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(第一课时)
3.2.1双曲线及其标准方程
椭圆的定义是什么,它的标准方程是怎样的?
问题1:
1. 椭圆的定义
和
等于常数
2a ( 2a>|F1F2|>0)
的点的轨迹.
平面内与两定点F1、F2的距离的
2. 椭圆的标准方程
焦点在y轴
焦点在x轴
既然平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数的点的轨迹是椭圆,那么一个自然的问题是:平面内与两个定点的距离的 差 等于常数的点的轨迹是什么?
差
问题2:
双曲线的定义
我们把平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于非零常数(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,
两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.
F1
F2
M
x
y
O
类比求椭圆标准方程的过程,我们如何建立适当的坐标系,得出双曲线的方程?
问题3:
F1
F2
x
y
O
F1
F2
x
y
O
双曲线标准方程的推导
建立如图所示的平面直角坐标系Oxy.
设 M ( x ,y )是双曲线上任意一点,
双曲线的焦距为 2c( c > 0),
则有F1( -c,0),F2 ( c,0).
又设||MF1|-|MF2||= 2a( a 为大于 0 的常数).
由双曲线的定义,双曲线就是下列点的集合:
①
两边平方,整理得:
讨论以上方程的变形是不是同解变形?
类似于椭圆,能不能给出结构简单且优美的方程呢?
问题4:
双曲线上任意一点的坐标(x,y)都是方程②的解;
以方程②的解为坐标的点(x,y)与双曲线的两个焦点F1(-c,0),F2(c,0)的距离之差的绝对值都为2a,
②
即以方程②的解为坐标的点都在双曲线上.
我们称方程②是双曲线的方程,这个方程叫做双曲线的标准方程.
它表示焦点在 x 轴上,两个焦点分别是 F1(- c,0),F2(c,0) 的双曲线,
这里 .
②
如图,双曲线的焦距为 2c ,焦点分别是
F1(0 ,-c),F2(0 ,c).a ,b 的意义同上,
这时双曲线的方程是
追问:
焦点在 y 轴上的双曲线标准方程:
焦点在 x 轴上的双曲线标准方程:
观察双曲线标准方程的特点:
1.两个焦点位置(在 x 轴还是在 y 轴)与负号的关系;
2.方程中 x, y 与 a,b 的对应位置.
椭圆及其标准方程 双曲线及其标准方程
三、典例解析
本节小结