 e=c/a e>1
过焦点垂直于实轴的弦 2b22/a
标准方程
椭圆
x2/a2+y2/b2=1(a>b>0)
双曲线
x2/a2-y2/b2=1(a>0、b>0)
几何 图形
范围 对称性 顶点
a,b,c的含义
离心率e定义 通径、通径长
y B2
A1
A2
F1 0 F2
x
B1
2、对称性:关于x轴,y轴,原点对称。
3、顶点:A1(-a,0),A2(a,0) y
4、轴:实轴 A1A2 虚轴 B1B2
5、渐近线方程: x y 0 6、离心率: e c a b 7、通径: 2b2 a
B2
A1 O ab A2
B1
a
x
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小 结 焦点在y轴上的双曲线的几何性质
双曲线性质:
双曲线标准方程: y2
叫做双曲线的渐近线。
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解释说明:
(1)渐近线是双曲线特有的几何性质,它决定着双曲线
开口的开阔程度。
(2)两条渐近线的交点是双曲线的中心。
(3)以四条直线x=±a和y=±b(或x=±b和y=±a)围成 的矩形的对角线所在直线就是渐近线。
(4)两条渐近线相交所成的角叫夹角(含双曲线的部
分):2种求解方式。
1 4x2 y2 42 y2 x2 1
9 16
解:1 x2 y2 1 y 2 x y 2x
14
1
2 y 3 x
4
结论1:把双曲线方程中的常数项1改为0,就得到了 它的渐近线方程。
推广到一般:双曲线A2x2-B2y2=1的渐近线方程为: Ax±By=0
11
结论2:如果已知双曲线的渐近线方程为:Ax±By=0,
说明:1、渐近线为 x y
ab
2、椭圆
x2 a2
y2 b2
0
1
与的双双曲曲线线方a2x程2 k可表k 示y2b为2 ax221(ab2y22
k
(
b2)
0)
有相同的焦点坐标。
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小 结 焦点在x轴上的双曲线的几何性质
双曲线标准方程: x2
a2
y2 b2
1a 0, b 0
双曲线性质:
1、范围: x≥a或x≤-a
F2
y ≥ a 或 y ≤ -a
中心对称,轴对称
中心对称,轴对称
A1(-a,0 ) , A2(a,0)
A1(0,-a ) , A2(0,a)
a (实半轴长) c(半焦距) a(实半轴长) c(半焦距长)
b (虚半轴长) a2=c2-b2
b(虚半轴长) a2=c2-b2
焦距与实轴长的比 e=c/a e>1
b a
x无限接近,但永远
也不能相交。
6
1、双曲线渐近线:
对于双曲线 x2 a2
y2 b2
1,直线y
b a
x
叫做双曲线的渐近线。
双曲线渐近线的斜率的绝对值越 大,双曲线的开口越开阔。
x
y
B2
A1 O ab A2
x
B1
A1 O ab A2
B1
B2
y
对于双曲线 y2 a2
x2 b2
1,直线y
a b
x
x2 a2
y2 b2
1
x2 y 2 1 a2 b2
实轴长=2a、虚轴长=2b 实轴长=2b、虚轴长= 2a
1 e12
1 e2 2
1
yb x a
焦点
共轭双曲线的焦点共圆
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证明:(1)设已知双曲线的方程是:
x2 a2
y2 b2
1
渐近线为: x y 0
ab
则它的共轭双曲线方程是: 渐近线为:
y2
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1、求双曲线 x2 y2 1 的共轭双曲线的顶点和焦点坐
94
标及渐近线和准线方程。
2、求与椭圆
x2 y2 1
有共同的焦点,且与椭圆相交,
27 36
一个交点的纵坐标为4的双曲线方程。
3、已知双曲线与椭圆 x2 4y2 64 共焦点 ,它的一条渐近线 方程为 x 3y ,0 求双曲线的方程。
N (x,Y)
Y
Q
M (x,y)
b (x x2 a2 )(x x2 a2 ) •
a
ab
x x2 a2
O
X
x x2 a2
Q MQ 是点M到直线y b 的距离,且 MQ MN 。当x逐渐增大时, a
MN 逐渐减小,x无限增大,MN 接近于0,MQ 也接近于0,但不等于0
同理,由双曲线的对称性知:双曲线与直线y=
3
例3、求与双曲线 x2 y有2 共1 同渐近线且一个
9 16
焦点为(0,10)的双曲线的标准方程。
13
例4、求中心在原点,实轴在x轴上,实轴长为2 3, 且两条渐近线相交所成的角(含双曲线部分) 为600的双曲线方程。
3、共轭双曲线:以已知双曲线的虚轴为实轴,实轴为虚
轴的双曲线叫原双曲线的共轭双曲线, 则
b2
y
x
x2 a2
1
0可化为:
x
y
0
ba
ab
故双曲线和它的共轭双曲线有共同的渐近线
(2)设已知双曲线的焦点为F(c,0),F(-c,0)
它的共轭双曲线的焦点为F1(0,c), F2(0,-c),
∵ c a2 b2 c a2 b2 ∴c=c'
所以四个焦点F1, F2, F3, F4在同一个圆 x2 y2 a2 b2 =c2上. 问:有相同渐近线的双曲线方程一定是共轭双曲线吗?
性 双质 曲 线
x2 a2
y2 b2
1
(a 0,b 0)
y2 a2
x2 b2
1
(a 0,b 0)
图象 范围
y
xa
o

x x a
y ya

o x y a
对称 性
顶点
渐近 线
离心 率
关于 坐标 轴和
(a, 0) y b x
a
e c a
原点
(其中
都对 称
(0, a) y a x
c2 a2 b2)

共同的渐近线。
****求双曲线的渐近线方程的方法:定义法和方程法。
12
求下列双曲线的方程: 例2、已知中心在原点,焦点在坐标轴的双曲线的渐近 线方程为 y 4,x 且实轴长为6,求此双曲线的
3
标准方程。 变式:已知中心在原点,焦点在坐标轴的双曲线的渐 近线方程为 y 4 ,x 求此双曲线的离心率。
去求双曲线方程,我们可以采用待定系数法设出双曲线 方程为:A 2x 2-B 2y 2=λ(λ≠0) 其中λ为待定的系数,再 根据题目中的一个条件,求出λ,方程得到求解。若λ>0, 则双曲线焦点在x轴上,若 λ<0,则双曲线焦点在y轴上。
结论3:双曲线
x2 m2
y2 n2
1

x2 m2
y2 n2
0
|x |≤a 、|y |≤ b
中心对称,轴对称
A1(-a,0 ) , A2(a,0) B1(0-b ) , B2(0,b)
a2=b2+c2
0<e<1 2b2/a
y
X=-a
X=a
B2
A
F1 1
0
A2 F2
B1 x
x ≥a 或 x ≤ -a
中心对称,轴对称
A1(-a,0 ) 、 A2(a,0)
c2=a2+b2
设M (x, y)是它上面的点,
y
N QM
B2
则y b x2 a2 (x a) a
N (x,Y )是直线y b x a
上与有相同横坐标的点,
则Y b x a
A1 O
b a
A2
x
B1
x2 a2
y2 b2
1(a
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