内容正文:
专题11 双曲线中定点定值定线四种考法
目录
解题知识必备 1
压轴题型讲练 1
类型一、双曲线中定点………………………………………………………………2
类型二、双曲线中定值 6
类型三、双曲线中定直线 9
类型四、双曲线中探索性、存在性问题 12
压轴能力测评(10题) 16
1.双曲线中定点
(1)证明直线过定点,一般情况下,通过题中条件,寻找直线y=kx+b中b=f(k)的函数关系,或者设参,求解出含参直线方程,再求解出含参直线所过的定点。
(2)证明定点,可以通过特殊化法先确定定点坐标,再证明定点适合题意。
注:当直线既不过定点,也不知斜率时,设直线,就需要引入两个变量了。
①设成,此时直线包含斜率不存在,注意适当的对此补充讨论
②设成,此时直线不包含水平,也要适当的补充讨论。
一般情况下,试题中一定存在某个条件,能推导出俩变量之间的函数关系。这也是证明直线过定点的理论根据之一。
2.双曲线中定值
(1)双曲线中的定值问题是指某些几何量(线段长度,图形面积,角度,直线的斜率等)的大小或某些代数表达式的值和题目中的参数无关,不依参数的变化而变化,而始终是一个确定的值,
求定值问题常见的解题方法有两种:
法一、先猜后证(特例法):从特殊入手,求出定值,再证明这个定值与变量无关;
法二、引起变量法(直接法):直接推理、计算,并在计算推理过程中消去参数,从而得到定值。
(2)直接法解题步骤
第一步设变量:选择适当的量当变量,一般情况先设出直线的方程:或、点的坐标;
第二步表示函数:要把证明为定值的量表示成上述变量的函数,一般情况通过题干所给的已知条件,进行正确的运算,将需要用到的所有中间结果(如弦长、距离等)用引入的变量表示出来;
第三步定值:将中间结果带入目标量,通过计算化简得出目标量与引入的变量无关,是一个常数。
3.双曲线中定直线
求定直线是一个较难处理的题型。一般有两种思维:
(1)利用参数法消参求定直线
根据题意引入参数,用参数表示经过定直线的定点,代入已知条件或者根据条件所建立的关系式,消去参数即可得到定直线
(2)相关点法
类似于求轨迹的相关点代入法,一个点的运动变化引起了另外一些点的运动变化,在解题时,用一个点的坐标把另外一些点的坐标表示出来,再代入一致的曲线和直线方程中,便可求出定直线的方程。
4.双曲线中探索性、存在性问题
(1)解决存在性问题通常采用“肯定顺推法”,将不确定性问题明朗化.一般步骤如下:
①假设满足条件的曲线(直线或点等)存在,用待定系数法设出;
②列出关于待定系数的方程(组);
③若方程(组)有实数解,则曲线(直线或点等)存在,否则不存在.
(2)反证法与验证法也是求解存在性问题常用的方法。
(3)求解含参数的存在性问题时,通常的方法是首先假设满足条件的参数值存在,然后利用这些条件并结合题目的其他已知条件进行推理与计算,若不出现矛盾,并且得到了相应的参数值,就说明满足条件的参数值存在;若在推理与计算中出现了矛盾,则说明满足条件的参数值不存在,同时推理与计算的过程就是说明理由的过程。
类型一、双曲线中定点
例.已知双曲线左右焦点分别为,,点在双曲线上,且点到双曲线两条渐近线的距离乘积为,过分别作两条斜率存在且互相垂直的直线,,已知与双曲线左支交于,两点,与左右两支分别交于,两点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若线段,的中点分别为,,求证:直线恒过定点,并求出该定点坐标.
【答案】(1);(2)证明见解析,
【解析】(1)设双曲线的两渐近线方程分别为,,
点到双曲线两渐近线的距离乘积为,
由题意可得:,解得,,
所以双曲线的方程为.
(2)设直线的方程为,
由,互相垂直得的方程,
联立方程得,消得,
成立,所以,,
所以点坐标为,
联立方程得,所以,,
所以点坐标为,
根据对称性判断知定点在轴上,
直线的方程为,
则当时,,
所以直线恒过定点,定点坐标为.
【变式训练1】已知直线与双曲线C:交于A,B两点,F是C的左焦点,且,.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若P,Q是双曲线C上的两点,M是C的右顶点,且直线MP与MQ的斜率之积为,证明直线PQ恒过定点,并求出该定点的坐标.
【答案】(1);(2)证明见解析,直线PQ恒过定点(-2,0)
【解析】(1)因为,所以,,
设双曲线C的焦距为2c,由双曲线的对称性知
设双曲线C的右焦点为F',则,得,
则,故双曲线C的方程为.
(2)由已知得,设直线MP与MQ的斜率分别为,,
①当直线PQ不垂直于x轴时:
设直线PQ的斜率为k,PQ的方程为,,,
由得,
当时,,,
那么
,
得,符合题意.
所以直线PQ的方程为,恒过定点(-2,0).
②当直线PQ垂直于x轴时:
设,因为P是C上的点,所以,
则,解得,
故直线PQ过点(-2,0).
综上,直线PQ恒过定点(-2,0).
【变式训练2】已知双曲线的左、右焦点分别为,,且,是C上一点.
(1)求C的方程;
(2)不垂直于坐标轴的直线l交C于M, N两点,交x轴于点A,线段MN的垂直平分线交x轴于点D,若,证明:直线l过四个定点中的一个.
【答案】(1)(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意求出,即可得解;
(2)设,,,直线l的方程为,联立方程,利用韦达定理求出,,再根据,求出的关系,即可得出结论.
【详解】(1)设C的焦距为2c,则,即,,,
由双曲线的定义,得,
即,所以,
故C的方程为;
(2)设,,,直线l的方程为,
联立,整理得,
由题意,得,则,
则,,
,
设MN的中点为,则,,
所以线段MN的垂直平分线的方程为,
令,得,即,所以,
由题意,得,即,从而,
当,即时,解得或;
当,即时,解得或,
所以直线l的方程为,或,或,或,
故直线l过四个定点中的一个.
类型二、双曲线中定值
例.已知点,直线,动圆与直线相切,交线段于点,且.
(1)求圆心的轨迹方程,并说明是什么曲线;
(2)过点且倾斜角大于的直线与轴交于点,与的轨迹相交于两点,且,证明为定值
【答案】(1),点的轨迹是焦点在轴上,实轴长、虚轴长均为的等轴双曲线;(2)【解析】(1)设点,圆的半径为为到直线的距离,则.
根据题意,动点的轨迹就是点的集合
即,整理得.
所以,点的轨迹是焦点在轴上,实轴长、虚轴长均为的等轴双曲线.
(2)设直线,
倾斜角大于
设
联立得,
故,,,
由题知,双曲线的焦点,
【变式训练1】已知双曲线过点,且离心率
(1)求该双曲线的标准方程:
(2)如果,为双曲线上的动点,直线与直线的斜率互为相反数,证明直线的斜率为定值,并求出该定值.
【答案】(1);(2)证明见解析,
【解析】(1)由题意,解得,,
故双曲线方程为
(2)设点,,
设直线的方程为,
代入双曲线方程,得,
,,,
同理,
.
【变式训练2】已知F1(-,0),F2(,0)为双曲线C的焦点,点P(2,-1)在C上.
(1)求C的方程;
(2)点A,B在C上,直线PA,PB与y轴分别相交于M,N两点,点Q在直线AB上,若+,=0,证明:存在定点T,使得|QT|为定值.
【答案】(1)(2)证明见解析
【分析】(1)待定系数法列方程组求得的值,即可得到双曲线C的方程;
(2)设出直线AB的方程并与双曲线C的方程联立,利用设而不求的方法得到M、N的坐标,利用题给条件+求得直线AB的过定点,再由=0可得使|QT|为定值的定点T.
(1)设双曲线C的方程为,由题意知,
∴双曲线C的方程为
(2)设直线AB的方程为,A(、),B(,),P(2,-1)
,则,,
∴直线PA方程为,令,则,同理N(0,),
由,可得∴
∴
∴∴
∴
∴,
当时,,
此时直线AB方程为恒过定点P(2,-1),显然不可能
∴,直线AB方程为恒过定点E(0,-3)
∵,∴,取PE中点T,∴T(1,-2)
∴为定值,∴存在T(1,-2)使|QT|为定值.
【变式训练3】已知双曲线的两条渐近线所成的锐角为60°,且点P(2,3)为E上一点.
(1)求E的标准方程;
(2)设M为E在第一象限的任一点,过M的直线与E恰有一个公共点,且分别与E的两条渐近线交于点A,B,设O为坐标原点,证明:△AOB面积为定值.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】(1)由题意,双曲线在一三象限的渐近线的倾斜角为或,即.
当时,E的标准方程为,代入,无解.
当时,E的标准方程为,代入,解得.
故E的标准方程为.
(2)直线斜率显然存在,设直线方程为,
与联立得:.
由题意,且,
化简得.
设,
将与联立,解得;
与联立,解得.
.
由,∴,故面积为定值.
类型三、双曲线中定直线
例.已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.
(1)求C的方程;
(2)记C的左、右顶点分别为,,过点的直线与C的左支交于M,N两点,M在第二象限,直线与交于点P.证明:点在定直线上.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【解析】(1)设双曲线方程为,由焦点坐标可知,
则由可得,,
双曲线方程为.
(2)由(1)可得,设,
显然直线的斜率不为0,所以设直线的方程为,且,
与联立可得,且,
则,
直线的方程为,直线的方程为,
联立直线与直线的方程可得:
,
由可得,即,
据此可得点在定直线上运动.
【变式训练1】已知双曲线的一条渐近线方程为,一个焦点到该渐近线的距离为.
(1)求C的方程;
(2)设A,B是直线上关于x轴对称的两点,直线与C交于M,N两点,证明:直线AM与BN的交点在定直线上.
【答案】(1);(2)证明见解析
【解析】(1)双曲线的渐近线方程为,所以.
又焦点到直线的距离,所以,
又,所以,,
所以双曲线C的标准方程为.
(2)证明:联立方程组消去y,
并整理得.
设,,则,.
设,(),则得直线AM的方程为,
直线BN的方程为,
两个方程相减得,①
因为,
把上式代入①得:,
所以,
因此直线AM与BN的交点在直线上.
【变式训练2】已知双曲线C:的离心率为,过点的直线l与C左右两支分别交于M,N两个不同的点(异于顶点).
(1)若点P为线段MN的中点,求直线OP与直线MN斜率之积(O为坐标原点);
(2)若A,B为双曲线的左右顶点,且,试判断直线AN与直线BM的交点G是否在定直线上,若是,求出该定直线,若不是,请说明理由
【答案】(1)1(2)是在定直线上,定直线
【分析】(1)根据题意列出方程组得到,设,,,利用点差法即可求解;
(2)根据(1)的结论得出,,设直线l:,,设,,联立直线与曲线方程,利用韦达定理联立直线与直线的方程得出,进而得证.
【详解】(1)由题意得,所以,设,,,
则,作差得,又MN的斜率,,
所以.
(2)∵,∴,,,直线l:,,设,,
联立得,所以,所以,
设直线AN:,BM:,
所以,
所以.故存在定直线,使直线AN与直线BM的交点G在定直线上.
类型四、双曲线中探索性、存在性问题
例.已知双曲线E:的左、右焦点分别为,,A是直线l:上不同于原点O的一个动点,斜率为的直线与双曲线E交于M,N两点,斜率为的直线与双曲线E交于P,Q两点.
(1)求的值;
(2)若直线OM,ON,OP,OQ的斜率分别为,,,,问是否存在点A,满足+++=0,若存在,求出A点坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)(2)存在,或
【分析】(1)设 ,利用斜率公式求解;
(2)设,直线方程为,与双曲线方程联立,结合韦达定理得到,,结合求解.
【详解】(1)解:双曲线E:的左、右焦点分别为,,设,
,同理可得.∴;
(2)设,直线方程为,
代入双曲线方程可得:,所以,则,
则,,,.
同理,即, 即,∴或,
又, 若.无解,舍去.
∴,解得,,或,,若,,由A在直线上可得,,
∴.此时,若,,由A在直线上可得,,
∴此时∴存在点,或,满足.
【变式训练1】已知双曲线的右焦点到渐近线的距离为.
(1)求双曲线的方程.
(2)过点的直线与双曲线的右支交于两点,在轴上是否存在点,使得点到直线的距离相等? 若存在,求出点的坐标; 若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在.
【解析】(1)由题意得,,故,
又因为双曲线的渐近线为,
故是双曲线C的一条渐近线,
所以右焦点到渐近线的距离为,解得,
所以,,
所以双曲线C的标准方程为.
(2)假设存在,设,,
由题意知,直线斜率不为0,设直线,
联立,消去,得,
则,,
且,,
因为使得点F到直线PA,PB的距离相等,所以PF是的角平分线,
则,即,则,
整理得,故,
即,因为,所以,故存在.
【变式训练2】已知点为圆上任意一点,,线段的垂直平分线交直线于点.
(1)求点的轨迹方程;
(2)设过点的直线与点的轨迹交于点,且点在第一象限内.已知,请问是否存在常数,使得恒成立?若存在,求的值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2),证明见解析.
【分析】
(1)利用双曲线定义即可得到其方程;
(2)先得到特殊情况时,再证明其对一般情况也适用.
【详解】(1)连接,则,
点的轨迹是以点,为焦点的双曲线,
点的轨迹方程为:.
(2)因为点的轨迹方程为:,则.
当直线的方程为时,则,解得(负舍,) 则,
而,易知此时为等腰直角三角形,
其中,
即,即:,
下证:对直线斜率存在的情形也成立,
设,其中,且,因为,则,且,
即,
,
,
,
结合正切函数在上的图象可知,.
1.已知双曲线的左、右焦点分别为、,离心率为,为的左顶点,且,若动直线与恰有个公共点,且与的两条渐近线分别交于点、.则点与点的横坐标之积为( )
A.1 B.3 C.2 D.4
【答案】D
【解析】易知点、、,,,
所以,,解得,,则,
所以,双曲线的方程为.
分以下两种情况讨论:
①当直线轴时,直线的方程为,
此时点、的横坐标之积为;
②当直线的斜率存在时,设直线的方程为,
由题意可知直线不与双曲线的渐近线平行或重合,即,
设点、,
联立可得,
则,可得,则,
不妨点、分别为直线与直线、的交点,
联立可得,联立可得,
此时,.
故选:D.
2.已知双曲线的离心率为,点在双曲线上,设,为上一点,为圆上一点(,均不在轴上).直线,的斜率分别记为,,且,则直线过定点( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据点在双曲线上,结合离心率列方程,解方程即可;
分别计算点,的坐标,可得,即,又点在圆上,且圆与轴的另一个交点为,则,所以可得恒过定点.
【详解】由双曲线离心率为,得,所以双曲线方程为,
又点在双曲线上,即,解得,,所以双曲线的方程为;
由已知得,,设直线,点,由得,,则,即,,所以
由,得,所以设直线,联立直线与圆,
得,,则,即,,
所以,所以,即,所以,又点在圆上,
设圆与轴的另一个交点为,则,且,即直线与重合,
所以直线恒过点.
故选:C
3.(多选)已知双曲线的左顶点为,右焦点为,过点且倾斜角为的直线顺次交两条渐近线和的右支于,且,则下列结论正确的是( )
A.离心率为 B.
C. D.
【答案】BC
【分析】对于A项,联立直线方程与直线方程、直线方程可求得点、点坐标,由,可知为中点,结合中点坐标公式可得的值,进而可求得离心率,对于B项,计算的值即可,对于C项,联立直线方程与双曲线方程可求得点坐标,由点、点、点纵坐标可知、为线段的三等分点,结合三角形面积公式判断即可,对于D项,由求解即可.
【详解】如图所示,
由题意知,,直线方程为,直线方程为,
设直线方程为,
,即,
,即,
对于A项,因为,所以为中点,
所以,整理得,
所以离心率,故A项错误;
对于B项,由A项知,直线方程为,即,
又因为,所以,
所以,故B项正确;
对于C项,过作垂足为,过作垂足为,过作垂足为,如图所示,
由A项知,,所以双曲线方程为,,,
,则,
所以,,,
所以,
所以、为线段的三等分点,即,
设到直线距离为,则,,
所以,故C项正确;
对于D项,如图所示,
由A项知,,所以,故D项错误.
故选:BC.
4.已知双曲线的渐近线方程为,的半焦距为,且.
则的标准方程为____________,若为上的一点,且为圆外一点,过作圆的两条切线(斜率都存在),与交于另一点与交于另一点,则的斜率之积为____________.
【答案】;2
【分析】(1)利用渐近线方程可得,再由焦距为以及即可求得,,可得的标准方程;
(2)(i)设切线方程为,利用直线和圆相切可得,再由韦达定理整理可得的斜率之积为定值,且定值为2;
(ii)联立直线与双曲线方程,可得,同理可求出,化简得,所以,因此关于点对称.
【详解】(1)因为的渐近线方程为,所以,
则,所以,
因为,所以,得.
因为,所以,可得,
所以,
故的标准方程为.
(2)证明:(i)设,如下图所示:
设过点的切线的斜率为,则切线方程为,
即,所以,
即,
因此的斜率是上式中方程的两根,即.
又因为,所以
所以的斜率之积为定值,且定值为.
故答案为:2
5.已知双曲线,点的坐标为,过的直线交双曲线于点.若点的坐标为,则值为__________.
【答案】6
【解析】由题意知直线的斜率存在,不妨设直线,
由可得:,
所以,,,,
.
所以为定值.
故答案为:
6.过双曲线上任意一点分别作两条渐近线的平行线,这两条直线与渐近线构成平行四边形,则该平行四边形的面积为_________.
【答案】
【解析】
【分析】设出点及直线、方程,结合双曲线的渐近线方程可得、两点坐标,即可得、,由渐近线的斜率亦可得,结合三角形面积公式计算即可得.
【详解】由可得其渐近线方程为,
不妨设、,
,交于点、交于点,
则、,
有,解得,即,
有,解得,即,
故,
,
由,设直线的倾斜角为,则有,
故,
故,
由在双曲线上,故,即.
故答案为:.
7.在平面直角坐标系中,已知双曲线的右顶点为,,是双曲线上除顶点以外的任意两点,为的中点.
(1)设直线与直线的斜率分别为,,求的值.
(2)若,证明:直线过定点,并求出定点的坐标.
【答案】(1);(2)证明见解析,直线过定点
【解析】(1)设,,,
由题意得,两式相减得,
整理得,
即直线的斜率,
又为的中点,即,所以,
所以;
(2)由可知是以为直角顶点的直角三角形,即,
且直线不与双曲线的渐近线平行,即,
①当直线斜率存在时,设的方程为,,
联立直线与双曲线得,
,即,且,
则,,
所以,,
,
又,所以,即,
解得或,
当时,直线方程为,恒过点,不成立;
当时,直线方程为,恒过点,
②当直线斜率不存在时,设直线方程为,点,
,即,,,
,解得或,
当时,过点,不成立;
当时,过,
综上所述,直线恒过定点.
8.已知双曲线:的右焦点为,左顶点为A,且,到C的渐近线的距离为1,过点的直线与双曲线C的右支交于P,Q两点,直线AP,AQ与y轴分别交于M,N两点.
(1)求双曲线C的标准方程.
(2)若直线MB,NB的斜率分别为,,判断是否为定值.若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1);(2)是定值,
【解析】(1)由题意得,,渐近线方程为,
则到渐近线的距离为,
又因为,
所以,,,
故双曲线的标准方程为.
(2)设直线:,,,,
联立方程组得,
所以,.
因为直线的方程为,
所以的坐标为,同理可得的坐标为.
因为,,
所以
,
即为定值.
9.如图,已知双曲线的右焦点为,O为坐标原点,过点F作直线与双曲线的渐近线交于P,Q两.点,且点P在线段FQ上,,.
(1)求C的方程;
(2)设是C的左、右顶点,过点的直线l与C交于M,N两点,试探究直线与的交点S是否在某条定直线上,若是,求出该定直线方程,若不是,请说明理由.
【答案】(1)(2)是,在定直线上
【分析】(1)计算得到,,得到,解得,,得到答案.
(2)直线的方程为,,联立方程得到根与系数的关系,确定直线方程,计算交点坐标,得到,得到答案.
【详解】(1)双曲线右焦点为,故,渐近线方程为,则,
,故,即,
,故,
解得,,故,故,
故,,,解得,.故双曲线方程为.
(2),,设直线的方程为,,
联立,得. 故,故,
直线,直线,
联立两直线方程,解得
,
故直线与直线的交点在定直线上.
10.已知双曲线的左、右顶点分别为,右焦点为,满足,且到的渐近线的距离为.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知P,Q是轴上异于原点的两点,满足,直线分别交于点,直线的交点为.
①直线是否过定点?如果过定点,求出该定点的坐标;如果不过定点,请说明理由;
②记和的面积分别为.若,求直线MN方程.
【答案】(1)
(2)①直线过定点;②或.
【解析】
【分析】(1)利用给定条件建立方程,求解参数,得到双曲线方程即可.
(2)①法一依据条件表示出直线方程,进而得到定点,法二利用斜率关系得到定点,法三先求解出直线上的两个点,表示斜率,进而写出方程,得到定点.
②利用面积关系建立方程,求解参数,得到直线MN方程即可.
【小问1详解】
由条件得,即;
渐近线方程为,则,
又,所以.
所以的方程为.
【小问2详解】
①设.
联立得,
所以,且,
法1:由条件易得,即,
又,所以,
因此,即,
整理得,
所以,
整理得,解得或2.
当时,直线MN过点,与题意不符,所以,
因此直线过定点.
法2:设,则,
所以,
由求得;
由求得
所以,
则MN方程:,
整理得:即,所以直线MN经过点.
②由①得.
联立与,解得
于是
解得或1,
所以直线的方程为或.
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专题11 双曲线中定点定值定线四种考法
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类型一、双曲线中定点………………………………………………………………2
类型二、双曲线中定值 6
类型三、双曲线中定直线 9
类型四、双曲线中探索性、存在性问题 12
压轴能力测评(10题) 16
1.双曲线中定点
(1)证明直线过定点,一般情况下,通过题中条件,寻找直线y=kx+b中b=f(k)的函数关系,或者设参,求解出含参直线方程,再求解出含参直线所过的定点。
(2)证明定点,可以通过特殊化法先确定定点坐标,再证明定点适合题意。
注:当直线既不过定点,也不知斜率时,设直线,就需要引入两个变量了。
①设成,此时直线包含斜率不存在,注意适当的对此补充讨论
②设成,此时直线不包含水平,也要适当的补充讨论。
一般情况下,试题中一定存在某个条件,能推导出俩变量之间的函数关系。这也是证明直线过定点的理论根据之一。
2.双曲线中定值
(1)双曲线中的定值问题是指某些几何量(线段长度,图形面积,角度,直线的斜率等)的大小或某些代数表达式的值和题目中的参数无关,不依参数的变化而变化,而始终是一个确定的值,
求定值问题常见的解题方法有两种:
法一、先猜后证(特例法):从特殊入手,求出定值,再证明这个定值与变量无关;
法二、引起变量法(直接法):直接推理、计算,并在计算推理过程中消去参数,从而得到定值。
(2)直接法解题步骤
第一步设变量:选择适当的量当变量,一般情况先设出直线的方程:或、点的坐标;
第二步表示函数:要把证明为定值的量表示成上述变量的函数,一般情况通过题干所给的已知条件,进行正确的运算,将需要用到的所有中间结果(如弦长、距离等)用引入的变量表示出来;
第三步定值:将中间结果带入目标量,通过计算化简得出目标量与引入的变量无关,是一个常数。
3.双曲线中定直线
求定直线是一个较难处理的题型。一般有两种思维:
(1)利用参数法消参求定直线
根据题意引入参数,用参数表示经过定直线的定点,代入已知条件或者根据条件所建立的关系式,消去参数即可得到定直线
(2)相关点法
类似于求轨迹的相关点代入法,一个点的运动变化引起了另外一些点的运动变化,在解题时,用一个点的坐标把另外一些点的坐标表示出来,再代入一致的曲线和直线方程中,便可求出定直线的方程。
4.双曲线中探索性、存在性问题
(1)解决存在性问题通常采用“肯定顺推法”,将不确定性问题明朗化.一般步骤如下:
①假设满足条件的曲线(直线或点等)存在,用待定系数法设出;
②列出关于待定系数的方程(组);
③若方程(组)有实数解,则曲线(直线或点等)存在,否则不存在.
(2)反证法与验证法也是求解存在性问题常用的方法。
(3)求解含参数的存在性问题时,通常的方法是首先假设满足条件的参数值存在,然后利用这些条件并结合题目的其他已知条件进行推理与计算,若不出现矛盾,并且得到了相应的参数值,就说明满足条件的参数值存在;若在推理与计算中出现了矛盾,则说明满足条件的参数值不存在,同时推理与计算的过程就是说明理由的过程。
类型一、双曲线中定点
例.已知双曲线左右焦点分别为,,点在双曲线上,且点到双曲线两条渐近线的距离乘积为,过分别作两条斜率存在且互相垂直的直线,,已知与双曲线左支交于,两点,与左右两支分别交于,两点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若线段,的中点分别为,,求证:直线恒过定点,并求出该定点坐标.
【变式训练1】已知直线与双曲线C:交于A,B两点,F是C的左焦点,且,.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若P,Q是双曲线C上的两点,M是C的右顶点,且直线MP与MQ的斜率之积为,证明直线PQ恒过定点,并求出该定点的坐标.
【变式训练2】已知双曲线的左、右焦点分别为,,且,是C上一点.
(1)求C的方程;
(2)不垂直于坐标轴的直线l交C于M, N两点,交x轴于点A,线段MN的垂直平分线交x轴于点D,若,证明:直线l过四个定点中的一个.
类型二、双曲线中定值
例.已知点,直线,动圆与直线相切,交线段于点,且.
(1)求圆心的轨迹方程,并说明是什么曲线;
(2)过点且倾斜角大于的直线与轴交于点,与的轨迹相交于两点,且,证明为定值
【变式训练1】已知双曲线过点,且离心率
(1)求该双曲线的标准方程:
(2)如果,为双曲线上的动点,直线与直线的斜率互为相反数,证明直线的斜率为定值,并求出该定值.
【变式训练2】已知F1(-,0),F2(,0)为双曲线C的焦点,点P(2,-1)在C上.
(1)求C的方程;
(2)点A,B在C上,直线PA,PB与y轴分别相交于M,N两点,点Q在直线AB上,若+,=0,证明:存在定点T,使得|QT|为定值.
【变式训练3】已知双曲线的两条渐近线所成的锐角为60°,且点P(2,3)为E上一点.
(1)求E的标准方程;
(2)设M为E在第一象限的任一点,过M的直线与E恰有一个公共点,且分别与E的两条渐近线交于点A,B,设O为坐标原点,证明:△AOB面积为定值.
类型三、双曲线中定直线
例.已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.
(1)求C的方程;
(2)记C的左、右顶点分别为,,过点的直线与C的左支交于M,N两点,M在第二象限,直线与交于点P.证明:点在定直线上.
【变式训练1】已知双曲线的一条渐近线方程为,一个焦点到该渐近线的距离为.
(1)求C的方程;
(2)设A,B是直线上关于x轴对称的两点,直线与C交于M,N两点,证明:直线AM与BN的交点在定直线上.
【变式训练2】已知双曲线C:的离心率为,过点的直线l与C左右两支分别交于M,N两个不同的点(异于顶点).
(1)若点P为线段MN的中点,求直线OP与直线MN斜率之积(O为坐标原点);
(2)若A,B为双曲线的左右顶点,且,试判断直线AN与直线BM的交点G是否在定直线上,若是,求出该定直线,若不是,请说明理由
类型四、双曲线中探索性、存在性问题
例.已知双曲线E:的左、右焦点分别为,,A是直线l:上不同于原点O的一个动点,斜率为的直线与双曲线E交于M,N两点,斜率为的直线与双曲线E交于P,Q两点.
(1)求的值;
(2)若直线OM,ON,OP,OQ的斜率分别为,,,,问是否存在点A,满足+++=0,若存在,求出A点坐标;若不存在,说明理由.
【变式训练1】已知双曲线的右焦点到渐近线的距离为.
(1)求双曲线的方程.
(2)过点的直线与双曲线的右支交于两点,在轴上是否存在点,使得点到直线的距离相等? 若存在,求出点的坐标; 若不存在,请说明理由.
【变式训练2】已知点为圆上任意一点,,线段的垂直平分线交直线于点.
(1)求点的轨迹方程;
(2)设过点的直线与点的轨迹交于点,且点在第一象限内.已知,请问是否存在常数,使得恒成立?若存在,求的值,若不存在,请说明理由.
1.已知双曲线的左、右焦点分别为、,离心率为,为的左顶点,且,若动直线与恰有个公共点,且与的两条渐近线分别交于点、.则点与点的横坐标之积为( )
A.1 B.3 C.2 D.4
2.已知双曲线的离心率为,点在双曲线上,设,为上一点,为圆上一点(,均不在轴上).直线,的斜率分别记为,,且,则直线过定点( )
A. B.
C. D.
3.(多选)已知双曲线的左顶点为,右焦点为,过点且倾斜角为的直线顺次交两条渐近线和的右支于,且,则下列结论正确的是( )
A.离心率为 B.
C. D.
4.已知双曲线的渐近线方程为,的半焦距为,且.
则的标准方程为____________,若为上的一点,且为圆外一点,过作圆的两条切线(斜率都存在),与交于另一点与交于另一点,则的斜率之积为____________.
5.已知双曲线,点的坐标为,过的直线交双曲线于点.若点的坐标为,则值为__________.
6.过双曲线上任意一点分别作两条渐近线的平行线,这两条直线与渐近线构成平行四边形,则该平行四边形的面积为_________.
7.在平面直角坐标系中,已知双曲线的右顶点为,,是双曲线上除顶点以外的任意两点,为的中点.
(1)设直线与直线的斜率分别为,,求的值.
(2)若,证明:直线过定点,并求出定点的坐标.
8.已知双曲线:的右焦点为,左顶点为A,且,到C的渐近线的距离为1,过点的直线与双曲线C的右支交于P,Q两点,直线AP,AQ与y轴分别交于M,N两点.
(1)求双曲线C的标准方程.
(2)若直线MB,NB的斜率分别为,,判断是否为定值.若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
9.如图,已知双曲线的右焦点为,O为坐标原点,过点F作直线与双曲线的渐近线交于P,Q两.点,且点P在线段FQ上,,.
(1)求C的方程;
(2)设是C的左、右顶点,过点的直线l与C交于M,N两点,试探究直线与的交点S是否在某条定直线上,若是,求出该定直线方程,若不是,请说明理由.
10.已知双曲线的左、右顶点分别为,右焦点为,满足,且到的渐近线的距离为.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知P,Q是轴上异于原点的两点,满足,直线分别交于点,直线的交点为.
①直线是否过定点?如果过定点,求出该定点的坐标;如果不过定点,请说明理由;
②记和的面积分别为.若,求直线MN方程.
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