内容正文:
专题04 双曲线(考点清单,5个考点梳理+6大题型解读)
【清单01】双曲线的定义
1.双曲线的定义
双曲线的定义:平面内与两个定点的距离的差的绝对值等于非零常数(小于)的点的轨迹叫
作双曲线.这两个定点叫作双曲线的焦点,两焦点间的距离叫作双曲线的焦距.
2.定义的集合表示:{M|||MF1|-|MF2||=2a,0<2a<|F1F2|}.
【清单02】双曲线的标准方程
双曲线的标准方程与其在坐标系中的位置的对应关系:
双曲线在坐标系中的位置
标准方程
焦点坐标
F1(-c,0),F2 (c,0)
F1(0,-c),F2 (0,c)
a,b,c的关系
c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)
【清单03】双曲线的性质
标准方程
-=1(a>0,b>0)
-=1(a>0,b>0)
性质
范围
x≥a或x≤-a
y≤-a或y≥a
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点坐标
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,+∞),其中c=
【清单04】焦点三角形
(1)焦点三角形的概念
设P是双曲线上一点,,为双曲线的焦点,当点P,,不在同一条直线上时,它们构成一个焦
点三角形,如图所示.
(2)焦点三角形的常用结论
若P是双曲线上不同于实轴两端点的任意一点,,分别为双曲线的左、右焦点,则,其中为.
【清单05】直线与双曲线的位置关系
设直线l:y=kx+m(m≠0),① 双曲线C:-=1(a>0,b>0),②
把①代入②得(b2-a2k2)x2-2a2mkx-a2m2-a2b2=0.
(1)当b2-a2k2=0,即k=±时,直线l与双曲线C的渐近线平行,直线与双曲线相交于一点.
(2)当b2-a2k2≠0,即k≠±时,Δ=(-2a2mk)2-4(b2-a2k2)(-a2m2-a2b2).
Δ>0⇒直线与双曲线有两个公共点;
Δ=0⇒直线与双曲线有一个公共点;
Δ<0⇒直线与双曲线有0个公共点.
【考点题型一】双曲线的定义
【例1】.(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
【变式1-1】.(2024·青海·模拟预测)已知,分别是双曲线C:的左、右焦点,,点P在C的右支上,且的周长为,则( )
A. B. C. D.
【变式1-2】.(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.
【变式1-3】.(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
【变式1-4】.(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.
【变式1-5】.(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.
【考点题型二】双曲线的方程
【例2】.(23-24高二上·天津河西·期末)设中心在原点,焦点在x轴上的双曲线的焦距为16,且双曲线上的任意一点到两个焦点的距离的差的绝对值等于6,双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2-1】.(23-24高三下·上海普陀·阶段练习)对于常数a,b,“”是“方程对应的曲线是双曲线”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
【变式2-2】.(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.
【变式2-3】.(2024·河南安阳·二模)已知双曲线的左、右焦点分别为,,,P为C上一点,的中点为Q,为等边三角形,则双曲线C的方程为( ).
A. B.
C. D.
【变式2-4】.(23-24高三上·天津滨海新·阶段练习)“”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.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式2-5】(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
【变式2-6】.(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.
【考点题型三】双曲线的动点轨迹方程
【例3】.(23-24高二上·重庆·期中)已知,圆 ,动圆经过点且与圆相切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【变式3-1】.(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.
【变式3-2】.(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.
【变式3-3】.(23-24高二上·湖南怀化·期中)直线和上各有一点(其中点的纵坐标分别为且满足),的面积为4,则的中点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【变式3-4】.(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;
【考点题型四】离心率
【例4】.(2024高二下·湖南衡阳·期末)古希腊数学家托勒密在他的名著《数学汇编》,里给出了托勒密定理,即任意凸四边形中,两条对角线的乘积小于等于两组对边的乘积之和,当且仅当凸四边形的四个顶点同在一个圆上时等号成立.已知双曲线的左、右焦点分别为,,双曲线C上关于原点对称的两点,满足,若,则双曲线的离心率 .
【变式4-1】.(24-25高三上·云南大理·开学考试)如图,已知分别是双曲线的左、右焦点,分别为双曲线的左支、右支上异于顶点的点,且.若,则双曲线的离心率为 .
【变式4-2】.(2024高二下·四川凉山·期末)已知双曲线,(,)的左、右焦点分别为,,过点作一条斜率为的直线与双曲线在第一象限交于点M,且,则双曲线C的离心率为 .
【变式4-3】.(2024高三下·湖南长沙·阶段练习)已知,是双曲线的两个焦点,为上一点,且,,若的离心率为,则的值为( )
A.3 B. C.2 D.
【变式4-4】.(2024·安徽合肥·模拟预测)双曲线(,)的焦距为,已知点,,点到直线的距离为,点到直线的距离为,且,则双曲线离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【考点题型五 】双曲线的渐近线
【例5】.(2024高二下·江西赣州·阶段练习)如图所示,点是双曲线的左、右焦点,双曲线的右支上存在一点满足与双曲线的左支的交点平分线段,则双曲线的渐近线斜率为( )
A.3 B. C. D.
【变式5-1】.(23-24高三上·海南·阶段练习)已知双曲线()的实轴长为,其左焦点到双曲线的一条渐近线的距离为,则双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
【变式5-2】.(2024高三下·贵州黔东南·阶段练习)已知双曲线的一条渐近线被圆截得的弦长为,则双曲线的离心率为 .
【变式5-3】.(2024高三下·湖南·阶段练习)已知为双曲线的左、右焦点,过作直线的垂线分别交双曲线的左、右两支于两点(如图).若构成以为顶角的等腰三角形,则双曲线的渐近线方程为 .
【变式5-4】.(2024·四川德阳·模拟预测)已知双曲线l 的焦距为2c,右顶点为A,过A作x轴的垂线与E 的渐近线交于M、N 两点,若 则 E 的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.[ ,2]
【考点题型六】直线与双曲线的位置关系
【例6】.(2024高二下·湖南湘潭·期末)已知双曲线的一条渐近线方程为,焦距为.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)若O为坐标原点,过的直线l交双曲线C于A,B两点,且的面积为,求直线l的方程.
【变式6-1】.(2024高二上·湖北武汉·阶段练习)直线与双曲线的左支交于不同两点,则实数的取值范围为 .
【变式6-2】.(2024·安徽六安·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为、,直线与双曲线交于,两点,若,则的面积等于( )
A.18 B.10 C.9 D.6
【变式6-3】.(2024高二下·上海徐汇·期中)已知直线和双曲线,若l与C的右支交于不同的两点,则t的取值范围是 .
【变式6-4】.(2024·湖南·模拟预测)已知双曲线的其中一个焦点为,一条渐近线方程为
(1)求双曲线的标准方程;
(2)已知倾斜角为的直线与双曲线交于两点,且线段的中点的纵坐标为4,求直线的方程.
【变式6-5】.(2024高二下·四川资阳·期末)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.
(1)求的方程;
(2)经过点的直线交于两点,且为线段的中点,求的方程.
【变式6-6】.(2024高二上·江苏苏州·期末)在平面直角坐标系中,存在两定点,与一动点A.已知直线与直线的斜率之积为3.
(1)求A的轨迹;
(2)记的左、右焦点分别为、.过定点的直线交于、两点.若、两点满足,求的方程.
【变式6-7】.(2024高二下·全国·开学考试)已知为坐标原点,双曲线:(,)的左、右焦点分别为,,点在双曲线上,,分别是线段,的中点,且,.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)已知点,,当与,不重合时,设直线,的斜率分别为,,证明:为定值.
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专题04 双曲线(考点清单,5个考点梳理+6大题型解读)
【清单01】双曲线的定义
1.双曲线的定义
双曲线的定义:平面内与两个定点的距离的差的绝对值等于非零常数(小于)的点的轨迹叫
作双曲线.这两个定点叫作双曲线的焦点,两焦点间的距离叫作双曲线的焦距.
2.定义的集合表示:{M|||MF1|-|MF2||=2a,0<2a<|F1F2|}.
【清单02】双曲线的标准方程
双曲线的标准方程与其在坐标系中的位置的对应关系:
双曲线在坐标系中的位置
标准方程
焦点坐标
F1(-c,0),F2 (c,0)
F1(0,-c),F2 (0,c)
a,b,c的关系
c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)
【清单03】双曲线的性质
标准方程
-=1(a>0,b>0)
-=1(a>0,b>0)
性质
范围
x≥a或x≤-a
y≤-a或y≥a
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点坐标
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,+∞),其中c=
【清单04】焦点三角形
(1)焦点三角形的概念
设P是双曲线上一点,,为双曲线的焦点,当点P,,不在同一条直线上时,它们构成一个焦
点三角形,如图所示.
(2)焦点三角形的常用结论
若P是双曲线上不同于实轴两端点的任意一点,,分别为双曲线的左、右焦点,则,其中为.
【清单05】直线与双曲线的位置关系
设直线l:y=kx+m(m≠0),① 双曲线C:-=1(a>0,b>0),②
把①代入②得(b2-a2k2)x2-2a2mkx-a2m2-a2b2=0.
(1)当b2-a2k2=0,即k=±时,直线l与双曲线C的渐近线平行,直线与双曲线相交于一点.
(2)当b2-a2k2≠0,即k≠±时,Δ=(-2a2mk)2-4(b2-a2k2)(-a2m2-a2b2).
Δ>0⇒直线与双曲线有两个公共点;
Δ=0⇒直线与双曲线有一个公共点;
Δ<0⇒直线与双曲线有0个公共点.
【考点题型一】双曲线的定义
【例1】.(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
【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.
【变式1-1】.(2024·青海·模拟预测)已知,分别是双曲线C:的左、右焦点,,点P在C的右支上,且的周长为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由双曲线定义可知:,
则三角形的周长为,
故.
故选:D.
【变式1-2】.(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
【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.
【变式1-3】.(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
【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
【变式1-4】.(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
【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.
【变式1-5】.(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
【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.
【考点题型二】双曲线的方程
【例2】.(23-24高二上·天津河西·期末)设中心在原点,焦点在x轴上的双曲线的焦距为16,且双曲线上的任意一点到两个焦点的距离的差的绝对值等于6,双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A.
【详解】∵双曲线的焦点在x轴上,设双曲线的方程为,且,
由题意可得,解得,
∴双曲线的方程为.
故选:A.
【变式2-1】.(23-24高三下·上海普陀·阶段练习)对于常数a,b,“”是“方程对应的曲线是双曲线”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】C
【详解】解:可整理成,
当,则且或且,此时方程即表示的曲线为双曲线,则充分性成立;
若方程表示的曲线为双曲线,则即,则必要性成立,
故选:C.
【变式2-2】.(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
【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
【变式2-3】.(2024·河南安阳·二模)已知双曲线的左、右焦点分别为,,,P为C上一点,的中点为Q,为等边三角形,则双曲线C的方程为( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】设双曲线C的半焦距为.由题可知,即.
因为的中点为Q,为等边三角形,
所以,所以,,
故,所以,,
所以,所以,所以,.
所以双曲线C的方程为.
故选:A.
【变式2-4】.(23-24高三上·天津滨海新·阶段练习)“”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.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【详解】若方程表示双曲线,则,解得,
所以由推不出方程表示双曲线,故充分性不成立,
由方程表示双曲线推得出,故必要性成立,
所以“”是“方程表示双曲线”的必要不充分条件.
故选:B
【变式2-5】(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
【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.
【变式2-6】.(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
【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.
【考点题型三】双曲线的动点轨迹方程
【例3】.(23-24高二上·重庆·期中)已知,圆 ,动圆经过点且与圆相切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】圆 ,即,圆心为,半径,
设动圆的半径为,
若动圆与圆相内切,则圆在圆内,所以,,
所以,
所以动点是以、为焦点的双曲线的右支,且、,
所以,
所以动圆圆心的轨迹方程是,
若动圆与圆相外切,所以,,
所以,
所以动点是以、为焦点的双曲线的左支,且、,
所以,
所以动圆圆心的轨迹方程是,
综上可得动圆圆心的轨迹方程是.
故选:C.
【变式3-1】.(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
【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.
【变式3-2】.(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
【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
【变式3-3】.(23-24高二上·湖南怀化·期中)直线和上各有一点(其中点的纵坐标分别为且满足),的面积为4,则的中点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为直线和互相垂直,
所以,
又,
所以点在一,四象限或者二,三象限,
设,
因为为的中点,
所以,
所以
因为,
所以,
所以,
所以,
所以,即,
故选:B.
【变式3-4】.(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】
【详解】
由题设得,
即,
整理得.
所以曲线的方程为.
【考点题型四】离心率
【例4】.(2024高二下·湖南衡阳·期末)古希腊数学家托勒密在他的名著《数学汇编》,里给出了托勒密定理,即任意凸四边形中,两条对角线的乘积小于等于两组对边的乘积之和,当且仅当凸四边形的四个顶点同在一个圆上时等号成立.已知双曲线的左、右焦点分别为,,双曲线C上关于原点对称的两点,满足,若,则双曲线的离心率 .
【答案】
【详解】由双曲线的左、右焦点分别为,及双曲线上关于原点对称的两点,,
则,,可得四边形为平行四边形,
又及托勒密定理,可得四边形为矩形.
设,,
在中,,
则,,
,,,
,解得.
双曲线的离心率为.
故答案为:.
【变式4-1】.(24-25高三上·云南大理·开学考试)如图,已知分别是双曲线的左、右焦点,分别为双曲线的左支、右支上异于顶点的点,且.若,则双曲线的离心率为 .
【答案】.
【详解】延长与双曲线交于另一点,连接.
因为,所以根据对称性可得四边形是平行四边形,
则.
设,则.
根据双曲线的定义可得,则,
所以.
在中,根据余弦定理可得,得.
在中,由,得,
则双曲线的离心率为.
故答案为:.
【变式4-2】.(2024高二下·四川凉山·期末)已知双曲线,(,)的左、右焦点分别为,,过点作一条斜率为的直线与双曲线在第一象限交于点M,且,则双曲线C的离心率为 .
【答案】
【分析】由双曲线的焦半径公式结合几何图形的性质计算即可.
【详解】
如图所示,设,则,
所以,
又M在第一象限,即,故,
因为,过M作轴于D,,
故,
即,故,
解之得(负值舍去).
故答案为:
【变式4-3】.(2024高三下·湖南长沙·阶段练习)已知,是双曲线的两个焦点,为上一点,且,,若的离心率为,则的值为( )
A.3 B. C.2 D.
【答案】A
【详解】因为,由双曲线的定义可得,
所以,;
因为,由余弦定理可得,
整理可得,所以,
即,解得或,又因为,即.
故选:A
【变式4-4】.(2024·安徽合肥·模拟预测)双曲线(,)的焦距为,已知点,,点到直线的距离为,点到直线的距离为,且,则双曲线离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】依题意直线:,即,又,
所以,,
所以,所以,
即,即,解得,
又,所以.
故选:B
【考点题型五 】双曲线的渐近线
【例5】.(2024高二下·江西赣州·阶段练习)如图所示,点是双曲线的左、右焦点,双曲线的右支上存在一点满足与双曲线的左支的交点平分线段,则双曲线的渐近线斜率为( )
A.3 B. C. D.
【答案】B
【详解】设,则,
由双曲线的定义得,,
又由得,即,解得,所以,
在直角中,由勾股定理得,即,
整理得,则,双曲线的渐近线斜率为.
故选:B.
【变式5-1】.(23-24高三上·海南·阶段练习)已知双曲线()的实轴长为,其左焦点到双曲线的一条渐近线的距离为,则双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】依题意可得,即;
不妨取左焦点到渐近线的距离为,即,
所以渐近线方程为.
故选:B.
【变式5-2】.(2024高三下·贵州黔东南·阶段练习)已知双曲线的一条渐近线被圆截得的弦长为,则双曲线的离心率为 .
【答案】
【详解】双曲线的渐近线的方程为.
圆的标准方程为:,
故该圆的圆心为,半径为2,
而圆心到渐近线的距离为,
故渐近线被该圆截得的弦长为,
整理得到:或,
而,故,故离心率为.
故答案为:.
【变式5-3】.(2024高三下·湖南·阶段练习)已知为双曲线的左、右焦点,过作直线的垂线分别交双曲线的左、右两支于两点(如图).若构成以为顶角的等腰三角形,则双曲线的渐近线方程为 .
【答案】
【详解】由题意可得,由双曲线的定义及点在右支上,,
又点在左支上,则,则,
在中,由余弦定理可得,
而与渐近线垂直,于是,即,从而得,
所以,即,化简得,解得,
所以双曲线的渐近线方程为.
故答案为:
【变式5-4】.(2024·四川德阳·模拟预测)已知双曲线l 的焦距为2c,右顶点为A,过A作x轴的垂线与E 的渐近线交于M、N 两点,若 则 E 的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.[ ,2]
【答案】A
【详解】由题意得,渐近线,
将代入得坐标为,所以,
因为轴,所以,
由已知可得,
两边同时除以得,
所以,即,
解得,所以,
而双曲线的离心率,
故选:A.
【考点题型六】直线与双曲线的位置关系
【例6】.(2024高二下·湖南湘潭·期末)已知双曲线的一条渐近线方程为,焦距为.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)若O为坐标原点,过的直线l交双曲线C于A,B两点,且的面积为,求直线l的方程.
【答案】(1) (2)或
【详解】(1)由题意得:,,,
解得:,,,
双曲线的标准方程为.
(2)由题意可知,直线的斜率一定存在,
设直线的方程为,,,,,
联立方程组,消去整理得,
则,
原点到直线的距离为 ,
所以,
解得或,故 或,
故直线方程为或
【变式6-1】.(2024高二上·湖北武汉·阶段练习)直线与双曲线的左支交于不同两点,则实数的取值范围为 .
【答案】
【详解】由,消去整理得,
因为该方程有两个不等且小于的根,所以 ,
解得,
所以实数的取值范围为.
故答案为:
【变式6-2】.(2024·安徽六安·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为、,直线与双曲线交于,两点,若,则的面积等于( )
A.18 B.10 C.9 D.6
【答案】C
【详解】直线与双曲线交于,两点,若,
则四边形为矩形,所以,,
由双曲线可得,,则,
所以,所以,
又,
所以,解得,
所以.
故选:C.
【变式6-3】.(2024高二下·上海徐汇·期中)已知直线和双曲线,若l与C的右支交于不同的两点,则t的取值范围是 .
【答案】
【详解】由消去y得:,由于l与C的右支交于不同的两点,
则直线与双曲线的两个交点横坐标均为正,且不等,
于是,解得,
所以t的取值范围是.
故答案为:
【变式6-4】.(2024·湖南·模拟预测)已知双曲线的其中一个焦点为,一条渐近线方程为
(1)求双曲线的标准方程;
(2)已知倾斜角为的直线与双曲线交于两点,且线段的中点的纵坐标为4,求直线的方程.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)由焦点可知,
又一条渐近线方程为
所以,
由可得 ,解得,,
故双曲线的标准方程为
(2)设,AB中点的坐标为
则①,②,
②①得:,
即,又,
所以,
所以直线的方程为,即
【变式6-5】.(2024高二下·四川资阳·期末)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.
(1)求的方程;
(2)经过点的直线交于两点,且为线段的中点,求的方程.
【答案】(1) (2)
【详解】(1)解:双曲线的渐近线为,即,
所以,
又焦点到直线的距离,所以,
又,所以,,所以双曲线方程为
(2)解:设,,直线的斜率为,则,,
所以,,
两式相减得,即
即,所以,解得,
所以直线的方程为,即,
经检验直线与双曲线有两个交点,满足条件,
所以直线的方程为.
【变式6-6】.(2024高二上·江苏苏州·期末)在平面直角坐标系中,存在两定点,与一动点A.已知直线与直线的斜率之积为3.
(1)求A的轨迹;
(2)记的左、右焦点分别为、.过定点的直线交于、两点.若、两点满足,求的方程.
【答案】(1) (2)或.
【详解】(1)设,由题意,化简可得
所以A的轨迹为.
(2)由题设过定点的直线方程为,将其与
联立有:,消去y得:
因交于、两点,则
.
设,则由韦达定理有:.
又,则,
,
则.
又,
,解得,
则的方程为:或.
【变式6-7】.(2024高二下·全国·开学考试)已知为坐标原点,双曲线:(,)的左、右焦点分别为,,点在双曲线上,,分别是线段,的中点,且,.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)已知点,,当与,不重合时,设直线,的斜率分别为,,证明:为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)因为,,分别是线段,,的中点,
所以,.
因为,所以,
所以由双曲线的定义知,解得.
设双曲线的半焦距为().
因为,所以,
所以,所以.
所以双曲线的标准方程为.
(2)设(),则,
所以,所以,所以.
因为,,所以,
所以,为定值.
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