内容正文:
2024-2025学年《解题秘籍》高二数学同步知识·题型精讲精练讲义(人教A版2019选择性必修第一册)
3.2.1双曲线及其标准方程7题型分类
一、双曲线的定义
1.定义:平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹.
2.定义的集合表示:{M|||MF1|-|MF2||=2a,0<2a<|F1F2|}.
3.焦点:两个定点F1,F2.
4.焦距:两焦点间的距离,表示为|F1F2|.
二、双曲线标准方程
焦点位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
标准方程
-=1(a>0,b>0)
-=1(a>0,b>0)
焦点
(-c,0),(c,0)
(0,-c),(0,c)
a,b,c的关系
c2=a2+b2
(一)
双曲线定义的应用
1、双曲线的定义
(1)定义:平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹.
(2)定义的集合表示:{M|||MF1|-|MF2||=2a,0<2a<|F1F2|}.
2、双曲线定义的应用
(1)已知双曲线上一点的坐标,可以求得该点到某一焦点的距离,进而根据定义求该点到另一焦点的距离.
(2)双曲线中与焦点三角形有关的问题可以根据定义结合余弦定理、勾股定理或三角形面积公式等知识进行运算,在运算中要注意整体思想和一些变形技巧的灵活运用.
题型1:双曲线的定义及应用
1-1.(2024高二下·四川德阳·阶段练习)已知点,,动点满足条件.则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
1-2.(2024高三上·辽宁锦州·期末)双曲线:的左右焦点分别为,,一条渐近线方程为,若点在双曲线上,且,则( )
A.7 B.9 C.1或9 D.3或7
1-3.(2024高二上·山东青岛·期末)若动点满足关系式,则点的轨迹是( )
A.直线 B.圆 C.椭圆 D.双曲线一支
1-4.(2024高二下·安徽滁州·开学考试)若双曲线 的左、右焦点分别为,点在双曲线上,且,则( )
A. B. C.或 D.或
(二)
求双曲线的标准方程
1、待定系数法求双曲线标准方程的方法:
2、求双曲线的标准方程
(1)用待定系数法求双曲线的标准方程:若焦点位置不确定,可按焦点在x轴和y轴上两种情况讨论求解.
(2)当mn<0时,方程+=1表示双曲线.
题型2:求双曲线的标准方程
2-1.(2024高二下·河南洛阳·阶段练习)已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,,点P在双曲线的右支上,若, 则双曲线C的方程为( )
A. B.
C. D.
2-2.(2024高二上·全国·课后作业)根据下列条件,求双曲线的标准方程:
(1)以椭圆短轴的两个端点为焦点,且过点;
(2)经过点和.
2-3.(2024·新疆乌鲁木齐·二模)2023年3月27日,贵州省首届“美丽乡村”篮球联赛总决赛火爆开赛,被网友称为“村BA”.从某个角度观察篮球(如图1),可以得到一个对称的平面图形,如图2所示,篮球的外轮形状为圆O,将篮球表面的粘合线看成坐标轴和双曲线的一部分,若坐标轴和双曲线与圆O的交点将圆O的周长八等分,,视AD所在直线为x轴,则双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
2-4.(2024高二上·全国·课后作业)已知双曲线过点,且与椭圆有公共焦点,则双曲线的标准方程是( )
A. B.
C. D.
2-5.(2024高三下·贵州·阶段练习)已知双曲线的焦点为,,过的直线与的左支相交于两点,过的直线与的右支相交于,两点,若四边形为平行四边形,以为直径的圆过,,则的方程为( )
A. B.
C. D.
题型3:由双曲线的标准方程求参数
3-1.(2024高二上·全国·课后作业)“”是“方程表示双曲线”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
3-2.(2024高二下·内蒙古兴安盟·阶段练习)已知曲线是双曲线,则实数k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3-3.(2024高三下·湖南岳阳·开学考试)已知,则“”是“方程表示双曲线”的( )
A.充分不必要条件B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
(三)
双曲线的焦点三角形问题
求双曲线中的焦点三角形面积的方法
(1)①根据双曲线的定义求出.
②利用余弦定理表示出、、之间满足的关系式.
③通过配方,利用整体的思想求出的值.
④利用公式求得面积.
(2)利用公式求得面积.
(3)若双曲线中焦点三角形的顶角,则面积.
题型4:双曲线的焦点三角形问题
4-1.(2024高二下·上海浦东新·期中)已知,为双曲线的左、右焦点,点P在双曲线C上,,则 .
4-2.(2024高二下·福建莆田·阶段练习)设,分别是双曲线的左右焦点,过作轴的垂线与交于,两点,若为正三角形,则的面积为( )
A. B.4 C. D.3
4-3.(2024高二下·四川资阳·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,,直线经过且与的右支相交于A,B两点,若,则的周长为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
4-4.(2024高二下·江西宜春·期末)已知,分别为双曲线:的左、右焦点,左右顶点分别为,离心率为,点为双曲线C上一点,直线的斜率之和为,的面积为,则( )
A. B. C. D.
4-5.(2024·江西上饶·二模)已知双曲线的左、右焦点分别为为双曲线右支上一点,为的内切圆上一点,则取值范围为( )
A. B.
C. D.
题型5:利用双曲线定义求点到焦点距离及最值
5-1.(2024高二上·北京丰台·期末)已知是双曲线的两个焦点,点在双曲线上,若,则( )
A.1或9 B.3或7 C.9 D.7
5-2.(2024高二上·重庆渝中·期末)双曲线的左、右焦点是、,点在双曲线上,若,则( )
A. B. C.或 D.或
5-3.(2024高二·全国·课后作业)已知双曲线在左支上一点M到右焦点的距离为18,N是线段的中点,O为坐标原点,则等于( )
A.4 B.2 C.1 D.
题型6:双曲线的上的点到焦点和定点距离的和、差最值
6-1.(2024高二下·宁夏石嘴山·阶段练习)已知,双曲线C:的左焦点为F,P是双曲线C的右支上的动点,则的最大值是( )
A. B. C. D.
6-2.(2024·江西赣州·一模)已知点,双曲线的左焦点为,点在双曲线的右支上运动.当的周长最小时,( )
A. B. C. D.
6-3.(2024高三下·河南许昌·开学考试)已知双曲线的左焦点为,M为双曲线C右支上任意一点,D点的坐标为,则的最大值为( )
A.3 B.1 C. D.
6-4.(2024高三·全国·专题练习)过双曲线的左焦点F作圆的一条切线(切点为T),交双曲线右支点于P,点M为线段FP的中点,连接MO,则的最大值为 .
(四)
双曲线的轨迹问题
求轨迹方程的常用方法
(1)直接法
设出曲线上动点的坐标为(x,y)后,可根据几何条件直接转换成x,y间的关系式;
(2)定义法
若动点运动的几何条件满足某种已知曲线的定义,可用待定系数法求出轨迹方程;
(3)相关点法(代入法)
有些问题中的动点轨迹是由另一动点按照某种规律运动而形成的,只要把所求动点的坐标“转移”到另一个动点在运动中所遵循的条件中去.
题型7:求双曲线的轨迹方程
7-1.(2024高三·全国·专题练习)如图,动点与两定点、构成,且直线的斜率之积为,设动点的轨迹为.求轨迹的方程;
7-2.(2024高二·全国·课后作业)已知中的两个顶点是,边与边所在直线的斜率之积是,求顶点的轨迹.
7-3.(2024高三·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,动点与定点的距离和到定直线的距离的比是常数,设动点的轨迹为曲线.求曲线的方程;
7-4.(2024高二上·广东广州·期末)动圆P过定点M(0,2),且与圆N:相内切,则动圆圆心P的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
7-5.(2024·重庆沙坪坝·模拟预测)已知双曲线与直线有唯一的公共点,过点且与垂直的直线分别交轴、轴于两点.当点运动时,点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
一、单选题
1.(2024高二上·贵州毕节·阶段练习)若方程表示双曲线,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(2024高二上·全国·课后作业)若点在双曲线上,双曲线的焦点为,且,则等于( )
A.2 B.4 C.8 D.12
3.(2024高二上·浙江杭州·期末)已知圆与圆,动圆同时与圆及相外切,则动圆圆心的轨迹为( )
A.椭圆 B.椭圆和一条直线
C.双曲线和一条射线 D.双曲线的一支
4.(2024·青海玉树·模拟预测)已知,为双曲线的左、右焦点,点P是C的右支上的一点,则的最小值为( )
A.16 B.18 C. D.
5.(2024高二下·福建南平·阶段练习)已知双曲线,直线l过其上焦点,交双曲线上支于A,B两点,且,为双曲线下焦点,的周长为18,则m值为( )
A.8 B. C.10 D.
6.(2024高二上·山西晋中·期末)已知双曲线的左焦点为,点是双曲线右支上的一点,点是圆上的一点,则的最小值为( )
A.5 B. C.7 D.8
7.(2024高二上·山东济南·阶段练习)若点是双曲线:上一点,,分别为的左、右焦点,则“”是“”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
8.(2024高三·全国·对口高考)若曲线表示双曲线,那么实数k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
9.(2024高二上·北京石景山·期末)双曲线右支上一点A到右焦点的距离为3,则点A到左焦点的距离为( )
A.5 B.6 C.9 D.11
10.(2024·四川达州·二模)设,是双曲线C:的左、右焦点,过的直线与C的右支交于P,Q两点,则( )
A.5 B.6 C.8 D.12
11.(2024高二上·全国·课后作业)双曲线上的点P到一个焦点的距离为11,则它到另一个焦点的距离为( )
A.1或21 B.14或36 C.2 D.21
12.(2024高二上·全国·课后作业)平面内到两个定点的距离之差的绝对值等于的点的轨迹是( )
A.双曲线 B.两条射线 C.一条线段 D.一条直线
13.(2024·河南郑州·一模)设,为双曲线C:的左、右焦点,Q为双曲线右支上一点,点P(0,2).当取最小值时,的值为( )
A. B. C. D.
14.(2024高二上·福建福州·期末)已知,双曲线的左、右焦点分别为,,点是双曲线左支上一点,则的最小值为( )
A.5 B.7 C.9 D.11
15.(2024·山东泰安·二模)已知双曲线,其一条渐近线方程为,右顶点为A,左,右焦点分别为,,点P在其右支上,点,三角形的面积为,则当取得最大值时点P的坐标为( )
A. B.
C. D.
16.(2024高二上·吉林辽源·期末)设F1,F2是双曲线的两个焦点,P是双曲线上的一点,且,则的面积等于( )
A.24 B.15 C.12 D.30
17.(2024高二上·四川成都·期中)若点在曲线上,点在曲线上,点在曲线上,则的最大值是( )
A. B. C. D.
18.(2024高二下·甘肃金昌·期中)是双曲线=1的右支上一点,M、N分别是圆和=4上的点,则的最大值为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
二、多选题
19.(2024高二上·新疆克拉玛依·期中)若方程所表示的曲线为,则下面四个命题中正确的是( )
A.曲线可能是圆
B.若为椭圆,则
C.当时曲线是焦点在轴上的椭圆
D.当时曲线不是椭圆
20.(2024高二上·湖南邵阳·期末)已知曲线( )
A.表示两条直线 B.表示圆
C.表示焦点在轴上的双曲线 D.表示焦点在轴上的椭圆
21.(2024高二下·安徽安庆·开学考试)方程表示的曲线可以是( )
A.圆
B.焦点在y轴上的双曲线
C.焦点在y轴上的椭圆
D.焦点在x轴上的双曲线
22.(2024高一下·云南曲靖·期末)已知平面直角坐标系中,点、,点为平面内一动点,且,则下列说法准确的是( )
A.当时,点的轨迹为一直线
B.当时,点的轨迹为一射线
C.当时,点的轨迹不存在
D.当时,点的轨迹是双曲线
23.(2024高二上·浙江湖州·期末)已知曲线的方程为,则( )
A.曲线可以表示圆
B.曲线可以表示焦点在轴上的椭圆
C.曲线可以表示焦点在轴上的椭圆
D.曲线可以表示焦点在轴上的双曲线
24.(2024高二下·安徽·开学考试)对于曲线C:,则下列说法正确的有( )
A.曲线C可能为圆 B.曲线C不可能为焦点在y轴上的双曲线
C.若,则曲线C为椭圆 D.若,则曲线C为双曲线
25.(2024高二上·山西晋中·期末)关于、的方程表示的轨迹可以是( )
A.椭圆 B.双曲线 C.直线 D.抛物线
三、填空题
26.(2024高二上·浙江金华·阶段练习)设P为双曲线上一动点,O为坐标原点,M为线段的中点,则点M的轨迹方程为 .
27.(2024高二上·重庆北碚·阶段练习)已知双曲线的左右焦点分别为、,为双曲线右支上一点,点的坐标为,则的最小值为 .
28.(2024高二下·上海徐汇·期中)已知双曲线,、是其两个焦点,点M在双曲线上,若,则的面积为 .
29.(2024高二下·四川遂宁·期末)设双曲线的左、右焦点分别为,,为双曲线右支上一点,且,则的大小为 .
30.(2024高二·全国·课后作业)到点,的距离的差的绝对值等于6的点的双曲线的标准方程为 .
31.(2024高二上·山东临沂·期末)一动圆P过定点,且与已知圆N:相内切,则动圆圆心P的轨迹方程是 .
32.(2024高二上·全国·课后作业)已知双曲线对称轴为坐标轴,中心在原点,两焦点为,直线过双曲线的一个焦点,P为双曲线上一点,且,则双曲线的方程为 .
33.(2024高二·全国·课后作业)动圆过点,且与圆外切,则动圆圆心的轨迹方程是 .
34.(2024高二上·浙江杭州·期末)已知点,点P是双曲线左支上的动点,为其右焦点,N是圆的动点,则的最小值为 .
35.(2024高二下·上海松江·期末)已知、分别是双曲线的左、右焦点,动点在双曲线的左支上,点为圆上一动点,则的最小值为 .
36.(2024高二上·全国·专题练习)设双曲线的左、右焦点分别为,,过的直线交双曲线左支于,两点,则的最小值为 .
37.(2024·北京西城·二模)已知两点.点满足,则的面积是 ;的一个取值为 .
38.(2024高二上·河南南阳·阶段练习)已知双曲线方程为,焦距为8,左、右焦点分别为,,点A的坐标为,P为双曲线右支上一动点,则的最小值为 .
39.(2024高二下·上海松江·期中)从双曲线的左焦点引圆的切线,切点为,延长交双曲线右支于点,若为线段的中点,为坐标原点,则的值是 .
40.(2024·海南海口·模拟预测)已知点,分别是双曲线的左右焦点,过的直线与该双曲线交于,两点(点位于第一象限),点是△内切圆的圆心,则 ;若的倾斜角为,△的内切圆面积为,△的内切圆面积为,则为 .
41.(2024·湖北十堰·二模)已知是双曲线上一点,、分别是双曲线的左、右焦点,的周长为,则 ,的面积为 .
42.(2024高三下·上海虹口·期中)过原点的直线与双曲线的左、右两支分别交于,两点,为的右焦点,若,且,则双曲线的方程为 .
四、解答题
43.(2024高二上·全国·课后作业)求下列动圆的圆心的轨迹方程:
(1)与圆和圆都内切;
(2)与圆内切,且与圆外切;
(3)在中,,,直线,的斜率之积为,求顶点的轨迹方程.
44.(2024高二·全国·专题练习)求适合下列条件的双曲线的标准方程.
(1)焦点在轴上,,经过点;
(2)经过、两点.
(3)过点,且与椭圆有相同焦点双曲线方程.
45.(2024高二·全国·专题练习)求适合下列条件的双曲线的标准方程:
(1)两个焦点的坐标分别是,双曲线上的点与两焦点的距离之差的绝对值等于;
(2)焦点在轴上,经过点和点.
(3)经过点和.
(4)已知与椭圆共焦点的双曲线过点
46.(2024高三·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,已知点,,点的轨迹为.求的方程;
47.(2024高三·全国·专题练习)已知圆:,圆:,圆与圆、圆外切,求圆心的轨迹方程
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$$2024-2025学年《解题秘籍》高二数学同步知识·题型精讲精练讲义(人教A版2019选择性必修第一册)
3.2.1双曲线及其标准方程7题型分类
一、双曲线的定义
1.定义:平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹.
2.定义的集合表示:{M|||MF1|-|MF2||=2a,0<2a<|F1F2|}.
3.焦点:两个定点F1,F2.
4.焦距:两焦点间的距离,表示为|F1F2|.
二、双曲线标准方程
焦点位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
标准方程
-=1(a>0,b>0)
-=1(a>0,b>0)
焦点
(-c,0),(c,0)
(0,-c),(0,c)
a,b,c的关系
c2=a2+b2
(一)
双曲线定义的应用
1、双曲线的定义
(1)定义:平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹.
(2)定义的集合表示:{M|||MF1|-|MF2||=2a,0<2a<|F1F2|}.
2、双曲线定义的应用
(1)已知双曲线上一点的坐标,可以求得该点到某一焦点的距离,进而根据定义求该点到另一焦点的距离.
(2)双曲线中与焦点三角形有关的问题可以根据定义结合余弦定理、勾股定理或三角形面积公式等知识进行运算,在运算中要注意整体思想和一些变形技巧的灵活运用.
题型1:双曲线的定义及应用
1-1.(2024高二下·四川德阳·阶段练习)已知点,,动点满足条件.则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据题意得到,结合双曲线的定义,即可求解.
【详解】由点,,可得,
又由,可得,
根据双曲线的定义,可得点的轨迹表示以为焦点的双曲线的右支,
且,可得,则,
所以点的轨迹方程为.
故选:C.
1-2.(2024高三上·辽宁锦州·期末)双曲线:的左右焦点分别为,,一条渐近线方程为,若点在双曲线上,且,则( )
A.7 B.9 C.1或9 D.3或7
【答案】B
【分析】由渐近线方程可得,则,后由双曲线定义可得答案.
【详解】由,可得,则.
又因在双曲线,则由双曲线定义,有,可得.
故选:B
1-3.(2024高二上·山东青岛·期末)若动点满足关系式,则点的轨迹是( )
A.直线 B.圆 C.椭圆 D.双曲线一支
【答案】D
【分析】设,.由已知可得,根据双曲线的定义即可得出答案.
【详解】设,,则.
则由已知可得,,所以点的轨迹是双曲线的左支.
故选:D.
1-4.(2024高二下·安徽滁州·开学考试)若双曲线 的左、右焦点分别为,点在双曲线上,且,则( )
A. B. C.或 D.或
【答案】A
【分析】根据双曲线定义即可解决问题.
【详解】由双曲线标准方程得:,
由双曲线定义得:
即,
解得(舍去)或,
故选:A.
(二)
求双曲线的标准方程
1、待定系数法求双曲线标准方程的方法:
2、求双曲线的标准方程
(1)用待定系数法求双曲线的标准方程:若焦点位置不确定,可按焦点在x轴和y轴上两种情况讨论求解.
(2)当mn<0时,方程+=1表示双曲线.
题型2:求双曲线的标准方程
2-1.(2024高二下·河南洛阳·阶段练习)已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,,点P在双曲线的右支上,若, 则双曲线C的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】结合双曲线的焦距的概念和双曲线的定义列方程求,可得双曲线方程.
【详解】设双曲线的半焦距为,
因为,所以,
由双曲线定义可得,又,
所以,
所以,
所以,,
双曲线的方程为
故选:D.
2-2.(2024高二上·全国·课后作业)根据下列条件,求双曲线的标准方程:
(1)以椭圆短轴的两个端点为焦点,且过点;
(2)经过点和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意首先确定其焦点坐标为,设出标准方程将带入即可求得结果;
(2)设双曲线方程的一般形式为,将两点代入解方程即可求得其标准方程为.
【详解】(1)易知椭圆短轴的两个端点坐标为;
所以双曲线焦点在轴上,
可设双曲线的标准方程为,且,
点在双曲线上,即,解得;
所以双曲线的标准方程为.
(2)设双曲线方程为,
将两点代入可得,解得;
所以双曲线的标准方程为.
2-3.(2024·新疆乌鲁木齐·二模)2023年3月27日,贵州省首届“美丽乡村”篮球联赛总决赛火爆开赛,被网友称为“村BA”.从某个角度观察篮球(如图1),可以得到一个对称的平面图形,如图2所示,篮球的外轮形状为圆O,将篮球表面的粘合线看成坐标轴和双曲线的一部分,若坐标轴和双曲线与圆O的交点将圆O的周长八等分,,视AD所在直线为x轴,则双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设双曲线方程为,由,可得,再代入点,求解即可.
【详解】解:依题意,设双曲线方程为,
因为,则,
显然圆O的半径为3,
又因为坐标轴和双曲线与圆O的交点将圆O的周长八等分,
双曲线与圆O交于第一象限内的点为,
于是,解得,
所以双曲线的方程为.
故选:A
2-4.(2024高二上·全国·课后作业)已知双曲线过点,且与椭圆有公共焦点,则双曲线的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题意求得,,得到,进而求得双曲线的标准方程.
【详解】由椭圆,可化为标准方程,可得,
因为双曲线与椭圆有公共的焦点,所以,
又因为双曲线过点,可得,则,
所以双曲线的标准方程为.
故选:B.
2-5.(2024高三下·贵州·阶段练习)已知双曲线的焦点为,,过的直线与的左支相交于两点,过的直线与的右支相交于,两点,若四边形为平行四边形,以为直径的圆过,,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】设,连接,则有,,,,在直角三角形中,由可得,在直角三角形中,由可得,再结合,即可求得答案.
【详解】解:设,则,
由双曲线的对称性和平行四边形的对称性可知:,
连接,则有,,
由于在以为直径的圆周上,
∴,
∵为平行四边形,
∥,
∴,
在直角三角形中,,
即,
解得,
所以,;
在直角三角形中,,
即,得,
又因为,
所以,,
所以双曲线的方程为.
故选:D.
题型3:由双曲线的标准方程求参数
3-1.(2024高二上·全国·课后作业)“”是“方程表示双曲线”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】利用方程为表示双曲线的条件,求得的取值范围,再根据充分条件和必要条件的定义判断条件和结论的关系.
【详解】因为方程表示双曲线,
所以,
解得或,
因为由可推出或,,但是由或,不能推出,
所以“”是“方程表示双曲线”的充分不必要条件,
故选:A.
3-2.(2024高二下·内蒙古兴安盟·阶段练习)已知曲线是双曲线,则实数k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据双曲线的方程列出不等式,解之即可求解.
【详解】因为曲线是双曲线,
所以,解得:,
所以实数的取值范围是,
故选:.
3-3.(2024高三下·湖南岳阳·开学考试)已知,则“”是“方程表示双曲线”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】根据方程表示双曲线求出的取值范围,再根据充分条件、必要条件的定义判断即可.
【详解】若方程表示双曲线,则,即,
由能推出,必要性成立,
由不能推出,充分性不成立,
故“”是“方程表示双曲线”的必要不充分条件.
故选:B.
(三)
双曲线的焦点三角形问题
求双曲线中的焦点三角形面积的方法
(1)①根据双曲线的定义求出.
②利用余弦定理表示出、、之间满足的关系式.
③通过配方,利用整体的思想求出的值.
④利用公式求得面积.
(2)利用公式求得面积.
(3)若双曲线中焦点三角形的顶角,则面积.
题型4:双曲线的焦点三角形问题
4-1.(2024高二下·上海浦东新·期中)已知,为双曲线的左、右焦点,点P在双曲线C上,,则 .
【答案】/
【分析】根据双曲线的性质计算得到,,,再利用余弦定理计算得到答案.
【详解】,,则,,,
.
故答案为:.
4-2.(2024高二下·福建莆田·阶段练习)设,分别是双曲线的左右焦点,过作轴的垂线与交于,两点,若为正三角形,则的面积为( )
A. B.4 C. D.3
【答案】A
【分析】设,根据双曲线的定义及条件可得,再结合三角形面积公式即可得到答案.
【详解】∵为正三角形,
设,则,,又双曲线,
则根据双曲线定义得,
∴,即等边三角形的边长为4,
故的面积为.
故选:A.
4-3.(2024高二下·四川资阳·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,,直线经过且与的右支相交于A,B两点,若,则的周长为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【答案】B
【分析】结合双曲线的定义来解决即可.
【详解】双曲线的实半轴长,
由双曲线的定义,可得
所以,
则三角形的周长为.
故选:B
4-4.(2024高二下·江西宜春·期末)已知,分别为双曲线:的左、右焦点,左右顶点分别为,离心率为,点为双曲线C上一点,直线的斜率之和为,的面积为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用离心率定义,斜率公式,三角形面积表示,代入条件即可.
【详解】因为离心率为,则,则,所以双曲线方程为,
设,则①,
因为,所以,
所以②,
又因为的面积为,所以,即,
所以③,由②③得④,
将④③代入①得,,所以.
故选:D.
4-5.(2024·江西上饶·二模)已知双曲线的左、右焦点分别为为双曲线右支上一点,为的内切圆上一点,则取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据内切圆的性质以及双曲线的定义可得,进而根据斜率关系以及二倍角公式可得,进而得内切圆的半径的变化范围,由数量积的几何意义即可求解.
【详解】设的内切圆与相切于,圆心为,
由切线长的性质以及双曲线定义可得,
又,因此,所以,
设角,且为锐角,由于,
所以,
为内切圆的半径,不妨设,
故在中,,
,
当共线时,此时,
当方向相同时,,当方向相反时,,
因此,
故选:C
【点睛】解析几何简化运算的常见方法:
(1)正确画出图形,利用平面几何知识简化运算;
(2)坐标化,把几何关系转化为坐标运算;
(3)巧用定义,简化运算.
题型5:利用双曲线定义求点到焦点距离及最值
5-1.(2024高二上·北京丰台·期末)已知是双曲线的两个焦点,点在双曲线上,若,则( )
A.1或9 B.3或7 C.9 D.7
【答案】C
【分析】由题知点在双曲线靠近的那支上,进而根据双曲线的定义求解即可;
【详解】解:由题知,,
因为在双曲线上,且,
所以,点在双曲线靠近的那支上,由双曲线定义知,故;
所以,
故选:C
5-2.(2024高二上·重庆渝中·期末)双曲线的左、右焦点是、,点在双曲线上,若,则( )
A. B. C.或 D.或
【答案】A
【分析】对点的位置进行分类讨论,结合双曲线的定义可求得的值.
【详解】在双曲线中,,,,设点,易知,
若点在双曲线的右支上,则,
,
由双曲线的定义可得,可得,不合乎题意;
若点在双曲线的左支上,则,
,
由双曲线的定义可得,可得,合乎题意.
综上所述,.
故选:A.
5-3.(2024高二·全国·课后作业)已知双曲线在左支上一点M到右焦点的距离为18,N是线段的中点,O为坐标原点,则等于( )
A.4 B.2 C.1 D.
【答案】A
【分析】由双曲线的定义得,结合三角形中位线知识得.
【详解】因为双曲线左支上的点M到右焦点的距离为18,
所以M到左焦点的距离,
N是的中点,O是的中点,所以.
故选:A.
题型6:双曲线的上的点到焦点和定点距离的和、差最值
6-1.(2024高二下·宁夏石嘴山·阶段练习)已知,双曲线C:的左焦点为F,P是双曲线C的右支上的动点,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用双曲线定义及三角形三边关系判断最大时的位置关系,即可得结果.
【详解】若C为双曲线右焦点C(3,0),则,|AC|=5,
而,仅当共线且在之间时等号成立,
所以,当共线且在之间时等号成立.
故选:D
6-2.(2024·江西赣州·一模)已知点,双曲线的左焦点为,点在双曲线的右支上运动.当的周长最小时,( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用双曲线的定义可以得出=,当三点共线时最小.
【详解】由双曲线得到,,,左焦点,
设右焦点.当的周长最小时,取到最小值,所以只需求出的最小值即可.
===.
故选:C.
6-3.(2024高三下·河南许昌·开学考试)已知双曲线的左焦点为,M为双曲线C右支上任意一点,D点的坐标为,则的最大值为( )
A.3 B.1 C. D.
【答案】C
【分析】由双曲线定义把转化为到右焦点的距离,然后由平面几何性质得结论.
【详解】设双曲线C的实半轴长为,右焦点为,
所以,
当且仅当M为的延长线与双曲线交点时取等号.
故选:C.
6-4.(2024高三·全国·专题练习)过双曲线的左焦点F作圆的一条切线(切点为T),交双曲线右支点于P,点M为线段FP的中点,连接MO,则的最大值为 .
【答案】
【分析】如图所示,连接,连接,求得,由,得到,设,得到,结合函数的单调性,即可求解.
【详解】如图所示,连接,设双曲线的右焦点为,连接,则,
由,
因为,所以,
设,则,.
可得函数在上单调递减,所以,即,
故的最大值为.
故答案为:.
(四)
双曲线的轨迹问题
求轨迹方程的常用方法
(1)直接法
设出曲线上动点的坐标为(x,y)后,可根据几何条件直接转换成x,y间的关系式;
(2)定义法
若动点运动的几何条件满足某种已知曲线的定义,可用待定系数法求出轨迹方程;
(3)相关点法(代入法)
有些问题中的动点轨迹是由另一动点按照某种规律运动而形成的,只要把所求动点的坐标“转移”到另一个动点在运动中所遵循的条件中去.
题型7:求双曲线的轨迹方程
7-1.(2024高三·全国·专题练习)如图,动点与两定点、构成,且直线的斜率之积为,设动点的轨迹为.求轨迹的方程;
【答案】()
【详解】
根据两点间斜率公式即可列方程求解轨迹方程,需要注意讨论斜率不存在的情况.
【分析】
设,当时,直线的斜率不存在;
当时,直线的斜率不存在.
于是且.此时,的斜率为,的斜率为.
由题意,有,化简可得,
故动点的轨迹的方程为()
7-2.(2024高二·全国·课后作业)已知中的两个顶点是,边与边所在直线的斜率之积是,求顶点的轨迹.
【答案】去掉顶点的双曲线
【分析】设点,进而根据斜率之积直接计算即可得轨迹方程,再根据轨迹方程求解即可.
【详解】解:设点,因为中的两个顶点是,
所以,,
因为边与边所在直线的斜率之积是,
所以,整理得
所以,顶点的轨迹方程为,
所以,顶点的轨迹是以为焦点,实轴为,且去掉顶点的双曲线.
7-3.(2024高三·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,动点与定点的距离和到定直线的距离的比是常数,设动点的轨迹为曲线.求曲线的方程;
【答案】
【分析】
依题意由距离公式得到方程,整理即可得到动点的轨迹方程;
【详解】
由题设得,
即,
整理得.
所以曲线的方程为.
7-4.(2024高二上·广东广州·期末)动圆P过定点M(0,2),且与圆N:相内切,则动圆圆心P的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据圆与圆的位置关系,结合双曲线的定义得出动圆圆心P的轨迹方程.
【详解】圆N:的圆心为,半径为,且
设动圆的半径为,则,即.
即点在以为焦点,焦距长为,实轴长为,
虚轴长为的双曲线上,且点在靠近于点这一支上,
故动圆圆心P的轨迹方程是
故选:A
7-5.(2024·重庆沙坪坝·模拟预测)已知双曲线与直线有唯一的公共点,过点且与垂直的直线分别交轴、轴于两点.当点运动时,点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据直线与双曲线相切,推出,,再求出,消去可得结果.
【详解】因为双曲线与直线有唯一的公共点,
所以直线与双曲线相切,
联立,消去并整理得,
所以,即,
将代入,得,
得,因为,,所以,
所以,,即,
由可知,
所以过点且与垂直的直线为,
令,得,令,得,
则,,
由,得,,
代入,得,即,
故选:D
一、单选题
1.(2024高二上·贵州毕节·阶段练习)若方程表示双曲线,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由方程表示双曲线可得与异号,从而可求出的取值范围
【详解】由题意得,解得.
故选:C
2.(2024高二上·全国·课后作业)若点在双曲线上,双曲线的焦点为,且,则等于( )
A.2 B.4 C.8 D.12
【答案】B
【分析】先由双曲线方程求出,再根据双曲线定义结合已知条件解方程组可得结果.
【详解】双曲线中,得,则,
由双曲线的定义可得,
因为,所以,解得,
故选:B
3.(2024高二上·浙江杭州·期末)已知圆与圆,动圆同时与圆及相外切,则动圆圆心的轨迹为( )
A.椭圆 B.椭圆和一条直线
C.双曲线和一条射线 D.双曲线的一支
【答案】D
【分析】首先设,根据圆同时与圆及相外切,得到,再结合双曲线的概念即可得到答案.
【详解】圆,,圆心,,
圆,,圆心,,
设,因为圆同时与圆及相外切,
所以,
即的轨迹是以为焦点,的双曲线的左支.
故选:D
4.(2024·青海玉树·模拟预测)已知,为双曲线的左、右焦点,点P是C的右支上的一点,则的最小值为( )
A.16 B.18 C. D.
【答案】A
【分析】利用双曲线的定义表示,结合基本不等式求解最小值.
【详解】因为,为双曲线的左、右焦点,P是C的右支上的一点,
所以,
所以
,当且仅当,即时,等号成立;
因为,所以,所以成立,的最小值为16.
故选:A.
5.(2024高二下·福建南平·阶段练习)已知双曲线,直线l过其上焦点,交双曲线上支于A,B两点,且,为双曲线下焦点,的周长为18,则m值为( )
A.8 B. C.10 D.
【答案】D
【分析】根据三角形周长公式,结合双曲线的定义进行求解即可.
【详解】由题意知.
又,所以.
根据双曲线的定义可知,
所以,
解得,所以.
故选:D
6.(2024高二上·山西晋中·期末)已知双曲线的左焦点为,点是双曲线右支上的一点,点是圆上的一点,则的最小值为( )
A.5 B. C.7 D.8
【答案】C
【分析】由双曲线定义等于到右焦点的距离,而的最小值是(是圆半径),由此可得结论.
【详解】记双曲线的右焦点为,所以,
当且仅当点为线段与双曲线的交点时,取到最小值.
故选:C.
7.(2024高二上·山东济南·阶段练习)若点是双曲线:上一点,,分别为的左、右焦点,则“”是“”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】根据双曲线的定义和必要不充分条件的定义可得答案.
【详解】由题意可知,,,,
若,则,或12,
若,,,
故“”是“”的必要不充分条件.
故选:A.
8.(2024高三·全国·对口高考)若曲线表示双曲线,那么实数k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由方程表示双曲线求解实数k的取值范围即可.
【详解】曲线表示双曲线,所以即可.
解得或,
所以实数k的取值范围是:.
故选:B.
9.(2024高二上·北京石景山·期末)双曲线右支上一点A到右焦点的距离为3,则点A到左焦点的距离为( )
A.5 B.6 C.9 D.11
【答案】D
【分析】根据双曲线的定义可求解.
【详解】设双曲线的实轴长为,则,
由双曲线的定义知,
,
故选:D
10.(2024·四川达州·二模)设,是双曲线C:的左、右焦点,过的直线与C的右支交于P,Q两点,则( )
A.5 B.6 C.8 D.12
【答案】C
【分析】
由双曲线的定义知,,则,即可得出答案.
【详解】双曲线C:,则,,
由双曲线的定义知:,,
,
所以
.
故选:C.
11.(2024高二上·全国·课后作业)双曲线上的点P到一个焦点的距离为11,则它到另一个焦点的距离为( )
A.1或21 B.14或36 C.2 D.21
【答案】D
【分析】利用双曲线定义得到,求出或,舍去不合要求的情况,得到答案.
【详解】设双曲线的左右焦点分别为,不妨设,
根据双曲线的定义知|,所以或,
而,,
双曲线右支上一点,,则,
则点到右焦点的距离为
,
当时,取得最小值,最小值为2,
故不成立,舍去,满足要求,
所以点P到另一个焦点的距离为21,
故选:D
12.(2024高二上·全国·课后作业)平面内到两个定点的距离之差的绝对值等于的点的轨迹是( )
A.双曲线 B.两条射线 C.一条线段 D.一条直线
【答案】B
【分析】直接分析即可得结果.
【详解】如图:
设动点为,到两个定点的距离之差的绝对值为,
则若在线段(不包含两端点)上,有;
若在直线外,有;
若在线段的延长线上或线段的反向延长线上(均包含两端点),
则有.
故选:B
13.(2024·河南郑州·一模)设,为双曲线C:的左、右焦点,Q为双曲线右支上一点,点P(0,2).当取最小值时,的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】
结合双曲线定义数形结合判断取最小值时,三点共线,联立直线及双曲线方程解出Q的坐标为,即可求解的值.
【详解】由双曲线定义得,
故
如图示,当三点共线,即Q在M位置时,取最小值,
,故方程为,
联立,解得点Q的坐标为 (Q为第一象限上的一点),
故
故选:A
14.(2024高二上·福建福州·期末)已知,双曲线的左、右焦点分别为,,点是双曲线左支上一点,则的最小值为( )
A.5 B.7 C.9 D.11
【答案】C
【分析】根据双曲线的方程,求得焦点坐标,由双曲线的性质,整理,利用三角形三边关系,可得答案.
【详解】由双曲线,则,即,且,
由题意,
,
当且仅当共线时,等号成立.
故选:C.
15.(2024·山东泰安·二模)已知双曲线,其一条渐近线方程为,右顶点为A,左,右焦点分别为,,点P在其右支上,点,三角形的面积为,则当取得最大值时点P的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据三角形的面积结合渐近线方程可得的值,再根据双曲线的定义转换可得当且仅当共线且在中间时取得最大值,进而联立直线与双曲线的方程求解即可.
【详解】设,则由三角形的面积为可得,即,又双曲线一条渐近线方程为,故,即,故,故,解得,故,双曲线.
又由双曲线的定义可得,当且仅当共线且在中间时取得等号.
此时直线的方程为,即,联立可得,解得,由题意可得在中间可得,代入可得,故.
故选:B
16.(2024高二上·吉林辽源·期末)设F1,F2是双曲线的两个焦点,P是双曲线上的一点,且,则的面积等于( )
A.24 B.15 C.12 D.30
【答案】A
【分析】利用双曲线定义求出的三边长度,根据余弦定理求出三角形的夹角,最后通过三角形正弦定理面积公式求出面积.
【详解】,根据双曲线定义:,
,,,
根据余弦定理:,
则,.
故选:A
17.(2024高二上·四川成都·期中)若点在曲线上,点在曲线上,点在曲线上,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分析可知两圆圆心为双曲线的两个焦点,利用圆的几何性质以及双曲线的定义可求得的最大值.
【详解】在双曲线中,,,,易知两圆圆心分别为双曲线的两个焦点,
记点、,当取最大值时,在双曲线的左支上,
所以,.
故选:B.
18.(2024高二下·甘肃金昌·期中)是双曲线=1的右支上一点,M、N分别是圆和=4上的点,则的最大值为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】D
【分析】先由已知条件可知双曲线的两个焦点为两个圆的圆心,再利用平面几何知识把转化为双曲线上的点到两焦点之间的距离,即可求的最大值.
【详解】
则
故双曲线的两个焦点为,
,也分别是两个圆的圆心,半径分别为,
则的最大值为
故选:D
二、多选题
19.(2024高二上·新疆克拉玛依·期中)若方程所表示的曲线为,则下面四个命题中正确的是( )
A.曲线可能是圆
B.若为椭圆,则
C.当时曲线是焦点在轴上的椭圆
D.当时曲线不是椭圆
【答案】AD
【分析】根据椭圆标准方程满足的关系,分别根据选项曲线的类型列出对应的不等式,解不等式判断即可
【详解】若则方程为曲线表示圆,故A正确
若为椭圆,则 且,故B错误
若是焦点在轴上的椭圆,则 ,故错误
若则方程为表示双曲线,则曲线不是椭圆,故D正确,
故选:AD
20.(2024高二上·湖南邵阳·期末)已知曲线( )
A.表示两条直线 B.表示圆
C.表示焦点在轴上的双曲线 D.表示焦点在轴上的椭圆
【答案】BCD
【分析】根据圆、双曲线、椭圆的标准方程逐项判断即可.
【详解】对于A,当时,曲线为表示焦点在轴上的双曲线,故A错误;
对于B,当时,曲线为表示圆,故B正确;
对于C,当时,曲线为表示焦点在轴上的双曲线,故C正确;
对于D,当时,,则曲线为表示焦点在轴上的椭圆,故D正确.
故选:BCD.
21.(2024高二下·安徽安庆·开学考试)方程表示的曲线可以是( )
A.圆
B.焦点在y轴上的双曲线
C.焦点在y轴上的椭圆
D.焦点在x轴上的双曲线
【答案】ABC
【分析】利用二元二次方程表示圆锥曲线的条件对选项逐一分析判断即可.
【详解】对于A,当,即时,方程可化为,该方程表示圆,故A正确;
对于B,当,即时,方程可化为,该方程表示焦点在y轴上的双曲线,故B正确;
对于C,当,即时,方程可化为,该方程表示焦点在y轴上的椭圆,故C正确;
对于D,因为由得无解,
所以当方程化为时,由于,,
所以该方程无法表示焦点在x轴上的双曲线,故D错误.
故选:ABC.
22.(2024高一下·云南曲靖·期末)已知平面直角坐标系中,点、,点为平面内一动点,且,则下列说法准确的是( )
A.当时,点的轨迹为一直线
B.当时,点的轨迹为一射线
C.当时,点的轨迹不存在
D.当时,点的轨迹是双曲线
【答案】AB
【分析】利用垂直平分线的定义可判断A选项;根据、直接判断出点的轨迹为射线,可判断BC选项;利用双曲线的定义可判断D选项.
【详解】对于A选项,当时,,则点的轨迹为线段的垂直平分线,A对;
对于B选项,当时,,则点的轨迹是一条射线,
且射线的端点为,方向为轴的正方向,B对;
对于C选项,当时,,则点的轨迹是一条射线,
且射线的端点为,方向为轴的负方向,C错;
对于D选项,当时,,且,
所以,点的轨迹是以点、为左、右焦点的双曲线的右支,D错.
故选:AB.
23.(2024高二上·浙江湖州·期末)已知曲线的方程为,则( )
A.曲线可以表示圆
B.曲线可以表示焦点在轴上的椭圆
C.曲线可以表示焦点在轴上的椭圆
D.曲线可以表示焦点在轴上的双曲线
【答案】CD
【分析】由椭圆、双曲线、圆的方程定义列式求解判断.
【详解】对A,若曲线表示圆,则有,无解,A错;
对BC,若曲线表示椭圆,则有,此时,则曲线表示焦点在轴上的椭圆,C对B错;
对D,若曲线表示双曲线,则有,此时,此时曲线表示焦点在轴上的双曲线,D对.
故选:CD.
24.(2024高二下·安徽·开学考试)对于曲线C:,则下列说法正确的有( )
A.曲线C可能为圆 B.曲线C不可能为焦点在y轴上的双曲线
C.若,则曲线C为椭圆 D.若,则曲线C为双曲线
【答案】BCD
【分析】根据无解判断;令,解之无解判断;根据和曲线方程可判断;根据曲线为双曲线的条件即可判断.
【详解】当曲线C为圆时,则,无解,故错误;
当曲线C为焦点在y轴上的双曲线时,则,无解,故正确;
若,则,,此时曲线C是椭圆,故正确;
若曲线C为双曲线,则,解得,故正确.
故选.
25.(2024高二上·山西晋中·期末)关于、的方程表示的轨迹可以是( )
A.椭圆 B.双曲线 C.直线 D.抛物线
【答案】BC
【分析】对实数的取值进行分类讨论,化简原方程,结合圆的方程以及圆锥曲线方程可得出结论.
【详解】当时,该方程表示的轨迹是直线;
当时,该方程表示的轨迹是直线;
当且时,原方程可化为.
当或时,,该方程表示的轨迹是双曲线;
当,又,则,此时方程为,该方程表示圆;
综上所述,方程所表示的曲线不可能是椭圆或抛物线.
故选:BC.
三、填空题
26.(2024高二上·浙江金华·阶段练习)设P为双曲线上一动点,O为坐标原点,M为线段的中点,则点M的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】设,,用的坐标表示的坐标,再代入双曲线方程即可得答案.
【详解】设,,
则,即,
又,则,
整理得,
即点M的轨迹方程为.
故答案为:
27.(2024高二上·重庆北碚·阶段练习)已知双曲线的左右焦点分别为、,为双曲线右支上一点,点的坐标为,则的最小值为 .
【答案】/
【分析】利用双曲线定义可将转化为,结合三角形三边关系可确定最小值为三点共线时的取值,由此可计算得到结果.
【详解】
由双曲线方程知:,,,则,,
由双曲线定义知:,
(当且仅当在线段上时取等号),
又,.
故答案为:.
28.(2024高二下·上海徐汇·期中)已知双曲线,、是其两个焦点,点M在双曲线上,若,则的面积为 .
【答案】
【分析】根据给定条件,利用双曲线定义、余弦定理求出,再利用三角形面积公式计算作答.
【详解】双曲线的实半轴长,半焦距,有,
在中,由余弦定理得,
即有,
因此,解得,
所以的面积为.
故答案为:
29.(2024高二下·四川遂宁·期末)设双曲线的左、右焦点分别为,,为双曲线右支上一点,且,则的大小为 .
【答案】/
【分析】根据双曲线方程求出、、,再由双曲线的定义求出、,最后由余弦定理计算可得.
【详解】因为双曲线,则,,所以,
因为为双曲线右支上一点,所以,又,
所以,,,
由余弦定理,
即,解得,又,
所以.
故答案为:
30.(2024高二·全国·课后作业)到点,的距离的差的绝对值等于6的点的双曲线的标准方程为 .
【答案】
【分析】根据双曲线的定义即可确定的值,由此可求得答案.
【详解】由题意可设双曲线方程为,焦距设为,
由题意可知所求双曲线的两焦点为,,故,
又双曲线上的点到点,的距离的差的绝对值等于6,
故,所以,
故双曲线标准方程为.
故答案为:.
31.(2024高二上·山东临沂·期末)一动圆P过定点,且与已知圆N:相内切,则动圆圆心P的轨迹方程是 .
【答案】
【分析】根据题意结合两圆的位置关系分析可得,再结合双曲线的定义求方程.
【详解】圆N:的圆心,半径,
∵,
∴点在圆N外,则圆P包含圆N,
设圆P的半径为,
由题意可得:,即,可得,
故动圆圆心P的轨迹是以为焦点的双曲线的右半支,
可得,则,
故动圆圆心P的轨迹方程是.
故答案为:.
32.(2024高二上·全国·课后作业)已知双曲线对称轴为坐标轴,中心在原点,两焦点为,直线过双曲线的一个焦点,P为双曲线上一点,且,则双曲线的方程为 .
【答案】或
【分析】根据题意,利用双曲线的定义,求得,再由直线过焦点,求得,进而求得,结合双曲线的焦点的位置,即可求解双曲线的方程.
【详解】由题意,点为双曲线上一点,且,
可得,即,解得,
又由直线过双曲线的一个焦点,
当时,可得;当时,可得;
当双曲线的焦点在轴上时,双曲线的一个焦点坐标为,即,
则,此时双曲线的方程为;
当双曲线的焦点在轴上时,双曲线的一个焦点坐标为,即,
则,此时双曲线的方程为,
所以双曲线的方程为或.
故答案为:或
33.(2024高二·全国·课后作业)动圆过点,且与圆外切,则动圆圆心的轨迹方程是 .
【答案】
【分析】由题知,进而根据双曲线的定义求解即可.
【详解】解:设动圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为,
因为动圆过点,且与圆外切,
所以,,,
所以,
所以,由双曲线的定义得的轨迹是以为焦点,实轴长为的双曲线的右支,
因为实轴长为,焦点为,
所以,动圆圆心的轨迹方程是,即
故答案为:
34.(2024高二上·浙江杭州·期末)已知点,点P是双曲线左支上的动点,为其右焦点,N是圆的动点,则的最小值为 .
【答案】/
【分析】
根据双曲线定义有,则,,,则得到最小值.
【详解】因为双曲线的焦点为,
圆的圆心,恰好为双曲线的左焦点,
,
(当且仅当三点共线时取等号),
(当且仅当,,三点共线时取等号),
,
的最小值为.
故答案为:.
35.(2024高二下·上海松江·期末)已知、分别是双曲线的左、右焦点,动点在双曲线的左支上,点为圆上一动点,则的最小值为 .
【答案】6
【分析】结合双曲线的定义以及圆的几何性质求得正确答案.
【详解】双曲线,,,
圆的圆心为,半径,
在双曲线的左支上,,
所以,
根据圆的几何性质可知,的最小值是,
所以的最小值是.
故答案为:
36.(2024高二上·全国·专题练习)设双曲线的左、右焦点分别为,,过的直线交双曲线左支于,两点,则的最小值为 .
【答案】22
【分析】由双曲线的定义可得,,据此,再由两点的位置特征可得是双曲线的通径时,最小,从而可得答案.
【详解】根据双曲线,得,,
由双曲线的定义可得: ①,
②,
①+②可得:,
由于过双曲线的左焦点的直线交双曲线的左支于,两点,
可得,即有.
则,当是双曲线的通径时最小,
故.
故答案为:22
37.(2024·北京西城·二模)已知两点.点满足,则的面积是 ;的一个取值为 .
【答案】 / (答案不唯一)
【分析】根据条件求出点的轨迹方程,联立方程后求点的坐标,即可求解面积和角的取值.
【详解】由点可知,,所以点在圆,
且,则点在双曲线的右支上,其中,,,则双曲线方程为,
联立,解得:或,
则的面积;
当时,,,,
当时,,,,
则其中的一个取值是.
故答案为:;(答案不唯一)
38.(2024高二上·河南南阳·阶段练习)已知双曲线方程为,焦距为8,左、右焦点分别为,,点A的坐标为,P为双曲线右支上一动点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】由焦距为8,求得,即可得双曲线方程,进而可得,结合图形,只有当三点共线时,取最小值为,求出即得答案.
【详解】解:如图所示,
由双曲线为等轴双曲线,且焦距为8,
所以,,
即,,
所以双曲线的方程为:,
所以,,,
由双曲线定义得,
所以
,
当三点共线时,最小为
故.
故答案为:.
39.(2024高二下·上海松江·期中)从双曲线的左焦点引圆的切线,切点为,延长交双曲线右支于点,若为线段的中点,为坐标原点,则的值是 .
【答案】/
【分析】设出双曲线右焦点,连接,利用双曲线的定义和中位线进行解题.
【详解】
不妨将点置于第一象限. 设是双曲线的右焦点,连接. 分别为的中点,故.
又由双曲线定义得,
故.
故答案为:
40.(2024·海南海口·模拟预测)已知点,分别是双曲线的左右焦点,过的直线与该双曲线交于,两点(点位于第一象限),点是△内切圆的圆心,则 ;若的倾斜角为,△的内切圆面积为,△的内切圆面积为,则为 .
【答案】 2 9
【分析】利用平面几何图形的性质解题,由同一点出发的圆的切线长相等,可得,再结合双曲线的定义得,从而可求得的内心的横坐标2,即有轴,在,中,运用解直角三角形知识,及正切函数的定义和二倍角公式化简即可得到直线的斜率.
【详解】由双曲线,可得,,
记的内切圆圆心为,
内切圆在边上的切点分别为,
易知两点横坐标相等,,
由,即,
得,即,
记点的横坐标为,则,
则,得.
记的内切圆圆心为,同理得内心的横坐标也为,则轴,
已知直线的倾斜角为,则,
设△的内切圆半径为,△的内切圆半径为
在中,,
同理,在中,,
所以,所以.
故答案为:2;9.
41.(2024·湖北十堰·二模)已知是双曲线上一点,、分别是双曲线的左、右焦点,的周长为,则 ,的面积为 .
【答案】
【分析】设设点在双曲线的右支上,利用双曲线的定义以及的周长可求得、,利用余弦定理可求得的值,利用同角三角函数的基本关系以及三角形的面积公式可求得的面积.
【详解】在双曲线中,,,则,
根据对称性,不妨设点在双曲线的右支上,则.
因为,的周长为,所以,
所以,.
在中,,
则,
所以,的面积为.
故答案为:;.
42.(2024高三下·上海虹口·期中)过原点的直线与双曲线的左、右两支分别交于,两点,为的右焦点,若,且,则双曲线的方程为 .
【答案】
【分析】设双曲线的左焦点为,连接,,则,,解得,得到,,得到答案.
【详解】如图所示:设双曲线的左焦点为,连接,,
,则,四边形为矩形,.
故,,则,
,故,.
双曲线的方程为.
故答案为:
四、解答题
43.(2024高二上·全国·课后作业)求下列动圆的圆心的轨迹方程:
(1)与圆和圆都内切;
(2)与圆内切,且与圆外切;
(3)在中,,,直线,的斜率之积为,求顶点的轨迹方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)依题意可得,根据双曲线的定义可知圆心的轨迹是以点、分别为上、下焦点的双曲线的下支,即可求出其轨迹方程;
(2)依题意可得,根据双曲线的定义可知圆心的轨迹是以点、分别为左、右焦点的双曲线的左支,即可求出其轨迹方程;
(3)设根据斜率公式得到方程,整理可得.
【详解】(1)圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为,
因为,则圆与圆外离,
设圆的半径为,由题意可得,所以,
所以圆心的轨迹是以点、分别为上、下焦点的双曲线的下支,
设圆心的轨迹方程为,
由题意可得,则,,
因此圆心的轨迹方程为.
(2)圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为,
因为,则圆与圆外离,
设圆的半径为,由题意可得,所以,
所以圆心的轨迹是以点、分别为左、右焦点的双曲线的左支,
设圆心的轨迹方程为,
由题意可得,则,,
因此圆心的轨迹方程为.
(3)设,则,,
根据题意有,
化简得
∴顶点的轨迹方程为.
44.(2024高二·全国·专题练习)求适合下列条件的双曲线的标准方程.
(1)焦点在轴上,,经过点;
(2)经过、两点.
(3)过点,且与椭圆有相同焦点双曲线方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)设双曲线的标准方程为,将点代入双曲线的方程,求得,即可求解;
(2)设双曲线的方程为,将点代入双曲线方程,求得的值,即可求解;
(3)根据题意,设双曲线标准方程为,代入点,结合,求得的值,即可求解.
【详解】(1)解:因为,且双曲线的焦点在轴上,
可设双曲线的标准方程为,
将点的坐标代入双曲线的方程得,解得,
因此,双曲线的标准方程为.
(2)解:设双曲线的方程为,
将点的坐标代入双曲线方程可得,解得,
因此,双曲线的标准方程为.
(3)解:由题意知,椭圆的焦点坐标为,
所以可设双曲线标准方程为,其中,
代入点可得,联立解得;
所以双曲线标准方程为.
45.(2024高二·全国·专题练习)求适合下列条件的双曲线的标准方程:
(1)两个焦点的坐标分别是,双曲线上的点与两焦点的距离之差的绝对值等于;
(2)焦点在轴上,经过点和点.
(3)经过点和.
(4)已知与椭圆共焦点的双曲线过点
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【分析】(1)根据焦点坐标、双曲线的定义可得答案;
(2)设双曲线的方程为,将两点代入可得答案;
(3)设双曲线的方程为,将两点代入可得答案;
(4)求出椭圆的焦点坐标可得双曲线的焦点坐标,设所求双曲线的标准方程为,代入点可得答案.
【详解】(1)由已知得,,即,∵,∴,
∵焦点在轴上,∴所求的双曲线的标准方程是;
(2)设双曲线的方程为,则,所以,
∴双曲线方程为;
(3)设双曲线方程为,将两点代入可得,
解得,所以双曲线的标准方程为;
(4)设椭圆的半焦距为,则,∴,
所以椭圆的焦点坐标为,,
所以双曲线的焦点坐标为,,
设所求双曲线的标准方程为,则,
故所求双曲线方程可写为,∵点在所求双曲线上,
∴代入有,化简得,解得或;
当时, ,不合题意,舍去;
∴,
∴所求双曲线的标准方程为.
46.(2024高三·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,已知点,,点的轨迹为.求的方程;
【答案】;
【分析】
利用双曲线的定义可知轨迹是以点、为左、右焦点双曲线的右支,求出、的值,从而得的值,即可得出轨迹的方程;
【详解】
因为,由双曲线的定义可知,
轨迹是以点、为左、右焦点的双曲线的右支,
设轨迹的方程为,则,可得,
,即,所以,
所以轨迹的方程为.
47.(2024高三·全国·专题练习)已知圆:,圆:,圆与圆、圆外切,求圆心的轨迹方程
【答案】
【分析】
根据圆C与圆A、圆B外切,得到,再利用双曲线的定义求解.
【详解】
因为圆C与圆A、圆B外切,设C点坐标,圆C半径为,
则,,所以,
所以点的轨迹是双曲线的一支,
又,,,
所以其轨迹方程为.
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