双曲线的准线(哪条线是双曲线的准线)
改正并道歉
首先:纠正并道歉。在上一篇文章《椭圆性质概述》中,有细心的读者发现了文章中的两个错误。现声明更正如下:
1.椭圆直径性质的证明过程更正如下:
2.焦点三角形面积公式修正为:
再次为文章编辑过程中出现的错误道歉。希望大家继续关注,积极指正。
上一篇文章已经总结了椭圆的性质,本文总结了高考涉及的双曲线的一些性质。
注意:下面的讨论只关注X轴上的双曲线属性。
双曲线的定义
1.第一个定义
平面上离两个固定点F1和F2的距离之差的绝对值为常数2a的动点P的轨迹称为双曲线,其中点2a1的轨迹为双曲线。定点f (c,0)是双曲线的左右焦点,定线L: x = a/c是双曲线的左右准线。
给出第二个定义的证明:
以右焦点和右十字准线为例:
上述定义可以作为判断定理或性质定理。
双曲型方程
1.双曲线标准方程
没有更多的细节。
2.双曲线参数方程
注:sec为正割函数,secθ=1/cosθ。
其中θ为参数,θ的几何意义如下:
以双曲线的实轴和虚轴为直径作圆C1(图中大圆)和C2(图中小圆),以双曲线中任意一点M作X轴的垂线,垂足为a’。通过a '作圆C1的切线,切点为a..圆C2和X正半轴的焦点B与圆C2相切,过M且平行于X轴的直线过B' O点,a和B '共线,∠AOx为参数θ。
正切
1.双曲线的切线定理
双曲线的任何切线都平分切点所在的焦点三角形的顶角。
∠ α = ∠ β图中,相对的顶角相等,切线是焦点三角形的一条角平分线。
省略证明。这个性质在高考中很少用到,但是它揭示了双曲线的一个光学性质,高中数学课本中也有提到,就是双曲线的一个焦点发出的光被双曲线反射,它的反向延长线会聚在另一个焦点。
2.双曲正切方程
通过双曲线的点P(x0,y0)的切线方程为:
用下面的求导方法给出证明:
上述证明过程使用隐函数求导,高中不涉及。有兴趣的同学可以尝试用二次函数判别式求导。
3.双曲正切弦方程
超越双曲线,在双曲线上画两条切线(如果有的话)。切点为A,B,过A,B的切弦方程为:
这里需要注意的是,过双曲线外(或上方)的一点最多只能做两条切线。查看以下详细信息:
4.双曲正切的存在性
如图:双曲线和渐近线将平面分为ABCDEF的六个区域:
1.当p位于a区和b区时,可以在双曲线的每条分支处作一条过p的切线;
2.当P位于C、D区域时,可以在P经过的双曲线较近的分支上作两条切线;
3.当P位于区域E和F时,过P时不可能切线;
4.当P在双曲线上时,只能在P过P的点作一条切线;
5.当P位于渐近线上(不包括原点)时,当P相交时,只能在双曲线较近的分支上作一条切线;
6.当P在原点时,切线不能通过P;
具体列表如下:
直径
穿过双曲线中心的弦叫做双曲线的直径。轴是双曲线最短的直径,可以无限长,所以双曲线没有最长的直径。双曲线直径所在直线斜率的绝对值一定小于渐近线斜率的绝对值。
1.双曲线直径性质
双曲线上的点与双曲线直径两端连线的斜率(如果有的话)的乘积是一个定值,这个定值就是E-1。
特殊:双曲线上任意一点到实轴两端连线的斜率的乘积是一个定值E-1。
2.双曲线的直径很长
双曲线直径长度的公式是:
其中k是直径所在直线的斜率。请学生自己推导这个公式。显然,直径存在的充要条件是|k|特殊:当k=0时,上式的结果为2a,为实轴;当k趋于b/a,即渐近线的斜率时,上述公式的结果趋于无穷大。
焦点半径
1.长焦距半径
焦距半径长度:|PF1|=|ex+a|,|PF2|=|ex-a|(F1和F2分别为左右焦点。P在右支时,方程右端的绝对值为正,P在左支时为负)。
根据排列的定义,这个过程是简单的。
2.焦点半径的性质
焦距短的圆外接实轴的圆,焦距长的圆外接实轴的圆。
以右支上的P点为例来证明:
证明:设直径为PF2的圆心为O2,圆O2的半径为r2=(ex-a)/2。
以长轴为直径的圆心为坐标原点O,圆O的半径为r=a,
两个中心的距离|OO2|=(ex+a)/2=r+r2,
因此,直径为PF2的圆外切长轴直径的圆。
类似地,直径为PF1的圆与长轴直径的圆内接。
3.焦点和弦
焦点弦长公式为:
其中k是焦点弦所在直线的斜率。请学生自己推导这个公式。
当|k|b/a时,焦点在焦点弦上,当|k|=b/a时,焦点弦不存在(或者无限长)。
特殊:当k=0时,上式结果为2a,为实轴;当k趋近于无穷大时,上式的结果就是路径长度:2b ^ 2/a。
4.焦点三角形
焦点三角形面积公式:
简要证明
双曲线和椭圆
双曲线的两个顶点A1、A2和一条平行于Y轴的直线相交于双曲线的两个动点P1、P2,直线A1P1和A2P2的相交轨迹是一个等距椭圆。反之亦然。
其他的
1.判别式
线性方程y=kx+m与双曲线方程结合后,关于x的二次方程的判别式:
注:双曲型方程联立时,先讨论B-AK是否为0。如果是0,即直线的斜率与渐近线的斜率一致,那么联立方程后关于x的方程就是一阶方程,不存在判别问题。
2.通用弦长公式
通用双曲线弦长公式:
省略上述公式的推导过程。显然,当m=0时,公式退化为直径公式;M = KC,即直线过焦点时,公式退化为焦点弦公式;当|k|=b/a时,弦长不存在(或者无限长)。
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