内容正文:
专题05 双曲线及其方程(考点清单,知识导图+5个考点清单+题型解读)
知识点01:双曲线的定义
1、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.
2、集合语言表达式
双曲线就是下列点的集合:.
3、说明
若将定义中差的绝对值中的绝对值符号去掉,则点的轨迹为双曲线的一支,具体是哪一支,取决于与的大小.
(1)若,则,点的轨迹是靠近定点的那一支;
(2)若,则,点的轨迹是靠近定点的那一支.
知识点02:双曲线的标准方程
焦点位置
焦点在轴上
焦点在轴上
标准方程
()
()
图象
焦点坐标
,
,
的关系
两种双曲线 , ()的相同点是:它们的形状、大小都相同,都有,;不同点是:两种双曲线的位置不同,它们的焦点坐标也不同.
知识点03:双曲线的简单几何性质
标准方程
()
()
图形
性质
范围
或
或
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点坐标
,
,
渐近线
离心率
,,
a,b,c间的关系
知识点04:等轴双曲线
(,)当时称双曲线为等轴双曲线
①; ②离心率; ③两渐近线互相垂直,分别为;
④等轴双曲线的方程,;
知识点05:双曲线与渐近线的关系
1、若双曲线方程为渐近线方程:
2、若双曲线方程为(,)渐近线方程:
3、若渐近线方程为,则双曲线方程可设为,
4、若双曲线与有公共渐近线,则双曲线的方程可设为(,焦点在轴上,,焦点在轴上)
注:以下选择题都是单选题
【题型一:双曲线的定义及其应用】
【例1】(23-24高二上·广东深圳·期末)双曲线的左右焦点分别是与是双曲线左支上的一点,且,则( )
A.1 B.13 C.1或13 D.3
【答案】B
【分析】根据双曲线的定义即可求解.
【详解】是双曲线左支上的一点,
所以,解得:,
由双曲线定义可知,,所以13.
故选:B.
【变式2-1】(23-24高二上·河南洛阳·阶段练习)已知,是平面内两个不同的定点,则“为定值”是“动点的轨迹是以,为焦点的双曲线”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】充分、必要条件的判断,一方面需要判断充分性,另一方面要判断必要性,结合双曲线的定义,只有“为定值”且“”时才成立,即可做出判断.
【详解】充分性:当“为定值”,但“”时,“动点的轨迹不是双曲线”,不满足充分性;
必要性:以,为焦点的双曲线上的动点满足“为定值”,满足必要性;
因此“为定值”是“动点的轨迹是以,为焦点的双曲线”的必要不充分条件.
故选:B.
【变式2-2】(23-24高二上·江苏苏州·期末)在平面直角坐标系中,已知双曲线:的左焦点为,点在的右支上,关于的对称点为,则( )
A. B. C. D.4
【答案】D
【分析】结合图象,及双曲线的对称性及定义可得答案.
【详解】由题可得.如图,设双曲线右焦点为,因与都关于原点中心对称,则,
后由双曲线的定义知.
故选:D
【变式2-3】(24-25高二上·全国·课后作业)双曲线的左、右焦点分别是,点在双曲线上,且,则( )
A.18 B.2 C.6或14 D.2或18
【答案】B
【分析】应用双曲线的定义,结合已知,计算得出且符合到焦点距离范围.
【详解】由题知点在双曲线右支上,根据双曲线的定义得,
因为,所以,即,
又因为,所以满足题意.
故选:B.
【变式2-4】(23-24高三上·江苏盐城·阶段练习)已知椭圆和双曲线的公共焦点为,在第一象限内的交点为,则( )
A.-4 B.-6 C.-8 D.-9
【答案】B
【分析】由椭圆和双曲线的定义,求出,由椭圆方程,得,利用向量数量积的定义结合余弦定理求.
【详解】已知椭圆和双曲线的公共焦点为,在第一象限内的交点为,
由椭圆和双曲线的定义,有,解得,
由椭圆方程,得,
.
故选:B.
【题型二:双曲线的简单几何性质】
【例1】(23-24高二上·天津河东·期末)双曲线的实半轴长为( )
A.16 B.8 C.4 D.3
【答案】C
【分析】根据题意,化简双曲线的方程为标准方程,结合双曲线的几何性质,即可求解.
【详解】由双曲线,可化为,可得,即,
所以双曲线的实半轴长为.
故选:C.
【变式2-1】(23-24高二上·浙江宁波·期末)双曲线的一个焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据标准方程即可求解.
【详解】双曲线转化为标准方程为,
故,
故焦点为和,
故选:A
【变式2-2】(23-24高二上·安徽阜阳·期末)若双曲线的实轴长为,则正数( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】依题意可得,解得即可.
【详解】由双曲线实轴长为,有,又,
.
故选:A.
【变式2-3】(23-24高三上·广东汕头·期末)关于椭圆与双曲线的关系,下列结论正确的是( )
A.焦点相同 B.顶点相同 C.焦距相等 D.离心率相等
【答案】C
【分析】利用椭圆与双曲线的标准方程分别考虑其性质即可得解.
【详解】对于椭圆,显然恒成立,
设椭圆的长轴长为,短轴长为,焦距为,
所以,则,则,
所以椭圆的焦点为,焦距为,顶点和离心率是变化的;
对于双曲线,显然其焦点在轴上,只需考虑焦距即可,不妨设其焦距为,
则,故,所以双曲线的焦距为;
所以椭圆与双曲线的焦距相等,故C正确,其余选项都不正确.
故选:C.
【变式2-4】(23-24高二上·河南开封·期末)已知双曲线的一条渐近线方程为,且经过点,则C的实轴长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据渐近线方程可设双曲线,代入运算,即可得双曲线方程,进而可得实轴长.
【详解】因为双曲线的一条渐近线方程为,
可设双曲线,
代入可得:,
则双曲线,即,可知,所以C的实轴长为.故选:B.
【题型三:双曲线的离心率】
【例1】(23-24高二上·江西·期末)双曲线的离心率为,则( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】根据双曲线的基本量关系求解即可.
【详解】由题意,,即,解得.
故选:B
【变式2-1】(23-24高二下·四川达州·期末)已知双曲线的左顶点为,右焦点为,虚轴长为,离心率为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由双曲线的方程可求得,计算可判断每个选项的正确性.
【详解】由双曲线,可得,所以,
所以双曲线的左顶点,右焦点,故AB错误;
虚轴长,故C错误;
离心率,故D正确.
故选:D.
【变式2-2】(2024·广东广州·三模)已知,是双曲线C的两个焦点,P为C上一点,且,,则C的离心率为( )
A. B. C. D.3
【答案】C
【分析】根据双曲线定义可得,,即可在焦点三角形中,利用余弦定理求解,由离心率公式即可求解.
【详解】根据题意可知点在右支上,则,又,
,,
,则在中,,
,故.
故选:C.
【变式2-3】(23-24高二上·浙江·期末)已知双曲线左,右焦点分别为,若双曲线左支上存在点使得,则离心率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据双曲线的性质:双曲线左支上的点到右焦点的距离:可确定双曲线离心率的取值范围.
【详解】由题意:.
故选:A
【变式2-4】(23-24高二下·天津·期中)已知双曲线为坐标原点为其左、右焦点,点在的渐近线上,,且,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【分析】首先求,,,再根据,结合余弦定理,即可求解.
【详解】由题意,不妨设点在上,焦点到直线的距离,
,,,则,,
,所以,
即,得,
所以双曲线的离心率.
故选:A
【变式2-5】(23-24高二下·河南·期中)在平面直角坐标系xOy中,为双曲线的左、右焦点,为右支上异于顶点的一点,直线PM平分,且,则的离心率为( )
A. B.2 C. D.4
【答案】B
【分析】由题意得,设与交于点,可得,且,继而可得,,利用双曲线定义可得,由离心率公式计算即可.
【详解】由,得,
设与交于点,如图,
由直线PM平分,且,
可得为等腰三角形,则为的中点,
则,且,
所以,,
所以,即,
所以.故选:B.
【题型四:双曲线的渐近线】
【例1】(23-24高二下·云南楚雄·期末)已知双曲线的实轴长为1,则该双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由实轴长可列方程求得参数的值,进一步即可求得渐近线方程.
【详解】由题可知双曲线的实轴长为,则,解得,所以该双曲线的渐近线方程为.
故选:A.
【变式2-1】(23-24高二下·广东·期中)已知双曲线:的离心率为,则双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据双曲线的关系求,即可得其渐近线方程.
【详解】因为双曲线的离心率为,所以,可得,
故双曲线的渐近线方程为.
故选:A.
【变式2-2】(23-24高二下·云南临沧·期末)已知以坐标轴为对称轴,原点为对称中心,其中一条渐近线为,则此双曲线的离心率为( )
A. B.2 C.2或 D.2或
【答案】D
【分析】分焦点在x轴上和y轴上讨论求解即可.
【详解】当焦点在x轴上时,可得,则;
当焦点在y轴上时,可得,则.
综上,双曲线的离心率为2或.
故选:D.
【变式2-3】(23-24高二下·河北石家庄·期末)已知直线与双曲线的一条渐近线平行,则的实轴长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据双曲线的渐近线和直线斜率可得,求得,进而可得实轴长.
【详解】由双曲线可知:,且焦点在x轴上,
则双曲线的渐近线为,
且直线的斜率,
若直线与双曲线的一条渐近线平行,
则,解得,即,所以的实轴长为.故选:D.
【变式2-4】(23-24高二下·安徽六安·期末)已知双曲线的左焦点到其渐近线的距离为,则该双曲线的离心率为( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【分析】根据左焦点到渐近线的距离,结合双曲线的关系即可求出双曲线的离心率.
【详解】根据双曲线的几何性质可知,左焦点,
其到渐近线的距离为,
因为,所以.
故选:C.
【变式2-5】(23-24高二上·江苏南京·阶段练习)已知双曲线的两焦点为为其渐近线上一点,满足:,则此双曲线的渐近线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题上的条件把用表示出来,在借助余弦定理求出,最后求出,即为其中一条渐近线的斜率,有对称性得到另外一条渐近线的斜率,从而得到正确答案.
【详解】由为双曲线渐近线上一点,,
又,设,则,由,
即,解得
又在中,为斜边中线,因此,
在中,由余弦定理可求得,则为锐角,
则,即其中一条渐近线的斜率,
因此双曲线的渐近线的方程为.故选:C.
【题型五:双曲线的标准方程】
【例1】(23-24高二上·全国·课后作业)已知点,曲线上的动点到的距离之差为6,则曲线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由题意可得,根据双曲线的定义及焦点的位置即可求解.
【详解】由题意可得,
由双曲线定义可知,所求曲线方程为双曲线一支,且,即,
所以.
又因为焦点在轴上,所以曲线方程为.
故选:A.
【变式2-1】(23-24高三上·山东临沂·开学考试)已知双曲线的一条渐近线斜率为,实轴长为4,则C的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据双曲线的基本量关系,结合渐近线方程求解即可.
【详解】由题意双曲线的焦点在轴上,则,,
又,则,故C的标准方程为.
故选:C
【变式2-2】(23-24高二上·山东青岛·阶段练习)与椭圆:共焦点且过点的双曲线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】首先设出双曲线方程,求出的值即焦点坐标,然后根据双曲线的定义、平方关系求出的值即可求解.
【详解】由题意不妨设所求双曲线的标准方程为,
则,即椭圆与所求双曲线的公共焦点为,
由双曲线的定义可知,
所以,
所以所求双曲线的标准方程为.
故选:C.
【变式2-3】(23-24高二下·云南玉溪·期末)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
【分析】根据圆与圆的位置关系以及双曲线的定义即可求解.
【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.
【变式2-4】(2024·山东泰安·三模)已知为双曲线(,)的右焦点,直线与的两条渐近线分别交于,两点,为坐标原点,是面积为4的直角三角形,则的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据给定条件,结合双曲线的对称性求出渐近线方程,再结合给定面积计算得解.
【详解】由为直角三角形,及双曲线的对称性知,且,
则的渐近线方程为,即,由的面积为4,得,解得,
又,因此,
所以的方程为.
故选:B
【变式2-5】(22-23高三下·全国·阶段练习)过双曲线的右顶点A作一条渐近线的平行线,交另一条渐近线于点P,的面积为(O为坐标原点),离心率为2,则双曲线C的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】依题意得到A点坐标与渐近线方程,写出直线方程,与双曲线另一渐近线方程联立,求得坐标,代入三角形面积公式求解,则答案可求.
【详解】由题意可知双曲线的右顶点为,双曲线的渐近线方程为,
则过A与平行的直线方程为,
联立,解得,即,
则,
又,,解得.
双曲线.
故选:A.
【题型六:双曲线中的焦点三角形】
【例1】(22-23高二上·贵州贵阳·期末)设,分别是双曲线C:的左、右焦点,P为C上一点且在第一象限若,则点P的纵坐标为( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】C
【分析】根据双曲线的定义可得,进而根据长度关系判断,代入即可求解.
【详解】根据题意可知: ,由以及可得,又,
由于,故,即三角形为直角三角形,
将代入得,由于P为C在第一象限,故点P的纵坐标为2,
故选:C
【变式2-1】(23-24高二上·河北石家庄·期中)设,分别是双曲线的下、上焦点,P是该双曲线上的一点,且,则的面积等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用双曲线的定义、余弦定理及三角形面积公式计算即可.
【详解】由题意可知,
在中,由余弦定理可知,
所以的面积等于.
故选:D
【变式2-2】(23-24高二下·江苏盐城·阶段练习)已知双曲线:的左,右焦点分别为,,过的直线与双曲线的右支交于,两点,且,则的周长为( )
A.20 B.22 C.28 D.36
【答案】C
【分析】先根据双曲线定义列出,,然后结合求出的周长.
【详解】由题意知,,
所以,
又,
所以,
所以的周长为.
故选:C.
【变式2-3】(2024·陕西榆林·模拟预测)设,是双曲线的左,右焦点,过的直线与轴和的右支分别交于点,,若是正三角形,则( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【答案】B
【分析】根据双曲线的定义及等边三角形的性质计算可得.
【详解】对于双曲线,则,
根据双曲线定义有,
又,,故.
故选:B
【变式2-4】(23-24高二下·福建福州·期末)已知分别为双曲线的左、右焦点,过的直线与双曲线的左支交于两点,若,则双曲线的焦距为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用双曲线定义、已知条件求出、,设,由余弦定理、求出可得答案.
【详解】如图,由于,
有4,可得,
又由,可得,设,
在中,由余弦定理有.
在中,由余弦定理有.
又由,有,
可得,解得,所以双曲线的焦距为.
故选:B.
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司10
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题05 双曲线及其方程(考点清单,知识导图+5个考点清单+题型解读)
知识点01:双曲线的定义
1、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.
2、集合语言表达式
双曲线就是下列点的集合:.
3、说明
若将定义中差的绝对值中的绝对值符号去掉,则点的轨迹为双曲线的一支,具体是哪一支,取决于与的大小.
(1)若,则,点的轨迹是靠近定点的那一支;
(2)若,则,点的轨迹是靠近定点的那一支.
知识点02:双曲线的标准方程
焦点位置
焦点在轴上
焦点在轴上
标准方程
()
()
图象
焦点坐标
,
,
的关系
两种双曲线 , ()的相同点是:它们的形状、大小都相同,都有,;不同点是:两种双曲线的位置不同,它们的焦点坐标也不同.
知识点03:双曲线的简单几何性质
标准方程
()
()
图形
性质
范围
或
或
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点坐标
,
,
渐近线
离心率
,,
a,b,c间的关系
知识点04:等轴双曲线
(,)当时称双曲线为等轴双曲线
①; ②离心率; ③两渐近线互相垂直,分别为;
④等轴双曲线的方程,;
知识点05:双曲线与渐近线的关系
1、若双曲线方程为渐近线方程:
2、若双曲线方程为(,)渐近线方程:
3、若渐近线方程为,则双曲线方程可设为,
4、若双曲线与有公共渐近线,则双曲线的方程可设为(,焦点在轴上,,焦点在轴上)
注:以下选择题都是单选题
【题型一:双曲线的定义及其应用】
【例1】(23-24高二上·广东深圳·期末)双曲线的左右焦点分别是与是双曲线左支上的一点,且,则( )
A.1 B.13 C.1或13 D.3
【变式2-1】(23-24高二上·河南洛阳·阶段练习)已知,是平面内两个不同的定点,则“为定值”是“动点的轨迹是以,为焦点的双曲线”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】(23-24高二上·江苏苏州·期末)在平面直角坐标系中,已知双曲线:的左焦点为,点在的右支上,关于的对称点为,则( )
A. B. C. D.4
【变式2-3】(24-25高二上·全国·课后作业)双曲线的左、右焦点分别是,点在双曲线上,且,则( )
A.18 B.2 C.6或14 D.2或18
【变式2-4】(23-24高三上·江苏盐城·阶段练习)已知椭圆和双曲线的公共焦点为,在第一象限内的交点为,则( )
A.-4 B.-6 C.-8 D.-9
【题型二:双曲线的简单几何性质】
【例1】(23-24高二上·天津河东·期末)双曲线的实半轴长为( )
A.16 B.8 C.4 D.3
【变式2-1】(23-24高二上·浙江宁波·期末)双曲线的一个焦点坐标为( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(23-24高二上·安徽阜阳·期末)若双曲线的实轴长为,则正数( )
A. B. C. D.
【变式2-3】(23-24高三上·广东汕头·期末)关于椭圆与双曲线的关系,下列结论正确的是( )
A.焦点相同 B.顶点相同 C.焦距相等 D.离心率相等
【变式2-4】(23-24高二上·河南开封·期末)已知双曲线的一条渐近线方程为,且经过点,则C的实轴长为( )
A. B. C. D.
【题型三:双曲线的离心率】
【例1】(23-24高二上·江西·期末)双曲线的离心率为,则( )
A.1 B. C. D.
【变式2-1】(23-24高二下·四川达州·期末)已知双曲线的左顶点为,右焦点为,虚轴长为,离心率为,则( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(2024·广东广州·三模)已知,是双曲线C的两个焦点,P为C上一点,且,,则C的离心率为( )
A. B. C. D.3
【变式2-3】(23-24高二上·浙江·期末)已知双曲线左,右焦点分别为,若双曲线左支上存在点使得,则离心率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式2-4】(23-24高二下·天津·期中)已知双曲线为坐标原点为其左、右焦点,点在的渐近线上,,且,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.2
【变式2-5】(23-24高二下·河南·期中)在平面直角坐标系xOy中,为双曲线的左、右焦点,为右支上异于顶点的一点,直线PM平分,且,则的离心率为( )
A. B.2 C. D.4
【题型四:双曲线的渐近线】
【例1】(23-24高二下·云南楚雄·期末)已知双曲线的实轴长为1,则该双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【变式2-1】(23-24高二下·广东·期中)已知双曲线:的离心率为,则双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(23-24高二下·云南临沧·期末)已知以坐标轴为对称轴,原点为对称中心,其中一条渐近线为,则此双曲线的离心率为( )
A. B.2 C.2或 D.2或
【变式2-3】(23-24高二下·河北石家庄·期末)已知直线与双曲线的一条渐近线平行,则的实轴长为( )
A. B. C. D.
【变式2-4】(23-24高二下·安徽六安·期末)已知双曲线的左焦点到其渐近线的距离为,则该双曲线的离心率为( )
A.2 B. C. D.
【变式2-5】(23-24高二上·江苏南京·阶段练习)已知双曲线的两焦点为为其渐近线上一点,满足:,则此双曲线的渐近线的方程为( )
A. B. C. D.
【题型五:双曲线的标准方程】
【例1】(23-24高二上·全国·课后作业)已知点,曲线上的动点到的距离之差为6,则曲线方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2-1】(23-24高三上·山东临沂·开学考试)已知双曲线的一条渐近线斜率为,实轴长为4,则C的标准方程为( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(23-24高二上·山东青岛·阶段练习)与椭圆:共焦点且过点的双曲线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2-3】(23-24高二下·云南玉溪·期末)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.
【变式2-4】(2024·山东泰安·三模)已知为双曲线(,)的右焦点,直线与的两条渐近线分别交于,两点,为坐标原点,是面积为4的直角三角形,则的方程为( )
A. B. C. D.
【变式2-5】(22-23高三下·全国·阶段练习)过双曲线的右顶点A作一条渐近线的平行线,交另一条渐近线于点P,的面积为(O为坐标原点),离心率为2,则双曲线C的方程为( )
A. B. C. D.
【题型六:双曲线中的焦点三角形】
【例1】(22-23高二上·贵州贵阳·期末)设,分别是双曲线C:的左、右焦点,P为C上一点且在第一象限若,则点P的纵坐标为( )
A.1 B. C.2 D.
【变式2-1】(23-24高二上·河北石家庄·期中)设,分别是双曲线的下、上焦点,P是该双曲线上的一点,且,则的面积等于( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(23-24高二下·江苏盐城·阶段练习)已知双曲线:的左,右焦点分别为,,过的直线与双曲线的右支交于,两点,且,则的周长为( )
A.20 B.22 C.28 D.36
【变式2-3】(2024·陕西榆林·模拟预测)设,是双曲线的左,右焦点,过的直线与轴和的右支分别交于点,,若是正三角形,则( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【变式2-4】(23-24高二下·福建福州·期末)已知分别为双曲线的左、右焦点,过的直线与双曲线的左支交于两点,若,则双曲线的焦距为( )
A. B. C. D.
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司10
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$