双曲线 - 练习
基础练习题
📝 第一部分:从方程识别参数
问题 1:
已知双曲线:\(\frac{x^2}{25} - \frac{y^2}{9} = 1\)
求:a、b、c、顶点、焦点、渐近线、离心率。
解答:
- 主轴:水平(x² 为正)
- \(a^2 = 25 \Rightarrow a = 5\)
- \(b^2 = 9 \Rightarrow b = 3\)
- \(c = \sqrt{25 + 9} = \sqrt{34}\)
- 顶点:\((\pm 5, 0)\)
- 焦点:\((\pm \sqrt{34}, 0)\)
- 渐近线:\(y = \pm \frac{3}{5}x\)
- 离心率:\(e = \frac{\sqrt{34}}{5} \approx 1.17\)
问题 2:
已知双曲线:\(\frac{y^2}{16} - \frac{x^2}{4} = 1\)
求:a、b、c、顶点、焦点、渐近线。
解答:
- 主轴:垂直(y² 为正)
- \(a^2 = 16 \Rightarrow a = 4\)
- \(b^2 = 4 \Rightarrow b = 2\)
- \(c = \sqrt{16 + 4} = \sqrt{20} = 2\sqrt{5}\)
- 顶点:\((0, \pm 4)\)
- 焦点:\((0, \pm 2\sqrt{5})\)
- 渐近线:\(y = \pm \frac{4}{2}x = \pm 2x\)(注意:在垂直轴中是 a/b!)
问题 3:
已知方程:\(4x^2 - 9y^2 = 36\)
化为标准形式并求参数。
解答:
两边除以 36:
\(\frac{4x^2}{36} - \frac{9y^2}{36} = 1\)
\(\frac{x^2}{9} - \frac{y^2}{4} = 1\)
- \(a = 3, b = 2\)
- \(c = \sqrt{9 + 4} = \sqrt{13}\)
- 顶点:\((\pm 3, 0)\)
- 焦点:\((\pm \sqrt{13}, 0)\)
🎨 第二部分:绘制双曲线
问题 4:
绘制双曲线 \(\frac{x^2}{4} - \frac{y^2}{9} = 1\)
标出:顶点、焦点、渐近线。
解答:
\(a = 2, b = 3, c = \sqrt{13} \approx 3.6\)
🔧 第三部分:从已知条件建立方程
问题 5:
建立双曲线方程,已知:
焦点:\((\pm 5, 0)\)
顶点:\((\pm 4, 0)\)
解答:
- 水平主轴(焦点和顶点在 x 轴上)
- \(c = 5, a = 4\)
- \(b^2 = c^2 - a^2 = 25 - 16 = 9\)
答:\(\frac{x^2}{16} - \frac{y^2}{9} = 1\)
问题 6:
建立双曲线方程,已知:
焦点:\((0, \pm 6)\)
离心率:\(e = 1.5\)
解答:
- 垂直主轴(焦点在 y 轴上)
- \(c = 6\)
- \(e = \frac{c}{a} = 1.5\) → \(a = \frac{6}{1.5} = 4\)
- \(b^2 = 36 - 16 = 20\)
答:\(\frac{y^2}{16} - \frac{x^2}{20} = 1\)
问题 7:
建立双曲线方程,已知:
渐近线:\(y = \pm \frac{2}{3}x\)
经过点 \((6, 2)\)
解答:
水平主轴,\(\frac{b}{a} = \frac{2}{3}\) → \(b = \frac{2a}{3}\)
代入该点:
\(\frac{36}{a^2} - \frac{4}{\frac{4a^2}{9}} = 1\)
\(\frac{36}{a^2} - \frac{9}{a^2} = 1\)
\(\frac{27}{a^2} = 1\) → \(a^2 = 27\)
\(b^2 = \frac{4 \cdot 27}{9} = 12\)
答:\(\frac{x^2}{27} - \frac{y^2}{12} = 1\)
📏 第四部分:渐近线
问题 8:
求双曲线 \(9x^2 - 16y^2 = 144\) 的渐近线方程
解答:
标准形式:\(\frac{x^2}{16} - \frac{y^2}{9} = 1\)
\(a = 4, b = 3\)
渐近线:\(y = \pm \frac{3}{4}x\)
问题 9:
等轴双曲线 \(x^2 - y^2 = 1\) 的渐近线之间的夹角是多少?
解答:
渐近线:\(y = x\) 和 \(y = -x\)
斜率:\(m_1 = 1, m_2 = -1\)
\(m_1 \cdot m_2 = -1\) → 两直线垂直
答:90°
📚 自主练习题
- 求 \(\frac{x^2}{36} - \frac{y^2}{64} = 1\) 的所有参数
- 化为标准形式:\(25y^2 - 4x^2 = 100\)
- 建立顶点为 \((0, \pm 3)\) 和焦点为 \((0, \pm 5)\) 的方程
- 建立渐近线为 \(y = \pm x\) 且 \(c = 4\) 的方程
答案:
1. a=6, b=8, c=10
2. \(\frac{y^2}{4} - \frac{x^2}{25} = 1\)
3. \(\frac{y^2}{9} - \frac{x^2}{16} = 1\)
4. \(\frac{x^2}{8} - \frac{y^2}{8} = 1\)