要判断一个方程是否为双曲线,可以通过以下步骤进行分析:
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### **1. 标准形式对比**
双曲线的**标准方程**有两种形式:
$$
\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1 \quad \text{(横轴方向开口)}
$$
$$
\frac{y^2}{b^2} - \frac{x^2}{a^2} = 1 \quad \text{(纵轴方向开口)}
$$
- **关键特征**:方程中两个平方项之间为**减号**(`−`)。
- 如果方程能化简为上述形式,则为双曲线。
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### **2. 判别二次曲线类型**
对于一般二次方程:
$$
Ax^2 + Bxy + Cy^2 + Dx + Ey + F = 0
$$
可通过**判别式**判断是否为双曲线:
$$
\Delta = B^2 - 4AC
$$
- **若 $\Delta > 0$**,则为双曲线;
- 若 $\Delta = 0$,则为抛物线;
- 若 $\Delta < 0$,则为椭圆(或圆)。
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### **3. 几何特征验证**
双曲线的几何特性包括:
- **两条渐近线**:双曲线无限趋近于两条直线;
- **两个分支**:开口方向由标准方程决定;
- **离心率 $e > 1$**;
- **存在两个焦点**,满足 $c^2 = a^2 + b^2$($c$ 为焦距)。
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### **示例**
**问题**:判断 $3x^2 - 4y^2 = 12$ 是否为双曲线。
**解答**:
1. 将方程化简为标准形式:
$$
\frac{x^2}{4} - \frac{y^2}{3} = 1
$$
2. 符合双曲线标准方程(减号 + 平方项),因此是双曲线。
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### **总结**
- **符号**:平方项之间为**减号**;
- **判别式**:$\Delta > 0$;
- **几何特征**:两条渐近线、离心率大于 1。