更正并致歉
首先:更正并致歉。在上一篇文章《椭圆性质汇总》中,有细心读者发现文中出现两处错误,现声明更正如下:
1,椭圆直径性质证明过程更正如下:
2,焦点三角形面积公式更正为:
本人再次对文章编辑过程中出现的错误致歉,希望大家持续关注并积极指正。
上一篇文章已对椭圆性质进行了汇总,本文对高考考点中涉及的双曲线的部分性质进行汇总。
注:以下仅讨论焦点在x轴上的双曲线性质。
双曲线定义
1.第一定义
平面内与两定点F1、F2的距离的差的绝对值为常数2a的动点P的轨迹叫做双曲线,其中2a<|F1F2|。此为课本上的标准定义,不再详述。
2.第二定义
平面内到定点F(±c,0)的距离和到定直线l:x=±a²/c的距离之比为常数e=c/a(e>1)的点的轨迹是双曲线。其中定点F(±c,0)为双曲线的左右焦点,定直线l:x=±a²/c为双曲线的左右准线。
对第二定义给出证明:
以右焦点和右准线为例:
上述定义即可作为判定定理也可作为性质定理。
双曲线方程
1.双曲线标准方程
不再详述。
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的几何意义如下图:
以双曲线实轴和虚轴为直径分别做圆C1(图中大圆)、C2(图中小圆),对双曲线上任一点M,做x轴垂线,垂足为A'。过A'做圆C1切线,切点为A。过圆C2与x正半轴焦点B做圆C2的切线,与过M并平行于x轴的直线交于B'点。则O、A、B'三点共线,∠AOx即为参数θ。
切线
1.双曲线切线定理
双曲线的任意一条切线平分切点所在的焦点三角形顶角。
图中∠α=∠β,对顶角相等,切线是焦点三角形的一条角平分线。
证明从略。该性质在高考中应用较少,但其揭示了双曲线的一条光学性质,该性质在高中数学课本上也有提及,即从双曲线的一个焦点发出的光线,经双曲线反射后,其反向延长线在另一个焦点汇聚。
2.双曲线切线方程
过双曲线上一点P(x0,y0)的切线方程为:
以下用求导方法给出证明:
上述证明过程用到了隐函数求导,高中范围不涉及该知识点,有兴趣的同学可以尝试用二次函数判别式推导。
3.双曲线切点弦方程
过双曲线外一点,做双曲线上的两条切线(如果存在的话),切点为A,B,则过A,B的切点弦方程为:
这里需要注意,过双曲线外(或上)一点做双曲线切线,最多只可能做两条切线。具体见下:
4.双曲线切线存在情况
如图:双曲线及渐近线将平面分成ABCDEF六个区域:
1.当P位于A、B区域时,过P可在双曲线两支各做一条切线;
2.当P位于C、D区域时,过P可在双曲线较近的一支做两条切线;
3.当P位于E、F区域时,过P不能做切线;
4.当P位于双曲线上时,过P只可在P点所在支做一条切线;
5.当P位于渐近线上(不含原点)时,过P只可在双曲线较近的一支做一条切线;
6.当P位于原点时,过P不能做切线;
具体列表如下:
直径
过双曲线中心的弦被称为双曲线的直径。实轴是双曲线最短的直径,双曲线直径可以无限长,故双曲线没有最长的直径。双曲线直径所在直线的斜率的绝对值必然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点连线的斜率(如果存在的话)之积是定值,定值为e²-1。