§2.3.1 双曲线及其标准方程(1课时)
[教学目标]
三、教学过程
1.椭圆的定义是什么?
平面内与两定点F1、F2的距离的和等于常数(大于|F
2.椭圆的标准方程是什么?
3.双曲线的定义是什么?
平面内与两定点F1、F2的距离的差的绝对值是常数(小于|F
思考:1.若常数要等于|F
2.若常数要大于|F
3.定点F1、F2与动点M不在平面上,能否得到双曲线?(强调“在平面内”)
4.|MF1|与|MF2|哪个大?(当M在双曲线右支上时,|MF1|>|MF2|;当点M在双曲线左支上时,|MF1|<|MF2|)
(二)双曲线的标准方程的推导方程(建――设――显――代――化)
提问:已知椭圆的图形,是怎么样建立直角坐标系的?类比求椭圆标准方程的方法由学生来建立直角坐标系.
(1)建系设点,以F
(2)定集合:P={M||MF1|-|MF2|=±
(3)写方程并化简:-=±
∵2a<2ca>c>0,∴可令c2-a2=b2(如图)代入有: -=1(a>0,b>0)
类比椭圆:设参量的意义:第一、便于写出双曲线的标准方程;第二、的关系有明显的几何意义.(双曲线分母a,b仅仅要求正,不要求大小关系,在双曲线中,a,b,c的关系与椭圆不同)
类比:写出焦点在轴上,中心在原点的双曲线的标准方程.
类比:椭圆的方程可以写成mx2+ny2=1(m,n为正数,m≠n),双曲线方程可以写成什么形式?(mx2+ny2=1,mn<0)
练习:教材练习1,2(重在说明待定系数法求双曲线方程的步骤)
(三)例题讲解
例1 、方程8kx2-ky2=8
(1)若它表示一双曲线方程,求k的范围;(2)表示椭圆方程,求k的范围;(3)与椭圆=1有公共焦点的椭圆,求k的值;
解:(1)k2>0,k≠0; (2)k<0; (3)k=1
例2、已知,两地相距,一炮弹在某处爆炸,在处听到炮弹爆炸声的时间比在处迟2s,设声速为.
(1)爆炸点在什么曲线上?
(2)求这条曲线的方程。
分析:首先要判断轨迹的形状,由声学原理:由声速及,两地听到爆炸声的时间差,即可知,两地与爆炸点的距离差为定值.由双曲线的定义可求出炮弹爆炸点的轨迹方程.
(解答: )
思考:有几个观测点可以确定爆炸点的位置?(至少三个)
四、小结:双曲线标准方程
作业:教材P37----习题2.3(1)
[补充习题] 讨论方程(k-1)x2+(2-k)y2=-k2+3k-2表示的曲线
解:k-1=0即k=1时,方程为y=0表示x轴;
2-k=0即k=2时,方程为x=0表示y轴
当k≠1且k≠2时,方程为+=1
当2-k>k-1>0即1<k<时,方程表示焦点在x轴上的椭圆
当2-k=k-1>0即k=时,方程为x2+y2=,表示圆
当0<2-k<k-1即<k<2时,方程表示焦点在y轴上的椭圆
当2-k<0<k-1即k>2时,方程表示焦点在y轴上的双曲线
当k-1<0<2-k即k<1时,方程表示焦点在x轴上的双曲线
[教后感想与作业情况]
§2.3.2 双曲线的简单几何性质(1)――性质
[教学目标]
[教学重点]双曲线的几何性质及初步运用。
[教学难点]双曲线的渐近线。
三、情感态度和价值观:体会数形结合和类比的思想方法
[教学过程] (一)复习提问引入新课:1.椭圆有哪些几何性质,是如何探讨的?2.双曲线的两种标准方程是什么? 下面我们类比椭圆的几何性质来研究它的几何性质.
(二)类比联想得出性质(范围、对称性、顶点) 引导学生完成下列关于椭圆与双曲线性质的表格
思考:1、从双曲线的图形上,还能看出什么范围?
(由双曲线方程-=1(a>0,b>0)得到->0,(-)(+)>0,这样或,对应区域为)
思考2:关于x轴、y轴、原点对称的方程如何用式子表示?(一般的曲线C:f(x,y)=0也成立,即:对任意x,y,f(-x,y)=0则曲线C关于y轴对称;f(x,-y)=0则曲线C关于x轴对称;f(-x,-y)=0则曲线C关于原点对称,用之常检验曲线的对称性)
(三)渐近线:双曲线的范围在以直线和为边界的平面区域内,那么从x,y的变化趋势看,双曲线与直线具有怎样的关系呢?
根据对称性,可以先研究双曲线在第一象限的部分与直线的关系。双曲线在第一象限的部分可写成:
设M(x,y)是其上面的点,N(x,yN)是直线y=上与M相同的横坐标的点MN=yN-y=-=;当x逐渐增大时,MN逐渐减小,x无限增大,MN接近于零,就是说,双曲线在第一象限的部分从射线ON的下方逐渐接近于射线ON.在其他象限内也可以证明类似的情况.
这样,我们将称双曲线的渐近线。由渐进线可以大致作出双曲线的图形。特别的,当a=b时的双曲线称等轴双曲线。
思考:等轴双曲线的渐近线是什么?(y=±x)
(四)离心率:与椭圆类似,将双曲线焦距与实轴的比值称此双曲线的离心率,e=
思考:椭圆的离心率反应椭圆的扁圆程度,双曲线离心率反应什么呢?(由于==,这样e越大,就越大双曲线的开口就越开阔.所以离心率反应了双曲线的开阔程度)
思考:双曲线=1(a>0,b>0)有哪些基本性质?
课堂练习:教材P41----练习题
[小结]双曲线的基本性质,与椭圆不同的是加了渐近线
[作业]教材P41---习题2.3(2)1,2,3,4,8
[补充习题]
1、经过双曲线上任一点,作平行于实轴的直线,与渐近线交于两点,则___________;作平行于虚轴的直线,与渐近线交于两点,则到的距离之积为定值, 。
2、求证:由双曲线的一个焦点向一渐近线作垂线,垂线段长为定值,等于,并求垂足的横坐标。
[答案]
1、a2,b2
2、证明:如图2,设焦点,渐近线,即,
由点到直线的距离公式得:;
又过点且与渐近线垂直
的直线方程为:,
两方程联立解得交点坐标为,显然该点的横坐标。
教后感想与作业情况
[教学目的]
[教学难点、重点]渐近线与双曲线方程间关系
[教学过程]
二、典例分析
例1、(1)求等轴双曲线的离心率;(2)一条双曲线渐近线方程为y=±x,求其离心率;(3)若双曲线两条渐近线的夹角为600,求其离心率
解:(1)e=
(2)双曲线方程为时,=,e=;方程为时,=,e=;总之,离心率为或
说明:由渐近线可以确定双曲线的离心率,如图,可以看出e==
(3)夹角为600,双曲线可能在夹角范围内,也有在其补角范围内,即渐近线与轴的夹角为300或600;e==或e==2
变形练习1:“双曲线离心率为”是“双曲线为等轴双曲线”的__________条件(充要)
变形练习2:若双曲线两条渐近线的夹角为α,求其离心率(或)
例2、P为双曲线上一点,F是其右焦点,(1)求PF的最值及此时点P的坐标;(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元素的个数
解:(1)设P(x,y),PF2=(x-c)2+y2=x2-2cx+c2+(-1)b2=x2-2cx+a2(x≤-a或x≥a),由图象知x=a时PF2min=(c-a)2,PFmin=c-a,此时P(a,0);PF无最大值
(说明:该结论可以先从图中看出,再进行验证)
(2)由(1) PFmin=c-a,故r<c-a时,A∩B有0个元素;r=c-a时,A∩B有1个元素;c-a<r<c+a时,A∩B有2个元素;r=c+a时,A∩B有3个元素;r>c+a时,A∩B有4个元素
例3、(1)写出与的渐近线方程,由此说明(λ≠0)的渐近线方程是什么?
(2)写出与-=1的渐近线方程,由此说明(λ≠0)的渐近线方程是什么?
(3)由(1)(2)你能得到什么结论?
(4)求与=1有公共渐近线且过点(15,4)的双曲线方程
解:(1)y=±x,
(2)y=±x,
(3) 双曲线与渐近线方程具有统一形式,其中λ≠0为双曲线方程,λ=0时为相应的渐近线方程
(4)设双曲线方程为=λ,将(15,4)代入得λ=8,从而双曲线方程为=8
三、小结:1、由渐近线可以确定双曲线的离心率
2、双曲线与渐近线方程具有统一形式,其中λ≠0为双曲线方程,λ=0时为相应的渐近线方程
[补充习题]
四、作业:教材P41-----5,6,9,10,11
1、已知双曲线的两个焦点分别是,点为双曲线上的一点,且,则的面积等于
A、0.5
B、
2、已知方程表示焦点在轴上的双曲线,则点在
A、第一象限 B、第二象限 C、第三象限 D、第四象限
3、椭圆的离心率为,则双曲线的离心率为
A、 B、 C、 D、
4、若焦点在轴上的双曲线方程是,则其焦距的取值范围是
5、(1)双曲线上任意一点到两条渐进线的距离的乘积是一个定值;(2)经过双曲线上任一点,作平行于两渐近线的直线,与渐近线交于两点,则平行四边形的面积为定值,求此定值。
[答案]
1、C
2、C
3、A
4、-2<k<1
5、(1)设双曲线的方程为 所以渐近线方程为;到的距离 到的距离
*又在双曲线上 所以 即 故*可化为
(2)证明:设点到两渐近线的距离分别为,两渐进线的夹角为,则有: ,
代入上式并整理得:。
教后感想与作业情况