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1、
2022年高中數(shù)學(xué)(北師大版)選修1-1教案:第2章 教材解讀:雙曲線
一、知識精講
1、正確理解雙曲線的定義
一要注意不要將“絕對值”丟掉,否則就不是整個雙曲線了(僅表示雙曲線的一支);二要注意“常數(shù)”的條件,即常數(shù)2a<|F1F2|,因?yàn)楫?dāng)2a=|F1F2|時,其軌跡是以F1和F2為端點(diǎn)的兩條射線,而當(dāng)2a> |F1F2|時,其軌跡不存在。
2、準(zhǔn)確把握雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程
(1)雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程中“標(biāo)準(zhǔn)”的含義有兩層:一是兩個焦點(diǎn)在坐標(biāo)軸上;二是兩個焦點(diǎn)的中點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)重合。
(2)兩種雙曲線的異同:①相同點(diǎn):形狀、大小相同,都有a>0,b>0,c=a+b;
②不同點(diǎn):兩種
2、雙曲線的位置不同,它們的焦點(diǎn)坐標(biāo)也不相同。
(3)判斷焦點(diǎn)位置的方法:雙曲線的焦點(diǎn)在x軸上標(biāo)準(zhǔn)方程中x項(xiàng)的系數(shù)為正;雙曲線的焦點(diǎn)在y軸上標(biāo)準(zhǔn)方程中y項(xiàng)的系數(shù)為正。
(4)與橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的不同:
①雙曲線有兩條漸近線,而橢圓沒有漸近線;橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程中是“+”號,雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程中是“-”號;
②雙曲線方程和橢圓方程各有兩種形式,其判斷方法不同:對于雙曲線和來說,如果x項(xiàng)為正的,則焦點(diǎn)在x軸上;x項(xiàng)的分母是a;如果y項(xiàng)為正的,則焦點(diǎn)在y軸上;y項(xiàng)的分母是a,a不一定大于b,這和橢圓有明顯的不同。
③雙曲線有兩個頂點(diǎn),離心率e>1;而橢圓有四個頂點(diǎn),離心率e<1;橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程中a=b+ c,
3、而雙曲線中c=a+b。
3、 對雙曲線的簡單幾何性質(zhì)的加強(qiáng)理解
(1)雙曲線的焦點(diǎn)(兩個)總在它的實(shí)軸上;橢圓的離心率是描述橢圓扁平程度的一個重要數(shù)據(jù)。同樣,雙曲線的離心率是描述雙曲線“張口”大小的一個重要數(shù)據(jù),由于,當(dāng)e從接近1逐漸增大時,的值就從接近于0逐漸增大,雙曲線的“張口”逐漸增大。
(2)要掌握根據(jù)雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程求它的漸近線方程的求法。
因?yàn)閥=±x±=0-=0,所以把標(biāo)準(zhǔn)方程-=1(a>0,b>0)中的“1”用“0”替換即可得出漸近線方程。
(3)已知漸近線方程求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程的方法:
①漸近線方程為mx±ny=0的雙曲線的方程為:mx-ny=(≠0且為常數(shù))。
4、
②與雙曲線-=1(a>0,b>0)有共同漸近線的雙曲線方程可設(shè)為-=(≠0且為常數(shù))。
(4)實(shí)軸與虛軸相等(即a=b)的雙曲線稱為等軸雙曲線,其漸近線為y=±x,離心率e=。
二、方法點(diǎn)撥
1、應(yīng)用雙曲線的定義和標(biāo)準(zhǔn)方程解題時,應(yīng)注意:(1)動點(diǎn)是否滿足雙曲線的準(zhǔn)確定義。(2)條件“2a<|F1F2|”是否成立。(3)是否使|PF1|-|PF2|=2a與|PF1|-|PF2|=-2a同時成立。(4)焦點(diǎn)所在坐標(biāo)軸是否明確。
2、求雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程的方法
(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程包括“定量”和“定位”。要求出雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,就要求出和 這兩個“待定系數(shù)”,于是需要兩個獨(dú)立的條件,
5、按條件列出方程關(guān)于和 的方程組。解得和 的具體數(shù)值后,再按位置特征寫出標(biāo)準(zhǔn)方程,因此“定量”是指a、b、c等數(shù)值的確定;“定位”則是指除了中心在原點(diǎn)以外,判斷焦點(diǎn)在哪條坐標(biāo)軸上,以便在使方程的右邊為1時,確定方程的左邊哪一項(xiàng)為正,哪一項(xiàng)為負(fù),同時也就確定了和 在方程中的位置。
(2)求雙曲線方程一般可用待定系數(shù)法,其解題方法是先定型,再定量。解題步驟分為:首先判斷曲線的類型,其次求出關(guān)鍵數(shù)據(jù)(即待定系數(shù)),最后寫出曲線方程。
(3)如果已知漸近線方程y=±x ,雙曲線方程可設(shè)為,通過求出確定雙曲線方程。
三、高考考情分析與應(yīng)試策略
雙曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程、幾何性質(zhì)是高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn)之一
6、,高考中主要以選擇題、填空題為主,其次考查以雙曲線為載體,融入三角、不等式、函數(shù)、向量的綜合性問題,這類問題以解答題為主。高考會從以下幾個方面來命題:(1)運(yùn)用雙曲線的定義解決到焦點(diǎn)的距離,焦點(diǎn)弦等有關(guān)問題,雙曲線的定義仍將是今后考查的重點(diǎn)。(2)靈活運(yùn)用雙曲線的性質(zhì),解決離心率、漸近線問題,也是今后考查的重點(diǎn)。有關(guān)離心率的問題將會是一個熱點(diǎn)。(3)以雙曲線為載體的開放題、研究性問題,將逐步取代繁冗的解答題,成為高考的熱點(diǎn)。
在學(xué)習(xí)中掌握雙曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程和雙曲線的簡單幾何性質(zhì)時,要注重數(shù)形結(jié)合。一是結(jié)合圖形理解標(biāo)準(zhǔn)方程中的參數(shù) a、b、c、e的幾何意義及相互關(guān)系;二是結(jié)合圖形理解雙曲線
7、的簡單幾何性質(zhì)。
四、高考熱點(diǎn)題型展現(xiàn)
1、有關(guān)基本概念的考查
雙曲線的定義及標(biāo)準(zhǔn)方程是雙曲線的基礎(chǔ)知識,高考中多為基礎(chǔ)性題目。
例1.(上海春)若,則“”是“方程表示雙曲線”的( )
(A)充分不必要條件. (B)必要不充分條件.
(C)充要條件. (D)既不充分也不必要條件.
解:應(yīng)用直接推理和特值否定法.當(dāng)k>3時,有k-3>0,k+3>0,所以方程 表示雙曲線;當(dāng)方程 表示雙曲線時,k=-4 是可以的,這不在k>3里.故應(yīng)該選A.
2、雙曲線的幾何性質(zhì)的考查
雙曲線的幾何性質(zhì)
8、作為是高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn)之一,高考中必定考查,有離心率的題目出現(xiàn)上升趨勢。
例2.(陜西卷)已知雙曲線 - =1(a>)的兩條漸近線的夾角為,則雙曲線的離心率為
A.2 B. C. D.
解法1:雙曲線(a>)的兩條漸近線的夾角為,則,所以 a2=6,雙曲線的離心率為 ,選D.
解法2:認(rèn)識兩條漸近線的夾角和幾何量之間的關(guān)系,構(gòu)建方程有
,選D;
3、雙曲線有關(guān)的綜合問題
以雙曲線為載體,融入三角、不等式、函數(shù)、向量的綜合性問題,是高考考查的重點(diǎn),也是我們學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)。
例3.(四川卷)已知兩定點(diǎn)
9、,滿足條件的點(diǎn)的軌跡是曲線,直線與曲線交于兩點(diǎn)。如果,且曲線上存在點(diǎn),使,求的值和的面積。
分析:本小題主要考察雙曲線的定義和性質(zhì)、直線與雙曲線的關(guān)系、點(diǎn)到直線的距離等知識及解析幾何的基本思想、方法和綜合解決問題的能力。
解:由雙曲線的定義可知,曲線是以為焦點(diǎn)的雙曲線的左支,且,易知, 故曲線的方程為
設(shè),由題意建立方程組
消去,得
又已知直線與雙曲線左支交于兩點(diǎn),有
解得
又因?yàn)?
依題意得 整理后得
∴或 但 ∴
故直線的方程為
設(shè),由已知,得
所以,
又,
即點(diǎn)
將點(diǎn)的坐標(biāo)代入曲線的方程,得
得,但當(dāng)時,所得的點(diǎn)在雙曲線的右支上,不合題意
所以,點(diǎn)的坐標(biāo)為
到的距離為
所以的面積