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解析几何(16)—高端视野:双曲线的第二定义
2015-07-06 | 阅:  转:  |  分享 
  


高考数学研究QQ2777676594双曲线的第二定义1/4

A2A1F2F1xO

y

解析几何——(16)

高端视野:双曲线的第二定义

到定点F的距离与到定直线l的距离之比为常数??0cecaa???的点的轨迹是双曲线,

其中,定点F叫做双曲线的焦点,定直线l叫做双曲线的准线,常数e是双曲线的离心率。

1、离心率:

(1)定义:双曲线的焦距与实轴长的比acace??22,叫做双曲线的离心率;

(2)范围:1?e;

(3)双曲线形状与e的关系:

1122222???????eacaacabk;

因此e越大,即渐近线的斜率的绝对值就大,这是双曲线的形状就从扁狭

逐渐变得开阔。由此可知,双曲线的离心率越大,它的开口就越阔;

(1)双曲线的形状张口随着渐近线的位置变化而变化;

(2)渐近线的位置(倾斜)情况又受到其斜率制约;

2、准线方程:

对于1

2

2

2

2??byax来说,相对于左焦点)0,(1cF?对应着左准线caxl2

1:??

,相对于右焦

点)0,(2cF对应着右准线caxl2

2:?



位置关系:02???caax,焦点到准线的距离cbp2?(也叫焦参数);

对于1

2

2

2

2??bxay来说,相对于下焦点),0(1cF?对应着下准线cayl2

1:??

;相对于上焦点

),0(2cF对应着上准线cayl22:?。

A2A1F2F1xO

y

A2

A1

F2

F1

xO

y



3、双曲线的焦半径:

双曲线上任意一点M与双曲线焦点12FF、的连线段,叫做双曲线的焦半径。

设双曲线)0,0(1

2

2

2

2????babyax,21,FF是其左右焦点,



高考数学研究QQ2777676594双曲线的第二定义2/4

edMF?11,∴e

c

ax

MF?

?20

1,∴10MFaex??;同理20MFaex??;

即:焦点在x轴上的双曲线的焦半径公式:

10

20

MFaexMFaex???????

??



同理:焦点在y轴上的双曲线的焦半径公式:

10

20

MFaeyMFaey???????

??

(其中12FF、分别是双曲线

的下、上焦点)



点评:双曲线焦半径公式与椭圆的焦半径公式的区别在于其带绝对值符号,如果要去绝对值,

需要对点的位置进行讨论。两种形式的区别可以记为:左加右减,下加上减(带绝对

值号)。

4、焦点弦:

过焦点的直线截双曲线所成的弦。

焦点弦公式:可以通过两次焦半径公式得到,设两交点????1122,,AxyBxy、,

(1)当双曲线焦点在x轴上时,焦点弦只和两交点的横坐标有关,

①过左焦点与左支交于两点时:??

122cABaxxa????



②过右焦点与右支交于两点时:??

122cABaxxa????



(2)当双曲线焦点在y轴上时,焦点弦只和两交点的纵坐标有关,

①过下焦点与下支交于两点时:??

122cABayya????



②过上焦点与上支交于两点时:??

122cABayya????



5、通径:过焦点且垂直于对称轴的弦。直接应用焦点弦公式,得到abd22?。



【例1】平面内,点M(x,y)与定点F(c,0)的距离和它到直线2:alx

c?

的距离的比是常

数(0)ccaa??,求点M的轨迹。

解:设d是点M到直线l的距离,根据题意,所求的轨迹就是

22

2

22222222

22

222

22

()||

,.

,()().

,1(0,0).

xcyMFcc

PM

daaa

x

c

caxayaca

xy

cabab

ab

????

?????

???

????

??????

集合由此得

化简得

设就可化为



这是双曲线的标准方程,所以点M的轨迹是实轴长、虚轴长分别为2a、2b的双曲线。



高考数学研究QQ2777676594双曲线的第二定义3/4

【例2】如果双曲线221

6436xy??

上一点P到双曲线右准线的距离d等于8,求点P到右焦

点F的距离|PF|。

:648,366,643610

||||10,,||10

88

abc

PFcPFPF

da

????????

?????



即点P到右焦点F的距离|PF|为10。

如上题如何求P到左焦点F′的距离|PF′|?

解:||PF′|-|PF||=2a,∴||PF′|-10=16,∴|PF′|=26

方法二:双曲线左支上的点离右准线的距离的最小值2()14.48aa

c????

,故P

点为双曲线右支上的点,∴P到左准线的距离26428220.8.

10addc??????



双曲线的第二定义||10||10,,||26.820.88PFPFPFd????????即

注:通过一题多解巩固双曲线中焦点与准线的“对应”关系。

【例3】已知点A(5,3),F(2,0),在双曲线221

3yx??

上求一点P,使1||||2PAPF?

的值最小。

解:∵a=1,b=3,∴c=2,e=2ca?,

设点P到与焦点(2,0)相应的准线的距离为d,则||12,||2PFPFdd???

即在双曲线上求点P,使P到定点A的距离与到准线的距离和最小,显然直线垂直于

准线时合题意,且在双曲线的右支上,此时P点纵坐标为3,∴所求的点为P(2,3)。

【例4】双曲线221

97xy??

上一点P到左、右焦点F1、F2的距离之比为1:2,求P到右准

线的距离d.

2112

2

2

:3,7,

4,

||||26,||:||1:2,

||124||12,,,9.

3

ab

c

PFPFaPFPF

PFcPFed

dad

??

??

????

???????







【例5】双曲线221

97xy??

上一点P到左、右焦点F1、F2的距离之比为1:2,试求P点的

坐标。

解析:设P点的坐标为P(x,y),则2927||9,

44axdc?????





高考数学研究QQ2777676594双曲线的第二定义4/4

显然点P在双曲线的左支上,274550,(,).

44xP????可求得



方法二:设点P(x,y)到左、右两准线的距离分别为d1、d2,

1211

1222

2

1

2

||||||1

,.3,7,4,

||2

9

,

4

9

14

,,

92

4

2745527455

(,)(,).

4444

PFPFdPF

eabc

dddPF

a

x

c

x

d

P

d

x

P

???????

?????

??

??

?

???

准线方程为

又在双曲线的左支上

可求得或











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(本文系1906119630首藏)