1、3.2双曲线双曲线第三章3.2.1 3.2.1 双曲线及其标准方程双曲线及其标准方程学习目标1.结合实际情景熟悉双曲线的定义、几何图形和标准方程的推导过程.2.掌握双曲线的标准方程及其求法.3.会利用双曲线的定义和标准方程解决简单实际问题.4.与椭圆的标准方程进行比较,并加以区分.核心素养:数学运算、直观想象、数学抽象新知讲解复习引入 平面内与两个定点F1,F2的距离之和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.如果平面内与两个定点F1,F2的距离之差也是一个常数,这样的点的轨迹是什么图形呢?新知学习1.双曲线的定义(1)模型试验取一条拉链,如图,把它固定在板上的F1、F2两点,拉动拉链
2、(M),思考拉链头(M)运动的轨迹是什么图形?如图(A),|MF1|-|MF2|=|F2F|=2a如图(B),|MF2|-|MF1|=2a 由可得:|MF1|-|MF2|=2a (差的绝对值)上面 两条曲线合起来叫做双曲线,每一条叫做双曲线的一支.(2)定义 平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于F1F2)的点的轨迹叫做双曲线.两个定点F1、F2双曲线的焦点;|F1F2|=2c 焦距;此常数记为2a,则ac.2FF1M|MF1|-|MF2|=2a 0),非零常数等于2a(a0),则F1(-c,0),F2(c,0).2.双曲线的标准方程xOy列式化简 代入上式得:b2x2
3、-a2y2=a2b222222xcyxcya F2F1M0012222babxay,思考 以F1,F2所在的直线为y轴,线段F1F2的中点为原点建立直角坐标系.则双曲线的标准方程怎么写?3.双曲线的两种标准方程的特征0012222babyax,0012222babxay,方程用“”号连接.a,b 大小不定.c=a+b如果x的系数是正的,则焦点在x轴上;如果y的系数是正的,则焦点在y轴上.记忆口诀:化成标准形式,焦点跟着正项走D即时巩固一、求双曲线的标准方程 例1 已知双曲线的焦点为F1(-5,0),F2(5,0),双曲线上一点到焦点的距离差的绝对值等于6,求双曲线的标准方程.典例剖析跟踪训练
4、若中心为原点的双曲线的焦点在x轴上,焦距为4,且过点P(2,3),则双曲线的标准方程为 .二、求动点的轨迹方程 例2 一炮弹在某处爆炸.在A处听到爆炸声的时间比在B处晚2s.已知A,B两地相距800m,并且此时声速 为340m/s.问爆炸点应在什么样的曲线上?并求出轨迹方程.分析 因为在A处听到爆炸声的时间比在B处晚2s,所以在A处与爆炸点的距离比在B处 远680m800m.因此爆炸点应位于以A,B为焦点且靠近B点的双曲线的一支上.解 如图,建立平面直角坐标系Oxy,使A,B在x轴上,并且原点O与线段AB的中反思 利用定义法求轨迹方程的一般步骤1.建立直角坐标系,结合图形确定动点满足的几何条件
5、.2.依据几何条件和曲线方程的定义确定轨迹的形状.3.确定曲线方程中的参数并直接写出方程.4.验证所求方程(检查是否有要去掉的点).跟踪训练 在ABC中,边BC固定,且|BC|2.当三内角A,B,C满足sin C-sin B sin A时,建立适当的直角坐标系,求顶点A的轨迹方程.三、双曲线标准方程的应用例3已知方程(1+k)x2-(1-k)y21表示焦点在x轴上的双曲线,则k的取值范围为(A)A.(-1,1)B.(1,+)C.(-,-1)D.(-,-1)(1,+)反思 若mx2+ny21,则mn0是该方程表示双曲线的充要条件.随堂小测2.已知F1(-5,0),F2(5,0),动点P满足|PF1|-|PF2|2a,当a分别为3和5时,点P的轨迹分别为(C)A.双曲线和一条直线B.双曲线和一条射线C.双曲线的一支和一条射线D.双曲线的一支和一条直线5.某工程队需要开挖一个横截面为半圆的柱形隧道,挖出的土只能沿道路AP,BP运到P处(如右图),|AP|100 m,|BP|150 m,APB60,试说明怎样运土才能最省工.1.知识清单:(1)双曲线的定义.(2)双曲线的标准方程.(3)双曲线的应用.2.方法归纳:数形结合.3.常见误区:忽略双曲线定义中的限制条件,即对|PF1|-|PF2|2a0)限制要求课堂小结