内容正文:
第41课 双曲线
普查与练习41 双曲线
1.双曲线的标准方程
a.利用定义法求双曲线的标准方程(与双曲线有关的轨迹问题)
(1)(2021重庆模拟,5分)在平面直角坐标系中,一动圆C与x轴相切于点A(4,0),分别过点M(-5,0),N(5,0)作圆C的切线并交于点P(点P不在x轴上),则点P的轨迹方程为( A )
A.-=1(x>4) B.-=1(x<-4)
C.+=1(x>4) D.+=1(x<-4)
解析:根据题意,圆的圆心在直线x=4上.
如图所示,设过点M,N的切线与圆分别交于点S,T,
则|MA|=|MS|,|NA|=|NT|,|PS|=|PT|,
∴|PM|-|PN|=|AM|-|AN|=5+4-(5-4)=8<10=|MN|,∴P的轨迹满足双曲线的定义,是双曲线的右支,除去A点,且a=4,c=5,b=3,
∴P的轨迹方程为-=1(x>4).故选A.
b.利用待定系数法求双曲线的标准方程
(2)(2023汇编,19分)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0).
①若双曲线C过点(,),且离心率为2,则双曲线的方程为( A )(2021北京,4分)
A.x2-=1 B.-y2=1
C.x2-=1 D.-y2=1
②若双曲线C的一条渐近线方程为y=x,且与椭圆+=1有公共焦点,则双曲线的方程为( B )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
③若双曲线C过点(2,-1),且与双曲线-=1有相同的渐近线,则双曲线的方程为( D )
A.-=1
B.-=1
C.-=1
D.-=1
④若双曲线C的离心率为,且经过左焦点F和P(0,4)两点的直线平行于双曲线的一条渐近线,则双曲线的方程为( B )
A.-=1
B.-=1
C.-=1
D.-=1
解析:①∵e==2,∴c=2a,b==a,则双曲线C的方程为-=1.
将(,)代入双曲线的方程可得-==1,解得a=1,故b=,
∴双曲线C的方程为x2-=1.故选A.
②(法一)∵双曲线C的一条渐近线方程为y=x,
∴=(ⅰ).
∵双曲线C与椭圆+=1有公共焦点,
∴双曲线的半焦距c==3,
∴a2+b2=c2=9(ⅱ).
由(ⅰ)(ⅱ)解得a=2,b=,
∴双曲线C的方程为-=1.故选B.
(法二)∵双曲线C与椭圆+=1有公共焦点,
∴双曲线C的方程可设为-=1(3<λ<12),
∴双曲线C的渐近线方程为y=±x.
又∵双曲线C的一条渐近线方程为y=x,
∴=,解得λ=8,
∴双曲线C的方程为-=1.故选B.
(法三)∵双曲线C的一条渐近线方程为y=x,即x-2y=0,
∴可设双曲线C的方程为5x2-4y2=λ(λ≠0),即-=1(λ≠0).
∵双曲线C与椭圆+=1有公共焦点,
∴双曲线的半焦距c==3,且λ>0,
∴=3,解得λ=20,
∴双曲线C的方程为-=1.故选B.
③根据题意可设双曲线C的方程为-=λ1(λ1≠0且λ1≠1).
∵双曲线C过点(2,-1),
∴-=λ1,解得λ1=,
∴双曲线C的标准方程为-=1,即-=1.
故选D.
④(法一)∵e=====,
∴a=b,
∴双曲线的渐近线方程为y=±x.由经过F和P(0,4)两点的直线平行于双曲线的一条渐近线,可得==1,解得c=4.
又∵a2+b2=c2,∴a=b=2,
∴双曲线的方程为-=1.故选B.
(法二)∵离心率为,
∴双曲线为等轴双曲线,又经过F和P(0,4)两点的直线平行于双曲线的一条渐近线,∴c=4.
根据a∶b∶c=1∶1∶,可得a=b=2,
∴双曲线的方程为-=1.故选B.
2.双曲线的离心率
a.求离心率
(3)(2023汇编,20分)已知F为双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右焦点,O为坐标原点.
①设双曲线C的一条渐近线为y=x,则C的离心率为____.(2020全国Ⅲ)
②设A为C的右顶点,B为C上的点,且BF垂直于x轴.若AB的斜率为3,则C的离心率为__2__.(2020全国Ⅰ)
③设F(4,0),直线y=x与双曲线C相交于M,N两点,线段MF,NF的中点分别为G,H,若⊥,则C的离心率为( D )
A. B.
C.4 D.2
④设以OF为直径的圆与圆x2+y2=a2交于P,Q两点.若|PQ|=|OF|,则C的离心率为( A )(2019全国Ⅱ)
A. B.
C.2 D.
解析:①由双曲线的方程可得渐近线的方程为y=±x,
所以=,
所以离心率e===.
②由题可知点A的坐标为(a,0).
设双曲线C的半焦距为c,离心率为e.
因为B为C上的点,且BF垂直于x轴,
所以B.
又AB的斜率为3,所以B在x轴上方,
所以B,
所以=3.
将b2=