雙曲線的标準方程

双曲线的标准方程

方程式
双曲线(Hyperbola)是指与平面上到两个定点的距离之差的绝对值为定值的点的轨迹,也可以定义为到定点与定直线的距离之比是一个大于1的常数的点之轨迹。[1]双曲线是圆锥曲线的一种,即圆锥面与平行于中轴的平面的交截线。它还可以定义为与两个固定的点(称为焦点)的距离差是常数的点的轨迹。焦点位于贯轴上,它们的中间点称为中心。
  • 中文名:双曲线的标准方程
  • 外文名:Standard hyperbolic equations
  • 别名:
  • 表达式:
  • 提出者:
  • 适用领域:航天、数学、工程
  • 应用学科:数学
  • 标准方程1:x^2/a^2-y^2/b^2=1(a、b>0)
  • 标准方程2:y^2/a^2-x^2/b^2=1(a、b>0)

定义

设双曲线的焦距为2c,双曲线上任意一点到焦点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数2a(c>a>0)

以F1,F2所在直线为x轴,线段F1F2的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系xOy,则F1,F2的坐标分别为(-c,0),(c,0)

设M(x,y)为双曲线上任意一点,根据双曲线定义知

|MF1-MF2|=2a

即||=2a

化简得

因为

所以令(b>0)得:

两边除以(a>0,b>0即焦点在x轴上)

类似可以得到焦点为F1(0,-c),F2(0,c)的双曲线的方程(a>0,b>0即焦点在y轴上)

以上两种方程都叫做双曲线的标准方程。

方程推导

椭圆和双曲线标准方程的推导方法大致有两种:一种是教材上移项平方的方法,另一种是资料上常见的构造对偶式的方法.这两种方法的运算量都比较大,尤其前一种方法需要两次移项平方.最近,笔者在进行椭圆的教学时,又发现了一种运算量较小的办法,即根据圆和椭圆的方程都具备“二元二次”的特征,可通过构造圆的方程能简化椭圆标准方程的推导过程,而该方法也同样适用于双曲线标准方程的推导。

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