浅谈双曲线及其渐近线之间的关系
◎ 曹雪妮
摘要:双曲线 的渐近线方程为 ,双曲线 的渐近线方程为 . 由双曲线方程可找到其渐近线,利用渐近线也可写出双曲线方程,还可较准确的画出双曲线的草图.
关键词:双曲线 渐近线
渐近线是双曲线的几何性质之一,它与双曲线有着密不可分的关系.
下面就双曲线及其渐近线之间的关系简单作以总结:
一、渐近线对双曲线开口大小的影响
当焦点在 轴上时, 为渐近线方程 的斜率, 增大,渐近线与实轴的夹角增大,则双曲线的开口增大;当焦点在 轴上时, 为渐近线方程 的斜率, 增大,渐近线与实轴的夹角增大,双曲线的开口反而变小. 综上所述,无论双曲线的焦点在哪个坐标轴上, 越大,双曲线的开口越大.
二、等轴双曲线 的渐近线
等轴双曲线 中,实轴长与短轴长相等,所以无论是焦点在 轴上,还是焦点在 轴上,其渐近线方程都为 .
三、双曲线参数方程下的渐近线
当焦点在 轴上时,双曲线的参数方程为 ,其渐近线方程为 ;当焦点在 轴上时,双曲线的参数方程为 ,其渐近线方程为 .
例如:求双曲线 两条渐近线的夹角.
分析 设双曲线的普通方程为 ,
由双曲线的参数方程可知: .
故 渐近线的斜率分别为 ,即 .
因此,渐近线与实轴的夹角为 .
所以两条渐近线的夹角为 .
所以无论焦点在什么位置,双曲线的渐近线的斜率都和参数方程中函数 的三角函数式的系数与函数 的三角函数式的系数的比值有关.
所以,对于上题:求双曲线 两条渐近线的夹角.
分析 只需考虑两函数中三角函数式的系数的比值即可.
由双曲线的参数方程可知:
渐近线的斜率分别为 ,即 .
因此,渐近线与实轴的夹角为 .
所以两条渐近线的夹角为 .
四、渐近线方程相同的双曲线
例如: 的渐近线方程为: ;
的渐近线方程为: ;
的渐近线方程为: ;
的渐近线方程为: .
上述四个双曲线的渐近线方程均为 ,所以我们可以认为渐近线方程相同的双曲线为同一系列的双曲线.
因此,同一系列的双曲线方程可设为 ,其渐近线方程为 ,与焦点位置无关.
比如,已知双曲线与 渐近线相同,可将所求双曲线方程设为 .
又如,已知双曲线的渐近线方程为 ,可将双曲线方程设为: .
由此可见,若所求双曲线与已知双曲线的渐近线方程相同时,可利用 形式来设方程,更方便我们解决这类问题,亦便于计算.
所以,在求双曲线的方程和画双曲线的草图时,其渐近线起到了一个关键性的作用,若能熟练掌握它们之间的关系,为我们今后研究双曲线的问题便奠定了一个坚实的基础.
参 考 文 献
1. 严士健.王尚志.数学1-1(选修).师范大学出版社,2007.
2. 严士健.王尚志.数学4-4(选修). 师范大学出版社,2007.
3. 庄亚栋.高中数学教与学.中学数学教与学,2011(11.9).
(作者单位:陕西省彬州市范公中学)
