内容正文:
衔接教材 夯基固本
落实
第6节 双曲线
微点突破4 双曲线中二级结论的应用
第二章 解析几何
衔接教材 夯基固本
落实
B
C
B
D
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双曲线的二级结论
1.焦点三角形的面积公式:已知点P为双曲线 eq \f(x2,a2)- eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)上异于顶点的一点,F1,F2为左、右焦点,且∠F1PF2=θ,则双曲线中= eq \f(b2,tan \f(θ,2)).
2.双曲线的焦半径公式:已知点P(xP,yP)在双曲线 eq \f(x2,a2)- eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)上,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,e为双曲线的离心率,则|PF1|=|exP+a|,|PF2|=|exP-a|.
3.焦半径的数量关系式:直线l过焦点F与双曲线相交于A,B两点,则 eq \f(1,|AF|)+ eq \f(1,|BF|)= eq \f(2a,b2).
4.过双曲线上一点的切线方程:已知点P(x0,y0)为焦点在x轴上的双曲线上的任一点,则过点P与双曲线相切的切线方程为 eq \f(x0x,a2)- eq \f(y0y,b2)=1.
5.周角定理:已知过原点的直线l交双曲线于A,B两点,P是双曲线上异于A,B两点的动点,则kPA·kPB= eq \f(b2,a2).
[例] 已知双曲线 eq \f(x2,a2)- eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0),过原点的直线与双曲线交于A,B两点,以线段AB为直径的圆恰好过双曲线的右焦点F.若△ABF的面积为2a2,则双曲线的离心率为( )
A. eq \r(2) B. eq \r(3) C.2
D. eq \r(5)
解析:一般法解题 设双曲线的左焦点为F′,连接AF′,BF′.因为以AB为直径的圆恰好经过双曲线的右焦点F(c,0),所以AF⊥BF,圆心为O(0,0),半径为c.
根据双曲线的对称性可得四边形AFBF′是矩形,设|AF|=m,|BF|=n,
则 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(n-m=2a,,n2+m2=4c2,,\f(1,2)mn=2a2,))由(n-m)2=m2+n2-2mn可得4c2-8a2=4a2,所以c2=3a2,所以 eq \f(c2,a2)=e2=3,所以e= eq \r(3).
二级结论解题 设双曲线的左焦点为F′,连接AF′,BF′.因为以AB为直径的圆恰好经过双曲线的右焦点F(c,0),所以S△AF′F=2a2,且∠F′AF= eq \f(π,2),根据双曲线焦点三角形面积公式S△AF′F= eq \f(b2,tan \f(∠F′AF,2)),得2a2=b2,结合c2=a2+b2,得2a2=c2-a2⇒c2=3a2⇒e2=3⇒e= eq \r(3).
训练 (1)过双曲线C: eq \f(x2,a2)- eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)上一点P作双曲线C的切线l,若直线OP与直线l的斜率均存在,且斜率之积为 eq \f(2,5),则双曲线C的离心率为( )
A. eq \f(\r(29),5) B. eq \f(\r(30),3) C. eq \f(\r(35),5)
D. eq \f(\r(30),5)
解析:设P为(x0,y0),由于双曲线C在点P(x0,y0)处的切线方程为 eq \f(xx0,a2)- eq \f(yy0,b2)=1,故切线l的斜率k= eq \f(b2x0,a2y0).因为k·kOP= eq \f(2,5),所以 eq \f(b2x0,a2y0)· eq \f(y0,x0)= eq \f(2,5),则 eq \f(b2,a2)= eq \f(2,5),即双曲线C的离心率e= eq \r(1+\f(2,5))= eq \f(\r(35),5).
(2)已知F1,F2为双曲线C:x2-y2=1的左、右焦点,点P在C上,∠F1PF2=60°,则|PF1|·|PF2|=( )
A.2 B.4 C.6 D.8
解析:由焦点三角形面积公式,得S△F1PF2= eq \f(b2,tan \f(∠F1PF2,2))= eq \f(12,tan 30°)= eq \r(3),即 eq \f(1,2)|PF1|·|PF2|·sin 60°= eq \f(\r(3),4)|PF1||PF2|= eq \r(3),所以|PF1|·|PF2|=4.
(3)已知双曲线C: eq \f(x2,a2)- eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的焦点为F1,F2,若点P是双曲线上任意一点,且满足|PO|2=|PF1|·|PF2|(其中O为坐标原点),则双曲线C的渐近线方程为( )
A.y=±2x
B.y=± eq \r(3)x
C.y=± eq \r(2)x
D.y=±x
解析:设P为(x0,y0),则x eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))≥a2.由焦半径公式可知|PF1|=|ex0+a|,|PF2|=|ex0-a|,其中e为双曲线的离心率.易知e2x eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))-a2>0,则由|PO|2=|PF1|·|PF2|,得x eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))+y eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))=x eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))+b2(eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)) eq \f(x,a2)
-1)=e2x eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))-a2,可得(1+ eq \f(b2,a2)-e2)x eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))=b2-a2=0,则a2=b2,故双曲线C的渐近线方程为y=±x.
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