辜家吉
雙曲線是圓錐曲線中的一種特殊曲線.一般地,雙曲線的標準方程有兩種:(1)若實軸或焦點在x 軸要求得雙曲線的標準方程,需明確實軸或焦點的位置,以及a、b、c 的取值.下面主要介紹兩種求雙曲線標準方程的常用方法.
一、定義法
利用定義法求雙曲線的標準方程,首先要找出兩個定點(即焦點)的位置或者坐標,然后根據(jù)已知條件判斷是否有一動點到這兩個定點的距離的差為常數(shù),且動點到兩定點的距離的差值小于兩定點間的距離,則可根據(jù)雙曲線的定義斷定該動點的軌跡為雙曲線,從而確定 c和a 的值,再由 b2=c2-a2求出 b2,進而求
出雙曲線的標準方程.
例1.已知兩定點的坐標分別為 F1-5,0,F(xiàn)25,0,動點 P 到定點 F1,F(xiàn)2的距離的差的絕對值為6,求 P? 點的軌跡方程.
分析:由題意可知動點 P 到定點 F1,F(xiàn)2距離的差的絕對值為常數(shù),即PF1-PF2=2a =6,且動點P 到兩定點 F1,F(xiàn)2距離的差值小于兩定點間的距離,則 P 點的軌跡為雙曲線,根據(jù)雙曲線的定義可分別求得a 、b 的值,從而求得雙曲線的標準方程.
解:由題意F1F2=10> 6,PF1-PF2=6,由雙曲線的定義可知,P 點的軌跡是一條雙曲線.因為雙曲線兩焦點的坐標在 x 軸上,所以可設其標準方程為:x2- y2= 1a >0,b >0,因為 F1-5,0,F(xiàn)25,0,所以 c =5 ,又因為PF1-PF2=2a =6 <2c =10,所以 a =3,則 b2=c2-a2= 16,所以雙曲線的標準方程為:x2- y2= 1.
二、待定系數(shù)法
利用待定系數(shù)法求雙曲線的標準方程,先要明確雙曲線的焦點在x 軸還是y 軸上,然后設出雙曲線的標準方程,根據(jù)題意建立方程組求得a,b 的值,進而求出雙曲線的標準方程.如果雙曲線焦點的位置不易確定,也可以設雙曲線方程為 -? =1(m、n ≠0)進行求解.若 a =b ,可設雙曲線的方程為:x2-y2= λλ≠0;若已知雙曲線的漸近線方程為± =0,可設雙曲線的方程為:x2- y2= λλ≠0.
例2.雙曲線經(jīng)過點 P2, ,且它的一條漸近線方程為y =x ,求該雙曲線的標準方程.
分析:由雙曲線的漸近線方程: y =± x 可知,a =b,所以可設雙曲線方程為 x2-y2= λλ≠0,將已知點的坐標代入,建立關于λ 的方程,便可解題.
解:由雙曲線的一條漸近線方程為y =x,可設雙曲線的方程為 x2-y2= λλ≠0,
又因為雙曲線經(jīng)過點 P2, ,可得:λ =2,
則雙曲線的方程為:x2-y2=2,
所以其標準方程為 x2- y2= 1.
例3.求經(jīng)過點 P4? ,3和Q4? ,6兩點,中心在原點,對稱軸為坐標軸的雙曲線的標準方程.
分析:根據(jù)已知條件可設雙曲線的方程為 mx2-ny2= 1mn >0,再將兩個點的坐標代入方程中,建立關于 m、n 的方程,通過解方程求得 m、n 的值,即可求得雙曲線的方程.
解:由題意可設雙曲線的方程為:
mx2-ny2= 1mn>0,
因為 P4? ,3和Q4? ,6在曲線上,所以? m(m)? n(n)
解得
所以雙曲線的標準方程為 y2- x2= 1.
雙曲線的標準方程與其定義、幾何性質(zhì)以及a、b、 c 之間的關系聯(lián)系緊密,因此在求雙曲線的方程時,要靈活運用雙曲線的定義、幾何性質(zhì)以及a、b、c 之間的關系.
(作者單位:江西省橫峰中學)