§2.3.1 雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程(1課時(shí))

[教學(xué)目標(biāo)]

三、教學(xué)過(guò)程

1.橢圓的定義是什么?

平面內(nèi)與兩定點(diǎn)F1、F2的距離的和等于常數(shù)(大于|F1F2|)的點(diǎn)的軌跡叫做橢圓.教師要強(qiáng)調(diào)條件:(1)平面內(nèi);(2)到兩定點(diǎn)F1、F2的距離的和等于常數(shù);(3)常數(shù)2a>|F1F2|.

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2.橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是什么?

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3.雙曲線的定義是什么?

平面內(nèi)與兩定點(diǎn)F1、F2的距離的差的絕對(duì)值是常數(shù)(小于|F1F2|)的點(diǎn)的軌跡叫做雙曲線.這兩個(gè)定點(diǎn)F1、F2叫做雙曲線的焦點(diǎn),兩個(gè)焦點(diǎn)之間的距離叫做焦距.

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思考:1.若常數(shù)要等于|F1F2|,則圖形是什么?

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      2.若常數(shù)要大于|F1F2|,能畫(huà)出圖形嗎?

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3.定點(diǎn)F1、F2與動(dòng)點(diǎn)M不在平面上,能否得到雙曲線?(強(qiáng)調(diào)“在平面內(nèi)”)

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4.|MF1|與|MF2|哪個(gè)大?(當(dāng)M在雙曲線右支上時(shí),|MF1|>|MF2|;當(dāng)點(diǎn)M在雙曲線左支上時(shí),|MF1|<|MF2|)

 (二)雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)方程(建――設(shè)――顯――代――化)

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提問(wèn):已知橢圓的圖形,是怎么樣建立直角坐標(biāo)系的?類(lèi)比求橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的方法由學(xué)生來(lái)建立直角坐標(biāo)系.

 

 

 

 

 

 

 (1)建系設(shè)點(diǎn),以F1F2 所在直線為x軸,F(xiàn)1F2的中垂線為y軸建立直角坐標(biāo)系,設(shè)M(x,y)為雙曲線任一點(diǎn),| F1F2 |=2c(c>0)

(2)定集合:P={M||MF1||MF2|=±2a}(2a2c

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(3)寫(xiě)方程并化簡(jiǎn):2a.*=±2a cx-a2=±a(c2-a2)x2+a2y2=a2(c2-a2)

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∵2a<2ca>c>0,∴可令c2-a2=b2(如圖)代入有: =1(a>0,b>0)

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類(lèi)比橢圓:設(shè)參量的意義:第一、便于寫(xiě)出雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;第二、的關(guān)系有明顯的幾何意義.(雙曲線分母a,b僅僅要求正,不要求大小關(guān)系,在雙曲線中,a,b,c的關(guān)系與橢圓不同)

 類(lèi)比:寫(xiě)出焦點(diǎn)在軸上,中心在原點(diǎn)的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程

類(lèi)比:橢圓的方程可以寫(xiě)成mx2+ny2=1(m,n為正數(shù),m≠n),雙曲線方程可以寫(xiě)成什么形式?(mx2+ny2=1,mn<0)

練習(xí):教材練習(xí)1,2(重在說(shuō)明待定系數(shù)法求雙曲線方程的步驟)

(三)例題講解

例1 、方程8kx2-ky2=8

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(1)若它表示一雙曲線方程,求k的范圍;(2)表示橢圓方程,求k的范圍;(3)與橢圓=1有公共焦點(diǎn)的橢圓,求k的值;

解:(1)k2>0,k≠0;    (2)k<0;     (3)k=1

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例2、已知,兩地相距,一炮彈在某處爆炸,在處聽(tīng)到炮彈爆炸聲的時(shí)間比在處遲2s,設(shè)聲速為

 (1)爆炸點(diǎn)在什么曲線上?

 (2)求這條曲線的方程。

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分析:首先要判斷軌跡的形狀,由聲學(xué)原理:由聲速及,兩地聽(tīng)到爆炸聲的時(shí)間差,即可知,兩地與爆炸點(diǎn)的距離差為定值.由雙曲線的定義可求出炮彈爆炸點(diǎn)的軌跡方程.

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(解答:

思考:有幾個(gè)觀測(cè)點(diǎn)可以確定爆炸點(diǎn)的位置?(至少三個(gè))

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  四、小結(jié):雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程

作業(yè):教材P37----習(xí)題2.3(1)

[補(bǔ)充習(xí)題] 討論方程(k-1)x2+(2-k)y2=-k2+3k-2表示的曲線

解:k-1=0即k=1時(shí),方程為y=0表示x軸;

2-k=0即k=2時(shí),方程為x=0表示y軸

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當(dāng)k≠1且k≠2時(shí),方程為+=1

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   當(dāng)2-k>k-1>0即1<k<時(shí),方程表示焦點(diǎn)在x軸上的橢圓

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當(dāng)2-k=k-1>0即k=時(shí),方程為x2+y2=,表示圓

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當(dāng)0<2-k<k-1即<k<2時(shí),方程表示焦點(diǎn)在y軸上的橢圓

當(dāng)2-k<0<k-1即k>2時(shí),方程表示焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線

當(dāng)k-1<0<2-k即k<1時(shí),方程表示焦點(diǎn)在x軸上的雙曲線

[教后感想與作業(yè)情況]

 

 

 

 

 

 

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§2.3.2 雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)(1)――性質(zhì)

[教學(xué)目標(biāo)]

[教學(xué)重點(diǎn)]雙曲線的幾何性質(zhì)及初步運(yùn)用。

[教學(xué)難點(diǎn)]雙曲線的漸近線。

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三、情感態(tài)度和價(jià)值觀:體會(huì)數(shù)形結(jié)合和類(lèi)比的思想方法

[教學(xué)過(guò)程] (一)復(fù)習(xí)提問(wèn)引入新課:1.橢圓有哪些幾何性質(zhì),是如何探討的?2.雙曲線的兩種標(biāo)準(zhǔn)方程是什么?        下面我們類(lèi)比橢圓的幾何性質(zhì)來(lái)研究它的幾何性質(zhì).

(二)類(lèi)比聯(lián)想得出性質(zhì)(范圍、對(duì)稱(chēng)性、頂點(diǎn))   引導(dǎo)學(xué)生完成下列關(guān)于橢圓與雙曲線性質(zhì)的表格

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思考:1、從雙曲線的圖形上,還能看出什么范圍?

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(由雙曲線方程=1(a>0,b>0)得到>0,(-)(+)>0,這樣,對(duì)應(yīng)區(qū)域?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic4/docfiles/down/test/down/e20c13800fe0f1001f5fa08dd65452dd.zip/60497/2.3雙曲線.files/image056.jpg" >)

思考2:關(guān)于x軸、y軸、原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的方程如何用式子表示?(一般的曲線C:f(x,y)=0也成立,即:對(duì)任意x,y,f(-x,y)=0則曲線C關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng);f(x,-y)=0則曲線C關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng);f(-x,-y)=0則曲線C關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng),用之常檢驗(yàn)曲線的對(duì)稱(chēng)性)

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    (三)漸近線:雙曲線的范圍在以直線為邊界的平面區(qū)域內(nèi),那么從x,y的變化趨勢(shì)看,雙曲線與直線具有怎樣的關(guān)系呢?

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根據(jù)對(duì)稱(chēng)性,可以先研究雙曲線在第一象限的部分與直線的關(guān)系。雙曲線在第一象限的部分可寫(xiě)成:

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設(shè)M(x,y)是其上面的點(diǎn),N(x,yN)是直線y=上與M相同的橫坐標(biāo)的點(diǎn)MN=yN-y=-=;當(dāng)x逐漸增大時(shí),MN逐漸減小,x無(wú)限增大,MN接近于零,就是說(shuō),雙曲線在第一象限的部分從射線ON的下方逐漸接近于射線ON.在其他象限內(nèi)也可以證明類(lèi)似的情況.

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這樣,我們將稱(chēng)雙曲線的漸近線。由漸進(jìn)線可以大致作出雙曲線的圖形。特別的,當(dāng)a=b時(shí)的雙曲線稱(chēng)等軸雙曲線。

思考:等軸雙曲線的漸近線是什么?(y=±x)

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 (四)離心率:與橢圓類(lèi)似,將雙曲線焦距與實(shí)軸的比值稱(chēng)此雙曲線的離心率,e=

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  思考:橢圓的離心率反應(yīng)橢圓的扁圓程度,雙曲線離心率反應(yīng)什么呢?(由于==,這樣e越大,就越大雙曲線的開(kāi)口就越開(kāi)闊.所以離心率反應(yīng)了雙曲線的開(kāi)闊程度)

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思考:雙曲線=1(a>0,b>0)有哪些基本性質(zhì)?

課堂練習(xí):教材P41----練習(xí)題

 [小結(jié)]雙曲線的基本性質(zhì),與橢圓不同的是加了漸近線

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[作業(yè)]教材P41---習(xí)題2.3(2)1,2,3,4,8

[補(bǔ)充習(xí)題]

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1、經(jīng)過(guò)雙曲線上任一點(diǎn),作平行于實(shí)軸的直線,與漸近線交于兩點(diǎn),則___________;作平行于虛軸的直線,與漸近線交于兩點(diǎn),則的距離之積為定值, 。

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2、求證:由雙曲線的一個(gè)焦點(diǎn)向一漸近線作垂線,垂線段長(zhǎng)為定值,等于,并求垂足的橫坐標(biāo)。

[答案]

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1、a2,b2

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2、證明:如圖2,設(shè)焦點(diǎn),漸近線,即

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由點(diǎn)到直線的距離公式得:;

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又過(guò)點(diǎn)且與漸近線垂直

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的直線方程為:,

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兩方程聯(lián)立解得交點(diǎn)坐標(biāo)為,顯然該點(diǎn)的橫坐標(biāo)。

教后感想與作業(yè)情況

 

 

 

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                        2.3.2雙曲線性質(zhì)(2)――離心率和漸近線

[教學(xué)目的]

[教學(xué)難點(diǎn)、重點(diǎn)]漸近線與雙曲線方程間關(guān)系

[教學(xué)過(guò)程]

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二、典例分析

   例1、(1)求等軸雙曲線的離心率;(2)一條雙曲線漸近線方程為y=±x,求其離心率;(3)若雙曲線兩條漸近線的夾角為600,求其離心率

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   解:(1)e=

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(2)雙曲線方程為時(shí),=,e=;方程為時(shí),=,e=;總之,離心率為

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說(shuō)明:由漸近線可以確定雙曲線的離心率,如圖,可以看出e==

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(3)夾角為600,雙曲線可能在夾角范圍內(nèi),也有在其補(bǔ)角范圍內(nèi),即漸近線與軸的夾角為300或600;e==或e==2

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變形練習(xí)1:“雙曲線離心率為”是“雙曲線為等軸雙曲線”的__________條件(充要)

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變形練習(xí)2:若雙曲線兩條漸近線的夾角為α,求其離心率(

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例2、P為雙曲線上一點(diǎn),F(xiàn)是其右焦點(diǎn),(1)求PF的最值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);(2)若集合A={(x,y)| ,a、b>0},集合B={(x,y)|(x-c)2+y2=r2,其中c=,r>0},求A∩B元素的個(gè)數(shù)

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解:(1)設(shè)P(x,y),PF2=(x-c)2+y2=x2-2cx+c2+(-1)b2=x2-2cx+a2(x≤-a或x≥a),由圖象知x=a時(shí)PF2min=(c-a)2,PFmin=c-a,此時(shí)P(a,0);PF無(wú)最大值

(說(shuō)明:該結(jié)論可以先從圖中看出,再進(jìn)行驗(yàn)證)

(2)由(1) PFmin=c-a,故r<c-a時(shí),A∩B有0個(gè)元素;r=c-a時(shí),A∩B有1個(gè)元素;c-a<r<c+a時(shí),A∩B有2個(gè)元素;r=c+a時(shí),A∩B有3個(gè)元素;r>c+a時(shí),A∩B有4個(gè)元素

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例3、(1)寫(xiě)出的漸近線方程,由此說(shuō)明(λ≠0)的漸近線方程是什么?

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(2)寫(xiě)出-=1的漸近線方程,由此說(shuō)明(λ≠0)的漸近線方程是什么?

(3)由(1)(2)你能得到什么結(jié)論?

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(4)求與=1有公共漸近線且過(guò)點(diǎn)(15,4)的雙曲線方程

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解:(1)y=±x,

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(2)y=±x,

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(3) 雙曲線與漸近線方程具有統(tǒng)一形式,其中λ≠0為雙曲線方程,λ=0時(shí)為相應(yīng)的漸近線方程

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(4)設(shè)雙曲線方程為=λ,將(15,4)代入得λ=8,從而雙曲線方程為=8

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三、小結(jié):1、由漸近線可以確定雙曲線的離心率

2、雙曲線與漸近線方程具有統(tǒng)一形式,其中λ≠0為雙曲線方程,λ=0時(shí)為相應(yīng)的漸近線方程

[補(bǔ)充習(xí)題]

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四、作業(yè):教材P41-----5,6,9,10,11

1、已知雙曲線的兩個(gè)焦點(diǎn)分別是,點(diǎn)為雙曲線上的一點(diǎn),且,則的面積等于

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A、0.5          B、1          C、3          D、6

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2、已知方程表示焦點(diǎn)在軸上的雙曲線,則點(diǎn)

A、第一象限      B、第二象限      C、第三象限        D、第四象限

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3、橢圓的離心率為,則雙曲線的離心率為

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A、        B、        C、        D、

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4、若焦點(diǎn)在軸上的雙曲線方程是,則其焦距的取值范圍是         

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5、(1)雙曲線上任意一點(diǎn)到兩條漸進(jìn)線的距離的乘積是一個(gè)定值;(2)經(jīng)過(guò)雙曲線上任一點(diǎn),作平行于兩漸近線的直線,與漸近線交于兩點(diǎn),則平行四邊形的面積為定值,求此定值。

 [答案]

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1、C

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2、C

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3、A

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4、-2<k<1

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5、(1)設(shè)雙曲線的方程為  所以漸近線方程為;的距離  的距離

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*又在雙曲線上 所以    故*可化為

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(2)證明:設(shè)點(diǎn)到兩漸近線的距離分別為,兩漸進(jìn)線的夾角為,則有: ,

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代入上式并整理得:。

教后感想與作業(yè)情況

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同步練習(xí)冊(cè)答案