高中数学人教B版 (2019)选择性必修 第一册2.6.1 双曲线的标准方程习题ppt课件
展开1.熟练掌握双曲线的定义和标准方程的结构特征.
2.会利用双曲线的定义和标准方程解决简单的问题.
(1)双曲线 =1上一点P到它的一个焦点的距离等于7,那么点P到另一个焦点的距离等于A.1 B.13 C.1或13 D.15
设双曲线焦点为F1,F2,取|PF1|=7,由题意可得a=3,b=4,c=5,根据双曲线定义有||PF2|-7|=2a=6,所以|PF2|=1或|PF2|=13,当|PF2|=1时,|PF2|+|PF1|=1+7<|F1F2|=10,与两边之和大于第三边矛盾,故舍去,所以|PF2|=13.
(2)如图所示,已知定圆F1:(x+5)2+y2=1,定圆F2:(x-5)2+y2=42,动圆M与定圆F1,F2都外切,求动圆圆心M的轨迹方程.
圆F1:(x+5)2+y2=1,圆心F1(-5,0),半径r1=1;圆F2:(x-5)2+y2=42,圆心F2(5,0),半径r2=4.设动圆M的半径为R,则有|MF1|=R+1,|MF2|=R+4,∴|MF2|-|MF1|=3<10=|F1F2|.∴点M的轨迹是以F1,F2为焦点的双曲线的左支,
(1)求解与双曲线有关的点的轨迹问题,常见的方法有两种:①列出等量关系,化简得到方程;②寻找几何关系,由双曲线的定义,得出对应的方程.(2)求解双曲线的轨迹问题时要特别注意:①双曲线的焦点所在的坐标轴;②检验所求的轨迹对应的是双曲线的一支还是两支.
(1)双曲线C: =1的左、右焦点分别为F1,F2,点P在双曲线C上且|PF1|=20,则|PF2|等于A.12或28 B.14或26C.16或24 D.17或23
又点P在双曲线C上,则有||PF1|-|PF2||=2a=6,即|PF1|-|PF2|=±6.又|PF1|=20,则|PF2|等于14或26.
(1)已知双曲线的焦点在y轴上,并且双曲线过点(3, )和,求双曲线的标准方程.
方法二 设双曲线的方程为my2-nx2=1(mn>0),
如图所示,不妨设M在双曲线的右支上,
则MF1⊥MF2,设|MF1|=m,|MF2|=n,由双曲线定义,知m-n=2a=8,①又m2+n2=(2c)2=80,②由①②得m·n=8,
解得λ=4或λ=-14(舍去),
(1)双曲线过两定点,可设其方程为mx2+ny2=1(mn<0),通过解方程组即可确定m,n,避免了讨论,实为一种好方法.(2)共焦点双曲线的设法
已知双曲线中,c= ,且经过点(-5,2),焦点在x轴上,求该双曲线的标准方程.
∴λ=5或λ=30(舍去).
2021年9月17日神舟“十二号”返回舱顺利到达地球后,为了及时将航天员安全救出,地面指挥中心在返回舱预计到达区域安排了三个救援中心(记A,B,C),A在B的正东方向,相距6千米,C在B的北偏西30°方向,相距4千米,P为航天员着陆点.某一时刻,A接收到P的求救信号,由于B,C两地比A距P远,在此4秒后,B,C两个救援中心才同时接收到这一信号.已知该信号的传播速度为1千米/秒,求在A处发现P的方位角.
如图所示,以直线AB为x 轴,线段AB的垂直平分线为y 轴建立直角坐标系,
∵|PB|=|PC|,∴点P在线段BC的垂直平分线上,
又|PB|-|PA|=4<6=|AB|,∴点P在以A,B为焦点的双曲线的右支上,且a=2,c=3,
因此在A处发现P的方位角为北偏东30°.
利用双曲线解决实际问题的基本步骤(1)建立适当的坐标系.(2)求出双曲线的标准方程.(3)根据双曲线的方程及定义解决实际应用问题(注意实际意义).
如图,B地在A地的正东方向4 km处,C地在B地的北偏东30°方向2 km处,河流的沿岸PQ(曲线)上任意一点D到A的距离比到B的距离远2 km,则曲线PQ的轨迹方程是_______________;现要在曲线PQ上选一处M建一座码头,向B,C两地转运货物,那么这两条公路MB,MC的路程之和最短是________km.
如图所示,以AB所在的直线为x轴,AB的垂直平分线为y轴建立直角坐标系.则|DA|-|DB|=2,根据双曲线定义知,轨迹为双曲线的右支.故2c=4,c=2,2a=2,a=1,b2=c2-a2=4-1=3,
当A,M,C共线时等号成立.
1.知识清单: (1)双曲线定义的应用. (2)双曲线方程的求法. (3)双曲线在实际生活中的应用.2.方法归纳:转化法、类比法(类比椭圆).3.常见误区:双曲线在实际生活中的应用中,建模容易出错.
1.若双曲线E: =1的左、右焦点分别为F1,F2,点P在双曲线E上,且|PF1|=3,则|PF2|等于A.11 B.9 C.5 D.3
由双曲线的定义得||PF1|-|PF2||=2a=6,即|3-|PF2||=6,解得|PF2|=9(负值舍去),故选B.
2.相距4k千米的A,B两地,听到炮弹爆炸的时间相差2秒,若声速每秒k千米,则炮弹爆炸点P的轨迹可能是A.双曲线的一支 B.双曲线C.椭圆 D.抛物线
由已知可得||PA|-|PB||=2k<4k=|AB|,根据双曲线的定义可知,点P在以A,B为焦点的双曲线上,则炮弹爆炸点P的轨迹可能是双曲线.
|PM|-|PN|=|BM|-|BN|=2<6=|MN|,所以P点的轨迹是以M,N为焦点的双曲线的右支(除去点(1,0)),且a=1,c=3,b2=c2-a2=8,
4.已知双曲线x2-y2=1,点F1,F2为其两个焦点,点P为双曲线上一点,若PF1⊥PF2,则|PF1|+|PF2|的值为_____.
不妨设点P在双曲线的右支上,因为PF1⊥PF2,
又|PF1|-|PF2|=2,所以(|PF1|-|PF2|)2=4,可得2|PF1|·|PF2|=4,则(|PF1|+|PF2|)2=|PF1|2+|PF2|2+2|PF1|·|PF2|=12,
由焦点坐标知,焦点在y轴上,∴m<0,
∴-m-3m=4,∴m=-1.
方法一 由题意得椭圆的焦点为(0,3),(0,-3),所以双曲线的焦点为(0,3),(0,-3),
解得λ=-7(舍去)或λ=-20.
由题意,根据双曲线的定义及|AF1|=2|AF2|=4,可得|AF1|-|AF2|=2=2a,解得a=1,因为∠F1AF2=90°,所以|F1F2|2=|AF1|2+|AF2|2=20,即(2c)2=20,即c2=5,又b2+a2=c2,则b2=c2-a2=4,
∵F1(-5,0),F2(5,0),∴c=5,|F1F2|=10,
∴|PF1|=8,|PF2|=6,由双曲线的定义可知,|PF1|-|PF2|=2=2a,∴a=1,∴b2=c2-a2=25-1=24.
5.(多选)双曲线 =1上的点到一个焦点的距离为12,则到另一个焦点的距离为A.17 B.7 C.22 D.2
∴点P可能在左支,也可能在右支,由||PF1|-|PF2||=2a=10,得|12-|PF2||=10,∴|PF2|=22或2.∴点P到另一个焦点的距离是22或2.
6.已知双曲线 =1上一点P到左焦点F1的距离为10,则PF1的中点N到坐标原点O的距离为A.3或7 B.6或14C.3 D.7
设F2是双曲线的右焦点,连接ON(图略),则ON是△PF1F2的中位线,
∵||PF1|-|PF2||=4,|PF1|=10,∴|PF2|=14或6,
7.过点(-3, )和( ,-7)的双曲线的标准方程是___________.
设双曲线的方程为mx2+ny2=1(mn<0),
8.已知点F1(-4,0)和F2(4,0),一曲线上的动点P到F1,F2的距离的差的绝对值是6,则该曲线方程是__________.
∵|F1F2|=8,||PF1|-|PF2||=6,∴点P的轨迹是以F1,F2为焦点的双曲线,且2a=6,a=3,又c=4,∴b2=c2-a2=7,
则c2=16+9=25,∴c=5.
依题意知b2=25-a2,
化简得4a4-129a2+125=0,
∴a2=1,b2=24,
10.2021年9月16日,四川泸州市泸县发生里氏6.0级地震,为了援救灾民,某部队在如图所示的P处空降了一批救灾药品,要把这批药品沿道路PA,PB送到矩形灾民区ABCD中去,若PA=100 km,PB=150 km,BC=60 km,∠APB=60°,试在灾民区中确定一条界线,使位于界线一侧的点沿道路PA送药较近,而另一侧的点沿道路PB送药较近,请说明这一界线是一条什么曲线?并求出其方程.
矩形灾民区ABCD中的点可分为三类,第一类沿道路PA送药较近,第二类沿道路PB送药较近,第三类沿道路PA和PB送药一样远近,依题意知,界线是第三类点的轨迹,设M为界线上的任一点,则|PA|+|MA|=|PB|+|MB|,|MA|-|MB|=|PB|-|PA|=50,∴界线是以A,B为焦点的双曲线的右支的一部分,如图,以AB所在直线为x轴,线段AB的垂直平分线为y轴,建立平面直角坐标系,
∴|MF1|2+|MF2|2=40.则(|MF1|-|MF2|)2=|MF1|2-2|MF1|·|MF2|+|MF2|2=40-2×2=36.∴||MF1|-|MF2||=6=2a,即a=3.
设P(8,y0)在第一象限,
13.已知双曲线 =1,直线l过其左焦点F1,交双曲线左支于A,B两点,且|AB|=4,F2为双曲线的右焦点,△ABF2的周长为20,则m的值为A.8 B.9 C.16 D.20
△ABF2的周长=|AB|+|AF2|+|BF2|=20,∵|AB|=4,∴|AF2|+|BF2|=16.根据双曲线定义知,2a=|AF2|-|AF1|=|BF2|-|BF1|,∴4a=(|AF2|+|BF2|)-(|AF1|+|BF1|)=16-4=12,∴a=3,∴m=a2=9.
14.若动圆P过定点A(-3,0)且和定圆C:(x-3)2+y2=4外切,则动圆圆心P的轨迹方程是__________________.
设动圆P的半径为r,由题意得C(3,0),定圆C的半径为2,则|PA|=r,|PC|=r+2,所以|PC|-|PA|=2<|AC|=6,所以点P的轨迹是以A,C为焦点的双曲线的左支,则a=1,c=3,b2=c2-a2=8,
15.一块面积为12公顷的三角形形状的农场,如图所示,在△PEF中,已知tan∠PEF= ,tan∠PFE=-2,试建立适当的直角坐标系,求出分别以E,F为左、右焦点且过点P的双曲线方程为__________.
以EF所在直线为x轴,EF的垂直平分线为y轴建立直角坐标系,
焦点为E(-c,0),F(c,0).
设∠PFx=α,则tan α=tan(π-∠EFP)=2,
和y=2(x-c). ②
在△EFP中,|EF|=2c,EF上的高为点P的纵坐标,
∴c=3,即P点坐标为(5,4).
又b2=c2-a2=4,
即tan θ的取值范围为(1,4).
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