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双曲线焦距

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双曲线的焦距是双曲线的两个焦点之间的距离,其计算公式和性质如下:

一、焦距的定义

双曲线的焦距是平面内两个焦点之间的线段长度,用公式表示为:

$$2c$$

其中,$c$ 是双曲线的半焦距。

二、焦距的计算公式

双曲线的焦距公式为:

$$c = \sqrt{a^2 + b^2}$$

其中:

$a$ 是双曲线的实半轴长度(即从中心到双曲线最近分支顶点的距离);

$b$ 是双曲线的虚半轴长度。

三、相关几何性质

焦点位置

焦点在x轴上的双曲线标准方程为 $\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1$,焦点坐标为 $(\pm c, 0)$;

焦点在y轴上的双曲线标准方程为 $\frac{y^2}{a^2} - \frac{x^2}{b^2} = 1$,焦点坐标为 $(0, \pm c)$。

离心率

双曲线的离心率 $e$ 定义为:

$$e = \frac{c}{a}$$

其值恒大于1($e > 1$)。

准线方程

焦点在x轴上的准线方程为 $x = \pm \frac{a^2}{c}$;

焦点在y轴上的准线方程为 $y = \pm \frac{a^2}{c}$。

四、与椭圆的区别

椭圆的焦距同样为 $2c$,但椭圆满足 $\sqrt{a^2 + b^2} = c$,且离心率 $0 < e \leq 1$。双曲线的定义是到两个焦点的距离之差为常数(等于 $2a$),而椭圆是距离之和为常数。

五、应用场景

双曲线的焦距在物理学中也有重要应用,例如在光学系统中用于描述透镜的聚光或发散能力。

综上,双曲线的焦距通过公式 $2c = 2\sqrt{a^2 + b^2}$ 计算,与椭圆共享相同公式但几何意义不同。