写出适合条件的双曲线的标准方程: (1)a=3(1)a=3,b=4b=4焦点在xx轴上; (2)焦点为(0,5)(0,5),(0,−5)(0,-5)经过点(2,352).(2, \dfrac {3 \sqrt {5}}{2}).

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完整解法

(1)

1. 确定双曲线的标准方程形式

根据题意,双曲线的焦点在 xx 轴上,设其标准方程为:
x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)\dfrac{x^2}{a^2} - \dfrac{y^2}{b^2} = 1 \quad (a > 0, b > 0)

2. 代入参数求出最终方程

将 a=3a=3,b=4b=4 代入,得 a2=9a^2 = 9,b2=16b^2 = 16。
所以双曲线的标准方程为:
x29−y216=1\dfrac{x^2}{9} - \dfrac{y^2}{16} = 1

答案

x29−y216=1\dfrac{x^2}{9} - \dfrac{y^2}{16} = 1

(2)

1. 确定双曲线焦点所在轴及标准方程形式

因为双曲线的焦点为 (0,5)(0,5),(0,−5)(0,-5),所以焦点在 yy 轴上,且半焦距 c=5c=5。
设双曲线的标准方程为:
y2a2−x2b2=1(a>0,b>0)\dfrac{y^2}{a^2} - \dfrac{x^2}{b^2} = 1 \quad (a > 0, b > 0)

2. 用单一变量 $a^2$ 表示方程

由双曲线的几何性质,有 b2=c2−a2=25−a2b^2 = c^2 - a^2 = 25 - a^2(其中 0<a2<250 < a^2 < 25)。
所以双曲线方程可表示为:
y2a2−x225−a2=1\dfrac{y^2}{a^2} - \dfrac{x^2}{25-a^2} = 1

3. 代入已知点并解方程求出 $a^2$

双曲线经过点 (2,352)(2, \dfrac{3\sqrt{5}}{2}),代入方程得:
(352)2a2−2225−a2=1  ⟹  454a2−425−a2=1\dfrac{(\dfrac{3\sqrt{5}}{2})^2}{a^2} - \dfrac{2^2}{25-a^2} = 1 \implies \dfrac{45}{4a^2} - \dfrac{4}{25-a^2} = 1
去分母并整理,得:
4(a2)2−161a2+1125=0  ⟹  (a2−9)(4a2−125)=04(a^2)^2 - 161a^2 + 1125 = 0 \implies (a^2-9)(4a^2-125) = 0
解得 a2=9a^2 = 9 或 a2=1254a^2 = \dfrac{125}{4}。
由于 a2<c2=25a^2 < c^2 = 25,所以 a2=9a^2 = 9(舍去 a2=1254a^2 = \dfrac{125}{4})。

4. 求出 $b^2$ 并写出标准方程

将 a2=9a^2=9 代入 b2=25−a2b^2 = 25 - a^2 中,得:
b2=25−9=16b^2 = 25 - 9 = 16
故双曲线的标准方程为:
y29−x216=1\dfrac{y^2}{9} - \dfrac{x^2}{16} = 1

答案

y29−x216=1\dfrac{y^2}{9} - \dfrac{x^2}{16} = 1

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