内容正文:
专题3.2 双曲线的方程及其几何性质
一、利用双曲线的定义求轨迹方程
六、求双曲线的离心率
二、双曲线的标准方程问题
七、求双曲线离心率的取值范围
三、利用双曲线的定义解决焦点三角形问题
八、渐近线问题
四、利用双曲线的定义求最值
九、与双曲线有关的其他最值范围问题
五、双曲线的简单几何性质
知识点1 双曲线的定义
一般地,我们把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)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.
注意:(1)距离的差要加绝对值,否则只有双曲线的一支,若分别表示双曲线的左、右焦点,则有以下两种情形:
①若点P满足,则点P在左支上,如图(1)
②若点P满足,则点P在右支上,如图(2)
(2)注意定义中的“小于”这一限制条件,其根据是“三角形两边之差小于第三边”.
①若,即,根据平面几何知识知,当时,动点轨迹是以F2为端点向右延伸的一条射线;当时,动点轨迹是以F1为端点向左延伸的一条射线.
②若,即,根据平面几何知识知,动点轨迹不存在.
(3)注意定义中的“非零”这一限制条件,若差的绝对值等于零,则动点轨迹是线段的垂直平分线.
知识点2 双曲线的标准方程及其几何性质
标准方程
焦点位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
性质
焦点
焦距
范围
,或
或
对称性
关于坐标轴、原点对称
顶点
轴长
实轴长2a,虚轴长2b
离心率
渐近线
等轴双曲线
实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线,它有以下性质:
(1)方程形式为;
(2)渐近线方程为,它们互相垂直;
(3)离心率
重难点一 利用双曲线的定义求轨迹方程
1.已知点,,动点满足条件.则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
2.在平面直角坐标系中,已知点、,点的轨迹为,则的方程为 .
3.若动点满足方程,则动点P的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
4.已知两圆,,动圆与圆外切,且和圆内切,则动圆的圆心的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
5.已知圆:和圆:,动圆同时与圆及圆相外切,则动圆的圆心的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
6.已知点A(0,4),B(0,-4),从点C同时出发的两个质点M,N均以每秒2个单位长度的速度做匀速直线运动,M从C运动到A,N从C运动到B,且M到达A的时间比N到达B的时间晚3秒,则C的轨迹方程为 .
7.已知动圆与直线恒过同一定点,且与圆外切,求动圆圆心的轨迹方程.
双曲线定义中,距离的差要加绝对值,否则只有双曲线的一支,若分别表示双曲线的左、右焦点,则有以下两种情形:
①若点满足,则点在左支上;
②若点满足,则点在右支上.
重难点二 双曲线的标准方程问题
8.对于方程表示的曲线,下列说法正确的是( )
A.曲线只能表示圆、椭圆或双曲线 B.若为负角,则曲线为双曲线
C.若为正角,则曲线为椭圆 D.若为椭圆,则其焦点在轴上
9.“”是“方程表示的曲线是双曲线”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
10.已知双曲线的两个焦点为,,M是此双曲线上的一点,且满足,,则该双曲线的方程是( )
A. B. C. D.
11.过点且与椭圆有相同焦点的双曲线方程为( )
A. B. C. D.
12.已知为双曲线的两个焦点,双曲线上一点满足(为半虚轴长),则双曲线的标准方程为 .
13.求焦点在x轴上,且经过点与的双曲线的标准方程为 .
14.求适合下列条件的双曲线的标准方程.
(1)焦点在x轴上,,经过点;
(2)过点,且与椭圆有相同焦点双曲线方程.
求双曲线的标准方程的常用方法
(1)定义法:若由题设条件能够判断出动点的轨迹是双曲线,则可根据双曲线的定义确定其方程.
(2)用待定系数法求双曲线方程的一般步骤:
①定位置:根据条件确定双曲线的焦点在哪条坐标轴上,还是两种都有可能;
②设方程:根据焦点位置,设方程为或,焦点不定时,亦可设为;
③寻关系:根据已知条件列出关于的方程组
④得方程:解方程组,将代入所设方程
重难点三 利用双曲线的定义解决焦点三角形问题
15.已知为双曲线的左,右焦点,为坐标原点,为双曲线上一点,且,则到轴的距离为( )
A.2 B. C. D.
16.已知分别为双曲线的左、右焦点,为的右支上一点,且,则到直线的距离为( )
A. B. C. D.
17.若椭圆和双曲线的共同焦点为,,是两曲线的一个交点,则的面积值为( )
A.4 B.8 C.12 D.16
18.若是双曲线的两个焦点,为上关于坐标原点对称的两点,且,设四边形的面积为,四边形的外接圆的面积为,则( )
A. B. C. D.
19.点分别是双曲线的左、右焦点,点在上,且,则的面积为 .
20.已知点为双曲线右支上一点,分别为双曲线的左、右焦点,为的内心,若成立,则的值为 .
21.已知P是双曲线右支上任意一点,,分别为左、右焦点,设,,则= .
22.已知双曲线的左、右焦点分别是,.
(1)若双曲线上一点M到它的一个焦点的距离等于16,求点M到另一个焦点的距离;
(2)如图,若P是双曲线左支上的点,且,求的面积.
利用双曲线的定义解决与焦点有关的问题,一是要注意定义条件的变形使用,二是要特别注意与的关系.
重难点四 利用双曲线的定义求最值
23.已知双曲线是其左右焦点.圆,点P为双曲线C右支上的动点,点Q为圆E上的动点,则的最小值是( )
A. B. C.7 D.8
24.已知双曲线的一条渐近线方程为,左焦点为F,点P在双曲线右支上运动,点Q在圆上运动,则的最小值为( )
A. B.8 C. D.9
25.设P是双曲线上一点,M、N分别是两圆和上的点,则的最大值为( )
A.6 B.9 C.12 D.14
26.在平面直角坐标系中,已知点,,,,直线AP,BP相交于点P,且它们斜率之积是.当时,的最小值为( )
A. B. C. D.
27.已知点,点在曲线上运动,点在曲线上运动,则的最小值是 .
28..已知双曲线的一条渐近线的方程为,左、右焦点分别为,,直线过定点P,且在双曲线C上,M为双曲线上的动点,则的最小值为 .
29.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 .
30.已知点在双曲线的右支上,,动点满足,是双曲线的右焦点,则的最大值为 .
(1)若定点与双曲线右焦点在双曲线右支的同侧,则的最小值是,最大值不存在;
(2)若定点与双曲线右焦点在双曲线右支的异侧,则的最小值是,最大值不存在.
重难点五 双曲线的简单几何性质
31.(多选)已知双曲线方程,下列说法中正确的有( )
A.焦点坐标 B.离心率为
C.焦距为10 D.渐近线方程
32.求双曲线的实半轴长、虚半轴长、焦点坐标、顶点坐标.
33.我们把离心率为的双曲线称为“黄金双曲线”.已知“黄金双曲线”,则的虚轴长为 .
34.已知双曲线 与 有共同的渐近线,则它们一定有相等的( )
A.实轴长 B.虚轴长 C.焦距 D.离心率
35.(多选)已知椭圆:与双曲线:(),下列关于两曲线的说法正确的是( )
A.C1的长轴长与C2的实轴长相等 B.C1的短轴长与C2的虚轴长相等
C.焦距相等 D.离心率不相等
36.已知函数的图象是等轴双曲线,将的图象顺时针旋转可得到曲线,则的焦距为( )
A. B.4 C. D.8
平面内动点到两定点的距离的和为常数,即,
由双曲线的标准方程求双曲线的有关性质,首先要将双曲线方程化为标准形式或,确定的值,进而求出,再根据双曲线的几何性质得到相应的答案.
重难点六 求双曲线的离心率
37.在平面直角坐标系中,双曲线的左、右焦点分别为为双曲线右支上一点,连接交轴于点,若,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
38.设双曲线C:(,)的左、右焦点分别为,,点P在双曲线C上,过点P作两条渐近线的垂线,垂足分别为D,E,若,且,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C. D.2
39.已知双曲线的左、右焦点分别为,,是双曲线右支上一点,若,,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
40.在平面直角坐标系中,为双曲线的左顶点,为双曲线上位于第一象限内的一点,点关于轴对称的点为,记,若,则双曲线的离心率为( )
A.2 B. C. D.
41.已知双曲线的左、右焦点分别为F1,F2.以F1F2为直径的圆和C的渐近线在第一象限交于A点,直线AF1交C的另一条渐近线于点B,,则C的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
42.双曲线:的两焦点分别为,,焦距为,为双曲线上一点,且满足,,则双曲线的离心率为 .
43.已知点为双曲线右支上的一点,点,分别为双曲线的左、右焦点,若M为的内心,且,则双曲线的离心率为 .
44.过双曲线的上焦点,作其中一条渐近线的垂线,垂足为,直线与双曲线的上、下两支分别交于,若,则双曲线的离心率 .
求解双曲线的离心率一般有两种方法
(1)由条件寻找所满足的等式,常用的公式变形为,其中;
(2)依据条件列出含的齐次方程,利用转化为含或的方程,解方程即可,注意依据对所得解进行取舍.
重难点七 求双曲线离心率的取值范围
45.若直线与双曲线有公共点,则双曲线离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
46.已知双曲线的左、右焦点分别为,.过作直线与双曲线的右支交于,两点,若的周长为,则双曲线的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
47.如图,在中,,其内切圆与边相切于点,且.延长至点.使得,连接.设以两点为焦点且经过点的椭圆的离心率为,以两点为焦点且经过点的双曲线的离心率为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
48.已知,分别是双曲线的左、右焦点.若双曲线右支上存在一点,使,则双曲线的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
49.在平面直角坐标系中,设直线与双曲线的两条渐近线都相交且交点都在轴左侧,则双曲线的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
50.已知是双曲线的两个焦点,为上除顶点外的一点,,且,则的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
51.已知双曲线的右焦点为,过的直线与交于点,且满足的直线恰有三条,则双曲线的离心率的取值范围为 .
52.已知双曲线,直线和相互平行,直线与双曲线交于两点,直线与双曲线交于两点,直线和交于点(异于坐标原点).若直线的斜率为3,直线是坐标原点的斜率,则双曲线的离心率的取值范围为 .
重难点八 渐近线问题
53.已知双曲线的渐近线方程为,实轴长为4,则该双曲线的标准方程为( ).
A. B.或
C. D.或
54.如图,已知双曲线的左焦点为F,过点F的直线垂直于双曲线C的一条渐近线,并分别交两条渐近线于两点(其中点A为垂足),且点分别在第二、三象限内.若,则双曲线C的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
55.已知双曲线的焦点与椭圆的上、下顶点重合,且其中一条渐近线的方程为,则该双曲线的标准方程为 .
56.写出一个与双曲线有相同渐近线,且焦点在轴上的双曲线方程为 .
57.已知双曲线E与双曲线具有相同的渐近线,且经过点,则双曲线E的方程为 .
58.设直线与双曲线(,)两条渐近线分别交于点A,B,若点满足,则该双曲线的渐近线方程是
根据双曲线的标准方程求它的渐近线方程的方法中,最简单且实用的是把双曲线标准方程中等号右边的“1”改成“0”,就得到了此双曲线的渐近线方程.
与双曲线有共同渐近线的双曲线方程可设为;
若已知双曲线的渐近线方程或,则双曲线方程可设为.(当时,焦点在轴上;当时,焦点在轴上.)
重难点九 与双曲线有关的其他最值范围问题
59.已知双曲线的左、右顶点分别为是右支上一点,直线与直线的交点分别为,记的外接圆半径分别为,则的最大值为( )
A. B. C. D.
60.伦敦奥运会自行车赛车馆有一个明显的双曲线屋顶,该赛车馆是数学与建筑完美结合造就的艺术品,若将如图所示的双曲线屋顶的一段近似看成离心率为的双曲线C:上支的一部分,点F是C的下焦点,若点P为C上支上的动点,则与P到C的一条渐近线的距离之和的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
61.设为坐标原点,直线与双曲线的两条渐近线分别交于两点,若的面积为8,则的焦距的最小值为( )
A.2 B.4 C.8 D.16
62.设O为坐标原点,直线与双曲线的两条渐近线分别交于D,E两点,若的面积为8,则C的焦距的最小值为( )
A.32 B.16 C.8 D.4
63.如图,双曲线的右焦点为,点A在的渐近线上,点A关于轴的对称点为为坐标原点),记四边形OAFB的面积为,四边形OAFB的外接圆的面积为,则的最大值为 ,此时双曲线的离心率为 .
64.已知双曲线:的一条渐近线与圆O:交于两点,设圆O在两点处的切线与轴分别交于两点、若双曲线的焦距为,则四边形周长的最大值为 .
一、单选题
1.已知方程 表示双曲线,则m的取值范围为 ( )
A. B.或
C. D.
2.过双曲线的右支上一点,分别向圆和圆作切线,切点分别为,则的最小值为( )
A.16 B.17 C.18 D.19
3.已知是双曲线的左、右焦点,过作双曲线一条渐近线的垂线,垂足为,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
4.若椭圆或双曲线上存在点P,使得点P到两个焦点的距离之比为,且存在,则称此椭圆或双曲线存在“点”,下列曲线中存在“点”的是( )
A. B. C. D.
5.已知为坐标原点,双曲线的左焦点为,右顶点为;过点向双曲线的一条渐近线作垂线,垂足为,且,直线与双曲线的左支交于点,则的大小为( )
A. B. C. D.
6.已知双曲线C:的离心率为,左,右焦点分别为,,关于C的一条渐近线的对称点为P.若,则的面积为( )
A.2 B. C.3 D.4
二、多选题
7.已知是双曲线的上焦点,点在上,则( )
A. B. C.的最小值为2 D.的最小值为4
8.已知椭圆的方程为,双曲线的方程为,则( )
A.双曲线的一条渐近线方程为
B.椭圆和双曲线共焦点
C.椭圆的离心率
D.椭圆和双曲线的图像有4个公共点
9.已知分别是双曲线的左右焦点,点是圆上的动点,下列说法正确的是( )
A.三角形的周长是12
B.若双曲线与双曲线有相同的渐近线,且双曲线的焦距为8,则双曲线为
C.若,则的位置不唯一
D.若是双曲线左支上一动点,则的最小值是
三、填空题
10.是双曲线C:()的一条渐近线,则双曲线C的右焦点F到直线的距离为 .
11.设,为实数,已知经过点的椭圆与双曲线有相同的焦距,则 .
12.如图,沿东西方向相距4海里的两个小岛A,B,岛上安装了信号接收塔,舰艇P沿着某种确定的圆锥曲线轨迹航行,A,B是曲线的焦点,当P在小岛B正北方向处时,测得距小岛B3海里.当舰艇航行至小岛B西偏南的处时,测得距小岛B1.5海里.在以线段AB中点为圆心,1海里为半径的圆形海域内布满暗礁(不包含边界),舰艇P在航行的过程中,会放下巡逻船Q,巡逻船在以PB为直径的圆域内全面巡逻,舰长认为不会有触礁的风险,理由是 .
四、解答题
13.根据下列条件,求双曲线的标准方程:
(1),经过点;
(2)与双曲线1有相同的焦点,且经过点;
(3)与双曲线有公共的渐近线,且过点.
14.已知双曲线一条渐近线方程为,且点在双曲线上.
(1)求双曲线标准方程,
(2)若双曲线的左顶点为,右焦点为为双曲线右支上任意一点,求的最小值.
15.已知点,依次为双曲线:的左右焦点,,,.
(1)若,以为方向向量的直线经过,求到的距离.
(2)在(1)的条件下,双曲线上是否存在点,使得,若存在,求出点坐标;若不存在,请说明理由.
2
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专题3.2 双曲线的方程及其几何性质
一、利用双曲线的定义求轨迹方程
六、求双曲线的离心率
二、双曲线的标准方程问题
七、求双曲线离心率的取值范围
三、利用双曲线的定义解决焦点三角形问题
八、渐近线问题
四、利用双曲线的定义求最值
九、与双曲线有关的其他最值范围问题
五、双曲线的简单几何性质
知识点1 双曲线的定义
一般地,我们把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)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.
注意:(1)距离的差要加绝对值,否则只有双曲线的一支,若分别表示双曲线的左、右焦点,则有以下两种情形:
①若点P满足,则点P在左支上,如图(1)
②若点P满足,则点P在右支上,如图(2)
(2)注意定义中的“小于”这一限制条件,其根据是“三角形两边之差小于第三边”.
①若,即,根据平面几何知识知,当时,动点轨迹是以F2为端点向右延伸的一条射线;当时,动点轨迹是以F1为端点向左延伸的一条射线.
②若,即,根据平面几何知识知,动点轨迹不存在.
(3)注意定义中的“非零”这一限制条件,若差的绝对值等于零,则动点轨迹是线段的垂直平分线.
知识点2 双曲线的标准方程及其几何性质
标准方程
焦点位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
性质
焦点
焦距
范围
,或
或
对称性
关于坐标轴、原点对称
顶点
轴长
实轴长2a,虚轴长2b
离心率
渐近线
等轴双曲线
实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线,它有以下性质:
(1)方程形式为;
(2)渐近线方程为,它们互相垂直;
(3)离心率
重难点一 利用双曲线的定义求轨迹方程
1.已知点,,动点满足条件.则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】,由,
结合双曲线定义可知动点的轨迹为以,为焦点的双曲线右支,
在双曲线中,,可得,,
所以,
动点的轨迹方程为.
故选:A.
2.在平面直角坐标系中,已知点、,点的轨迹为,则的方程为 .
【答案】
【详解】因为,
所以轨迹是以点、为左、右焦点的双曲线的右支,
设轨迹的方程为,
则,,可得,,
所以轨迹的方程为.
故答案为:.
3.若动点满足方程,则动点P的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意得点到点与点的距离之差的绝对值为3,且,
故动点P的轨迹方程是以与为焦点的双曲线,
故,
所以,
所以双曲线的方程为.
故选:A.
4.已知两圆,,动圆与圆外切,且和圆内切,则动圆的圆心的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】如图,
设动圆的半径为,则,,
则,
所以动圆圆心的轨迹是以为焦点,以为实轴长的双曲线的右支.
因为,
所以.
故动圆圆心的轨迹方程为.
故选:C.
5.已知圆:和圆:,动圆同时与圆及圆相外切,则动圆的圆心的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】设动圆的半径为r,
则,,
则,
根据双曲线的定义知,动圆的圆心的轨迹为双曲线的左半支.
故选:C.
6.已知点A(0,4),B(0,-4),从点C同时出发的两个质点M,N均以每秒2个单位长度的速度做匀速直线运动,M从C运动到A,N从C运动到B,且M到达A的时间比N到达B的时间晚3秒,则C的轨迹方程为 .
【答案】
【详解】如图,设,
则,
所以C的轨迹是以为焦点,且实轴长为的双曲线的下支,
由,得,
所以C的轨迹方程为.
故答案为:.
7.已知动圆与直线恒过同一定点,且与圆外切,求动圆圆心的轨迹方程.
【答案】
【详解】易得定点,圆的标准方程为,
所以圆的圆心为,半径为.
因为圆与圆外切,所以,
所以由双曲线定义知:动圆圆心的轨迹是以为焦点的双曲线的左半支.
因为,所以.
故动圆圆心的轨迹方程为
双曲线定义中,距离的差要加绝对值,否则只有双曲线的一支,若分别表示双曲线的左、右焦点,则有以下两种情形:
①若点满足,则点在左支上;
②若点满足,则点在右支上.
重难点二 双曲线的标准方程问题
8.对于方程表示的曲线,下列说法正确的是( )
A.曲线只能表示圆、椭圆或双曲线 B.若为负角,则曲线为双曲线
C.若为正角,则曲线为椭圆 D.若为椭圆,则其焦点在轴上
【答案】B
【详解】对A,当,即时,曲线的方程为,
此时曲线为两条平行的直线,故A错误;
对B,若为负角,即,则,
此时曲线为双曲线,故B正确;
对C,若为正角,即,当时,,
则曲线的方程为1,是圆,故C错误;
对D,若为椭圆,则,又可变形为,
则为焦点在轴上的椭圆,故D错误.
故选:B.
9.“”是“方程表示的曲线是双曲线”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】A
【详解】若,则,所以方程表示双曲线;
若方程表示双曲线,则,解得或,
所以“”是“方程表示双曲线”的充分不必要条件.
故选:A
10.已知双曲线的两个焦点为,,M是此双曲线上的一点,且满足,,则该双曲线的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】
,
即,
.
则.
.即.
,.
则该双曲线的方程是:.
故选:A
11.过点且与椭圆有相同焦点的双曲线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由,得,所以焦点在y轴上,且.
设双曲线的方程为,所以解得,,
所以双曲线的方程为.
故选:D.
12.已知为双曲线的两个焦点,双曲线上一点满足(为半虚轴长),则双曲线的标准方程为 .
【答案】
【详解】依题意,
则由可得,
因为焦点在轴上,因此双曲线的标准方程为.
故答案为:
13.求焦点在x轴上,且经过点与的双曲线的标准方程为 .
【答案】
【详解】设双曲线的标准方程为(,),
因为点,在双曲线上,
所以有,解得
所以双曲线的标准方程为.
故答案为:
14.求适合下列条件的双曲线的标准方程.
(1)焦点在x轴上,,经过点;
(2)过点,且与椭圆有相同焦点双曲线方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,且双曲线的焦点在x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)在椭圆中,,
所以椭圆的焦点坐标为,,
设双曲线标准方程为,,
因为双曲线与椭圆有相同焦点,
所以,
点代入双曲线方程,可得,
联立,解得,,
所以双曲线标准方程为.
求双曲线的标准方程的常用方法
(1)定义法:若由题设条件能够判断出动点的轨迹是双曲线,则可根据双曲线的定义确定其方程.
(2)用待定系数法求双曲线方程的一般步骤:
①定位置:根据条件确定双曲线的焦点在哪条坐标轴上,还是两种都有可能;
②设方程:根据焦点位置,设方程为或,焦点不定时,亦可设为;
③寻关系:根据已知条件列出关于的方程组
④得方程:解方程组,将代入所设方程
重难点三 利用双曲线的定义解决焦点三角形问题
15.已知为双曲线的左,右焦点,为坐标原点,为双曲线上一点,且,则到轴的距离为( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【详解】由双曲线,可得,则,
设,由双曲线的定义,可得,
根据余弦定理,可得,解得,
再设点的坐标为,
则,
因为,可得,解得,
由,可得,即点到轴的距离为.
故选:C.
16.已知分别为双曲线的左、右焦点,为的右支上一点,且,则到直线的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】双曲线的半焦距,故的实半轴,
故由双曲线的定义可知,
过作的垂线,垂足为,,则为线段的中点,故,
所以.
故选:A.
17.若椭圆和双曲线的共同焦点为,,是两曲线的一个交点,则的面积值为( )
A.4 B.8 C.12 D.16
【答案】A
【详解】不妨设为左焦点,为右焦点,为两曲线在第一象限的交点,
则由已知得,
则,
,
,
则,
所以.
故选:A.
18.若是双曲线的两个焦点,为上关于坐标原点对称的两点,且,设四边形的面积为,四边形的外接圆的面积为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】依题意,点与,与都关于原点O对称,且,因此四边形是矩形,如图,
由双曲线:得:,,
于是,
显然四边形的外接圆半径为,因此,
所以.
故答案为:
19.点分别是双曲线的左、右焦点,点在上,且,则的面积为 .
【答案】
【详解】结合题意可得: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:.
20.已知点为双曲线右支上一点,分别为双曲线的左、右焦点,为的内心,若成立,则的值为 .
【答案】/0.8
【详解】设的内切圆半径为,
由双曲线的定义得
由题意得,
故,
又双曲线的,
代入上式得:,
故答案为:.
21.已知P是双曲线右支上任意一点,,分别为左、右焦点,设,,则= .
【答案】/0.25
【详解】由可得,
如图:作出的内切圆与三边分别交于,
则,
又,
所以,所以轴,
由内切圆的性质可得,,
,所以,
故答案为:
22.已知双曲线的左、右焦点分别是,.
(1)若双曲线上一点M到它的一个焦点的距离等于16,求点M到另一个焦点的距离;
(2)如图,若P是双曲线左支上的点,且,求的面积.
【答案】(1)10或22
(2)
【详解】(1)双曲线的标准方程为,
故,,,
由双曲线的定义得,
又双曲线上一点M到它的一个焦点的距离等于16,
假设点M到另一个焦点的距离等于x,
则,解得或.
故点M到另一个焦点的距离为10或22.
(2)由双曲线的定义和余弦定理得,
,
所以,
所以,
所以.
利用双曲线的定义解决与焦点有关的问题,一是要注意定义条件的变形使用,二是要特别注意与的关系.
重难点四 利用双曲线的定义求最值
23.已知双曲线是其左右焦点.圆,点P为双曲线C右支上的动点,点Q为圆E上的动点,则的最小值是( )
A. B. C.7 D.8
【答案】A
【详解】
由题设知,,,,圆的半径
由点为双曲线右支上的动点知
,∴
∴.
故选:A
24.已知双曲线的一条渐近线方程为,左焦点为F,点P在双曲线右支上运动,点Q在圆上运动,则的最小值为( )
A. B.8 C. D.9
【答案】B
【详解】由,所以有,
设圆的圆心为,半径为,
设该双曲线另一个焦点为,所以,
求的最小值转化为求的最小值,
因此当点依次共线时,有最小值,
即,
故选:B
25.设P是双曲线上一点,M、N分别是两圆和上的点,则的最大值为( )
A.6 B.9 C.12 D.14
【答案】B
【详解】因为双曲线方程为,故,则其焦点为,
根据题意,作图如下:
则,当且仅当三点共线,且在之间时取得等号;
,当且仅当三点共线,且在之间时取得等号;
则,
故可得,
故的最大值为:.
故选:B.
26.在平面直角坐标系中,已知点,,,,直线AP,BP相交于点P,且它们斜率之积是.当时,的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:设点坐标为,则直线的斜率;
直线的斜率.
由已知有,
化简得点的轨迹方程为.
又,所以点的轨迹方程为,即点的轨迹为以、为顶点的双曲线的左支(除点),因为,设,由双曲线的定义可知,所以,当且仅当、、三点共线时取得最小值,因为,所以,所以,即的最小值为;
故选:A
27.已知点,点在曲线上运动,点在曲线上运动,则的最小值是 .
【答案】
【详解】如下图所示:
在双曲线中,,,,
圆的圆心为,半径长为,
所以,双曲线的左、右焦点分别为、,
由双曲线的定义可得,,
所以,,
当且仅当为射线与圆的交点,且时,等号成立,
故的最小值是.
故答案为:.
28..已知双曲线的一条渐近线的方程为,左、右焦点分别为,,直线过定点P,且在双曲线C上,M为双曲线上的动点,则的最小值为 .
【答案】
【详解】将直线,变形为,可得,解得:,所以定点为P(4,1).
由双曲线的一条渐近线的方程为,及在双曲线上,可得:解得:,
所以,
所以左、右焦点分别为,.
如图示,要求的最小值,点M需在双曲线的右支上.
由双曲线的定义可得:,
所以,
所以.
所以当三点共线时,即M落在点G处,最小,
所以的最小值为.
故答案为:
【点睛】距离的计算方法有两类:
(1)几何法:利用几何图形求最值;
(2)代数法:把距离表示为函数,利用函数求最值.
29.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】/
【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:.
30.已知点在双曲线的右支上,,动点满足,是双曲线的右焦点,则的最大值为 .
【答案】/
【详解】动点满足,则点的轨迹是以为圆心,2为半径的圆,
设双曲线的左焦点为,由题知,
则,
当且仅当,,三点共线时,等号成立,
所以的最大值为,
故答案为:
(1)若定点与双曲线右焦点在双曲线右支的同侧,则的最小值是,最大值不存在;
(2)若定点与双曲线右焦点在双曲线右支的异侧,则的最小值是,最大值不存在.
重难点五 双曲线的简单几何性质
31.(多选)已知双曲线方程,下列说法中正确的有( )
A.焦点坐标 B.离心率为
C.焦距为10 D.渐近线方程
【答案】BC
【详解】由双曲线方程,得,
焦点在轴,所以焦点坐标,A选项错误;
所以离心率,B选项正确;
焦距为,C选项正确;
.渐近线方程为,D选项错误,
故选:BC
32.求双曲线的实半轴长、虚半轴长、焦点坐标、顶点坐标.
【答案】实半轴长2,虚半轴长,焦点坐标为,,顶点坐标为,
【详解】把方程化为标准方程,
因此该双曲线的实半轴长,虚半轴长,半焦距,
所以焦点坐标为,,顶点坐标为,.
33.我们把离心率为的双曲线称为“黄金双曲线”.已知“黄金双曲线”,则的虚轴长为 .
【答案】
【详解】因为,即,解得,所以的虚轴长为,
故答案为:.
34.已知双曲线 与 有共同的渐近线,则它们一定有相等的( )
A.实轴长 B.虚轴长 C.焦距 D.离心率
【答案】D
【详解】双曲线的渐近线方程为 ,
的渐近线方程为,
由题意可得, 又 ,,所以 ,
又推不出,所以推不出
故选:D
35.(多选)已知椭圆:与双曲线:(),下列关于两曲线的说法正确的是( )
A.C1的长轴长与C2的实轴长相等 B.C1的短轴长与C2的虚轴长相等
C.焦距相等 D.离心率不相等
【答案】CD
【详解】椭圆:长轴半,短半轴,焦半距,离心率;
双曲线:长轴半,短半轴,焦半距,离心率;
∵,∴选项A不正确;
∵,∴选项B不正确;
∵,∴选项C正确;
∵,∴选项D正确;
故选:CD
36.已知函数的图象是等轴双曲线,将的图象顺时针旋转可得到曲线,则的焦距为( )
A. B.4 C. D.8
【答案】D
【详解】函数的图象与对称轴的一个交点就是曲线的顶点,
该点旋转后变为,曲线也是等轴双曲线,
所以的焦距为8,
故选:D
平面内动点到两定点的距离的和为常数,即,
由双曲线的标准方程求双曲线的有关性质,首先要将双曲线方程化为标准形式或,确定的值,进而求出,再根据双曲线的几何性质得到相应的答案.
重难点六 求双曲线的离心率
37.在平面直角坐标系中,双曲线的左、右焦点分别为为双曲线右支上一点,连接交轴于点,若,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设,则,,
因为,则,
即,整理可得,则,
又因为,即,
整理可得,解得或(舍去),
所以双曲线的离心率为.
故选:B.
38.设双曲线C:(,)的左、右焦点分别为,,点P在双曲线C上,过点P作两条渐近线的垂线,垂足分别为D,E,若,且,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C. D.2
【答案】C
【详解】设,则,即,
双曲线C的渐近线方程为,
所以,
又,平方后得,
又在中,由可得,
所以,
两式相减,整理得,
所以,
因为,
所以,解得.
故选:C.
39.已知双曲线的左、右焦点分别为,,是双曲线右支上一点,若,,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】如图,,,
所以,
由双曲线的定义知,
又,则在中,,
在中,,
即,可得.
故选:A
40.在平面直角坐标系中,为双曲线的左顶点,为双曲线上位于第一象限内的一点,点关于轴对称的点为,记,若,则双曲线的离心率为( )
A.2 B. C. D.
【答案】A
【详解】
设,则,,
,则,①
则,
所以,
,
所以,②
将①代入②得,
,
因为,
所以,
所以双曲线的离心率为,
故选:A.
【点睛】方法点睛:过两点的直线斜率(或正切值)为,再结合两角差的正切展开式将问题转化为.
41.已知双曲线的左、右焦点分别为F1,F2.以F1F2为直径的圆和C的渐近线在第一象限交于A点,直线AF1交C的另一条渐近线于点B,,则C的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
【答案】C
【详解】如图所示,因为,可得点为线段的中点,则,
可得,
因为直线是双曲线的渐近线,由双曲线的对称性可知,
所以,
可得直线的斜率为,则,
所以双曲线的离心率为.
故选:C.
42.双曲线:的两焦点分别为,,焦距为,为双曲线上一点,且满足,,则双曲线的离心率为 .
【答案】
【详解】由,可得在双曲线的右支上,
因为,,所以,
所以,所以.
故双曲线的离心率为.
故答案为:.
43.已知点为双曲线右支上的一点,点,分别为双曲线的左、右焦点,若M为的内心,且,则双曲线的离心率为 .
【答案】
【详解】设内切圆半径为,由题意知,
所以,
即,由点为双曲线右支上的一点,
则,
故双曲线的离心率.
故答案为:.
44.过双曲线的上焦点,作其中一条渐近线的垂线,垂足为,直线与双曲线的上、下两支分别交于,若,则双曲线的离心率 .
【答案】
【详解】设双曲线右焦点为,由题,双曲线的一条渐近线方程为即,
过该渐近线作垂线,则由题,,
设,则由题,,,
所以,,
所以在中,①,
在中,②,
在中,③,
由①②得,化简解得,
由①③得,化简解得,
所以,
故双曲线的离心率.
故答案为:.
【点睛】思路点睛:依据题意设双曲线右焦点为,,则结合双曲线定义可得、和的边长均是已知的,接着结合余弦定理均可求出三个三角形的公共角的余弦值,从而可建立等量关系式依次求出和,进而由离心率公式得解.
求解双曲线的离心率一般有两种方法
(1)由条件寻找所满足的等式,常用的公式变形为,其中;
(2)依据条件列出含的齐次方程,利用转化为含或的方程,解方程即可,注意依据对所得解进行取舍.
重难点七 求双曲线离心率的取值范围
45.若直线与双曲线有公共点,则双曲线离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题意:的斜率要小于双曲线渐近线的斜率,
所以.
故选::D
46.已知双曲线的左、右焦点分别为,.过作直线与双曲线的右支交于,两点,若的周长为,则双曲线的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由双曲线的定义可得,
两式相加可得,
则的周长为,即,
再由,可得,解得,
由.
故选:A
47.如图,在中,,其内切圆与边相切于点,且.延长至点.使得,连接.设以两点为焦点且经过点的椭圆的离心率为,以两点为焦点且经过点的双曲线的离心率为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】如图,设内切圆与边分别相切于点,
由切线长定理和的对称性,可设.
由,可得.
在中,由余弦定理,.
于是根据椭圆和双曲线的定义,.
接下来确定的取值范围.
设,
在中,,
于是由余弦定理,,
整理得,于是,故,
又因为在内单调递增,可知,
可得,所以的取值范围是.
故选:D.
【点睛】方法点睛:1.椭圆、双曲线离心率(离心率范围)的求法:求椭圆、双曲线的离心率或离心率的范围,关键是根据已知条件确定a,b,c的等量关系或不等关系,然后把b用a,c代换,求e的值;
2.焦点三角形的作用:在焦点三角形中,可以将圆锥曲线的定义,三角形中边角关系,如正余弦定理、勾股定理结合起来.
48.已知,分别是双曲线的左、右焦点.若双曲线右支上存在一点,使,则双曲线的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】依题意可得,
代入并整理,得,解得,
所以,即,所以.
因为双曲线上的点到焦点的距离的最小值为,
所以要满足双曲线右支上存在一点,使,则,
即,所以,
所以双曲线的离心率的取值范围为.
故选:B.
49.在平面直角坐标系中,设直线与双曲线的两条渐近线都相交且交点都在轴左侧,则双曲线的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为双曲线的两条渐近线方程为,
又与双曲线的两条渐近线都相交且交点都在轴左侧,
由图知,,即,所以离心率,
又,所以,
故选:B.
50.已知是双曲线的两个焦点,为上除顶点外的一点,,且,则的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】
设,显然,
则,
所以的离心率.由于,
所以,所以的取值范围是;
故选:A
51.已知双曲线的右焦点为,过的直线与交于点,且满足的直线恰有三条,则双曲线的离心率的取值范围为 .
【答案】
【详解】由题意知道直线与双曲线两支分别相交,且有两条直线与双曲线同一支相交.
显然满足的直线有1条为x轴,为左右顶点,长度为实轴长,.
当直线过,刚好垂直x轴时,令,可求得.此时直线只有1条.
加上前面的1条,总共2条,不满足题意.
如图,
运用双曲线对称性知道时,刚好有2条,总共3条,满足题意.
即.则.又由于,
则双曲线的离心率的取值范围为.
故答案为:.
52.已知双曲线,直线和相互平行,直线与双曲线交于两点,直线与双曲线交于两点,直线和交于点(异于坐标原点).若直线的斜率为3,直线是坐标原点的斜率,则双曲线的离心率的取值范围为 .
【答案】
【详解】
由题意,,故,
设的中点的中点,
则,两式相减,得,化简得,
所以,所以①,同理②,
因为,所以三点共线,所以,
将①②代入得,即,
因为,所以,所以,
所以双曲线的离心率为.
所以双曲线的离心率的取值范围为.
故答案为:.
【点睛】关键点睛:关键是用点差法来得到①,同理②,结合三点共线以及离心率公式即可顺利得解.
重难点八 渐近线问题
53.已知双曲线的渐近线方程为,实轴长为4,则该双曲线的标准方程为( ).
A. B.或
C. D.或
【答案】D
【详解】当双曲线的焦点在横轴时,设双曲线的标准方程为:,
因为实轴长为4,所以得,因为双曲线的渐近线方程为:,所以有,
因此,所以双曲线的方程为:;
当双曲线的焦点在纵轴时,设双曲线的标准方程为:,
因为实轴长为4,所以得,因为双曲线的渐近线方程为:,所以有,
因此,所以双曲线的方程为:.
综上所述,双曲线的方程为或.
故选:D
54.如图,已知双曲线的左焦点为F,过点F的直线垂直于双曲线C的一条渐近线,并分别交两条渐近线于两点(其中点A为垂足),且点分别在第二、三象限内.若,则双曲线C的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】双曲线:(,),右焦点,渐近线方程为.
将渐近线方程化为一般式为,,
由点到直线距离公式可知,所以,
根据题意,则,
设,由双曲线对称性可知,
而,,
由正切二倍角公式可知,
即,化简可得,即,
所以双曲线C的渐近线方程为,
故选:B.
55.已知双曲线的焦点与椭圆的上、下顶点重合,且其中一条渐近线的方程为,则该双曲线的标准方程为 .
【答案】
【详解】椭圆的上、下顶点坐标为,
设双曲线的标准方程为,其半焦距为,
由题得双曲线焦点为,即.
因为其中一条渐近线方程为,
所以,即,结合,解得,
所以双曲线的标准方程为.
故答案为:.
56.写出一个与双曲线有相同渐近线,且焦点在轴上的双曲线方程为 .
【答案】(答案不唯一)
【详解】设所求双曲线的方程为,
因为所求双曲线的焦点在轴上,所以,
则可取,
所以所求双曲线的方程为.
故答案为:.(答案不唯一)
57.已知双曲线E与双曲线具有相同的渐近线,且经过点,则双曲线E的方程为 .
【答案】
【详解】由题意不妨设与双曲线具有相同的渐近线的双曲线E的方程为,
若双曲线E经过点,则,解得,
所以双曲线E的方程为.
故答案为:.
58.设直线与双曲线(,)两条渐近线分别交于点A,B,若点满足,则该双曲线的渐近线方程是
【答案】
【详解】双曲线的两条渐近线方程为,
设,,,,的中点坐标为,;
所以,,
两式相减得:,化简得:,
由于点,在直线上,则①,
由于,
所以,②,
联立①②得:,,代入,得到,
所以渐近线的方程为.
故答案为:.
根据双曲线的标准方程求它的渐近线方程的方法中,最简单且实用的是把双曲线标准方程中等号右边的“1”改成“0”,就得到了此双曲线的渐近线方程.
与双曲线有共同渐近线的双曲线方程可设为;
若已知双曲线的渐近线方程或,则双曲线方程可设为.(当时,焦点在轴上;当时,焦点在轴上.)
重难点九 与双曲线有关的其他最值范围问题
59.已知双曲线的左、右顶点分别为是右支上一点,直线与直线的交点分别为,记的外接圆半径分别为,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意可知:,
设动点,则,即,
设直线的斜率分别为,根据对称性不妨设,
因为,,
则,即,
可知直线方程为:,则直线方程为:,
令得,,
即,,则,
由正弦定理得:,,
可得,
当且仅当,即时,等号成立,
所以的最大值为.
故选:A.
60.伦敦奥运会自行车赛车馆有一个明显的双曲线屋顶,该赛车馆是数学与建筑完美结合造就的艺术品,若将如图所示的双曲线屋顶的一段近似看成离心率为的双曲线C:上支的一部分,点F是C的下焦点,若点P为C上支上的动点,则与P到C的一条渐近线的距离之和的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【详解】由题意得,双曲线的离心率为,
所以,解得,
所以双曲线方程为,
所以下焦点,上焦点,渐近线方程为,如图所示,
根据双曲线的对称性,不妨取渐近线为,即,
因为点为双曲线上支上的动点,所以,
过点作于点,过点作,垂足为,
则,
所以与P到C的一条渐近线的距离之和的最小值为5,
故选:C.
61.设为坐标原点,直线与双曲线的两条渐近线分别交于两点,若的面积为8,则的焦距的最小值为( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【答案】C
【详解】
如图,由可得其渐近线方程为:
直线与双曲线的两条渐近线分别交于,两点
不妨设为在第一象限,在第四象限
由,解得,得
由,解得,得
故,于是,面积为:
则双曲线的焦距,当且仅当取等号
即当时,双曲线的焦距取得最小值.
故选:C.
62.设O为坐标原点,直线与双曲线的两条渐近线分别交于D,E两点,若的面积为8,则C的焦距的最小值为( )
A.32 B.16 C.8 D.4
【答案】D
【详解】由双曲线,可得其渐近线的方程为,
将代入,可得,即,
则,所以,
当且仅当时,等号成立,
所以双曲线的焦距的最小值为.
故选:D.
63.如图,双曲线的右焦点为,点A在的渐近线上,点A关于轴的对称点为为坐标原点),记四边形OAFB的面积为,四边形OAFB的外接圆的面积为,则的最大值为 ,此时双曲线的离心率为 .
【答案】
【详解】由题意可知:,渐近线,即,
则点到渐近线的距离为,
因为,可知,
则,可得,
则,
由题意可知:四边形OAFB的外接圆即为以OF为直径的圆,
则,
可得,
当且仅当时,等号成立,
可知的最大值为,此时双曲线的离心率为.
故答案为:;.
64.已知双曲线:的一条渐近线与圆O:交于两点,设圆O在两点处的切线与轴分别交于两点、若双曲线的焦距为,则四边形周长的最大值为 .
【答案】4
【详解】由题意可知渐近线方程为,,
故,故,
又,
由于焦距为,故,则,
由对称性可知四边形为平行四边形,故周长为,
设,由可得,当且仅当,即时等号成立,
故,
故最小值为4
故答案为:4
一、单选题
1.已知方程 表示双曲线,则m的取值范围为 ( )
A. B.或
C. D.
【答案】B
【详解】因为方程 表示双曲线,所以,
解得或.
故选:B
2.过双曲线的右支上一点,分别向圆和圆作切线,切点分别为,则的最小值为( )
A.16 B.17 C.18 D.19
【答案】B
【详解】由圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为,
又由双曲线的左右焦点为,
连接,
可得
,
当且仅当为右顶点时,取得等号,即最小值为.
故选:B.
3.已知是双曲线的左、右焦点,过作双曲线一条渐近线的垂线,垂足为,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】,点到渐近线的距离为,即,
因为,所以,,
在中,由余弦定理得:.
在中,由余弦定理得:.
因为,所以,
所以,又,所以,
所以.
故选:D
4.若椭圆或双曲线上存在点P,使得点P到两个焦点的距离之比为,且存在,则称此椭圆或双曲线存在“点”,下列曲线中存在“点”的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】不妨设,由题意得.
若曲线是椭圆,则,
则,;故即,
而A中离心率为,B中离心率为,均不满足;
若曲线是双曲线,则,
则,,故即,
而C中离心率为,D中离心率为,故D满足题设要求,
故选:D.
5.已知为坐标原点,双曲线的左焦点为,右顶点为;过点向双曲线的一条渐近线作垂线,垂足为,且,直线与双曲线的左支交于点,则的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】如下图所示:
不妨取渐近线,则左焦点到渐近线距离;
又,于是,可得,故离心率,
因此渐近线方程为,直线斜率为1,其方程为,可得,
又,则,所以直线的方程为,
联立双曲线方程整理可得;
易知是该方程的一个实数根,另一根即为;
所以,可得,
于是轴,又因为
所以.
故选:B
6.已知双曲线C:的离心率为,左,右焦点分别为,,关于C的一条渐近线的对称点为P.若,则的面积为( )
A.2 B. C.3 D.4
【答案】D
【详解】由对称性,不妨设点关于渐近线的对称点为,
设与该渐近线交于点M,则,且.
由分别是与的中点,知且,
又右焦点,渐近线方程即,
故点到渐近线的距离为,
则在中,,解得,
所以由得,,
所以.
故选:D.
二、多选题
7.已知是双曲线的上焦点,点在上,则( )
A. B. C.的最小值为2 D.的最小值为4
【答案】AC
【详解】由可得,所以,得,A正确,B错误,
当为上顶点时,此时的最小值为.C正确,D错误,
故选:AC
8.已知椭圆的方程为,双曲线的方程为,则( )
A.双曲线的一条渐近线方程为
B.椭圆和双曲线共焦点
C.椭圆的离心率
D.椭圆和双曲线的图像有4个公共点
【答案】ACD
【详解】对于椭圆的方程为,可得,
对于双曲线的方程为,可得,
且椭圆的焦点在x轴上,双曲线的焦点在y轴上,
对于选项A:因为双曲线的渐近线方程为,
所以双曲线的一条渐近线方程为,故A正确;
对于选项B:因为椭圆的焦点在x轴上,双曲线的焦点在y轴上,
所以椭圆和双曲线不共焦点,故B错误;
对于选项C:椭圆的离心率,故C正确;
对于选项D:因为,可知双曲线的顶点在椭圆内部,
所以椭圆和双曲线的图像有4个公共点,故D正确;
故选:ACD.
9.已知分别是双曲线的左右焦点,点是圆上的动点,下列说法正确的是( )
A.三角形的周长是12
B.若双曲线与双曲线有相同的渐近线,且双曲线的焦距为8,则双曲线为
C.若,则的位置不唯一
D.若是双曲线左支上一动点,则的最小值是
【答案】ACD
【详解】由题意可得双曲线,,,,,,
圆心坐标,半径,
A,,,,
所以三角形的周长是12,故A正确;
B,由题意可设双曲线的方程为或,
变形为标准形式或,,
又双曲线的焦距为8,所以,
所以双曲线为或,故B错误;
C,,所以点轨迹为以为焦点的椭圆,且,,,
所以轨迹方程为,
圆心坐标代入椭圆方程可得,
所以圆心在椭圆上,
又点是圆上点,画出图形可得
所以,的位置不唯一,故C正确;
D,由双曲线的定义可得,
所以,
所以,
因为,
所以当三点共线时,取得最小值,
又因为的最小值为,
所以的最小值是,故D正确;
故选:ACD.
三、填空题
10.是双曲线C:()的一条渐近线,则双曲线C的右焦点F到直线的距离为 .
【答案】4
【详解】双曲线()的渐近线方程为,故,
所以右焦点F的坐标为,F到直线的距离.
故答案为:4.
11.设,为实数,已知经过点的椭圆与双曲线有相同的焦距,则 .
【答案】
【详解】将点坐标代入椭圆方程得,即椭圆的焦距为,
因为表示双曲线,则或,
当时,双曲线的焦距为;
当时,双曲线的焦距为;
综上所述:.
故答案为:
12.如图,沿东西方向相距4海里的两个小岛A,B,岛上安装了信号接收塔,舰艇P沿着某种确定的圆锥曲线轨迹航行,A,B是曲线的焦点,当P在小岛B正北方向处时,测得距小岛B3海里.当舰艇航行至小岛B西偏南的处时,测得距小岛B1.5海里.在以线段AB中点为圆心,1海里为半径的圆形海域内布满暗礁(不包含边界),舰艇P在航行的过程中,会放下巡逻船Q,巡逻船在以PB为直径的圆域内全面巡逻,舰长认为不会有触礁的风险,理由是 .
【答案】无论P在何处,以PB为直径的圆均与布满暗礁的圆外切
【详解】
以AB所在的轴为x轴,AB的垂直平分线为y轴建立平面直角坐标系,
则,,由题意知,,,
,,,
则可知舰艇航行的轨迹方程是双曲线,且,,
则方程为,暗礁区域的圆心为,半径为1,
设,以PB为直径的圆域内全面巡逻,设圆心为,则圆心,
半径为,则,
则无论在何处,以PB为直径的圆均与布满暗礁的圆外切.
四、解答题
13.根据下列条件,求双曲线的标准方程:
(1),经过点;
(2)与双曲线1有相同的焦点,且经过点;
(3)与双曲线有公共的渐近线,且过点.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由,
当焦点在x轴上时,设所求双曲线的标准方程为,
把点A的坐标代入,得,不符合题意;
当焦点在y轴上时,设所求双曲线的标准方程为,
把点A的坐标代入,得.故所求双曲线的标准方程为.
(2)法一:
∵双曲线1的焦点在轴上,
∴设所求双曲线的标准方程为,
∴,即①
∵双曲线经过点,∴.②
由①②得,故双曲线的标准方程为.
法二:
设所求双曲线的方程为.
∵双曲线过点,∴,
解得或(舍去).
故双曲线的标准方程为.
(3)设所求双曲线的方程为.
将点代入双曲线方程得,解得,
因此,所求双曲线的标准方程为.
14.已知双曲线一条渐近线方程为,且点在双曲线上.
(1)求双曲线标准方程,
(2)若双曲线的左顶点为,右焦点为为双曲线右支上任意一点,求的最小值.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)由双曲线一条渐近线方程为,可以该双曲线方程为,
由点在双曲线上,可得,即,
所以双曲线标准方程为.
(2)由双曲线标准方程为可知:左顶点的坐标为,右焦点为的坐标,
可设双曲线右支上任意一点,且,则,
所以,
又因为满足双曲线方程,则,
所以,
由于二次函数的对称轴是,
所以当,单调递增,
即当时,二次函数有最小值,
所以的最小值是.
15.已知点,依次为双曲线:的左右焦点,,,.
(1)若,以为方向向量的直线经过,求到的距离.
(2)在(1)的条件下,双曲线上是否存在点,使得,若存在,求出点坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)不存在,理由见解析
【详解】(1)由题意可知:,,,
则,可知双曲线的方程为,
因为为直线的方向向量,则直线的斜率,
且点在直线上,则直线方程为,即,
所以到的距离.
(2)由题意可知:,设,
则,
因为,整理得:,
由点在双曲线上,则,
可得:,即,
所以,无解,所以不存在.
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