高中數學選修21講義第二章23雙曲線_第1頁
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文檔簡介

第1課時雙曲線的標準方程在平面直角坐標系中A(-3,0),B(3,0),C(0,-3),D(0,3).問題1:若動點M滿足|MA-MB|=4,設M的坐標為(x,y),則x,y滿足什么關系?提示:eq\f(x2,4)-eq\f(y2,5)=1.問題2:若動點M滿足|MC-MD|=4,設M的坐標為(x,y),則x,y滿足什么關系?提示:eq\f(y2,4)-eq\f(x2,5)=1.雙曲線的標準方程焦點在x軸上焦點在y軸上標準方程eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)eq\f(y2,a2)-eq\f(x2,b2)=1(a>0,b>0)焦點坐標(±c,0)(0,±c)a,b,c的關系c2=a2+b21.雙曲線的標準方程與橢圓不同,左邊是含x,y項的平方差,右邊是1.2.在雙曲線中,a>0且b>0,但a與b的大小關系不確定.3.在雙曲線中a、b、c滿足c2=a2+b2,與橢圓不同.[例1]已知雙曲線過點P(-eq\r(2),-eq\r(3)),Qeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(15),3),\r(2)))兩點,求雙曲線的標準方程.[思路點撥]解答本題可分情況設出雙曲線的標準方程,再構造關于a、b、c的方程組求解,從而得出雙曲線的標準方程.也可以設雙曲線方程為mx2+ny2=1(mn<0)的形式,將兩點代入,簡化運算過程.[精解詳析]法一:當雙曲線的焦點在x軸上時,設雙曲線方程為eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0),∵P(-eq\r(2),-eq\r(3)),Qeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(15),3),\r(2)))兩點在雙曲線上.∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(-\r(2)2,a2)-\f(-\r(3)2,b2)=1,,\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(15),3)))2,a2)-\f(\r(2)2,b2)=1,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(1,a2)=1,,\f(1,b2)=\f(1,3),))即a2=1,b2=3,∴所求雙曲線的標準方程為x2-eq\f(y2,3)=1.當雙曲線的焦點在y軸上時,設雙曲線方程為eq\f(y2,a2)-eq\f(x2,b2)=1(a>0,b>0),∵P(-eq\r(2),-eq\r(3)),Qeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(15),3),\r(2)))兩點在雙曲線上,∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(-\r(3)2,a2)-\f(-\r(2)2,b2)=1,,\f(\r(2)2,a2)-\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(15),3)))2,b2)=1.))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(1,a2)=-\f(1,3),,\f(1,b2)=-1,))(不符合題意,舍去).綜上:所求雙曲線的標準方程為x2-eq\f(y2,3)=1.法二:設雙曲線的方程為mx2+ny2=1(mn<0),因為雙曲線過兩點P(-eq\r(2),-eq\r(3)),Qeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(15),3),\r(2))),得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(m-\r(2)2+n-\r(3)2=1,,m\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(15),3)))2+n\r(2)2=1,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(m=1,,n=-\f(1,3),))所以所求雙曲線的標準方程為x2-eq\f(y2,3)=1.[一點通]用待定系數法求雙曲線方程的一般步驟為:1.根據下列條件,求雙曲線的標準方程.(1)已知雙曲線與橢圓eq\f(x2,27)+eq\f(y2,36)=1有共同的焦點,且過點(eq\r(15),4),求雙曲線的方程;(2)c=eq\r(6),經過點(-5,2),焦點在x軸上.解:(1)橢圓eq\f(x2,27)+eq\f(y2,36)=1的焦點坐標為F1(0,-3),F2(0,3),故可設雙曲線的方程為eq\f(y2,a2)-eq\f(x2,b2)=1.由題意,知eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a2+b2=9,,\f(42,a2)-\f(\r(15)2,b2)=1,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a2=4,,b2=5.))故雙曲線的方程為eq\f(y2,4)-eq\f(x2,5)=1.(2)∵焦點在x軸上,c=eq\r(6),∴設所求雙曲線方程為eq\f(x2,λ)-eq\f(y2,6-λ)=1(其中0<λ<6).∵雙曲線經過點(-5,2),∴eq\f(25,λ)-eq\f(4,6-λ)=1,∴λ=5或λ=30(舍去).∴所求雙曲線方程是eq\f(x2,5)-y2=1.2.求適合下列條件的雙曲線的標準方程:(1)a=4,c=5,焦點在y軸上;(2)焦點為(0,-6),(0,6),經過點A(-5,6).解:(1)由題設知,a=4,c=5,由c2=a2+b2,得b2=c2-a2=52-42=9.因為雙曲線的焦點在y軸上,所以所求雙曲線的標準方程為eq\f(y2,16)-eq\f(x2,9)=1.(2)由已知得c=6,且焦點在y軸上.因為點A(-5,6)在雙曲線上,所以點A與兩焦點的距離的差的絕對值是常數2a,即2a=|eq\r(-5-02+6+62)-eq\r(-5-02+6-62)|=|13-5|=8,則a=4,b2=c2-a2=62-42=20.因此,所求雙曲線的標準方程是eq\f(y2,16)-eq\f(x2,20)=1.[例2]若方程eq\f(x2,5-m)+eq\f(y2,m2-2m-3)=1表示焦點在y軸上的雙曲線,求實數m的取值范圍.[思路點撥]由雙曲線的焦點在y軸上,得關于m的不等式組,進而解不等式組求m的范圍.[精解詳析]由方程eq\f(x2,5-m)+eq\f(y2,m2-2m-3)=1表示焦點在y軸上的雙曲線,得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(5-m<0,,m2-2m-3>0.))解得m>5.所以實數m的取值范圍是(5,+∞).[一點通]給出方程eq\f(x2,m)+eq\f(y2,n)=1(mn≠0),當mn<0時,方程表示雙曲線,當eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(m>0,,n<0))時,表示焦點在x軸上的雙曲線;當eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(m<0,,n>0))時,表示焦點在y軸上的雙曲線.3.k>9是方程eq\f(x2,9-k)+eq\f(y2,k-4)=1表示雙曲線的____________條件(填“充分不必要”“必要不充分”“充要”或“既不充分也不必要”).解析:eq\f(x2,9-k)+eq\f(y2,k-4)=1表示雙曲線的充要條件是(9-k)·(k-4)<0,即k>9或k<4.因為k>9是k>9或k<4的充分不必要條件.即k>9是方程eq\f(x2,9-k)+eq\f(y2,k-4)=1表示雙曲線的充分不必要條件.答案:充分不必要4.若方程eq\f(x2,2-m)+eq\f(y2,|m|-3)=1表示焦點在x軸上的雙曲線,則實數m的取值范圍是________;若該方程表示雙曲線,則m的取值范圍是________.解析:①若表示焦點在x軸上的雙曲線,則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2-m>0,|m|-3<0))?-3<m<2.②若該方程表示雙曲線,則(2-m)(|m|-3)<0.解得-3<m<2或m>3.答案:(-3,2)(-3,2)∪(3,+∞)[例3]已知F1,F2是雙曲線eq\f(x2,9)-eq\f(y2,16)=1的兩個焦點,P是雙曲線左支上的點,且PF1·PF2=32,試求△F1PF2的面積.[思路點撥]本題是有關雙曲線的焦點三角形問題,解答本題的關鍵是求得∠F1PF2的大小.由余弦定理,根據已知條件,結合雙曲線的定義即可求得結果.[精解詳析]雙曲線的標準方程為eq\f(x2,9)-eq\f(y2,16)=1,可知a=3,b=4,c=eq\r(a2+b2)=5.由雙曲線的定義,得|PF2-PF1|=2a=6,將此式兩邊平方,得PFeq\o\al(2,1)+PFeq\o\al(2,2)-2PF1·PF2=36,∴PFeq\o\al(2,1)+PFeq\o\al(2,2)=36+2PF1·PF2=36+2×32=100.在△F1PF2中,由余弦定理,得cos∠F1PF2=eq\f(PF\o\al(2,1)+PF\o\al(2,2)-F1F\o\al(2,2),2PF1·PF2)=eq\f(100-100,2PF1·PF2)=0,∴∠F1PF2=90°,∴S△F1PF2=eq\f(1,2)PF1·PF2=eq\f(1,2)×32=16.[一點通]在解決雙曲線中與焦點三角形有關的問題時,首先要考慮定義|PF1-PF2|=2a,其次要利用余弦定理(或勾股定理)建立關于PF1、PF2、F1F2的方程,解方程組可求得PF1、PF2或PF1·PF2,再解決相關問題.5.已知雙曲線eq\f(x2,16)-eq\f(y2,25)=1的左焦點為F,點P為雙曲線右支上一點,且PF與圓x2+y2=16相切于點N,M為線段PF的中點,O為坐標原點,則MN-MO=________.解析:如圖,設F′是雙曲線的右焦點,連接PF′,因為M,O分別是FP,FF′的中點,所以MO=eq\f(1,2)PF′,又FN=eq\r(OF2-ON2)=5,由雙曲線的定義知PF-PF′=8,故MN-MO=-eq\f(1,2)PF′+MF-FN=eq\f(1,2)(PF-PF′)-FN=eq\f(1,2)×8-5=-1.答案:-16.如圖所示,已知定圓F1:x2+y2+10x+24=0,定圓F2:x2+y2-10x+9=0,動圓M與定圓F1,F2都外切,求動圓圓心M的軌跡方程.解:圓F1:(x+5)2+y2=1,圓F2:(x-5)2+y2=42,∴F1(-5,0),半徑r1=1;F2(5,0),半徑r2=4.設動圓M的半徑為R,則MF1=R+1,MF2=R+4,∴MF2-MF1=3<F1F2=10.∴動圓圓心M的軌跡是以F1、F2為焦點的雙曲線左支,且a=eq\f(3,2),c=5.∴b2=25-eq\f(9,4)=eq\f(91,4).∴動圓圓心M的軌跡方程為eq\f(4x2,9)-eq\f(4y2,91)=1(x≤-eq\f(3,2)).1.用定義法求雙曲線的標準方程時,要注意是一支還是兩支.2.用待定系數法求雙曲線的標準方程時,要先判斷焦點所在的位置,設出標準方程后,由條件列出a,b,c的方程組.課時達標訓練(九)1.雙曲線eq\f(x2,25)-eq\f(y2,24)=1上的點P到一個焦點的距離為11,則它到另一個焦點的距離為________.解析:設雙曲線的左、右焦點分別為F1,F2,不妨設PF1=11,根據雙曲線的定義知|PF1-PF2|=2a=10,∴PF2=1或PF2=21,而F1F2=14,∴當PF2=1時,1+11<14(舍去),∴PF2=21.答案:212.已知點F1,F2分別是雙曲線eq\f(x2,16)-eq\f(y2,9)=1的左、右焦點,P為雙曲線右支上一點,I是△PF1F2的內心,且S△IPF2=S△IPF1-λS△IF1F2,則λ=________.解析:設△PF1F2內切圓的半徑為r,則由S△IPF2=S△IPF1-λS△IF1F2?eq\f(1,2)×PF2×r=eq\f(1,2)×PF1×r-eq\f(1,2)λ×F1F2×r?PF1-PF2=λF1F2,根據雙曲線的標準方程知2a=λ·2c,∴λ=eq\f(a,c)=eq\f(4,5).答案:eq\f(4,5)3.若方程eq\f(x2,k-3)+eq\f(y2,k+3)=1(k∈R)表示雙曲線,則k的范圍是________.解析:依題意可知:(k-3)(k+3)<0,求得-3<k<3.答案:-3<k<34.已知橢圓eq\f(x2,4)+eq\f(y2,a2)=1與雙曲線eq\f(x2,a)-eq\f(y2,2)=1有相同的焦點,則實數a=________.解析:由雙曲線eq\f(x2,a)-eq\f(y2,2)=1可知a>0,且焦點在x軸上,根據題意知4-a2=a+2,即a2+a-2=0,解得a=1或a=-2(舍去).故實數a=1.答案:15.已知雙曲線的兩個焦點為F1(-eq\r(10),0),F2=(eq\r(10),0),M是此雙曲線上的一點,且滿足·=0,||·||=2,則該雙曲線的方程是________.解析:∵·=0,∴⊥.∴||2+||2=40.∴(||-||)2=||2-2||·||+||2=40-2×2=36.∴|||-|||=6=2a,a=3.又c=eq\r(10),∴b2=c2-a2=1,∴雙曲線方程為eq\f(x2,9)-y2=1.答案:eq\f(x2,9)-y2=16.求適合下列條件的雙曲線的標準方程:(1)以橢圓eq\f(x2,25)+eq\f(y2,9)=1的長軸端點為焦點,且經過點P(5,eq\f(9,4));(2)過點P1(3,-4eq\r(2)),P2(eq\f(9,4),5).解:(1)因為橢圓eq\f(x2,25)+eq\f(y2,9)=1的長軸端點為A1(-5,0),A2(5,0),所以所求雙曲線的焦點為F1(-5,0),F2(5,0).由雙曲線的定義知,|PF1-PF2|=eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))eq\r(5+52+\f(9,4)-02)-eq\r(5-52+\f(9,4)-02)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))=eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))eq\r(\f(41,4)2)-eq\r(\f(9,4)2)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))=8,即2a=8,則a=4.又c=5,所以b2=c2-a2=9.故所求雙曲線的標準方程為eq\f(x2,16)-eq\f(y2,9)=1.(2)設雙曲線的方程為Ax2+By2=1(AB<0),分別將點P1(3,-4eq\r(2)),P2(eq\f(9,4),5)代入,得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(9A+32B=1,,\f(81,16)A+25B=1,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(A=-\f(1,9),,B=\f(1,16),))故所求雙曲線的標準方程為eq\f(y2,16)-eq\f(x2,9)=1.7.設F1,F2為雙曲線eq\f(x2,4)-y2=1的兩個焦點,點P在雙曲線上,且滿足∠F1PF2=120°.求△F1PF2的面積.解:由已知得a=2,b=1;c=eq\r(a2+b2)=eq\r(5),由余弦定理得:F1Feq\o\al(2,2)=PFeq\o\al(2,1)+PFeq\o\al(2,2)-2PF1·PF2cos120°即(2eq\r(5))2=(PF1-PF2)2+3PF1·PF2∵|PF1-PF2|=4.∴PF1·PF2=eq\f(4,3).∴S△F1PF2=eq\f(1,2)PF1·PF2·sin120°=eq\f(1,2)×eq\f(4,3)×eq\f(\r(3),2)=eq\f(\r(3),3).8.如圖,在△ABC中,已知|AB|=4eq\r(2),且三內角A,B,C滿足2sinA+sinC=2sinB,建立適當的坐標系,求頂點C的軌跡方程.解:以AB邊所在直線為x軸,AB的垂直平分線為y軸,建立平面直角坐標系(如圖所示).則A(-2eq\r(2),0),B(2eq\r(2),0).設邊BC、AC、AB的長分別為a、b、c,由正弦定理得sinA=eq\f(a,2R),sinB=eq\f(b,2R),sinC=eq\f(c,2R)(R為△ABC外接圓的半徑).∵2sinA+sinC=2sinB,∴2a+c=2b,即b-a=eq\f(c,2).從而有|CA|-|CB|=eq\f(1,2)|AB|=2eq\r(2)<|AB|.由雙曲線的定義知,點C的軌跡為雙曲線的右支(除去與x軸的交點).∵a=eq\r(2),c=2eq\r(2),∴b2=6.∴頂點C的軌跡方程為eq\f(x2,2)-eq\f(y2,6)=1(x>eq\r(2)).第2課時雙曲線的幾何性質歌曲《悲傷雙曲線》的歌詞如下:如果我是雙曲線,你就是那漸近線,如果我是反比例函數,你就是那坐標軸,雖然我們有緣,能夠坐在同一平面,然而我們又無緣,漫漫長路無交點.問題1:雙曲線的對稱軸、對稱中心是什么?提示:坐標軸;原點.問題2:過雙曲線的某個焦點且平行于漸近線的直線與雙曲線有交點嗎?提示:有一個交點.雙曲線的幾何性質標準方程eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)eq\f(y2,a2)-eq\f(x2,b2)=1(a>0,b>0)圖形性質焦點(±c,0)(0,±c)焦距2c范圍x≥a或x≤-a,y∈Ry≥a或y≤-a,x∈R頂點(±a,0)(0,±a)對稱性關于x軸、y軸、坐標原點對稱軸長實軸長=2a,虛軸長=2b離心率e=eq\f(c,a)∈(1,+∞)漸近線y=±eq\f(b,a)xy=±eq\f(a,b)x觀察所給兩個雙曲線方程.(1)eq\f(x2,4)-eq\f(y2,4)=1;(2)x2-y2=9.問題1:兩個雙曲線方程有何共同特點?提示:所給的兩個雙曲線方程的實軸長和虛軸長相等.問題2:兩個雙曲線的離心率是多少?提示:eq\r(2).問題3:兩雙曲線的漸近線方程是什么?提示:漸近線方程y=±x.實軸長和虛軸長相等的雙曲線叫做等軸雙曲線.1.離心率e反映了雙曲線開口的大小,e越大,雙曲線的開口就越大.2.雙曲線有兩條漸近線,漸近線與雙曲線沒有交點.漸近線方程用a,b表示時,受焦點所在坐標軸的影響.[例1]求雙曲線9y2-4x2=-36的頂點坐標、焦點坐標、實軸長、虛軸長、離心率和漸近線方程.[思路點撥]先化方程為標準形式,然后根據標準方程求出基本量a,b,c即可得解,但要注意焦點在哪條坐標軸上.[精解詳析]由9y2-4x2=-36得eq\f(x2,9)-eq\f(y2,4)=1,∴a2=9,b2=4.c2=a2+b2=13.∴c=eq\r(13).∴頂點坐標為(-3,0),(3,0)焦點坐標為(-eq\r(13),0),(eq\r(13),0),實軸長為2a=6,虛軸長為2b=4,離心率為e=eq\f(c,a)=eq\f(\r(13),3),漸近線方程為y=±eq\f(2,3)x.[一點通]求解雙曲線的幾何性質問題時,首先將方程化為標準方程,分清焦點所在的軸,寫出a與b的值,進而求出c,即可求得雙曲線的性質.1.(湖北高考改編)已知0<θ<eq\f(π,4),則雙曲線C1:eq\f(x2,sin2θ)-eq\f(y2,cos2θ)=1與C2:eq\f(y2,cos2θ)-eq\f(x2,sin2θ)=1,下列說法正確的個數為________.①實軸長相等;②虛軸長相等;③離心率相等;④焦距相等.解析:雙曲線C1和C2的實軸長分別是2sinθ和2cosθ,虛軸長分別為2cosθ和2sinθ,則焦距都等于2,相等,離心率不相等,只有④正確.答案:12.(福建高考改編)雙曲線x2-y2=1的頂點到其漸近線的距離等于________.解析:雙曲線x2-y2=1的頂點坐標為(±1,0),漸近線為y=±x,∴頂點到漸近線的距離為eq\f(|1-0|,\r(2))=eq\f(\r(2),2).答案:eq\f(\r(2),2)3.求雙曲線16x2-9y2=-144的實半軸長、虛半軸長、焦點坐標、離心率和漸近線方程.解:把方程化為eq\f(y2,16)-eq\f(x2,9)=1,∴a=4,b=3,c=5.∴實半軸長a=4,虛半軸長b=3,焦點坐標(0,-5),(0,5),離心率e=eq\f(c,a)=eq\f(5,4),漸近線方程為y=±eq\f(4,3)x.[例2]求適合下列條件的雙曲線標準方程:(1)虛軸長為12,離心率為eq\f(5,4);(2)頂點間距離為6,漸近線方程為y=±eq\f(3,2)x;(3)求與雙曲線x2-2y2=2有公共漸近線,且過點M(2,-2)的雙曲線方程.[思路點撥]分析雙曲線的幾何性質,求出a,b,c的值,再確定(討論)焦點位置,寫出雙曲線的標準方程.[精解詳析](1)設雙曲線的標準方程為eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1或eq\f(y2,a2)-eq\f(x2,b2)=1(a>0,b>0).由題知2b=12,eq\f(c,a)=eq\f(5,4),且c2=a2+b2,∴b=6,c=10,a=8.∴所求雙曲線的標準方程為eq\f(x2,64)-eq\f(y2,36)=1或eq\f(y2,64)-eq\f(x2,36)=1.(2)當焦點在x軸上時,由eq\f(b,a)=eq\f(3,2)且a=3,得b=eq\f(9,2).∴所求雙曲線的標準方程為eq\f(x2,9)-eq\f(4y2,81)=1.當焦點在y軸上時,由eq\f(a,b)=eq\f(3,2)且a=3,得b=2.∴所求雙曲線的標準方程為eq\f(y2,9)-eq\f(x2,4)=1.(3)設與雙曲線eq\f(x2,2)-y2=1有公共漸近線的雙曲線方程為eq\f(x2,2)-y2=k,將點(2,-2)代入,得k=eq\f(22,2)-(-2)2=-2,∴雙曲線的標準方程為eq\f(y2,2)-eq\f(x2,4)=1.[一點通]由雙曲線的性質求雙曲線的標準方程,一般用待定系數法,其步驟為:(1)判斷:利用條件判斷焦點的位置;(2)設:設出雙曲線的標準方程;(3)列:利用已知條件構造關于參數的方程;(4)求:解參數方程,進而得標準方程.4.(廣東高考改編)已知中心在原點的雙曲線C的右焦點為F(3,0),離心率為eq\f(3,2),則C的方程是________.解析:由題意可知c=3,a=2,b=eq\r(c2-a2)=eq\r(32-22)=eq\r(5),故雙曲線的方程為eq\f(x2,4)-eq\f(y2,5)=1.答案:eq\f(x2,4)-eq\f(y2,5)=15.已知雙曲線中心在原點,一個頂點的坐標為(3,0),且焦距與虛軸長之比為5∶4,則雙曲線的標準方程是______________.解析:雙曲線中心在原點,一個頂點的坐標為(3,0),則焦點在x軸上,且a=3,焦距與虛軸長之比為5∶4,即c∶b=5∶4,解得c=5,b=4,則雙曲線的標準方程是eq\f(x2,9)-eq\f(y2,16)=1.答案:eq\f(x2,9)-eq\f(y2,16)=16.求中心在原點,焦點在坐標軸上,過點M(3,4)且虛軸長是實軸長的2倍的雙曲線方程.解:①若焦點在x軸上,則雙曲線方程為eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1.∵M(3,4)在雙曲線上,∴eq\f(9,a2)-eq\f(16,b2)=1.又∵b=2a,∴9×4-16=4a2,解得a2=5,b2=20,∴雙曲線方程為eq\f(x2,5)-eq\f(y2,20)=1.②若焦點在y軸上,則雙曲線方程為eq\f(y2,a2)-eq\f(x2,b2)=1.∵M(3,4)在雙曲線上,∴eq\f(16,a2)-eq\f(9,b2)=1,又∵b=2a,∴16×4-9=4a2,解得a2=eq\f(55,4),b2=55,∴雙曲線方程為eq\f(4y2,55)-eq\f(x2,55)=1.綜上可知,雙曲線方程為eq\f(x2,5)-eq\f(y2,20)=1或eq\f(4y2,55)-eq\f(x2,55)=1.[例3](1)設△ABC是等腰三角形,∠ABC=120°,則以A,B為焦點且過點C的雙曲線的離心率為________.(2)已知雙曲線eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的右焦點為F,若過點F且傾斜角為60°的直線與雙曲線的右支有且只有一個交點,則雙曲線離心率的范圍是________.[思路點撥](1)根據圖形并由雙曲線的定義確定a與c的關系,求出離心率,對于問題(2)可以通過圖形借助直線與雙曲線的關系,因為過點F且傾斜角為60°的直線與雙曲線的右支有且只有一個交點,則必有eq\f(b,a)≥tan60°.[精解詳析](1)由題意2c=AB=BC,∴AC=2×2c×sin60°=2eq\r(3)c,由雙曲線的定義,有2a=AC-BC=2eq\r(3)c-2c?a=(eq\r(3)-1)c,∴e=eq\f(c,a)=eq\f(1,\r(3)-1)=eq\f(1+\r(3),2).(2)因為雙曲線漸近線的斜率為k=eq\f(b,a),直線的斜率為k=tan60°=eq\r(3),故有eq\f(b,a)≥eq\r(3),所以e=eq\f(c,a)=eq\r(\f(a2+b2,a2))≥eq\r(1+3)=2,所以所求離心率的取值范圍是e≥2.[答案](1)eq\f(1+\r(3),2)(2)e≥2[一點通]1.求雙曲線離心率的常見方法:(1)依據條件求出a,c,利用e=eq\f(c,a);(2)利用e=eq\r(1+\f(b,a)2);(3)依據條件,建立關于a,b,c的齊次關系式,消去b,轉化為離心率e的方程求解.2.求離心率的范圍,常結合已知條件構建關于a、b、c的不等關系.7.(湖南高考)設F1,F2是雙曲線C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的兩個焦點.若在C上存在一點P,使PF1⊥PF2,且∠PF1F2=30°,則C的離心率為________.解析:如圖,由已知可得,PF1=2ccos30°=eq\r(3)c,PF2=2csin30°=c,由雙曲線的定義,可得eq\r(3)c-c=2a,則e=eq\f(c,a)=eq\f(2,\r(3)-1)=eq\r(3)+1.答案:eq\r(3)+18.雙曲線eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的兩個焦點為F1、F2,若P為其上一點,且PF1=2PF2,則雙曲線離心率的取值范圍為________.解析:如圖,設PF2=m,∠F1PF2=θ(0<θ≤π),當P在右頂點處θ=π,e=eq\f(2c,2a)=eq\r(\f(m2+2m2-4m2cosθ,m2))=eq\r(5-4cosθ).∵-1≤cosθ<1,又∵e>1,∴e∈(1,3].答案:(1,3]1.雙曲線離心率及其范圍的求法.(1)雙曲線離心率的求解,一般可采用定義法、直接法等方法.(2)雙曲線離心率范圍的求解,涉及解析幾何中“范圍”問題的解法.在解析幾何中,求“范圍”問題,一般可從以下幾個方面考慮:與已知范圍聯系,通過求值域或解不等式來完成;通過判別式Δ>0;利用點在曲線內部形成的不等式關系;利用解析式的結構特點,如a,eq\r(a),|a|等非負性.2.求雙曲線的標準方程,當焦點不明確時,方程可能有兩種形式,為了避免討論,也可設雙曲線方程為mx2-ny2=1(mn>0),從而直接求得;若已知雙曲線的漸近線方程為y=±eq\f(b,a)x,還可以將方程設為eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=λ(λ≠0)避免焦點的討論.課時達標訓練(十)1.(陜西高考)雙曲線eq\f(x2,16)-eq\f(y2,m)=1的離心率為eq\f(5,4).則m=________.解析:∵a=4,b=eq\r(m),∴c2=16+m,e=eq\f(c,a)=eq\f(\r(16+m),4)=eq\f(5,4),∴m=9.答案:92.已知雙曲線eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0),兩條漸近線的夾角為60°,則雙曲線的離心率為________.解析:根據題意,由于雙曲線eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0),兩條漸近線的夾角為60°,則可知eq\f(b,a)=eq\r(3)或eq\f(b,a)=eq\f(\r(3),3),那么可知雙曲線的離心率為e=eq\r(1+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,a)))2),所以結果為2或eq\f(2\r(3),3).答案:2或eq\f(2\r(3),3)3.焦點為(0,6),且與雙曲線eq\f(x2,2)-y2=1有相同的漸近線的雙曲線方程是________.解析:由eq\f(x2,2)-y2=1,得雙曲線的漸近線為y=±eq\f(\r(2),2)x.設雙曲線方程為:eq\f(x2,2)-y2=λ(λ<0),∴eq\f(x2,2λ)-eq\f(y2,λ)=1.∴-λ-2λ=36,∴λ=-12.故雙曲線方程為eq\f(y2,12)-eq\f(x2,24)=1.答案:eq\f(y2,12)-eq\f(x2,24)=14.(新課標全國卷Ⅰ改編)已知雙曲線C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的離心率為eq\f(\r(5),2),則C的漸近線方程為________.解析:∵e2=eq\f(c2,a2)=eq\f(a2+b2,a2)=1+eq\f(b2,a2)=eq\f(5,4),∴eq\f(b2,a2)=eq\f(1,4),∴eq\f(b,a)=eq\f(1,2),∴y=±eq\f(1,2)x.答案:y=±eq\f(1,2)x5.若雙曲線eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的兩個焦點分別為F1、F2,P為雙曲線上一點,且|PF1|=3|PF2|,則該雙曲線離心率e的取值范圍是________.解析:依題意得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(|PF1|=3|PF

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