内容正文:
第14讲 双曲线
【考点梳理】
1.双曲线的定义
平面内与两个定点F1,F2的距离差的绝对值等于常数(小于|F1F2|且大于零)的点的轨迹叫双曲线.这两个定点叫双曲线的焦点,两焦点间的距离叫焦距.其数学表达式:集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0:
(1)若a<c时,则集合P为双曲线;
(2)若a=c时,则集合P为两条射线;
(3)若a>c时,则集合P为空集.
2.双曲线的标准方程和几何性质
标准方程
-=1(a>0,b>0)
-=1(a>0,b>0)
图 形
性
质
范围
x≥a或x≤-a,y∈R
x∈R,y≤-a或y≥a
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),A2(0,a)
渐近线
y=±x
y=±x
离心率
e=,e∈(1,+∞)
实虚轴
线段A1A2叫做双曲线的实轴,它的长度|A1A2|=2a;线段B1B2叫做双曲线的虚轴,它的长度|B1B2|=2b;a叫做双曲线的实半轴长,b叫做双曲线的虚半轴长
a,b,c的关系
c2=a2+b2
【解题方法和技巧】
1.(1)在应用双曲线定义时,要注意定义中的条件,搞清所求轨迹是双曲线,还是双曲线的一支.若是双曲线的一支,则需确定是哪一支.
(2)在“焦点三角形”中,正弦定理、余弦定理、双曲线的定义是经常使用的知识点.另外,还经常结合||PF1|-|PF2||=2a,运用平方的方法,建立它与|PF1||PF2|的联系.
2.与双曲线几何性质有关问题的解题策略
在研究双曲线的性质时,实半轴、虚半轴所构成的直角三角形是值得关注的一个重要内容;双曲线的离心率涉及的也比较多.由于e=是一个比值,故只需根据条件得到关于a,b,c的一个关系式,利用b2=c2-a2消去b,然后变形求e,并且需注意e>1.
3.圆锥曲线的弦长
(1)圆锥曲线的弦长
直线与圆锥曲线相交有两个交点时,这条直线上以这两个交点为端点的线段叫作圆锥曲线的弦(就是连接圆锥曲线上任意两点所得的线段),线段的长就是弦长.
(2)圆锥曲线的弦长的计算
设斜率为k(k≠0)的直线l与圆锥曲线C相交于A,B两点,A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|==|x1-x2|= ·|y1-y2|.(抛物线的焦点弦长|AB|=x1+x2+p=,θ为弦AB所在直线的倾斜角).
【考点剖析】
【考点1】双曲线的定义
一、单选题
1.(2022·上海交大附中高三开学考试)已知分别是双曲线的左、右焦点,动点P在双曲线的左支上,点Q为圆上一动点,则的最小值为( )
A.6 B.7 C. D.5
【答案】A
【分析】由双曲线的定义及三角形的几何性质可求解.
【详解】如图,圆的圆心为,半径为1,,,当,,三点共线时,最小,最小值为,而,所以.
故选:A
2.(2022·上海·高三专题练习)下列四个选项中正确的是( )
A.关于的方程()的曲线是圆
B.设复数是两个不同的复数,实数,则关于复数的方程的所有解在复平面上所对应的点的轨迹是椭圆
C.设为两个不同的定点,为非零常数,若,则动点的轨迹为双曲线的一支
D.双曲线与椭圆有相同的焦点
【答案】D
【分析】A. 由圆的一般方程判断;B.由椭圆的定义判断; C.由双曲线的定义判断;D.由双曲线和椭圆的焦点判断.
【详解】A. 当时,方程()表示的曲线是圆,故错误;
B. 设复数所对应的点A,B,复数所对应的点C,方程表示点C到点AB的距离和为2a,当时,轨迹是椭圆,故错误;
C.设为两个不同的定点,为非零常数,若,当时,动点的轨迹为双曲线的一支,故错误;
D.因为双曲线,所以,所以其焦点坐标为和,椭圆,,所以其焦点坐标为和,故正确;
故选:D
3.(2022·上海市建平中学高三期中)设、是双曲线C:的两个焦点,P是C上一点,若,∠是△的最小内角,且,则双曲线C的渐近线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由已知及双曲线的性质可得,在焦点三角形中应用余弦定理得到参数a、c的齐次方程,进而可得a、b、c的数量关系,写出渐近线方程.
【详解】由∠是△的最小内角,
根据双曲线性质知:,则,
又,可得,而,,
所以,则,
所以,故,则渐近线为.
故选:B
4.(2022·上海·高三专题练习)设是双曲线的右支上的点,则代数式的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,所求式表示,利用双曲线的定义进行转化后,利用距离三角不等式即可求得最小值.
【详解】,
设,上式表示,由于双曲线的左焦点为,
双曲线的实轴,,
,
,当在的延长线