易混 2023 年全国高中数学联赛一试(B 卷) 第 3 题 · P007138
两题都要求识别真正的实半轴之后再算离心率。交换标准式正负项时,实轴沿另一坐标轴;存在交叉项时,实轴要从正交旋转后的正项方向识别,不能把函数图像的极值点当双曲线顶点。
前题坐标轴已与曲线主轴重合;后题还须用实轴单位向量把半轴和半焦距变回原坐标。非正交的代数代换不能直接保留焦距与角度。
对勾函数对应双曲线的几何量
函数
的图像酷似教师批改作业时所画的“对勾”,所以我们常称 为“对勾函数”,其图像是渐近线分别为 (即 轴)与 的双曲线。
(1)求函数 图像的顶点坐标和离心率;
(2)求函数 图像的焦点坐标。
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
把函数式化成一般二次曲线 。
其两条渐近线的角平分线给出双曲线的轴方向,再用正交旋转将二次型对角化,从标准方程读出半轴、顶点和焦点。
原曲线方程为
对二次型 作正交对角化。取 轴沿直线 ,取与之垂直的 轴,则方程化为
因此双曲线的实半轴与虚半轴满足
实轴正向的单位向量为
故两个顶点为 ,化简得
又
所以离心率为
两个焦点为 ,即
顶点坐标满足 及 ;焦点位于同一实轴上。并且 、,符合双曲线的标准关系。
斜轴双曲线不能直接把函数极值点当作几何顶点。应先由二次型的特征方向确定实轴,再转成标准式;顶点与焦点都是实轴单位向量分别乘以 。
需将渐近线的角平分线识别为双曲线轴,作适当角度旋转消去xy项;标准半轴确定后顶点和焦点沿轴还原即可,无需矩阵先修。
易混 2023 年全国高中数学联赛一试(B 卷) 第 3 题 · P007138
两题都要求识别真正的实半轴之后再算离心率。交换标准式正负项时,实轴沿另一坐标轴;存在交叉项时,实轴要从正交旋转后的正项方向识别,不能把函数图像的极值点当双曲线顶点。
前题坐标轴已与曲线主轴重合;后题还须用实轴单位向量把半轴和半焦距变回原坐标。非正交的代数代换不能直接保留焦距与角度。
已记下,谢谢!