2.设问:
问题1: 定点F1、F2与动点M不在平面上,能否得到双曲线?
请学生答,不能.强调“在平面内”.
问题2: |MF1|、|MF2|哪个大?
请学生答,不一定.
当点M在双曲线右支上时,|MF1|>|MF2|;
当点M在双曲线左支上时,|MF1|<|MF2|.
问题3: 点M与定点F1、F2的距离的差是否就是
|MF1|-|MF2|?
请学生答,不一定.也可以是|MF2|-|MF1|.
正确表示为 .
问题4: 这个常数是否会大于|F1F2|?
请学生答.应小于|F1F2|大于零.
当常数=|F1F2|时, 轨迹是分别以点F1、F2为端点,方向指向F1F2外侧
的两条射线;
当常数>|F1F2|时,无轨迹.
3.双曲线的定义:
在上述基础上,引导学生概括双曲线的定义:
平面内与两个定点F1、F2的距离的差的绝对值是常数2a
(a>0且小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的
焦点,这两个焦点间的距离叫做焦距,记作2c(c>0).
定义分析:
①.关键词语:两个定点、距离的差的绝对值、常数 教师备注
②.常数
(1)当0<a<c时,动点M的轨迹是双曲线.
(2)当a=c时,分析 若a=c,也就是||MF1|-|MF2||=2a=2c
可以得出,动点M的轨迹是分别以点F1、F2为端点,方向指向
F1F2外侧的两条射线.
(3)当a>c>0时,动点M的轨迹不存在.这是因为a、c的关系
违背了三角形中两边之差小于第三边的性质.
③.差的绝对值
即:点(两定一动)距离(三个)
量(两个常数)关系式(一个等式一个不等式)
双曲线标准方程的推导:
我们可以参照求椭圆的方程的方法来求双曲线的方程.首先建立直角坐标
系,即以两定点连线为x轴,两定点的垂直平分线为y轴.然后,观察双曲线
的特征,猜测双曲线方程的结构与椭圆方程的结构是否有类似之处?
①.建立直角坐标系.
②.设双曲线上任意一点的坐标为M(x、y),
|F1F2|=2c,并设F1(-c,0),F2(c,0).
③.由两点间距离公式,得
|MF1|= ,|MF2|=
④.由双曲线定义,得
|MF1|-|MF2|=±2a,即 - =±2a.
⑤.化简方程
=±2a+ ,两边平方,得
(x+c)2+y2=4a2±4a +(x-c)2+y2,
化简得:cx-a2=±a ,
两边再平方,整理得(c2-a2)x2-a2y2=a2 (c2-a2).
(为使方程简化,更为对称和谐起见.) 教师备注
由2c-2a>0,即c>a,所以c2-a2>0.设c2-a2=b2 (b>0),代入上式,得
b2x2-a2y2=a2b2,也就是
x2/a2-y2/b2=1. (1) 此方程叫双曲线的标准方程.(焦点在x轴上)
从图形的对称来看,只要交换一下x轴、y轴的名称,然后逆时针翻转90°
使之y轴向上、下,x轴水平放置即可得到焦点在y轴上的双曲线.
从方程上来分析,只要将方程(1)的x、y互换就可以得到它的方程
y2/a2-x2/b2=1 此方程也是双曲线的标准方程.(焦点在y轴上)
说明:1.双曲线的方程右边为1,左边是两个完全平方项,符号一正一负,
为正的项焦点在该轴上,且分母a2.负项相应的分母为b2.
2.在双曲线中,c2 =b2+a2
3. 双曲线标准方程中,a>0,b>0,但a不一定大于b.
4.例题分析:
例1 已知两点F1 (-5,0)和F2 (5,0),求与它们的距离之差的绝对值为
6的点的轨迹方程.
解:按定义,所求点的轨迹是双曲线,因c=5,a=3,
所以b2=c2-a2=25-9=16.
所以,所求的双曲线方程为
x2/9-y2/16=1.
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