内容正文:
专题06 双曲线的标准方程与几何性质
双曲线的定义与焦点三角形
1.(23-24高二上·四川成都·期中)已知双曲线的左右焦点分别是,,是双曲线上一点,若,则( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·四川达州·期中)已知双曲线的左、右焦点分别是,点为双曲线上一点,若到原点的距离,则的面积是 .
3.(23-24高二上·四川德阳·期中)过原点的直线与双曲线交于A,B两点,以AB为直径的圆恰好经过双曲线的右焦点F,若△ABF的面积为,则双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高二上·四川达州·期中)已知双曲线C:的左、右焦点分别是,过右焦点的直线交双曲线右支于两点,的内切圆圆心为M,半径为,的内切圆圆心为N,半径为,则下列结论正确的是( )
A.直线垂直于x轴 B.周长为定值
C.与之和为定值 D.与之积为定值
双曲线的标准方程辨析与求解
1.(23-24高二上·四川资阳·期中)已知方程表示双曲线,则的取值范围是( )
A. B. C.或 D.
2.(23-24高二上·四川成都·期中)(多选)已知曲线,以下说法正确的是( )
A.若,则是椭圆,其焦点在轴上
B.若,则是两条直线
C.若,则是双曲线,其渐近线方程为
D.若,则是圆,其半径为
3.(23-24高二上·四川资阳·期中)(多选)已知曲线C方程为:,则下列结论正确的是( )
A.若,则曲线C为双曲线 B.若曲线C为椭圆,则其长轴长为
C.曲线C不可能为一个圆 D.当时,其渐近线方程为
4.(23-24高二上·四川资阳·期中)直线过双曲线的一个焦点且与其一条渐近线平行,则双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
双曲线的几何性质
1.(23-24高二上·四川眉山·期中)已知双曲线的一条渐近线方程为,则( )
A. B. C. D.3
2.(23-24高二上·四川泸州·期中)已知椭圆与双曲线有共同的焦点,则 .
直线与双曲线的位置关系
1.(23-24高二上·四川宜宾·期中)若双曲线的渐近线与圆相切,则 .
2.(23-24高二上·四川眉山·期中)记双曲线的离心率为e,写出满足条件“直线与C无公共点”的e的一个值为 .
3.(23-24高二上·四川成都·期中)已知直线,双曲线,则( )
A.直线与双曲线有且只有一个公共点
B.直线与双曲线的左支有两个公共点
C.直线与双曲线的右支有两个公共点
D.直线与双曲线的左右两支各有一个公共点
4.(23-24高二上·四川德阳·期中)(多选)已知双曲线的左、右顶点分别为A,B,P是C上任意一点,则下列说法正确的是( )
A.C的渐近线方程为
B.若直线与双曲线C有交点,则
C.点P到C的两条渐近线的距离之积为
D.当点P与A,B两点不重合时,直线PA,PB的斜率之积为2
5.(23-24高二上·四川成都·期中)已知双曲线经过点,直线和为双曲线的两条渐近线.
(1)求双曲线的方程;
(2)设直线与双曲线交于,两点,直线与双曲线交于,两点,若与的斜率互为相反数,求直线的斜率.
直线与双曲线相交弦问题
1.(23-24高二上·四川成都·期中)设A,B为双曲线上的两点,若线段AB的中点为,则直线AB的方程是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·四川宜宾·期中)已知双曲线C和椭圆有公共的焦点,且离心率为.
(1)求双曲线C的方程.
(2)经过点作直线l交双曲线C于A,B两点,且M为AB的中点,求直线l的方程并求弦长.
求双曲线的离心率
1.(23-24高二上·四川成都·期中)已知是双曲线上的一个动点,且点到的两个焦点距离的差的绝对值为6,的焦点到渐近线的距离为4,则的离心率为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·四川成都·期中)如图,、是双曲线的左、右焦点,过的直线与双曲线的左、右两支分别交于点,若,,,则双曲线的离心率为( )
A.4 B. C. D.
3.(23-24高二上·四川泸州·期中)已知双曲线的左、右焦点分别为,,点在双曲线的左支上,若,且线段的中点在轴上,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·四川宜宾·期中)已知双曲线:的左、右两个焦点分别为,,若双曲线上存在点满足,则该双曲线的离心率为
A.2 B. C. D.5
双曲线综合应用小题
1.(23-24高二上·四川成都·期中)(多选)设双曲线的左右顶点分别为,,左右焦点分别为,,为双曲线的一条渐近线,过作,垂足为,为双曲线在第一象限内一点,则( )
A.
B.
C.若,则的面积为
D.若平行于轴,则
2.(23-24高二上·四川眉山·期中)(多选)已知双曲线,点M为双曲线右支上的一个动点,过点M分别作两条渐近线的垂线,垂足分别为A,B两点,则下列说法正确的是( )
A.双曲线的离心率为 B.存在点M,使得四边形为正方形
C.直线,的斜率之积为1 D.存在点M,使得
3.(22-23高二上·四川成都·期中)(多选)已知、分别为双曲线的左、右焦点,过点的直线与双曲线的右支交于A、B两点,记的内切圆的半径为,的内切圆的半径为.若,则( )
A.、在直线上 B.双曲线的离心率
C.内切圆半径最小值是 D.的范围是
4.(23-24高二上·四川泸州·期中)已知双曲线与椭圆有公共的左、右焦点分别为,,以线段为直径的圆与双曲线C及其渐近线在第一象限内分别交于M,N两点,且线段的中点在另一条渐近线上,则的面积为 .
双曲线综合应用大题
1.(23-24高二上·四川眉山·期中)已知双曲线C:的右焦点为,且C的一条渐近线恰好与直线垂直.
(1)求C的方程;
(2)直线l:与C的右支交于A,B两点,点D在C上,且轴.求证:直线BD过点F.
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专题06 双曲线的标准方程与几何性质
双曲线的定义与焦点三角形
1.(23-24高二上·四川成都·期中)已知双曲线的左右焦点分别是,,是双曲线上一点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由已知,又,所以,故选:D.
2.(23-24高二上·四川达州·期中)已知双曲线的左、右焦点分别是,点为双曲线上一点,若到原点的距离,则的面积是 .
【答案】
【解析】如下图所示:
不妨取点在双曲线的右支上,由可得点在圆上,
又易知,所以即为圆的直径,所以,
利用双曲线定义可得,利用勾股定理可得,
所以,可得,
因此的面积为.
故答案为:
3.(23-24高二上·四川德阳·期中)过原点的直线与双曲线交于A,B两点,以AB为直径的圆恰好经过双曲线的右焦点F,若△ABF的面积为,则双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】如图,因为以AB为直径的圆恰好经过双曲线的右焦点F,
所以AB为直径的圆的方程为,圆也过左焦点,
所以AB与相等且平分,所以四边形为矩形,
所以.设,,则,
所以.因为,所以.
因为△ABF的面积为,所以,得,所以,
得,所以,所以,得,
所以双曲线的渐近线方程为.故选:D.
4.(23-24高二上·四川达州·期中)已知双曲线C:的左、右焦点分别是,过右焦点的直线交双曲线右支于两点,的内切圆圆心为M,半径为,的内切圆圆心为N,半径为,则下列结论正确的是( )
A.直线垂直于x轴 B.周长为定值
C.与之和为定值 D.与之积为定值
【答案】AD
【解析】由题意,可得如下示意图,其中为内切圆与各边切点,
由图知:,
由,则
令横坐标为,则,即为双曲线右顶点,
同理,内切圆在轴上的切点也为,又都垂直于轴,
所以直线垂直于x轴,A对;
由周长为,
而的长不定,故周长不为定值,B错;
由分别平分,且,
在中,又,
所以,故为定值,D对.
令,则,
显然为直线的倾斜角,其大小不定,故与之和不为定值,C错.故选:AD
双曲线的标准方程辨析与求解
1.(23-24高二上·四川资阳·期中)已知方程表示双曲线,则的取值范围是( )
A. B. C.或 D.
【答案】D
【解析】若方程表示焦点在轴上的双曲线,则,解得;
若方程表示焦点在轴上的双曲线,则,解得.
因此,实数的取值范围是.故选D.
2.(23-24高二上·四川成都·期中)(多选)已知曲线,以下说法正确的是( )
A.若,则是椭圆,其焦点在轴上
B.若,则是两条直线
C.若,则是双曲线,其渐近线方程为
D.若,则是圆,其半径为
【答案】BC
【解析】对于A,若,则化为,
则,则是椭圆,其焦点在x轴上,A错误;
对于B,若,即为,即,
即是两条直线,B正确;
对于C,若,不妨设,则化为,
则表示焦点在x轴上的双曲线,,
故其渐近线方程为;
同理当,则化为,
则表示焦点在y轴上的双曲线,,
故其渐近线方程为;
综合知是双曲线,其渐近线方程为,C正确;
对于D,若,则即为,
则是圆,其半径为或,D错误,故选:BC
3.(23-24高二上·四川资阳·期中)(多选)已知曲线C方程为:,则下列结论正确的是( )
A.若,则曲线C为双曲线 B.若曲线C为椭圆,则其长轴长为
C.曲线C不可能为一个圆 D.当时,其渐近线方程为
【答案】AC
【解析】当时,显然A正确;当,,故,
所以长轴长,B不正确;
因为恒成立,所以C正确;
当时,方程为,其渐近线方程为,故D不正确.故选:AC
4.(23-24高二上·四川资阳·期中)直线过双曲线的一个焦点且与其一条渐近线平行,则双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由直线,令得,,
由题意得:c=5,,解得,
所以双曲线的方程为故选:A
双曲线的几何性质
1.(23-24高二上·四川眉山·期中)已知双曲线的一条渐近线方程为,则( )
A. B. C. D.3
【答案】A
【解析】由题设知,,解得.故选:A.
2.(23-24高二上·四川泸州·期中)已知椭圆与双曲线有共同的焦点,则 .
【答案】4
【解析】由题意得椭圆的焦点为和,
所以,所以.
故答案为:4
直线与双曲线的位置关系
1.(23-24高二上·四川宜宾·期中)若双曲线的渐近线与圆相切,则 .
【答案】
【解析】双曲线的渐近线方程为,即,
圆即圆,圆心为,半径,
依题意可得,解得,则.
故答案为:
2.(23-24高二上·四川眉山·期中)记双曲线的离心率为e,写出满足条件“直线与C无公共点”的e的一个值为 .
【答案】2(注:区间内任何一个值)
【解析】由题意可知双曲线的渐近线为,离心率,
若满足直线与C无公共点,则需,
故答案为:2
3.(23-24高二上·四川成都·期中)已知直线,双曲线,则( )
A.直线与双曲线有且只有一个公共点
B.直线与双曲线的左支有两个公共点
C.直线与双曲线的右支有两个公共点
D.直线与双曲线的左右两支各有一个公共点
【答案】C
【解析】在同一平面直角坐标系中分别画出与的图象如图所示:
由图可知直线过点,它在双曲线的右顶点的右边,
联立直线与双曲线方程得,解得或,
则直线与双曲线的右支有两个公共点.故选:C.
4.(23-24高二上·四川德阳·期中)(多选)已知双曲线的左、右顶点分别为A,B,P是C上任意一点,则下列说法正确的是( )
A.C的渐近线方程为
B.若直线与双曲线C有交点,则
C.点P到C的两条渐近线的距离之积为
D.当点P与A,B两点不重合时,直线PA,PB的斜率之积为2
【答案】AC
【解析】双曲线,则,
对于A,C的渐近线方程为,A正确;
对于B,由双曲线的渐近线方程为可知,
若直线与双曲线C有交点,则,B错误;
对于C,设点,则,
点P到C的两条渐近线的距离之积为,C正确;
对于D,易得,,设,则,
所以直线PA,PB的斜率之积为,D错误.故选:AC.
5.(23-24高二上·四川成都·期中)已知双曲线经过点,直线和为双曲线的两条渐近线.
(1)求双曲线的方程;
(2)设直线与双曲线交于,两点,直线与双曲线交于,两点,若与的斜率互为相反数,求直线的斜率.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由题意,可设双曲线的方程为,
将点的坐标代入得,
因此双曲线的方程为;
(2)解法一:设直线的斜率为,则直线的方程为,
即,与双曲线联立消去,
得.设,
则与的横坐标为此方程的两个根,即,
因此,
从而,
设,由题意,的斜率为,
类似的可得,,
因此直线的斜率,即直线的斜率为.
解法二:设直线的方程为,
与双曲线的方程联立消去得.
设,,则,.
由于直线的斜率为,
的斜率为,因此,
整理得,
所以,整理得,
即.由于当时,直线经过点不符合题意,
所以.综上所述,直线的斜率为.
直线与双曲线相交弦问题
1.(23-24高二上·四川成都·期中)设A,B为双曲线上的两点,若线段AB的中点为,则直线AB的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设,
则有,两式相减,得,
因为线段AB的中点为,
所以,
因此由,
即直线AB的斜率为,方程为,
代入双曲线方程中,得,
因为,
所以线段AB存在,故选:C
2.(23-24高二上·四川宜宾·期中)已知双曲线C和椭圆有公共的焦点,且离心率为.
(1)求双曲线C的方程.
(2)经过点作直线l交双曲线C于A,B两点,且M为AB的中点,求直线l的方程并求弦长.
【答案】(1);(2),
【解析】(1)由题意得椭圆的焦点为,,
设双曲线方程为,
则,∴,解得,
双曲线方程;
(2)把,分别代入双曲线,两式相减,得
,
把,,代入,得,
,直线的方程为,即
把代入,消去y得,
.
求双曲线的离心率
1.(23-24高二上·四川成都·期中)已知是双曲线上的一个动点,且点到的两个焦点距离的差的绝对值为6,的焦点到渐近线的距离为4,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】不妨设双曲线方程为,则双曲线的渐近线方程为,即,
由双曲线的定义知,,所以,
由双曲线的焦点到其渐近线的距离为,即,
所以,
所以的离心率.故选:B
2.(23-24高二上·四川成都·期中)如图,、是双曲线的左、右焦点,过的直线与双曲线的左、右两支分别交于点,若,,,则双曲线的离心率为( )
A.4 B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,,,
所以,所以.
由双曲线的定义得:,
所以,
所以
在中,
所以.
故双曲线的离心率为.故选:D.
3.(23-24高二上·四川泸州·期中)已知双曲线的左、右焦点分别为,,点在双曲线的左支上,若,且线段的中点在轴上,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意,得,
故,
又的中点在轴上,故,
所以,
所以,故.故选:B
4.(23-24高二上·四川宜宾·期中)已知双曲线:的左、右两个焦点分别为,,若双曲线上存在点满足,则该双曲线的离心率为
A.2 B. C. D.5
【答案】B
【解析】.选B.
双曲线综合应用小题
1.(23-24高二上·四川成都·期中)(多选)设双曲线的左右顶点分别为,,左右焦点分别为,,为双曲线的一条渐近线,过作,垂足为,为双曲线在第一象限内一点,则( )
A.
B.
C.若,则的面积为
D.若平行于轴,则
【答案】BCD
【解析】双曲线,即,
所以,不妨设,
而,
到的距离为,
所以,所以A选项错误.
B选项,设,其中,则,
所以,
则,
,
由图可知为钝角,为锐角,
所以,则,B选项正确.
C选项,若,,
两式相减得,
所以的面积为,C选项正确.
D选项,直线的方程为,
由解得,则,所以,
由,所以,
,
所以D选项正确.故选:BCD
2.(23-24高二上·四川眉山·期中)(多选)已知双曲线,点M为双曲线右支上的一个动点,过点M分别作两条渐近线的垂线,垂足分别为A,B两点,则下列说法正确的是( )
A.双曲线的离心率为 B.存在点M,使得四边形为正方形
C.直线,的斜率之积为1 D.存在点M,使得
【答案】ABC
【解析】对于A:由双曲线,可得,
所以双曲线的离心率为,故A选项正确;
对于B:因为双曲线的渐近线为,所以其渐近线垂直,
又因为分别垂直两条渐近线,所以四边形为矩形,
若要四边形为正方形,
则只需,
根据对称性可知此时点位于双曲线的右顶点,
经检验点到双曲线的两条渐近线的距离均为,
因此存在点M位于双曲线的右顶点,使得四边形为正方形,故B选项正确;
对于C:设,不妨设点分别在第一、四象限,如图所示:
由于,故直线的方程为:,联立:得,
,即点,
同理由于,故直线的方程为:,联立:得,
,即点,
所以直线的斜率为,而,
所以直线,的斜率之积为,故C选项正确;
对于D:由C选项分析可知,
同理,
故,
根据双曲线的对称性,不妨设点在第一象限或右顶点,由可知,
所以此时,
令,所以,
但由可知,是不可能成立的,故D选项错误.故选:ABC.
3.(22-23高二上·四川成都·期中)(多选)已知、分别为双曲线的左、右焦点,过点的直线与双曲线的右支交于A、B两点,记的内切圆的半径为,的内切圆的半径为.若,则( )
A.、在直线上 B.双曲线的离心率
C.内切圆半径最小值是 D.的范围是
【答案】AC
【解析】设,其中.
设,.
对于A,过分别作、、的垂线,垂足分别为D、E、F,
所以由切线长定理有,
则,
又因为,所以.
又,所以,同理可得.则、在直线上,故A正确;
对于B,因平分,平分,,则.
在中,,.
由射影定理可得,即,
则双曲线离心率为2,故B错误;
对于C,因,则内切圆半径.
其中,
又由B分析可知.则.
其中,又,
则.故.设直线AB方程为,
将其与双曲线联立有:,消去得:,
则,
.
又两点在双曲线右支,
则.
又.
.
代入,有.
当且仅当,即直线AB与x轴垂直时取等号.故C正确;
对于D,设,又由对称性设直线AB的倾斜角为,其中 .
则.
又由C分析知,,则,所以,得,
则,
,
所以,又在上单调递增,
则.故D错误.故选:AC.
4.(23-24高二上·四川泸州·期中)已知双曲线与椭圆有公共的左、右焦点分别为,,以线段为直径的圆与双曲线C及其渐近线在第一象限内分别交于M,N两点,且线段的中点在另一条渐近线上,则的面积为 .
【答案】
【解析】由题意椭圆中,即,
以线段为直径的圆的方程为,
由,解得(取第一象限交点坐标),,
双曲线的不在第一象限的渐近线方程为,
,的中点坐标为,它在渐近线上,
所以,化简得,
又,所以,双曲线方程为,
则得,
所以.
故答案为:.
双曲线综合应用大题
1.(23-24高二上·四川眉山·期中)已知双曲线C:的右焦点为,且C的一条渐近线恰好与直线垂直.
(1)求C的方程;
(2)直线l:与C的右支交于A,B两点,点D在C上,且轴.求证:直线BD过点F.
【答案】(1);(2)证明见解析
【解析】(1)由焦点坐标为得,所以,
又双曲线C:的一条渐近线恰好与直线垂直,
得即,所以,
所以双曲线C的方程为,即.
(2)由题意可知直线l的斜率存在且不为0,所以,
设,,则,由(1)可知,双曲线C的渐近线为,
又直线l与双曲线C的右支交于A,B两点,则,即.
联立,消去x得,
则,得,
,,则,
又,所以,,
所以,
所以,又,有公共点F,所以B,F,D三点共线,
所以直线BD过点F.
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