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专题24 双曲线及其标准方程
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知识点01:双曲线的定义
1、定义:在平面内与两个定点、的距离之差的绝对值等于非零常数(小于)的点的轨迹叫做双曲线.两个定点、称为焦点;两焦点的距离叫做双曲线的焦距,表示为.
2、双曲线的集合表示:.
注意:(1)若去掉定义中的“绝对值”,常数满足约束条件:
(),则动点轨迹仅表示双曲线中靠焦点的一支;
(),则动点轨迹仅表示双曲线中靠焦点的一支;
(2)若常数满足约束条件:,
则动点轨迹是以F1、F2为端点的两条射线(包括端点);
(3)若常数满足约束条件:,则动点轨迹不存在;
(4)若常数,则动点轨迹为线段F1F2的垂直平分线。
知识点02:双曲线的标准方程
1、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
2、待定系数法求双曲线标准方程
知识点03:双曲线的焦点三角形
求双曲线中的焦点三角形面积的方法
(1)①根据双曲线的定义求出;
②利用余弦定理表示出、、之间满足的关系式;
③通过配方,利用整体的思想求出的值;
④利用公式求得面积。
(2)利用公式求得面积;
【题型01:双曲线的定义及辨析】
一、单选题
1.(24-25高二上·北京延庆·期末)已知是双曲线上的动点,则到双曲线两个焦点距离之差的绝对值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由可得,即;
再由双曲线定义可得到双曲线两个焦点距离之差的绝对值为.
故选:B
2.(24-25高二上·安徽蚌埠·期末)已知,,动点P满足,则点P的轨迹是( )
A.椭圆 B.双曲线的一支 C.双曲线 D.射线
【答案】B
【分析】根据双曲线的定义可求得结果.
【详解】因为,,所以,
则,由双曲线的定义可知,点P的轨迹为双曲线的一支.
故选:B.
3.(24-25高二上·山西晋中·月考)双曲线的两个焦点分别是与,焦距为8;M是双曲线上的一点,且,则的值为( ).
A.9 B.1 C.1或9 D.2
【答案】A
【分析】根据焦距,可得值,根据的关系,可得值,根据双曲线定义,分类讨论,即可求得答案.
【详解】因为,所以,
所以,解得,
根据双曲线定义可得,
所以,解得或,
当时,不合题意,故舍去,
当时,,满足题意,
综上,.
故选:A
4.(24-25高二下·河南·月考)双曲线:上的点到右焦点的距离为19,则它到左焦点的距离为( )
A.9 B.7 C.9或29 D.7或19
【答案】C
【分析】根据双曲线的定义来求解点到左焦点的距离.
【详解】对于双曲线,可得,则.
设双曲线的左右焦点分别为,已知点到右焦点的距离为19,即.
根据双曲线的定义,则有.
可得或.
当时,;
当时,.
所以点到左焦点的距离为或.
故选:C.
5.已知动点满足,则动点P的轨迹是( )
A.双曲线 B.双曲线左支
C.双曲线右支 D.一条射线
【答案】C
【分析】根据 表示动点到点与的距离之差为2,再结合双曲线的定义求解.
【详解】解:因为 的几何意义是动点到点与的距离之差为2,
又因为,
所以由双曲线的定义,知动点P的轨迹是双曲线右支.
故选:C
6.(24-25高二上·湖北武汉·期末)在平面直角坐标系中,已知点,,点是平面内一个动点,则下列说法正确的是( )
A.若,则点的轨迹为椭圆
B.若,则点的轨迹为椭圆
C.若,则点的轨迹为直线
D.若,则点的轨迹为双曲线的一支
【答案】D
【分析】根据椭圆、双曲线的定义一一判断即可.
【详解】由,结合椭圆的定义,显然的轨迹不是椭圆而是线段,故A错误;
设,由,所以,
整理得,所以点的轨迹为以为圆心,为半径的圆,故B错误;
由,则点的轨迹为以为端点(向右)的射线,故C错误;
由,根据双曲线的定义,则点的轨迹为双曲线的右支,故D正确.
故选:D
【题型02:求双曲线的标准方程】
一、单选题
1.(24-25高二上·四川成都·期末)设为定点,动点满足,则动点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由已知条件知,点的运动轨迹是以为焦点的双曲线,从而可求得轨迹的方程.
【详解】,
动点的轨迹是以为焦点的双曲线,且,
,双曲线的方程为.
故选:B.
2.(24-25高二上·北京·月考)化简方程的结果是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由双曲线定义即可求解.
【详解】设动点,则由题意可得,
所以动点到两个定点的距离的差的绝对值等于常数8,又,
所以由双曲线定义可知P点的轨迹是以为焦点,实轴长为的双曲线,
所以,,
所以双曲线的方程为.
故选:D.
3.(23-24高二上·云南迪庆·期末)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
【分析】根据双曲线的定义可得答案.
【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.
4.(24-25高二上·内蒙古包头·期中)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
【分析】先判断椭圆的焦点位置,求出其半焦距,设出双曲线方程,依题意列出方程组,解之即得.
【详解】由可知椭圆焦点在轴上,且,
故可设所求双曲线方程为:,依题得:,
解得:,故所求的双曲线方程为:.
故选:D.
5.(24-25高二上·河北·期中)已知双曲线经过点,则其标准方程为( )
A. B.
C. D.或
【答案】A
【分析】设双曲线方程为,然后代点计算即可求得,从而求解.
【详解】设双曲线方程为,
则,解得,
所以双曲线的标准方程为.
故选:A.
【题型03:判断方程是否表示双曲线】
一、单选题
1.(24-25高二上·北京大兴·期末)已知双曲线的焦点在x轴上,则实数m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据方程表示的双曲线特征,列相应不等式,即可求解.
【详解】由双曲线的焦点在x轴上,
可得,即m的范围为,
故选:D
2.(24-25高二上·四川内江·期末)若方程表示双曲线,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由题意可得,求解关于的一元二次不等式得答案.
【详解】解:方程表示双曲线,
,解得或
的取值范围是
故选:D.
3.(24-25高二上·山东青岛·月考)关于 的方程 ,给出以下说法错误的为( )
A.方程可以表示双曲线 B.方程可以表示椭圆
C.方程可以表示圆 D.当方程表示双曲线时, 焦距为定值
【答案】C
【分析】根据的值,结合圆与圆锥曲线的方程特征即可判断各选项.
【详解】对于A,若方程表示双曲线,则,即,所以方程可以表示双曲线,故A正确;
对于B,若方程表示椭圆,则,即,所以方程可以表示椭圆,故B正确;
对于C,若方程表示圆,则,方程无解,所以方程不可以表示圆,故C错误;
对于D,由A可知当方程表示双曲线时,,所以焦距为,故D正确.
故选:C.
4.(24-25高二上·云南临沧·月考)当从0到逐渐变大时,方程表示的曲线依次为( )
A.圆,椭圆,两条直线,双曲线
B.圆,椭圆,双曲线
C.椭圆,一条射线,双曲线,圆
D.圆,椭圆,一条直线,双曲线
【答案】A
【分析】根据的变化规律得出对应的余弦值的大小,再由圆、椭圆、双曲线等标准方程对应即可得出结论.
【详解】①当时,,曲线,表示圆;
②当时,,曲线表示椭圆;
③当时,,曲线即,表示两条直线;
④当时,,曲线表示双曲线.
故选:A.
二、填空题
5.(24-25高二上·全国·课后作业)已知方程所表示的曲线为双曲线,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】化为双曲线的一般形式,分焦点在与轴上分别列不等式组解答即可;
【详解】当时,显然不为双曲线;
当时,可化为,
若双曲线的焦点在轴,
则满足解得,
若双曲线的焦点在轴,
则满足解得.
综上所述,的取值范围为.
故答案为:.
6.(23-24高二上·重庆·期末)若方程表示焦点在轴上的双曲线,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据双曲线焦点在x轴上有,求解即可得出参数m范围.
【详解】因方程表示焦点在x轴上的双曲线,
则有,解得,
故答案为:.
【题型04:双曲线中的焦点三角形问题】
一、单选题
1.(24-25高二上·北京·月考)设,分别是双曲线的下、上焦点,是该双曲线上的一点,且,则的面积等于( )
A.12 B.24 C. D.
【答案】B
【分析】利用条件及双曲线的定义求出,进而可得为直角三角形,然后直接求面积即可.
【详解】由双曲线得,
又,且,
得到,
所以,
即为直角三角形,
所以.
故选:B.
2.(24-25高二下·安徽·月考)设P是双曲线右支上一点,,分别是双曲线C的左、右焦点,O为坐标原点,Q为线段的中点,若,则的值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【分析】利用双曲线的标准方程,结合双曲线的定义,可得问题答案.
【详解】由双曲线,则,
由于为的中点,Q为线段的中点,且,
所以,则.
故选:C.
3.(24-25高二上·河北衡水·月考)已知椭圆与双曲线有相同的焦点,且椭圆与双曲线在第一象限的交点为,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据双曲线以及椭圆的定义可得,即可利用余弦定理求解.
【详解】由双曲线方程知,焦点为,则椭圆中,
由双曲线和椭圆的定义知:,,
所以,又,
则.
故选:C
4.(24-25高二上·江苏泰州·期中)已知双曲线C:的左右焦点为,过的直线与双曲线的右支交于两点,若,则的周长为( )
A.12 B.14
C.10 D.8
【答案】A
【分析】由双曲线的定义求解即可;
【详解】
由题意可得,
的周长为,
由双曲线定定义可得,
又
所以,
所以的周长为12,
故选:A
5.(24-25高二上·河南·月考)已知,分别是双曲线:的左、右焦点,为上一点,,且的面积等于,则( )
A. B.6 C. D.3
【答案】A
【分析】利用余弦定理及双曲线的定义求出,再由面积公式计算可得.
【详解】由余弦定理得
,
∴,
∴,∴(负值已舍去).
故选:A.
二、填空题
6.(24-25高二上·全国·课后作业)已知双曲线的标准方程为,左、右焦点分别为,且双曲线上有一点使得,则点的坐标为 .
【答案】
【分析】设,根据,列出方程,求得,代入双曲线的方程,即可求解.
【详解】由双曲线的方程,可得,则,
设,则,解得,
因为点在双曲线上,代入可得,解得,故.
故答案为:.
7.(24-25高二上·陕西西安·月考)已知双曲线的左、右焦点分别为,点在双曲线右支上,则的内切圆与轴的切点横坐标为 .
【答案】a
【分析】利用圆的切线的性质及双曲线的定义即得.
【详解】由题知,
设内切圆与x轴的切点为,与内切圆的切点分别为,
由双曲线定义有,得,
由圆的切线长定理知,,即 ,
即,
设内切圆的圆心横坐标为x,则点H的横坐标为x,
所以,
故答案为:
【题型05:双曲线中的轨迹方程问题】
一、单选题
1.(24-25高二上·云南·月考)设两点的坐标分别为,,直线与相交于点,且它们的斜率之积为,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用给定条件直接求解动点的轨迹方程即可.
【详解】设点,则的斜率为,的斜率为,
故,
所以,故D正确.
故选:D
2.(23-24高二上·四川成都·期末)相距1400m的A,B两个哨所,听到炮弹爆炸声的时间相差3s,已知声速是340m/s,炮弹爆炸点一定在曲线( )的方程上.
A. B.
C.或 D.
【答案】D
【分析】根据双曲线的定义进行求解即可.
【详解】设炮弹爆炸点为,
由题意可知:,
显然点的轨迹是以A,B的焦点的双曲线,因此有,
可得:,于是有,
根据四个选项可知,只有选项D符合,
故选:
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
【分析】首先得到圆心坐标与半径,设动圆的半径为,分两圆相内切与外切两种情况讨论,结合双曲线的定义计算可得.
【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
二、填空题
4.(23-24高二上·河南周口·期末)动点与定点的距离和它到直线的距离的比是常数,则动点M的轨迹方程是 .
【答案】
【分析】利用直接法建立等式,化简即可.
【详解】解:动点与定点的距离和它到直线的距离的比是常数,
所以,即,
展开整理得.
故答案为:.
5.(24-25高二上·上海·课堂例题)已知P为圆C:上任意一点,.若线段的垂直平分线交直线于点Q,则点Q的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】由题意可得点满足双曲线的定义,且求得,的值,再由求得,则点的轨迹的方程可求.
【详解】解:由点是线段垂直平分线上的点,
,
又,
满足双曲线定义且,,
,
轨迹方程:.
故答案为:.
【题型06:双曲线中的距离最值问题】
一、单选题
1.(24-25高二上·江西·月考)已知双曲线:的右焦点为,点P在C的右支上,且,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用双曲线的定义将的最小值转化为的最小值即可.
【详解】
由题知,,,所以,
设双曲线的左焦点为,则,,因为点P在C的右支上,
由双曲线的定义知,
所以,
当三点共线时取等号,
所以的最小值为.
故选:D.
2.(23-24高二上·浙江金华·月考)已知圆上有一动点,双曲线的左焦点为,且双曲线的右支上有一动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据双曲线的定义,结合圆的几何性质进行求解即可.
【详解】
在双曲线中,,,
,,
设双曲线的右焦点为,则,
在双曲线的右支上,
,即,
由题知,圆心,半径,在圆上,
,
则,
当,,三点共线且Q位于另两点之间时,取得最小值为,
此时,
的最小值为.
故选:D.
3.(24-25高二下·贵州贵阳·月考)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.10 B.11 C.12 D.15
【答案】B
【分析】根据双曲线定义可得,结合圆的切线性质可得,结合图形,即得答案.
【详解】如图所示,双曲线方程的两焦点坐标为,,
连接,,,,则,
因为,,
所以
,
当且仅当为双曲线右顶点时等号成立,
故选:B.
二、填空题
4.(24-25高二上·上海·期末)已知F是双曲线的右焦点,动点P在双曲线的左支上,点Q为圆上一动点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】设是左焦点,由双曲线定义转化,取最小值时,的最小值是在线段上即得.
【详解】双曲线,,,,,,即为,
圆的圆心为,半径,
P在双曲线的左支上,,,
所以,
根据圆的几何性质可知,
的最小值是,
所以的最小值是.
故答案为:6
5.(24-25高二上·山西太原·期末)已知双曲线E:的左焦点为F,点M是E右支上的动点,点N是圆上的动点,则的最大值为 .
【答案】
【分析】结合双曲线的定义与三角形三边关系可得,再根据定点到圆上一动点的距离最值的解法即可求解.
【详解】设双曲线E:的右焦点为,则,.
由双曲线定义可得,即.
,
当且仅当三点共线时,取得最大值.
∵点N是圆上的动点,
∴圆心设为,半径,
,.
故答案为:.
一、单选题
1.(23-24高二上·江西·月考)已知点,,动点满足,则的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据双曲线的定义确定轨迹,即可得轨迹方程.
【详解】因为,所以的轨迹为双曲线,且焦点在轴上
设该双曲线的方程为,则,,.
所以的轨迹方程为.
故选:D.
2.(24-25高二上·广东·期中)已知双曲线的两个焦点分别为,,双曲线上有一点,若,则( )
A.9 B.1 C.1或9 D.11或9
【答案】A
【分析】根据双曲线定义可求得,再根据或或即可得解.
【详解】根据双曲线定义可得,又,
所以或,
又,,
而或,
所以.
故选:A.
3.(24-25高二下·甘肃庆阳·开学考试)已知方程表示焦点在x轴上的双曲线,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用双曲线方程的特征列式求解即得.
【详解】方程表示焦点在x轴上的双曲线,则,解得,
所以实数m的取值范围是
故选:C
4.(24-25高二上·山西太原·期末)已知双曲线C以椭圆方程E:的焦点为顶点,以E的顶点为焦点,则双曲线C的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出椭圆的顶点和焦点,即可得出双曲线方程.
【详解】∵椭圆方程E:的焦点坐标为,,上、下顶点为,.
∴设双曲线方程C:,则,
,∴设双曲线方程C:.
故选:C.
5.(24-25高二上·新疆·月考)动点到点的距离之差等于,则动点的轨迹是( )
A.双曲线 B.双曲线的一支
C.两条射线 D.一条射线
【答案】D
【分析】根据双曲线的定义即可求解.
【详解】由题意可知,,故动点的轨迹是以为端点,以轴正方向的一条射线,
故选:D
6.(24-25高二上·辽宁·期末)已知,,动点满足,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据双曲线的定义可知点的轨迹为以为焦点,实轴为的双曲线的上支,求出、,即可得到轨迹方程.
【详解】由及双曲线的定义可知,
点的轨迹为以为焦点,实轴为的双曲线的上支,则,
因为,所以,故点的轨迹方程为.
故选:A
7.(24-25高二上·天津河北·期末)已知双曲线过点,且与椭圆有公共焦点,则双曲线的标准方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意求得,,得到,进而求得双曲线的标准方程.
【详解】由椭圆,可化为标准方程,可得,
因为双曲线与椭圆有公共的焦点,所以,
又因为双曲线过点,可得,则,
所以双曲线的标准方程为.
故选:B.
8.(24-25高二上·四川绵阳·期中)已知 ,,直线相交于点,且直线与直线的斜率之积为1,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设点,根据题意建立方程,化简即得点的轨迹方程,同时要注意条件的满足即得.
【详解】设点,则,
化简即得:.
即点的轨迹方程为:.
故选:B.
9.(24-25高二上·贵州铜仁·月考)在平面直角坐标系中,已知点,,是一个动点,则下列说法正确的是( )
A.若,则点的轨迹为椭圆
B.若,则点的轨迹为圆
C.若,则点的轨迹为双曲线
D.若,则点的轨迹为一条线段
【答案】B
【分析】令,结合椭圆、双曲线定义判断A、C;利用向量加减、模长的坐标运算列方程求轨迹判断B;应用两点距离公式列方程求轨迹判断D.
【详解】令,则:
A:由,结合椭圆定义,显然轨迹不是椭圆,错;
B:由,则,
所以,即点的轨迹为圆,对;
C:由,根据双曲线定义,轨迹为双曲线的右支,错;
D:由题设,整理得,即点的轨迹为一条直线,错.
故选:B
10.(2024·四川·模拟预测)已知,分别为双曲线C的左、右焦点,过的直线与双曲线C的左支交于A,B两点,若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,根据双曲线的定义得到,即可表示出,,再在中利用余弦定理计算可得.
【详解】如图,由于,,且,,
设,则,故,
所以,即,则,,,,
在中由余弦定理.
故选:B
11.(24-25高二上·湖北武汉·期末)已知圆,,点在圆上运动,设线段的垂直平分线和直线的交点为,则点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】结合双曲线的定义求得正确答案.
【详解】
圆的圆心为,半径为,由中垂线的性质可得,
所以,
所以点的轨迹方程是双曲线,且,,,,
所以点的轨迹方程为.
故选:A.
12.(24-25高二上·江西·月考)若动圆过定点,且和定圆外切,则动圆圆心的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据动圆与定圆外切得出,再由双曲线定义判断动点轨迹,写出方程即可.
【详解】定圆的圆心为,与关于原点对称.
设,由两圆外切可得,所以,
所以,点的轨迹为双曲线的右支.
设双曲线的方程为,则,,,
所以,点的轨迹方程为.
故选:D.
13.(23-24高二上·江苏苏州·月考)已知双曲线的下焦点为,,是双曲线上支上的动点,则的最大值是( )
A.不存在 B.8 C.7 D.6
【答案】A
【分析】根据双曲线的定义以及三点共线来确定正确答案..
【详解】依题意,下焦点,设上焦点,
双曲线的渐近线方程为,直线的斜率为,
所以延长时,与双曲线没有交点,,
设延长,交双曲线上支于,
依题意,是双曲线上支上的动点,
根据双曲线的定义可知,
,当在点时等号成立,则,
所以,所以,
所以,所以的最大值不存在.
故选:A
二、填空题
14.(24-25高二上·全国·课后作业)经过点的双曲线的标准方程为 .
【答案】
【分析】由待定系数法即可联立方程求解.
【详解】设双曲线的标准方程为,
代入点的坐标可得解得
所以双曲线的标准方程为.
故答案为:
15.(23-24高二上·天津静海·月考)若方程表示焦点在轴上的双曲线,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】将变形为,再根据条件即可求出结果.
【详解】由变形得到,
因为方程表示焦点在轴上的双曲线,
所以,解得,
故答案为:.
16.(24-25高二上·湖南·期中)设,为双曲线的两个焦点,点是双曲线上的一点,且,则的面积为 .
【答案】1
【分析】根据题意结合双曲线对于可得,,结合勾股定理可得,即可得面积.
【详解】由双曲线方程可得,
不妨设,则,,
若,则,可得,
即,则,
所以的面积为.
故答案为:1.
17.(23-24高二上·山西大同·期末)点,分别是双曲线的左、右焦点,点在上,且,则的周长是 .
【答案】
【分析】利用双曲线表达式求出焦距,结合余弦定理求出的值,即可求出的周长.
【详解】由题意,
在双曲线中,,
∴,,
由余弦定理的推论可得,
所以,
所以,,
所以,所以,
所以的周长为.
故答案为:.
18.(23-24高二上·山东泰安·月考)设是双曲线的两个焦点,是该双曲线上一点,且,则的面积等于 .
【答案】
【分析】由利用双曲线的定义,得到,利用余弦定理,求得,得到,结合三角形的面积公式,即可求解.
【详解】由双曲线,可得,则,
因为是该双曲线上一点,且,可得,
即,
在中,可得,
可得,
所以的面积为.
故答案为:.
19.(23-24高二下·上海·期末)设双曲线的左、右焦点为、,点是上一点,满足,则的面积为 .
【答案】
【分析】由双曲线的方程得到,设,再根据双曲线的定义余弦定理,求得,进而求得三角形的面积.
【详解】
由题意,,不妨设,
则,由余弦定理,
所以,,
所以,.
故答案为:.
20.(23-24高二上·河北保定·期中)某地发生地震,呈曲线形状的公路上任意一点到村的距离比到村的距离远,村在村的正东方向处,村在村的北偏东方向处,为了救援灾民,救援队在曲线上的处收到了一批救灾药品,现要向两村转运药品,那么从处到、两村的路程之和的最小值为 .
【答案】
【分析】根据题意建立直角坐标系,结合双曲线定义可知曲线的轨迹为双曲线的右支,从而求得其轨迹方程,结合图像得到,由此得解.
【详解】如图,以所在的直线为轴,的垂直平分线为轴建立直角坐标系,
由题意得,根据双曲线定义知,轨迹为双曲线的右支,
故,
所以曲线的轨迹方程为,
因为,
所以,
当且仅当共线时,等号成立,
所以从处到、两村的路程之和的最小值为.
故答案为:.
21.(24-25高二上·辽宁·期中)已知是双曲线的两个焦点,点在上,且,若,则双曲线的方程为 .
【答案】
【分析】利用双曲线的定义结合焦点三角形的特征求解.
【详解】
设双曲线的标准方程为,,
由已知可得,即,
因为,
所以,
所以,故双曲线的方程为.
故答案为:.
22.(24-25高二上·贵州铜仁·月考)若是双曲线的左焦点,,是双曲线右支上的动点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】根据双曲线的方程可得右焦点,根据双曲线定义可知,即可得解.
【详解】
如图所示,
由双曲线方程,
可知双曲线的右焦点为,
则由双曲线定义可知,即,
则,
当且仅当点在线段上时,等号成立,
又,
即,
故答案为:.
23.(24-25高二上·河南郑州·期中)设是双曲线上一点,,分别是两圆:和上的点,则的最大值为 .
【答案】8
【分析】根据给定条件,求出圆心及半径,利用圆的性质及双曲线定义求出最大值.
【详解】圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,
双曲线的实半轴长,半焦距,则为其左右焦点,
,,
要取最大值,点必在双曲线左支上,
所以.
故答案为:
24.(24-25高二下·陕西·月考)已知双曲线,,分别为其左、右焦点,O为坐标原点,为E上一点,且,M为的中点,则 .
【答案】1或7
【分析】由双曲线方程得到的值,根据双曲线的定义,分在左支和右支两种情况分别求出并讨论是否成立,再利用三角形的中位线即可求出.
【详解】因为双曲线,所以,,
故焦点坐标为.
①若在左支上,
,,
由双曲线的定义可知,
因为,所以,而,所以符合题意.
因为M为的中点,所以在中,
由三角形中位线定理可知;
②若在右支上,
,,
由双曲线的定义可知,
因为,所以,而,所以符合题意.
因为M为的中点,所以在中,
由三角形中位线定理可知;
故答案为:1或7
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专题24 双曲线及其标准方程
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第二步:记
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第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点01:双曲线的定义
1、定义:在平面内与两个定点、的距离之差的绝对值等于非零常数(小于)的点的轨迹叫做双曲线.两个定点、称为焦点;两焦点的距离叫做双曲线的焦距,表示为.
2、双曲线的集合表示:.
注意:(1)若去掉定义中的“绝对值”,常数满足约束条件:
(),则动点轨迹仅表示双曲线中靠焦点的一支;
(),则动点轨迹仅表示双曲线中靠焦点的一支;
(2)若常数满足约束条件:,
则动点轨迹是以F1、F2为端点的两条射线(包括端点);
(3)若常数满足约束条件:,则动点轨迹不存在;
(4)若常数,则动点轨迹为线段F1F2的垂直平分线。
知识点02:双曲线的标准方程
1、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
2、待定系数法求双曲线标准方程
知识点03:双曲线的焦点三角形
求双曲线中的焦点三角形面积的方法
(1)①根据双曲线的定义求出;
②利用余弦定理表示出、、之间满足的关系式;
③通过配方,利用整体的思想求出的值;
④利用公式求得面积。
(2)利用公式求得面积;
【题型01:双曲线的定义及辨析】
一、单选题
1.(24-25高二上·北京延庆·期末)已知是双曲线上的动点,则到双曲线两个焦点距离之差的绝对值为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·安徽蚌埠·期末)已知,,动点P满足,则点P的轨迹是( )
A.椭圆 B.双曲线的一支 C.双曲线 D.射线
3.(24-25高二上·山西晋中·月考)双曲线的两个焦点分别是与,焦距为8;M是双曲线上的一点,且,则的值为( ).
A.9 B.1 C.1或9 D.2
4.(24-25高二下·河南·月考)双曲线:上的点到右焦点的距离为19,则它到左焦点的距离为( )
A.9 B.7 C.9或29 D.7或19
5.已知动点满足,则动点P的轨迹是( )
A.双曲线 B.双曲线左支
C.双曲线右支 D.一条射线
6.(24-25高二上·湖北武汉·期末)在平面直角坐标系中,已知点,,点是平面内一个动点,则下列说法正确的是( )
A.若,则点的轨迹为椭圆
B.若,则点的轨迹为椭圆
C.若,则点的轨迹为直线
D.若,则点的轨迹为双曲线的一支
【题型02:求双曲线的标准方程】
一、单选题
1.(24-25高二上·四川成都·期末)设为定点,动点满足,则动点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·北京·月考)化简方程的结果是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二上·云南迪庆·期末)已知点,,动点满足条件.则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高二上·内蒙古包头·期中)过点且与椭圆有相同焦点的双曲线方程为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二上·河北·期中)已知双曲线经过点,则其标准方程为( )
A. B.
C. D.或
【题型03:判断方程是否表示双曲线】
一、单选题
1.(24-25高二上·北京大兴·期末)已知双曲线的焦点在x轴上,则实数m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·四川内江·期末)若方程表示双曲线,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·山东青岛·月考)关于 的方程 ,给出以下说法错误的为( )
A.方程可以表示双曲线 B.方程可以表示椭圆
C.方程可以表示圆 D.当方程表示双曲线时, 焦距为定值
4.(24-25高二上·云南临沧·月考)当从0到逐渐变大时,方程表示的曲线依次为( )
A.圆,椭圆,两条直线,双曲线
B.圆,椭圆,双曲线
C.椭圆,一条射线,双曲线,圆
D.圆,椭圆,一条直线,双曲线
二、填空题
5.(24-25高二上·全国·课后作业)已知方程所表示的曲线为双曲线,则的取值范围为 .
6.(23-24高二上·重庆·期末)若方程表示焦点在轴上的双曲线,则实数的取值范围为 .
【题型04:双曲线中的焦点三角形问题】
一、单选题
1.(24-25高二上·北京·月考)设,分别是双曲线的下、上焦点,是该双曲线上的一点,且,则的面积等于( )
A.12 B.24 C. D.
2.(24-25高二下·安徽·月考)设P是双曲线右支上一点,,分别是双曲线C的左、右焦点,O为坐标原点,Q为线段的中点,若,则的值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
3.(24-25高二上·河北衡水·月考)已知椭圆与双曲线有相同的焦点,且椭圆与双曲线在第一象限的交点为,则的值为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·江苏泰州·期中)已知双曲线C:的左右焦点为,过的直线与双曲线的右支交于两点,若,则的周长为( )
A.12 B.14
C.10 D.8
5.(24-25高二上·河南·月考)已知,分别是双曲线:的左、右焦点,为上一点,,且的面积等于,则( )
A. B.6 C. D.3
二、填空题
6.(24-25高二上·全国·课后作业)已知双曲线的标准方程为,左、右焦点分别为,且双曲线上有一点使得,则点的坐标为 .
7.(24-25高二上·陕西西安·月考)已知双曲线的左、右焦点分别为,点在双曲线右支上,则的内切圆与轴的切点横坐标为 .
【题型05:双曲线中的轨迹方程问题】
一、单选题
1.(24-25高二上·云南·月考)设两点的坐标分别为,,直线与相交于点,且它们的斜率之积为,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·四川成都·期末)相距1400m的A,B两个哨所,听到炮弹爆炸声的时间相差3s,已知声速是340m/s,炮弹爆炸点一定在曲线( )的方程上.
A. B.
C.或 D.
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.
二、填空题
4.(23-24高二上·河南周口·期末)动点与定点的距离和它到直线的距离的比是常数,则动点M的轨迹方程是 .
5.(24-25高二上·上海·课堂例题)已知P为圆C:上任意一点,.若线段的垂直平分线交直线于点Q,则点Q的轨迹方程为 .
【题型06:双曲线中的距离最值问题】
一、单选题
1.(24-25高二上·江西·月考)已知双曲线:的右焦点为,点P在C的右支上,且,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·浙江金华·月考)已知圆上有一动点,双曲线的左焦点为,且双曲线的右支上有一动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二下·贵州贵阳·月考)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.10 B.11 C.12 D.15
二、填空题
4.(24-25高二上·上海·期末)已知F是双曲线的右焦点,动点P在双曲线的左支上,点Q为圆上一动点,则的最小值为 .
5.(24-25高二上·山西太原·期末)已知双曲线E:的左焦点为F,点M是E右支上的动点,点N是圆上的动点,则的最大值为 .
一、单选题
1.(23-24高二上·江西·月考)已知点,,动点满足,则的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·广东·期中)已知双曲线的两个焦点分别为,,双曲线上有一点,若,则( )
A.9 B.1 C.1或9 D.11或9
3.(24-25高二下·甘肃庆阳·开学考试)已知方程表示焦点在x轴上的双曲线,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·山西太原·期末)已知双曲线C以椭圆方程E:的焦点为顶点,以E的顶点为焦点,则双曲线C的标准方程为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二上·新疆·月考)动点到点的距离之差等于,则动点的轨迹是( )
A.双曲线 B.双曲线的一支
C.两条射线 D.一条射线
6.(24-25高二上·辽宁·期末)已知,,动点满足,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
7.(24-25高二上·天津河北·期末)已知双曲线过点,且与椭圆有公共焦点,则双曲线的标准方程是( )
A. B. C. D.
8.(24-25高二上·四川绵阳·期中)已知 ,,直线相交于点,且直线与直线的斜率之积为1,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
9.(24-25高二上·贵州铜仁·月考)在平面直角坐标系中,已知点,,是一个动点,则下列说法正确的是( )
A.若,则点的轨迹为椭圆
B.若,则点的轨迹为圆
C.若,则点的轨迹为双曲线
D.若,则点的轨迹为一条线段
10.(2024·四川·模拟预测)已知,分别为双曲线C的左、右焦点,过的直线与双曲线C的左支交于A,B两点,若,,则( )
A. B. C. D.
11.(24-25高二上·湖北武汉·期末)已知圆,,点在圆上运动,设线段的垂直平分线和直线的交点为,则点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
12.(24-25高二上·江西·月考)若动圆过定点,且和定圆外切,则动圆圆心的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
13.(23-24高二上·江苏苏州·月考)已知双曲线的下焦点为,,是双曲线上支上的动点,则的最大值是( )
A.不存在 B.8 C.7 D.6
二、填空题
14.(24-25高二上·全国·课后作业)经过点的双曲线的标准方程为 .
15.(23-24高二上·天津静海·月考)若方程表示焦点在轴上的双曲线,则实数的取值范围为 .
16.(24-25高二上·湖南·期中)设,为双曲线的两个焦点,点是双曲线上的一点,且,则的面积为 .
17.(23-24高二上·山西大同·期末)点,分别是双曲线的左、右焦点,点在上,且,则的周长是 .
18.(23-24高二上·山东泰安·月考)设是双曲线的两个焦点,是该双曲线上一点,且,则的面积等于 .
19.(23-24高二下·上海·期末)设双曲线的左、右焦点为、,点是上一点,满足,则的面积为 .
20.(23-24高二上·河北保定·期中)某地发生地震,呈曲线形状的公路上任意一点到村的距离比到村的距离远,村在村的正东方向处,村在村的北偏东方向处,为了救援灾民,救援队在曲线上的处收到了一批救灾药品,现要向两村转运药品,那么从处到、两村的路程之和的最小值为 .
21.(24-25高二上·辽宁·期中)已知是双曲线的两个焦点,点在上,且,若,则双曲线的方程为 .
22.(24-25高二上·贵州铜仁·月考)若是双曲线的左焦点,,是双曲线右支上的动点,则的最小值为 .
23.(24-25高二上·河南郑州·期中)设是双曲线上一点,,分别是两圆:和上的点,则的最大值为 .
24.(24-25高二下·陕西·月考)已知双曲线,,分别为其左、右焦点,O为坐标原点,为E上一点,且,M为的中点,则 .
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