内容正文:
第34课 双曲线
普查与练习34 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)(辽宁辽阳二模,5分)如图,已知A,B两地相距600 m,在A地听到炮弹爆炸声比在B地早1 s,且声速为340 m/s.以线段AB的中点为坐标原点O,的方向为x轴的正方向建立平面直角坐标系xOy,则炮弹爆炸可能位置的轨迹方程为( )
A.-=1(x<0)
B.-=1(x<0)
C.-=1(x>0)
D.-=1(x>0)
解析:设炮弹爆炸点P的坐标为(x,y),则|PB|-|PA|=340×1=340<600,所以P的轨迹是以A,B为焦点,实轴长为340的双曲线的左支.
设双曲线的标准方程为-=1(a>0,b>0,x<0),
则2a=340,2c=|AB|=600,所以a=170,c=300,
所以b2=c2-a2=90000-28900=61100,
故炮弹爆炸可能位置的轨迹方程为-=1(x<0).故选B.
b.利用待定系数法求双曲线的标准方程
(2)(2024汇编,24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( )(2021北京真题,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( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
③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( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
④若点(3,)在双曲线C上,且双曲线C与双曲线-=1有相同的渐近线,则双曲线的方程为( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
⑤若双曲线C的一条渐近线的斜率为,且与双曲线-=1有共同的焦点,则双曲线的方程为( )
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(法一)∵e=====,∴a=b,∴双曲线的渐近线方程为y=±x.由经过左焦点F和P(0,4)两点的直线平行于双曲线的一条渐近线,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,∴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.
④根据题意可设双曲线C的方程为=λ1(λ1<0).
∵点(3,)在双曲线C上,
∴-=λ1,解得λ1=-1,
∴双曲线C的方程为=-1,则其标准方程为=1.故选C.
⑤根据题意可设双曲线C的方程为=1(-9<λ2<16,且λ2≠0).
∵双曲线C的一条渐近线的斜率为,
∴=2=,即3(9+λ2)=2(16-λ2),解得λ2=1,∴双曲线的方程为=1.故选A.
2.双曲线的离心率
a.求离心率
(3)(2024汇编,19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________.(全国Ⅲ经典真题)
②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( )
A. B. C.4 D.2
③过F且斜率为的直线交双曲线C于点A(x1,y1),交C的渐近线于点B(x2,y2)且x2<0<x1.若|FB|=3|FA|,则C的离心率是________.(2022浙江真题改编,4分)
④设双曲线C