内容正文:
专题3.2 双曲线
教学目标
1、理解双曲线第一定义,掌握双曲线的标准方程,理解双曲线与椭圆的联系与区别;
2、掌握双曲线的简单的几何性质,能用性质解决有关问题;
教学重难点
1、重点:双曲线定义及标准方程,双曲线的几何性质;
2、难点:双曲线定义的理解,双曲线离心率、渐近线的理解;
知识点01 双曲线概念
1.与两个定点F1,F2(|F1F2|=2c>0)距离之差的绝对值为非零常数2a(2a<2c)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椭圆的焦距.
注意:如果没有绝对值,则仅表示双曲线的一支.
2.双曲线表示为集合:P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0.
(1)当2a<|F1F2|时,M点的轨迹是双曲线;
(2)当2a=|F1F2|时,M点的轨迹是两条射线;
(3)当2a>|F1F2|时,M点不存在.
【即学即练1-1】(25-26高二上·全国·课后作业)与圆及圆都内切的圆的圆心在( )
A.椭圆上 B.双曲线的左支上 C.双曲线的右支上 D.圆上
【答案】B【难度】0.65【知识点】双曲线定义的理解、由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】设所求圆的圆心为,半径为,根据圆与圆的位置关系,结合双曲线的定义可得出结论.
【详解】圆的圆心为,半径为,
圆的标准方程为,圆心为,半径为,
设所求圆的圆心为,半径为,如图所示,,,
所以,且,
所以圆心的轨迹是以分别为左、右焦点的双曲线的左支.故选:B.
【即学即练1-2】(24-25高二上·浙江·期中)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,则曲线的焦点在轴上
【答案】B【难度】0.65【知识点】判断方程是否表示椭圆、判断方程是否表示双曲线、二元二次方程表示的曲线与圆的关系【分析】对于A,根据的取值,即可判断;对于B若为负角,即,结合双曲线标准方程的形式,即可判断;对于C,当时,结合圆的标准方程的形式,即可判断;对于D,变形后结合椭圆的标准方程的形式,即可判断选项.
【详解】对于A,当,即时,曲线的方程为,即,
此时曲线为两条平行的直线,故A错误;
对于B,若为负角,即,则,此时曲线为双曲线,故B正确;
对于C,若为正角,即,当时,,
则曲线的方程为1,是圆,故C错误;
对于D,若为椭圆,当,,又可变形为,
则为焦点在轴上的椭圆,故D错误.故选:B.
知识点02 双曲线的标准方程
标准方程
-=1(a>0,b>0)
-=1(a>0,b>0)
性质
图形
焦点
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
焦距
|F1F2|=2c
范围
x≤-a或x≥a,y∈R
y≤-a或y≥a,x∈R
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),A2(0,a)
轴
实轴:线段A1A2,长:2a;虚轴:线段B1B2,长:2b;实半轴长:a,虚半轴长:b
离心率
e=∈(1,+∞)
渐近线
y=±x
y=±x
a,b,c关系
c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0,a与b没有大小关系)
注意:1.谁的系数为正,焦点就在其对应轴上.
2.椭圆与双曲线统一方程:
(1)当时,为椭圆;
(2)当异号时,为双曲线。
【即学即练2-1】(25-26高二上·全国·课后作业)焦点在轴上,焦距为4且离心率为2的双曲线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.85【知识点】根据a、b、c求双曲线的标准方程、根据离心率求双曲线的标准方程
【分析】由已知得,再由离心率和关系求,得到双曲线的标准方程.
【详解】 依题意,,,解得,,所以,
故该双曲线方程为.故选:A.
【即学即练2-2】(2025·天津·模拟预测)已知双曲线的左右焦点分别为,过点的直线与双曲线的左右两支分别交于点A,B,且,则该双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.65【知识点】根据a、b、c求双曲线的标准方程、双曲线定义的理解
【分析】根据给定条件,求出焦点坐标及直线的倾斜角,再结合双曲线定义及勾股定理求出即可.
【详解】依题意,,直线的倾斜角为,即,
取的中点,连接,由,得,,
,,
则,,
在中,,解得,
所以该双曲线的方程为.故选:A
知识点03 双曲线的基本量
1.焦点在x轴时:焦点,实轴顶点,虚轴顶点;
焦点在y轴时:焦点,实轴顶点,虚轴顶点;
2.焦距2c,实轴2,虚轴2b;
【即学即练3-1】(2025·吉林·二模)已知双曲线的右焦点为,点在双曲线上且满足轴,若,则双曲线的实轴长为( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【答案】B【难度】0.85【知识点】根据双曲线方程求a、b、c、根据双曲线过的点求标准方程
【分析】利用给定条件求出,再设出双曲线方程,求解基本量,得到实轴长即可.
【详解】因为轴,且,双曲线的右焦点为,
所以,设双曲线方程为,且,
将代入双曲线方程,得到,联立解得(负根舍去),
则双曲线的实轴长为,故B正确.故选:B
【即学即练3-2】(2024·浙江温州·一模)已知椭圆和双曲线的焦点相同,则 .
【答案】【难度】0.85【知识点】根据椭圆方程求a、b、c、根据双曲线方程求a、b、c
【分析】根据双曲线方程可得,且焦点在x轴上,再结合椭圆方程列式求解即可.
【详解】对于双曲线,可知其半焦距,且焦点在x轴上,
对于椭圆可得,且,解得.故答案为:.
知识点04 双曲线的焦半径、焦点弦、焦点三角形
1.双曲线上点P(x0,y0)与焦点F1,F2之间的距离叫做双曲线的焦半径,r1=|PF1|,r2=|PF2|:
(1);
(2),(P在右支),
,(P在左支),
2.若双曲线方程为,半焦距为,焦点,
(1)过焦点且垂直于长轴的弦叫通经,其长度为:,
(2)双曲线焦点,过倾斜角为的直线交双曲线于A、B两点,
则:
(3)若AB是过焦点F的弦,设,
AB在同支时, AB在两支时,;(设)
(4)过双曲线焦点F1的弦AB与双曲线交在同支上,则△ABF2的周长为4a+2|AB|.
(5)同支的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于长轴的弦),其长为,
异支的弦中最短的为实轴,长为2a.
3.双曲线的焦点三角形:,记,有以下结论成立:
(1);
(2)焦点三角形的面积: .
【即学即练4-1】(24-25高二上·北京·阶段练习)已知,是双曲线的两个焦点,点P在双曲线上,若,则 .
【答案】9【难度】0.85【知识点】双曲线定义的理解、根据双曲线方程求a、b、c
【分析】由题设结合双曲线定义和焦半径的几何性质即可求解.
【详解】因为双曲线,所以,故,
所以,又,
所以P在双曲线左支上,.故答案为:9.
【即学即练4-2】(2024·陕西西安·模拟预测)双曲线的焦点弦长为的弦有( )
A.8条 B.4条 C.2条 D.1条
【答案】B【难度】0.65【知识点】求双曲线的焦距、双曲线的对称性、双曲线中的通径问题
【分析】结合双曲线的通径、左右顶点的距离与对称性,分该弦与双曲线是否交于同一支讨论即可得.
【详解】由,可得其通径为,注意到左右顶点的距离为,
所以过一个焦点,可作满足题意与双曲线交于两支的弦有两条,交于一支的情况不存在,
结合双曲线的对称性,该双曲线满足题意的焦点弦共有4条.故选:B.
【即学即练4-3】(24-25高二上·上海·阶段练习)设,是双曲线的两个焦点,O为坐标原点,点P在双曲线C上且,则的面积为 .
【答案】3【难度】0.85【知识点】利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、根据双曲线方程求a、b、c
【分析】根据题意可得,,利用勾股定理可得,即可得面积.
【详解】由题意可知:,则,,
若,则,
即,可得,所以的面积为.故答案为:3.
知识点05 双曲线的离心率
一般方法:根据条件,建立齐次等量关系f(a,b,c)=0,再化归为关于e的方程求解.
1. == (α,k为渐近线的倾斜角与斜率)
2. 焦点三角形中:P为双曲线上异于实轴端点的任一点,,
则;
3.过双曲线的焦点F作倾斜角为θ直线与椭圆或双曲线相交A、B两点,且=λ,
则;即.
(当双曲线焦点在轴上时,);注:或者。
4. 若直线y=kx与双曲线E交于A,B两点,P为双曲线上异于A,B的点,若直线PA,PB的斜率存在,且分别为k1,k2,则k1·k2==e2-1. 注:当焦点在y轴上时a,b对调.
5.直线y=kx+m(k≠0且m≠0)与双曲线E交于A,B两点,P为弦AB的中点,k0,则k0·k==e2-1.
注:当焦点在y轴上时a,b对调.
6.双曲线称为等轴双曲线,其渐近线方程为,离心率.
性质:a=b;e=;渐近线互相垂直;
等轴双曲线上任意一点到中心的距离是它到两焦点距离的等比中项.
7.与有相同离心率的双曲线方程为:
焦点在轴上时:; 焦点在轴上时:;
【即学即练5-1】(24-25高二下·湖南永州·期末)已知双曲线a的一个焦点为,且双曲线的渐近线与圆相切,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】C【难度】0.65【知识点】双曲线定义的理解、求双曲线的离心率或离心率的取值范围、由直线与圆的位置关系求参数【分析】已知双曲线a的一个焦点为,可知焦点位于x轴上,半焦距.设双曲线方程为:,渐近线方程为.根据圆的方程可知圆心为焦点,半径为. 圆心到渐近线的距离d等于半径r,根据点到直线距离公式得到b,根据得到a,从而计算出离心率.
【详解】已知双曲线a的一个焦点为,故焦点位于x轴上,半焦距.
设双曲线方程为:,渐近线方程为.
已知圆得方程:,圆心即为焦点,半径为.
圆心到渐近线的距离d等于半径r,由点到直线的距离公式可得:
,代入得:.由.
所以离心率.故选:C.
【即学即练5-2】(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线的焦距为,直线过点,且点到直线的距离与点到直线的距离之和,则双曲线离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C【难度】0.65【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围、求点到直线的距离
【分析】由题可得,由可得,据此可得答案.
【详解】设直线,即.由点到直线的距离公式,
得点到直线的距离,点到直线的距离.
因,则.
由
,则.故选:C.
知识点06 双曲线的渐近线
1.与共轭的双曲线方程为,
(1)它们有公共的渐近线;
(2)四个焦点都在以原点为圆心,为半径的圆上;
(3)。
2.与有相同的渐近线的双曲线方程为:;
3.已知双曲线的渐近线方程为,则双曲线方程可设为:;
4.双曲线焦点到渐近线的距离总是:.
实轴顶点到渐近线的距离为:;
双曲线实轴顶点到两渐近线的距离之积为定值:
【即学即练6-1】(25-26高二上·全国·单元测试)直线是双曲线的一条渐近线,则( )
A.1 B.4 C.16 D.18
【答案】D【难度】0.94【知识点】根据双曲线的渐近线求标准方程【分析】根据渐近线的求法可直接求解.
【详解】令双曲线方程等号右侧的1变为0,可得双曲线的渐近线方程为,
又直线是双曲线的一条渐近线,所以,解得.故选:D.
【即学即练6-2】(24-25高三下·河北保定·阶段练习)已知焦点在y轴上的双曲线的两条渐近线互相垂直,则m=( )
A.1 B. C.-4 D.1或-4
【答案】C【难度】0.65【知识点】已知直线垂直求参数、已知方程求双曲线的渐近线、根据方程表示双曲线求参数的范围【分析】根据双曲线的标准方程与渐近线方程即可求解.
【详解】因为双曲线的焦点在y轴上,所以,,
所以,即.又双曲线的两条渐近线互相垂直,所以,
即,解得或(舍).故选:C.
知识点07 双曲线的弦中点问题(点差法)
双曲线中有关点差法的经典结论(以下双曲线均为:)
(1)M是的不平行于对称轴的弦AB的中点,则;
(2)过原点的直线交双曲线于两点,P点是双曲线上异于两点的任一点,则有;
(3)过双曲线上任一点任作两条倾斜角互补的直线交双曲线于B,C两点,则(常数)
【即学即练7-1】(2025·内蒙古包头·二模)直线与双曲线交于两点,线段的中点为,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.85【知识点】由弦中点求弦方程或斜率
【分析】由点差法求出直线的斜率,再由点斜式方程求解即可.
【详解】设,,因为线段的中点为,所以,,
所以,两式相减可得:,即,
所以,即,所以直线的斜率为,所以直线的方程为:,
化简为:,经检验符合题意.故选:A.
【即学即练7-2】(24-25高三上·贵州贵阳·期末)已知双曲线与直线相交于A,B两点,其中中点的横坐标为,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.65【知识点】由中点弦坐标或中点弦方程、斜率求参数、求双曲线的离心率或离心率的取值范围【分析】设中点为,根据易知确定坐标值,再应用点差法及直线斜率的两点公式得到,进而得到双曲线参数的齐次方程求离心率.
【详解】设中点为,由题设易知,故,
因为,故,所以,
而,故,故,故.故选:A
知识点08 直线与双曲线的位置关系
1.判断方法一:通过解直线方程与双曲线方程联立得到的方程组进行判断.
判断方法二:通过直线与双曲线渐近线的位置关系进行判断.
2.弦长公式:,
或|AB|=.
3.双曲线的切线:
(1)以上点为切点的切线斜率为;则;切线方程:.
(2)过外一点作两条切线切点为P1、P2,则切点弦P1P2所在直线方程:.
【即学即练8-1】(24-25高二上·福建福州·期末)已知双曲线:(,),两条直线,均过坐标原点,和交于,两点,和交于,两点.若的面积为,则的面积为 .
【答案】【难度】0.85【知识点】求双曲线中三角形(四边形)的面积问题
【分析】根据对称性,结合图象来求得正确答案.
【详解】由于和都符合,所以曲线的图象关于原点对称,
由此画出曲线的大致图象如下图所示,两条直线、均过坐标原点,所以M、N两点关于原点对称,
P、Q两点关于原点对称,根据对称性,不妨设位置如图,
可知,,所以,所以,
而和等底等高,面积相同,所以,所以.故答案为:.
【即学即练8-2】(24-25高二上·四川成都·期末)已知椭圆的左右顶点分别为,,且,为上不同两点(,位于轴右侧),,关于轴的对称点分别为为,,直线、相交于点,直线、相交于点,已知点,则的最小值为 .
【答案】【难度】0.4
【知识点】求平面轨迹方程、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、根据a、b、c求椭圆标准方程
【分析】根据题意,求得点,的轨迹为双曲线的右支,进而根据双曲线的性质得解.
【详解】设点,则,,
则,
,,点的轨迹方程为,即点的轨迹方程为,
同理可得,点也在双曲线上,
点恰为双曲线的左焦点,双曲线的右焦点为,
根据双曲线定义可得:,
当且仅当三点共线时,即得,
的最小值为.故答案为:.
题型01 双曲线概念、基本量
【典例1-1】(2025·北京朝阳·一模)曲线,则“”是“为焦点在轴上的双曲线”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】A【难度】0.85【知识点】判断命题的充分不必要条件、判断方程是否表示双曲线
【分析】结合双曲线的标准方程,直接判断命题的充分性和必要性即可.
【详解】若,则,所以,即,
所以为焦点在轴上的双曲线;若为焦点在轴上的双曲线,
则对于,即,可得,即且,不一定得到,
综上,“”是“为焦点在轴上的双曲线”的充分不必要条件.故选:A
【典例1-2】(24-25高一下·上海奉贤·期中)若双曲线的一个焦点为,则 .
【答案】【难度】0.85【知识点】根据双曲线方程求a、b、c【分析】根据双曲线即可求解.
【详解】由题得,,故答案为:4.
【典例1-3】(2025高二·全国·专题练习)若点为直线上的任意一点,,,则下列结论中正确的是( )
A. B. C. D.以上都有可能
【答案】C【难度】0.65【知识点】利用双曲线定义求方程
【分析】根据双曲线的定义求解出双曲线的方程,然后结合双曲线的渐近线的几何特征得到结果即可.
【详解】若,则点的轨迹是以,为焦点的双曲线,其方程为.
因为是该双曲线的一条渐近线,整条直线在双曲线的外部区域,所以,故选:C.
【变式1-1】(23-24高二下·浙江·期中)“”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【难度】0.94【知识点】判断命题的必要不充分条件、判断命题的充分不必要条件、判断方程是否表示双曲线、充要条件的证明
【分析】根据双曲线的标准方程,结合充分、必要条件的概念即可求解.
【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
【变式1-2】(25-26高二上·全国·单元测试)已知方程表示双曲线,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.94【知识点】根据方程表示双曲线求参数的范围
【分析】利用双曲线的标准方程即可得到结果.
【详解】因为方程表示双曲线,所以,解得或,
故的取值范围为.故选:B.
【点睛】对方程,我们并不能确定它所表示的曲线是否为双曲线,需要对参数m,n进行讨论.只有时,方程才表示双曲线,且当时,焦点在轴上;当时,焦点在轴上.
【变式1-3】(24-25高二上·天津蓟州·阶段练习)若双曲线与的焦距相等,则椭圆的焦点坐标为 .
【答案】【难度】0.85【知识点】求椭圆的焦点、焦距、根据双曲线方程求a、b、c
【分析】根据双曲线可得,可知可知椭圆焦点在y轴上,且,即可得结果.
【详解】因为与的焦距相等,则,可得,即,
对于椭圆可知其焦点在y轴上,且,所以椭圆的焦点坐标为.
故答案为:.
【变式1-4】(24-25高二上·全国·课后作业)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【难度】0.65【知识点】判断方程是否表示椭圆、圆的一般方程与标准方程之间的互化、判断方程是否表示双曲线【分析】对A,根据的取值,即可判断选项.;对B若为负角,即,双曲线标准方程的形式,即可判断;对C,当时,结合圆的标准方程的形式,即可判断;对D,变形后结合椭圆的标准方程的形式,即可判断选项.
【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.
【变式1-5】(2024·北京房山·一模)在平面直角坐标系中,已知两点.若曲线C上存在一点P,使,则称曲线C为“合作曲线”,给出下列曲线:①;②;③.其中“合作曲线”是( )
A.①② B.②③ C.① D.②
【答案】A【难度】0.65【知识点】求平面轨迹方程、判断方程是否表示椭圆、判断直线与圆的位置关系、判断方程是否表示双曲线【分析】根据题意,设点,由“合作曲线”的定义可知,曲线上存在点,使得,然后逐一判断,即可得到结果.
【详解】设点,则,由可得,即,
即曲线上存在点,使得,即为“合作曲线”,
对于①,由双曲线可得,则存在点满足,故①为“合作曲线”;
对于②,由椭圆可得,则存在点满足,故②为“合作曲线”;
对于③,因为圆心到直线的结论,
故直线上不存在一点满足,故③不为“合作曲线”;故选:A
【变式1-6】(23-24高二上·天津西青·期末)方程表示曲线的形状.①当时,方程表示焦点在x轴上的椭圆;②当时,方程表示焦点y在轴上的椭圆;③当时,方程表示焦点在y轴上的双曲线;④当时,方程表示焦点在x轴上的双曲线.以上结论正确的序号是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②
【答案】A【难度】0.65【知识点】判断方程是否表示椭圆、已知角确定三角函数式的符号、判断方程是否表示双曲线【分析】利用角的范围可求得的符号,再依据椭圆以及双曲线的标准方程即可出结论.
【详解】若,将可整理成,
当时,可知,则,即;由椭圆标准方程可知,
即当时,方程表示焦点在x轴上的椭圆;所以①正确,②错误;
当时,,;由双曲线标准方程可得的实轴在y轴上,
所以当时,方程表示焦点在y轴上的双曲线,即③正确,④错误;即①③正确.故选:A
题型02 双曲线的标准方程
【典例2-1】(23-24高二上·吉林·阶段练习)如图,已知点,,从点同时出发的两个质点,均以每秒2个单位长度的速度做匀速直线运动,从运动到A,从运动到B,且到达A的时间比到达B的时间晚3秒,则的轨迹方程为 .
【答案】【难度】0.85【知识点】利用定义求方程【分析】分析点C到点A、B的距离之差,即可判断出C的轨迹为以A,B为焦点,且实轴长为6的双曲线的下支,即可求出C的轨迹方程.
【详解】,所以的轨迹是以A,B为焦点,且实轴长为6的双曲线的下支.
由,,得,所以的轨迹方程为.故答案为:.
【典例2-2】(24-25高二上·全国·课后作业)已知双曲线的左、右焦点分别为,过的直线与双曲线右支交于点,若在线段的中垂线上,且,则双曲线的方程为 .
【答案】【难度】0.85【知识点】双曲线定义的理解、根据双曲线方程求a、b、c【分析】根据已知可得,再结合双曲线定义得出,计算求出,即得双曲线方程.
【详解】由过的直线与双曲线右支交于点,若在线段的中垂线上,
可知,则,即,
又因为,得解得,故双曲线方程为.故答案为:.
【典例2-3】(22-23高三下·北京·开学考试)已知圆锥曲线的一个顶点为,焦距为4,则的值为( )
A.7或1 B.或 C.7或 D.或1
【答案】B【难度】0.65【知识点】根据椭圆过的点求标准方程、根据方程表示椭圆求参数的范围、根据方程表示双曲线求参数的范围、根据双曲线过的点求标准方程
【分析】先代入点坐标待定,再分类讨论根据焦距求即可.
【详解】将代入曲线方程,解得;故曲线方程为.
由焦距为4,得,.由题意知,且,方程可化为,
当时,曲线为椭圆, ,故焦点在轴上,故,则,解得;
当时,曲线为双曲线,且焦点在轴上,双曲线的标准方程为,
所以,则有,解得;
综上所述,或.故选:B.
【变式2-1】(24-25高二下·浙江·开学考试)已知双曲线的焦距为,则m的值为( )
A.4 B.2 C.1 D.
【答案】C【难度】0.85【知识点】根据双曲线方程求a、b、c
【分析】根据已知条件得出及双曲线的性质,即可求出m的值.
【详解】由焦距为,,则,解得:,故m的值为1.故选:C.
【变式2-2】(2024高三·全国·专题练习)一动圆过定点,且与圆B:相外切,则动圆圆心的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.65【知识点】由圆的位置关系确定参数或范围、利用双曲线定义求方程【分析】设,根据圆过点及与圆B外切得,利用双曲线的定义即可求解轨迹方程.
【详解】设动圆圆心为点,连接PB,PA,则,则,
所以点P的轨迹是以,为焦点,且实轴长为4的双曲线的左支.
设双曲线的实半轴长为,虚半轴长为,则,.
所以动圆圆心的轨迹方程为.故选:A
【变式2-3】(23-24高二上·北京·阶段练习)化简方程的结果是( )
A. B. C. D.
【答案】D【难度】0.85【知识点】利用双曲线定义求方程【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.
【变式2-4】(24-25高二上·湖南邵阳·阶段练习)一动圆过定点,且与已知圆:外切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C【难度】0.65【知识点】求平面轨迹方程、利用双曲线定义求方程
【分析】结合图象利用双曲线的定义判断动圆圆心的轨迹,然后再求方程即可.
【详解】圆与圆外切,如图,,即,
,点的轨迹是以为焦点,为实轴长的双曲线的左支,
其中,,.故所求轨方程为:. 故选:C.
【变式2-5】(24-25高二上·河南平顶山·阶段练习)在平面直角坐标系中,已知的顶点,其内切圆圆心在直线上,则顶点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.85【知识点】根据a、b、c求双曲线的标准方程、利用双曲线定义求方程
【分析】根据三角形内切圆的性质,结合双曲线的定义,可得答案.
【详解】如图,设与圆的切点分别为,则有,
所以.所求轨迹是以为焦点,实轴长为2的双曲线的右支(右顶点除外),
即,又,所以,所以方程为.故选:B.
【变式2-6】(24-25高二上·全国·课后作业)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【难度】0.65【知识点】根据a、b、c求双曲线的标准方程、向量夹角的计算、利用双曲线定义求方程【分析】由,可得进一步求出,由此得到,则该双曲线的方程可求.
【详解】,即,.
则..即.
,.则该双曲线的方程是:.故选:A
题型03 双曲线的焦半径、焦点弦、焦点三角形
【典例3-1】(24-25高二上·浙江·阶段练习)已知双曲线的方程是,它的两个焦点分别是与是双曲线上的一点,且,则的值为( )
A.1 B.13 C.1或13 D.4或10
【答案】B【难度】0.85【知识点】双曲线定义的理解、根据双曲线方程求a、b、c
【分析】根据题意,由条件可得是双曲线左支上的点,再由双曲线的定义,代入计算,即可得到结果.
【详解】由双曲线的标准方程可得,则,
则,所以点是双曲线左支上的点,
由双曲线的定义可得,所以.故选:B
【典例3-2】(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【难度】0.85【知识点】利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、根据双曲线方程求a、b、c
【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.
【典例3-3】(24-25高二下·湖北·阶段练习)、是双曲线的上、下焦点,过的直线与的上、下两支分别交于、两点.若,,又,则双曲线的实轴长为( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.65【知识点】利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、求双曲线的实轴、虚轴
【分析】作图,在直角中,利用锐角三角函数的定义可求出,利用勾股定理可求得,利用双曲线的定义可得出关于的等式,解出的值,进而利用双曲线的定义可求得该双曲线的实轴长.
【详解】如下图所示:
因为,,则,
因为,则,故,
由双曲线的定义可得,
即,解得,
因此,该双曲线的实轴长为.故选:B.
【变式3-1】(23-24高二上·陕西咸阳·阶段练习)双曲线:的两个焦点分别是与,焦距为8,是双曲线上的一点,且,则等于( )
A.9 B.9或1 C.1 D.6
【答案】A【难度】0.85
【知识点】双曲线定义的理解、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、根据双曲线方程求a、b、c
【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
【变式3-2】(2024·河北邢台·二模)若点P是双曲线C:上一点,,分别为C的左、右焦点,则“”是“”的( )
A.既不充分也不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.充分不必要条件
【答案】D【难度】0.85【知识点】双曲线定义的理解、充要条件的证明、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值【分析】首先求得焦半径的最小值,然后结合双曲线定义以及充要条件的定义即可得解.
【详解】,
当点在左支时,的最小值为,当点在右支时,的最小值为,
因为,则点在双曲线的左支上,,解得;
当,点在左支时,;在右支时,;推不出;
故为充分不必要条件,故选:D.
【变式3-3】(23-24高三下·上海·期中)设为双曲线:左、右焦点,点在的右支上,线段与的左支相交于点,且,则 .
【答案】3【难度】0.85【知识点】双曲线定义的理解、根据双曲线方程求a、b、c
【分析】由双曲线定义可得,结合条件可求.
【详解】因为点在的右支上,为双曲线左、右焦点,所以,
又,,所以.故答案为:.
【变式3-4】(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】【难度】0.85【知识点】双曲线中焦点三角形问题、根据双曲线方程求a、b、c
【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:.
【变式3-5】(24-25高二下·上海宝山·阶段练习)若椭圆()和双曲线()有相同的焦点和,而P是这两条曲线的一个交点,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.65【知识点】双曲线定义的理解、椭圆定义及辨析
【分析】利用椭圆与双曲线的定义得出与的和与差,变形求得积.
【详解】设为半焦距,由题意知不妨设点是两曲线在第一象限内的交点,可得:
,解得:,
则,故A项正确.故选:A.
【变式3-6】(24-25高二下·江苏南京·开学考试)设为曲线的左,右两个焦点,P是曲线与的一个交点,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D【难度】0.65【知识点】双曲线定义的理解、余弦定理解三角形、椭圆定义及辨析、求椭圆的焦点、焦距【分析】求出的坐标,由椭圆、双曲线的定义求出,,再由余弦定理求出,即可求出.
【详解】由曲线:的方程得,由椭圆的定义得,
又曲线:的焦点和曲线的焦点相同,不妨设在双曲线右支上,
双曲线的定义得,,,
在中,由余弦定理可得,
.故选:D
题型04 双曲线的离心率
【典例4-1】(24-25高二上·天津滨海新·期中)双曲线的左焦点为,,点为双曲线右支上的动点且周长的最小值为14,则双曲线的离心率为( )
A. B.2 C. D.3
【答案】A【难度】0.65【知识点】双曲线定义的理解、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值
【分析】利用双曲线的定义将转化为,然后利用三点共线时取最小值求解即可.
【详解】∵,,
∵周长的最小值为14,∴的最小值为14,即的最小值为,
设右焦点为,则,即,
则,即三点共线且依次排列时等号成立,
此时,即最小值为,得,
∵,∴离心率.故选:A.
【典例4-2】(2025·浙江·二模)如图,椭圆与双曲线有共同的右焦点,这两条曲线在第一、三象限的交点分别为A、B,直线与双曲线右支的另一个交点为,形成以为斜边的等腰直角三角形,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C【难度】0.65【知识点】双曲线定义、求椭圆的离心率或离心率的取值范围、椭圆定义及辨析
【分析】根据椭圆及双曲线定义,结合等腰直角三角形,计算求解离心率.
【详解】设左焦点为,则,,,,
在中用勾股定理,化简得,
所以所以,所以.故选:C.
【典例4-3】(2025·湖南湘潭·一模)已知双曲线的右焦点为,若圆上存在点 使得的中点在的渐近线上,则的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.4【知识点】已知方程求双曲线的渐近线、由直线与圆的位置关系求参数、求双曲线的离心率或离心率的取值范围【分析】设为圆上一点,得到的中点,求得,结合直线与圆有公共点,得到,求得,进而求得双曲线的离心率的取值范围.
【详解】的右焦点为,则,即,且渐近线方程为,
设为圆上一点,且圆心为,半径,
则的中点在其渐近线上,可得,即,
所以点在直线上,因为圆心到直线的距离为,
因为圆上存在点满足条件,所以直线与圆有公共点,
所以,即,可得,可得,所以,
又因为双曲线的离心率,所以,
所以双曲线的离心率的取值范围为.故选:B.
【典例4-4】(25-26高三上·重庆·阶段练习)已知双曲线,右焦点,过点且斜率为的直线交于、两点,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.4【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围【分析】由题可设直线的方程为:,,.联立方程组,消去得,则由韦达定理结合,得到关于和的齐次方程即可求解双曲线的离心率.
【详解】由题可设直线的方程为:,,.
联立方程组,消去化简整理得,则,
所以,
化简得,即,即,
所以,解得.故选:B.
【变式4-1】(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线的右焦点为,若过点且倾斜角为的直线与双曲线的一条渐近线平行,则此双曲线离心率是( )
A. B.1 C. D.2
【答案】C【难度】0.94【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】结合题意建立方程,求解离心率即可.
【详解】因为过点且倾斜角为的直线与双曲线的一条渐近线平行,
所以,化简得,解得,故C正确.故选:C
【变式4-2】(25-26高三上·广东肇庆·开学考试)若双曲线与椭圆有公共焦点,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.85【知识点】根据椭圆方程求a、b、c、根据双曲线方程求a、b、c、求双曲线的离心率或离心率的取值范围【分析】由椭圆和双曲线的方程及离心率计算公式可得结果.
【详解】由题意得椭圆的焦点为和,
而双曲线和椭圆有公共焦点,则双曲线的焦点也为和,
由双曲线方程可得,解得,又,得到,
则双曲线的离心率为.故选:B.
【变式4-3】(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线,过原点的直线的倾斜角为,且,若与没有交点,则的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C【难度】0.85【知识点】直线的倾斜角、根据直线与双曲线的位置关系求参数或范围、求双曲线的离心率或离心率的取值范围【分析】先求出双曲线的渐近线,根据条件计算直线的斜率,因为直线与双曲线没有交点得到不等式,最后根据双曲线的离心率求得范围;
【详解】易知渐近线方程为,因为,所以.
又l与C没有交点,所以,则,所以.故选:C.
【变式4-4】(2025·四川达州·模拟预测)已知双曲线(,)的左,右焦点分别为,,过的直线与其右支交于,两点,若,,则的离心率为( )
A. B.2 C. D.4
【答案】B【难度】0.65【知识点】利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、双曲线定义的理解、余弦定理解三角形、求双曲线的离心率或离心率的取值范围【分析】求出、、和,接着由在和中运用余弦定理列方程即可求解.
【详解】因为,两点在双曲线右支上,根据双曲线定义,可得,,
又,解得,,又,可得,,
在中,根据余弦定理得,
在中,根据余弦定理得,
因为,所以,
化简整理得,解得.故选:B.
【变式4-5】(25-26高三上·安徽·开学考试)已知是双曲线上的三点,且关于原点对称,若是等边三角形,则的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.65【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围【分析】根据给定条件,设,可得点,再代入双曲线方程并整理求得,进而求出离心率范围.
【详解】由关于原点对称,且是等边三角形,得,
设,则,即点,
因此,整理得,由,得,则,于是,
解得,即,则的离心率,所以的离心率的取值范围为.故选:A
【变式4-6】(25-26高三上·重庆·开学考试)已知双曲线的右焦点为,右顶点为,过点的直线与双曲线的一条渐近线交于点,与其左支交于点,且点与点不在同一象限,直线与直线为坐标原点)的交点在双曲线上,若,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
【答案】B【难度】0.65【知识点】双曲线的离心率或离心率的取值范围【分析】取左焦点,证明为平行四边形,推得,由相似比,结合题设条件得到,即可求得离心率.
【详解】如图,因直线与直线为坐标原点)的交点在双曲线上,则点与点关于原点对称,
设点为双曲线的左焦点,连接,因,则四边形为平行四边形,
故,易得,
则,化简得,故.故选:B.
【变式4-7】(2025·广东佛山·二模)已知是双曲线的左、右焦点,为双曲线上的两点,若,且以为直径的圆恰好过点,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C【难度】0.15【知识点】双曲线中焦点三角形问题、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】延长交双曲线于点,连接,由已知条件得到四边形为矩形,再由双曲线的定义和勾股定理求出的关系,即可求解.
【详解】如图所示,连接,延长交双曲线于点,连接,
因为,且以为直径的圆恰好过点,
所以由对称性可知点也在圆上,且四边形为矩形.
设,则,,,
因为点都在双曲线右支上,所以由双曲线的定义可知,,,
所以,,所以在直角,中,由勾股定理可得,
,解得, 所以双曲线的离心率.故选:C
【点睛】本题有两个关键点:关键一:由双曲线的定义得到,,
关键二:在直角,中,由勾股定理列出方程组.
题型05 双曲线的渐近线
【典例5-1】(24-25高二下·河南洛阳·阶段练习)双曲线的焦点到它的一条渐近线的距离为( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】B【难度】0.94【知识点】求双曲线的焦点坐标、已知方程求双曲线的渐近线、求点到直线的距离
【分析】根据标准方程写出焦点坐标与渐近线方程,代入点到直线的距离公式即可求解.
【详解】,,焦点坐标为,,渐近线方程为,,
所以焦点到渐近线的距离.故选:B.
【典例5-2】(25-26高二上·全国·单元测试)已知双曲线与双曲线有共同的渐近线,双曲线的两个焦点分别为,点为上的一点,且,则双曲线的方程为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】D【难度】0.65【知识点】双曲线定义的理解、求共渐近线的双曲线的标准方程
【分析】由双曲线的定义求出a,再根据双曲线与双曲线N共渐近线设出双曲线M的方程,分焦点在x轴上与焦点在y轴上两种情况进行分类讨论即可.
【详解】由题意易知.
当焦点在轴上时,可设双曲线的方程为,
则,解得,所以,双曲线的方程为;
当焦点在轴上时,可设双曲线的方程为,
则,解得,所以,双曲线的方程为.故选:D
【典例5-3】(2025·山东聊城·模拟预测)已知点为双曲线的右焦点,点分别为两条渐近线上的点,且,则的最小值为 .
【答案】【难度】0.4【知识点】求双曲线的焦点坐标、已知方程求双曲线的渐近线、基本不等式求和的最小值【分析】设,,根据双曲线的性质得到,的关系,再结合基本(均值)不等式求的最小值.
【详解】根据题意作图如下设,,.
因为双曲线的方程为所以,.易知
所以
而,则.所以,即.
所以
当且仅当时,等号成立;故的最小值为.故答案为:.
【点睛】本题的关键是探索,存在的数量关系,再利用基本不等式求最值.探索,的数量关系时,可利用,结合三角形的面积公式和双曲线的性质列式.
【变式5-1】(24-25高二下·贵州遵义·期末)已知双曲线,则它的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.94【知识点】已知方程求双曲线的渐近线
【分析】根据给定的双曲线方程,直接求出渐近线方程即可.
【详解】双曲线,则它的渐近线方程为.故选:A
【变式5-2】(25-26高三上·安徽·开学考试)已知双曲线C:(m>0)的上、下焦点分别为,A为C上一点,且,则双曲线C的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.85【知识点】已知方程求双曲线的渐近线、双曲线定义的理解
【分析】由双曲线定义可得,从而求出渐近线方程.
【详解】由双曲线定义可知,所以,即,
所以双曲线C:,则渐近线方程为.故选:B.
【变式5-3】(24-25高三下·天津南开·阶段练习)设为双曲线的右焦点,,分别为的两条渐近线的倾斜角,已知点到其中一条渐近线的距离为,且满足,则双曲线的焦距为( )
A. B.2 C. D.4
【答案】C【难度】0.65【知识点】已知方程求双曲线的渐近线、根据双曲线的渐近线求标准方程、求双曲线的焦距、求点到直线的距离【分析】根据双曲线方程求出渐近线方程,利用点到直线的距离公式及题目条件可求得的值,再根据渐近线的倾斜角关系得的值即可求解.
【详解】双曲线的渐近线方程为,即.
∵,分别为的两条渐近线的倾斜角,∴.
又∵,∴,∴,∴.
又双曲线的右焦点到其中一条渐近线(不妨取这条)的距离为,
∴,∴,,
双曲线的焦距为.故选:C.
【变式5-4】(25-26高二上·全国·课后作业)已知为双曲线上一点,分别为其左、右焦点,则下列说法正确的是( )
A.有最大值 B.的内心到轴的距离为1
C.若为双曲线的右顶点,则点到一条渐近线的距离为
D.点到双曲线的两条渐近线的距离之积为定值
【答案】ABD【难度】0.4【知识点】已知方程求双曲线的渐近线、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、双曲线中的定值问题【分析】根据双曲线方程画出双曲线简图,结合双曲线定义,依次判断各选项.要注意双曲线上的点到焦点距离的最小值.
【详解】由双曲线方程可知,,.
A选项:由双曲线的对称性,不妨设点P是双曲线C右支上一点,由双曲线的定义知:,
所以,
令,则,所以,
因为在上单调递增,所以.
所以,此时,即有最大值.所以A选项正确.
B选项:设在右支上,的内切圆半径为.由双曲线方程知:,
设三角形内切圆与三边的切点分别为,如图,
由几何关系可得,,,
所以,又,
所以,,所以,即点在双曲线右支上时,焦点三角形内切圆与轴切于右顶点.
又因为轴,所以到轴的距离为1,所以B选项正确.
C选项:两条渐近线的方程分别为:,,
所以右顶点到两条渐近线的距离均为,所以C选项错误.
D选项:两条渐近线方程分别为:,,
设,则点到渐近线的距离,
点到渐近线的距离,所以,
因为点在双曲线上,所以即:.所以.
即点到双曲线的两条渐近线的距离之积为定值.所以D选项正确.故选:ABD.
【变式5-5】(2025·河南·二模)已知双曲线的左、右焦点分别为,,渐近线方程为,过且斜率为的直线与在第一象限的交点为,的角平分线与线段交于点,若,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】D【难度】0.4【知识点】已知方程求双曲线的渐近线、双曲线定义的理解、余弦定理解三角形、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题
【分析】设双曲线的半焦距为,结合双曲线的渐近线方程为,可得,设,结合双曲线定义,余弦定理列关系式可得,结合角平分线性质求结论.
【详解】设的半焦距为,因为双曲线的渐近线方程为,
所以,故,.设,,,
由余弦定理有,化简得,则,
因为为的角平分线,所以,又,所以,
所以.故选:D.
【变式5-6】(24-25高二上·湖北咸宁·期末)已知双曲线:的左、右焦点分别为,,为双曲线右支上的动点,则( )
A.若到渐近线的距离为1,则
B.当点异于顶点时,的内切圆的圆心总在定直线上
C.若,则点的纵坐标为
D.过点作双曲线的切线交渐近线于两点,若,则曲线的渐近线方程为
【答案】ABC【难度】0.4【知识点】已知方程求双曲线的渐近线、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题
【分析】选项A,根据题意,进而可得;
选项B,由双曲线的定义和内切圆的性质,可得,即得,进而可得;
选项C,设, 由,联立 可得;
选项D,当点坐标为时,由得,进而可判断错误.
【详解】选项A:因到渐近线的距离为1,故,故,故A正确;
选项B:如图,的内切圆的圆心为,分别与切于点,
则,由双曲线的定义,故,
故,即,又,故,故,
故的内切圆的圆心总在定直线上,故B正确;
选项C:设,则,,
因,故,故,
代入可得得,得,故C正确;
选项D:当点坐标为时,切线方程为,双曲线的渐近线方程为,
联立得,联立得,
故,得,此时渐近线方程为,故D错误,故选:ABC
题型06 与双曲线有关的最值与范围问题
【典例6-1】(23-24高二下·广西南宁·期末)若双曲线的左、右焦点分别为,,P是C右支上的动点,则的最小值为 .
【答案】3【难度】0.85
【知识点】双曲线定义的理解、利用函数单调性求最值或值域、根据双曲线方程求a、b、c
【分析】设,由双曲线定义可得,代入结合二次函数性质分析求解.
【详解】由题意可知:,且,
设,则,
可得在上单调递增,
所以当时,取得最小值3.故答案为:3.
【典例6-2】(24-25高二下·贵州贵阳·阶段练习)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【难度】0.65【知识点】利用定义求双曲线中线段和、差的最值、双曲线定义的理解
【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.
【典例6-3】(2025高三·全国·专题练习)已知点在双曲线上,点满足为坐标原点,且,,则的最大值为( ).
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.65【知识点】根据双曲线方程求a、b、c、数量积的运算律、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、数量积的坐标表示
【分析】由得,代入坐标,表示出点的从标,代入双曲线中化简,结合已知条件可得,最后利用基本不等式即可求解.
【详解】因为,所以,且,
则有,得,
将点代入双曲线中得,所以 ①.
因为,即同向,所以,所以,
将①代入上式并整理得,
即,则,等号能取到,
所以.故选:B.
【变式6-1】(24-25高二下·福建宁德·开学考试)已知双曲线的左焦点为为双曲线右支上任意一点,为圆上任意一点,则的最小值是 .
【答案】10【难度】0.85【知识点】利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值【分析】记双曲线的右焦点为,由双曲线的定义得,则结合三点共线求解即可.
【详解】如图所示:记双曲线的右焦点为,则,得,
圆的圆心,半径为1,
则,
等号成立时,四点共线.故的最小值是:10.故答案为:10
【变式6-2】(2025高二·全国·专题练习)已知是双曲线的下焦点,,是双曲线上支上的动点,则的最小值为( )
A.9 B.8 C.7 D.6
【答案】A【难度】0.65【知识点】双曲线中线段和、差的最值、双曲线定义的理解【分析】求出上焦点的坐标,由双曲线的定义可得,求得的值,即得结果.
【详解】由得,,,所以下焦点,上焦点为,
由双曲线的定义得,
当,,三点共线时,取得最小值9.故选:A.
【变式6-3】(2025·浙江绍兴·二模)已知双曲线的左焦点为,点在的右支上,且,则的最小值为( )
A.4 B.6 C.10 D.14
【答案】C【难度】0.65【知识点】利用定义求双曲线中线段和、差的最值、双曲线定义的理解
【分析】根据双曲线的定义,将与进行转化,再结合三角形三边关系求出的最小值.
【详解】对于双曲线,根据双曲线的标准方程(),可得,.则.
设双曲线的右焦点为,由双曲线的定义可知,点在双曲线的右支上,则,
即;同理,点在双曲线的右支上,则,即.
所以.
根据三角形三边关系,,当且仅当,,三点共线时,等号成立.
又,则,即.
所以的最小值为10. 故选:C.
【变式6-4】(24-25高二下·四川成都·阶段练习)过双曲线的右支上一点,分别向和作切线,切点分别为,则的最小值为( )
A.28 B.30 C.31 D.32
【答案】B【难度】0.65【知识点】双曲线定义的理解、数量积的运算律、由标准方程确定圆心和半径
【分析】根据圆的方程确定圆心和半径,且双曲线左右焦点为两圆圆心,连接,应用勾股定理及双曲线定义及已知确定相关线段和差最值,即可求结果.
【详解】由双曲线方程可知:
可知双曲线方程的左、右焦点分别为,
圆的圆心为(即),半径为;
圆的圆心为(即),半径为.
连接,则
可得
,当且仅当为双曲线的右顶点时,取得等号,
即的最小值为30.故选:B.
【变式6-5】(24-25高二上·河南南阳·期中)已知为曲线上任意一点,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D【难度】0.65【知识点】利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值
【分析】运用双曲线定义转化,再结合三点位置关系分析即可.
【详解】由,得,所以为双曲线的右支,
为该双曲线的左焦点.设右焦点为,则,
所以.所以,
当且仅当点在线段上时,等号成立,所以的最小值为.故选:D.
【变式6-6】(2025高三·全国·专题练习)已知点是双曲线的上焦点,是下支上的一点,点是圆上一点,则的最小值是 .
【答案】6【难度】0.65【知识点】定点到圆上点的最值(范围)、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值
【分析】根据题意,结合圆的性质和双曲线的定义,即可求解.
【详解】由圆可化为,则,半径为1,
设是的下焦点,则,由双曲线定义可得,如图:
所以,又,
当且仅当四点共线时,取得最小值,即的最小值是.故答案为:6
题型07 直线与双曲线的位置关系
【典例7-1】(24-25高三上·江苏镇江·阶段练习)双曲线的右焦点,过原点的直线与相交于P,Q两点,若,则的面积为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】B【难度】0.85【知识点】双曲线的对称性、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题
【分析】根据直角三角形的性质可得,由双曲线的定义及对称性可得,由此可求,进而可得的面积.
【详解】因为双曲线,所以,设左焦点为,
由题意可知,关于原点对称,所以,
由双曲线的对称性可得,由双曲线的定义可得,
所以,可得,
又,所以,
所以的面积为.故选:B.
【典例7-2】(24-25高三上·河南·开学考试)已知是双曲线的左焦点,过点的直线与交于两点(点在的同一支上),且,则( )
A.6 B.8 C. D.
【答案】D【难度】0.65【知识点】求双曲线的焦点坐标、求双曲线中的弦长、由向量共线(平行)求参数、根据韦达定理求参数【分析】首先由双曲线方程求出点的坐标,并设出过点的直线方程,然后借助直线与双曲线联立,得到和与积的关系,再由,得到的等量关系,从而解出的值,最后根据弦长公式求出得长.
【详解】由可得.根据对称性,不妨设过点的直线为,
联立可得.设,则.①
由,则,又所以.②
由①②可得,所以,
解得或(舍),,
所以.故选:D.
【典例7-3】.(25-26高二上·全国·课后作业)已知双曲线的离心率,是双曲线上关于原点对称的两点,点是双曲线上异于的动点,直线的斜率分别为,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.4【知识点】根据直线与双曲线的位置关系求参数或范围、双曲线的对称性
【分析】方法一,由双曲线第三定义可求;
方法二,由离心率得,再由点差法和斜率公式可求.
【详解】方法一, 由双曲线的性质可得,且,.
方法二, 由题易知解得,双曲线的方程为.
由题知关于坐标原点对称,设,,,
由得.直线的斜率分别为,且,
,,,.
【变式7-1】(23-24高二下·广东·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,直线与双曲线的右支交于点,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】A【难度】0.85【知识点】求直线与双曲线的交点坐标、数量积的坐标表示、求双曲线的焦点坐标
【分析】求出焦点坐标,再联立直线与双曲线方程,求出交点的坐标,再由数量积的坐标表示计算可得.
【详解】双曲线的左、右焦点分别为,,
由,解得或,所以,则,,
所以.故选:A
【变式7-2】(2024·全国·模拟预测)已知椭圆与双曲线有公共焦点,记与在轴上方的两个交点为,,过的右焦点作轴的垂线交于,两点,若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D【难度】0.65【知识点】求双曲线的焦距、双曲线的对称性、求椭圆的焦点、焦距、求椭圆的离心率或离心率的取值范围【分析】依题将椭圆与双曲线方程联立求出点坐标,计算出,再由两曲线共焦点得出,最后由双曲线的通径,代入,消去,得到,将值替换并化成的方程分解因式即得.
【详解】如图,由联立消去可得:,不妨设,
由题意,,则①;
又因椭圆与双曲线有公共的焦点,故有,即②
将代入可求得利用对称性可得③ ,
将① 、③代入可得,
化简得,将②式代入并化简,,
将代入并化简得,即,
分解因式得:,解得,舍去另两个负值.故选:D.
【变式7-3】(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线C:的左、右顶点分别为A,B,点P在C上且在第一象限内,设直线AP与BP的斜率分别为,,则的最小值为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D【难度】0.65【知识点】基本不等式求和的最小值、求双曲线的顶点坐标、直线斜率的定义
【分析】求出和两点的坐标,再设出点的坐标,写出两条直线的斜率,最后利用均值不等式即可求出.
【详解】由题意,双曲线C:的左、右顶点分别为A,B,,,
设,则直线的斜率;直线的斜率,,
又因为点P在C上,,即,,
又P在第一象限,,,,
当且仅当,即,时,等号成立,的最小值为2.故选:.
【变式7-4】(2025·安徽合肥·模拟预测)已知双曲线(,),斜率为1的直线l与双曲线C的两支分别交于M,N两点,且M,N的中点为,若右顶点A在以线段为直径的圆内,则此双曲线的实半轴a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C【难度】0.65【知识点】根据直线与双曲线的位置关系求参数或范围、数量积、求双曲线的实轴、虚轴【分析】先应用点差法计算得出,再应用为直径应用数量积公式计算求解范围.
【详解】设,,则,,
,N两点均在双曲线C上,,由①-②得,
知,,即,即,,
设直线MN的方程为,即,联立得,
消去y并整理得,,则,.
,
令,解得或,因为故.故选:C.
【变式7-5】(2024·全国·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,过且斜率不为0的直线与双曲线交于两点,为坐标原点,,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.4【知识点】根据直线与双曲线的位置关系求参数或范围、根据韦达定理求参数
【分析】设直线的方程,联立双曲线方程,设,可得根与系数的关系式,结合,推出,结合根与系数的关系式,化简求值,即可求得答案.
【详解】由题意知直线分别与双曲线的左、右两支交于点,
不妨设的斜率大于0,图形如图所示,
设直线的方程为,联立方程可得,
得,则需满足,
得.设,则,,
,O为的中点,是的中点,,
,,
化简得,由对称性可知直线的斜率为,故选:A.
【点睛】关键点点睛:本题解答的关键是利用推出,进而结合根与系数的关系化简求值.
【变式7-6】(2025·湖南岳阳·三模)已知,分别是双曲线:(,)的左、右焦点,为双曲线右支上一点,的最小值为1,且当轴时,,则( )
A.双曲线的焦距为4
B.双曲线的一条渐近线被圆:截得的弦长为2
C.过点作双曲线的一条渐近线的垂线,垂足为,则
D.为圆:上一点,的最大值为3
【答案】ABD【难度】0.4【知识点】定点到圆上点的最值(范围)、已知方程求双曲线的渐近线、圆的弦长与中点弦、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值【分析】对于A,由题干条件可得,,再结合双曲线中的平方关系,联立可解得,则双曲线的焦距为,由此可判断A;对于B,由A可得双曲线的方程,进而得到渐近线方程,利用点到直线的距离公式和垂径定理可算得弦长,由此可判断B;对于C,由对称性取任意一条渐近线,先求出垂线方程,与渐近线方程联立求得垂足坐标,再利用两点间的距离公式即可判断;对于D,由双曲线的定义可知,再由三角形两边之和大于第三边可得,由此可判断D.
【详解】对于A,双曲线右支上点到右焦点的最小距离为右顶点到右焦点的距离,即,
当轴时,此时点的横坐标为,代入双曲线方程可得,
由双曲线中的平方关系,联立解得,
所以双曲线的焦距为,故A正确;
对于B,焦点在轴上的双曲线的渐近线方程为,
圆:的圆心为,半径为,且经过原点,
则圆和两条渐近线关于轴对称,二者所截的弦长相等,取其中一条渐近线,
则圆心到渐近线的距离为,
由垂径定理可知所截的弦长为,故B正确;
对于C,由对称性,过点作双曲线的一条渐近线的垂线,
则垂线方程为,与联立可解得垂足,
则,故C错误;
对于D,圆:的圆心为,半径为1,
由双曲线的定义可知,
则,当且仅当在线段的延长线上取等,
即的最大值为,故D正确.故选:ABD.
题型08 双曲线的弦中点问题
【典例8-1】(24-25高二上·福建泉州·期末)斜率为1的直线与双曲线交于,两点,若线段的中点为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.85【知识点】由中点弦坐标或中点弦方程、斜率求参数
【分析】利用点差法来求得正确答案.
【详解】设,则,两式相减并化简得,
(负根舍去).故选:B
【典例8-2】(2024·陕西西安·模拟预测)已知为双曲线的两个焦点,为双曲线右支上的动点(非顶点),则的内切圆恒过定点( ).
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.65【知识点】双曲线定义的理解、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题
【分析】由双曲线的几何性质,圆的切线长定理,可得的内切圆与的切点为定点.
【详解】双曲线,,则长轴长为,焦距为,
为双曲线右支上的动点(非顶点),为双曲线的两个焦点,
设的内切圆与分别切于,如图所示,
则根据双曲线的定义及圆的性质可知:,
又,得,故为双曲线的右顶点.
同上分析,当双曲线方程为时,
为双曲线的两个焦点,为双曲线右支上的动点(非顶点),
设的内切圆与分别切于,
可知为双曲线的右顶点,此时双曲线长轴长为,右顶点坐标.
所以此时的内切圆恒过定点.故选:B.
【典例8-3】(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,过且倾斜角为的直线与C交于A,B两点,若(e为C的离心率),O为坐标原点,G为的重心,则斜率的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.65【知识点】双曲线的离心率或离心率的取值范围、弦中点所在的直线方程或斜率
【分析】由题可得直线的斜率,的中点为M,利用点差法可得,再得到斜率,利用基本不等式求最值即可.
【详解】,则,所以直线AB的斜率为.
设,,的中点为M,则点G在直线OM上,则,,
两式作差,得,即,
则,
当且仅当时等号成立,所以直线的斜率的最小值为.故选:B.
【变式8-1】(2024·陕西宝鸡·一模)设,为双曲线上两点,下列四个点中,可为线段中点的是( )
A. B. C. D.
【答案】C【难度】0.65【知识点】中点弦、斜率求参数、求弦中点所在的直线方程或斜率
【分析】根据点差法分析可得,对于A、B、C:通过联立方程判断交点个数,逐项分析判断;对于D:结合双曲线的渐近线分析判断.
【详解】设,则的中点,设直线的斜率为,
可得,因为在双曲线上,则,
两式相减得,所以.
对于选项A: 可得,则,联立,消去y得,
此时,所以直线AB与双曲线没有交点,故A错误;
对于选项B:可得,则,联立,消去y得,
此时,所以直线AB与双曲线没有交点,故B错误;
对于选项C:,则,联立,消去y得,
此时,故直线AB与双曲线有交两个交点,故C正确;
对于选项D:可得,则;由双曲线方程可得,
则为双曲线的渐近线,所以直线AB与双曲线没有交点,故D错误;故选:C.
【变式8-2】(24-25高二上·湖北·期末)已知双曲线与直线相交于,两点,其中中点的横坐标为,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.65【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】根据给定条件,求出弦的中点坐标,再利用点差法列式求出离心率.
【详解】设,中点,则,,
,两式相减得,经检验成立.
所以该双曲线的离心率为.故选:B
【变式8-3】(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期末)已知双曲线的右焦点为,过点的直线交双曲线于、两点.若的中点坐标为,则双曲线的实轴长为( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.65【知识点】根据直线与双曲线的位置关系求参数或范围、求双曲线的实轴、虚轴、由中点弦坐标或中点弦方程、斜率求参数
【分析】根据点差法,结合斜率公式可得,即可根据的关系求解.
【详解】设,则且,相减可得,
故,
故,
又,故,解得,故长轴长为,故选:B
【变式8-4】(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知斜率为的直线过双曲线的左焦点F,且与C的左,右两支分别交于A,B两点,设O为坐标原点,P为的中点,若是以为底边的等腰三角形,则双曲线的离心率( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】B【难度】0.65【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围【分析】由点差法得,由条件知直线的倾斜角为倾斜角的两倍,由此求得,进而得离心率.
【详解】由双曲线,得,设,
由均在上,为的中点,得,
则,由分别在的左右两支,得,
直线的斜率分别为,,
设直线的倾斜角为,由,得,
由是以为底边的等腰三角形,得,
直线的倾斜角为,其斜率,
所以椭圆的离心率为.故选:B
【变式8-5】(2025·河北·模拟预测)过双曲线的右焦点的直线与双曲线右支交于两点,弦的垂直平分线交轴于点,若,则该双曲线的离心率( )
A. B. C.2 D.3
【答案】C【难度】0.4【知识点】利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、求双曲线的离心率或离心率的取值范围、求弦中点所在的直线方程或斜率
【分析】根据双曲线中点弦的性质,可得,进而可得弦的垂直平分线方程,求得,进而可得,,根据,可得离心率.
【详解】设,弦的中点为,离心率为,
则,同理.
由,两式相减整理得,
所以弦的垂直平分线方程为,令,得,则,
此时在的右侧,因为,所以,
所以,,
由,得,所以.故选:C.
【变式8-6】(2024·全国·模拟预测)已知双曲线,直线与双曲线交于A,B两点,为坐标原点,若点在直线上且直线OP把分成面积相等的两部分,则下列不能作为点的坐标的是( )
A. B. C. D.
【答案】D【难度】0.4【知识点】由弦中点求弦方程或斜率
【分析】根据题意知为线段AB的中点,设出,两点坐标,及AB的中点坐标,直线方程为:,应用点差法求得,根据此关系式求出直线斜率,联立直线方程与双曲线方程,验证判别式求直线与双曲线交点个数即可判断选项作为点是否合适.
【详解】由题可得点为线段AB的中点,
选项A:数形结合可知,直线为直线时,点为AB的中点,故可以作为点的坐标;
已知双曲线,直线斜率存在时设直线方程为:
与双曲线交于,两点,AB的中点为,则,,
两式相减可得,得
选项B:可得直线的斜率,故直线的方程为,
联立得,得,,可以作为点的坐标;
选项C:可得直线的斜率,故直线的方程为,
联立得,得,,可以作为点的坐标;
选项D:可得直线的斜率,故直线的方程为,
联立得,得,,不能作为点的坐标.故选:D
题型09 定点、定值问题
【典例9-1】(23-24高二上·河南开封·期末)已知点是双曲线上一点,则点到双曲线的两条渐近线的距离之积为( )
A. B. C. D.
【答案】C【难度】0.85【知识点】求点到直线的距离、已知方程求双曲线的渐近线、双曲线中的定值问题
【分析】由双曲线方程求出其渐近线方程,设,进而表示出点到双曲线的两条渐近线的距离之积的表达式,结合在双曲线上,化简,即可得答案.
【详解】由双曲线的方程知,渐近线方程为,即,
设,由题意,得,即,
点到渐近线的距离,点到渐近线的距离,
所以.故选:C.
【典例9-2】(2025·山东泰安·三模)设双曲线C:的左、右焦点分别为,,P为C上一动点,则P到y轴的距离与P到,距离之和的比值( )
A.恒为定值 B.恒为定值
C.不为定值但有最小值 D.不为定值但有最大值
【答案】A【难度】0.65【知识点】双曲线定义的理解、双曲线中的定值问题【分析】设点,由两点间的距离公式得到P到y轴的距离与P到,距离之和的比为,再结合双曲线的定义即可判断.
【详解】不妨设点,且易有,,且,,
代入得P到y轴的距离与P到,距离之和的比值为
,
由于P为双曲线C上一点,故等价于点到与的距离之差的绝对值,由双曲线定义知其等于2,故原式等价于,为定值.故选:A.
【典例9-3】(23-24高三上·云南楚雄·期中)双曲线C:的左、右顶点分别为,,左、右焦点分别为,,过作直线与双曲线C的左、右两支分别交于A,B两点.若,且,则直线与的斜率之积为( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.4【知识点】双曲线定义的理解、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、双曲线中的定值问题、余弦定理解三角形
【分析】设,利用双曲线定义推出相关线段的长,进而在和中利用余弦定理,求出以及,继而求得,再结合双曲线方程推出,即可求得答案.
【详解】由题意结合双曲线定义可知,且,
不妨设,则,,,.
在中,,由余弦定理得,
即,即,解得.
在中,由余弦定理得,
即,即,结合,
即得,故得,即.
又可设,则,
而,故,故选:A
【点睛】解答本题的关键在于根据所给,分别在和中利用余弦定理,求出,继而求得,再结合双曲线方程推出,即可求解.
【变式9-1】(24-25高二上·全国·课后作业)已知为坐标原点,双曲线的离心率为2,虚轴长为为圆:上一点,过点作的两条切线,切点分别为,记直线的斜率分别为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.65【知识点】根据离心率求双曲线的标准方程、由直线与圆的位置关系求参数、双曲线中的定值问题【分析】根据双曲线性质先确定双曲线方程,设Q坐标及切线方程,联立双曲线方程,借助韦达定理得,计算即可.
【详解】由题意得,又,所以,所以的方程为,
设,过点的切线方程为,
联立得,则,即,
又,所以,所以,
又,且,所以.故选:B
【变式9-2】(24-25高三上·天津河西·期末)已知双曲线的虚轴长为为上一点,过点向的两条渐近线作垂线,垂足分别为,则双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.65【知识点】求点到直线的距离、已知方程求双曲线的渐近线、根据顶点坐标、实轴、虚轴求双曲线的标准方程、双曲线中的定值问题【分析】先得到和渐近线方程,并设点,则,由点到直线距离公式得到方程,求出,得到双曲线方程.
【详解】由题意得,解得,双曲线渐近线方程为,即,
设点,则,即,
则到两渐近线方程的距离分别为,
所以,解得,
故双曲线方程为.故选:A
【变式9-3】(2025·内蒙古呼和浩特·一模)已知为双曲线上的一点,由向两渐近线作垂线,垂足分别为、,则的值为( )
A. B. C. D.不确定
【答案】A【难度】0.65
【知识点】二倍角的余弦公式、正、余弦齐次式的计算、双曲线中向量点乘问题、双曲线中的定值问题
【分析】设点,利用点到直线的距离公式求出的值,利用三角恒等变换、诱导公式可求得的值,最后利用平面向量数量积的定义可求得的值.
【详解】双曲线的渐近线方程为,即,
设点,则,设点在直线、的射影点分别为、,
则,,所以,,
设直线的倾斜角为,则为锐角,且,
则,所以,,
因为,故,所以,,
由平面向量数量积的定义可得.故选:A.
【变式9-4】(24-25高二下·江苏南京·期中)已知O为坐标原点,离心率为3的双曲线左、右焦点分别为,过点且倾斜角为锐角的直线l与C的右支交于M,N两点.设△MF1F2与△NF1F2的内切圆圆心分别是P,Q,直线OP,OQ的斜率分别是,则=()
A.-4 B. C.4 D.
【答案】A【难度】0.65【知识点】根据直线与双曲线的位置关系求参数或范围、已知两点求斜率
【分析】根据双曲线的定义以及内切圆的性质可求出,假设直线的倾斜角为,则,进而在中可求出,进而可求,同理可求出,结合离心率进而求解
【详解】如图所示,设的内切圆和三边分别相切于点,
则,
又,所以,所以.所以,
设直线的倾斜角为,则由内切圆的性质可得,
在中,所以;
因为双曲线的离心率,所以
同理可得,所以;所以,
故选:A.
【变式9-5】(2024·黑龙江·二模)双曲线的左、右顶点分别为,左、右焦点分别为,过作直线与双曲线的左、右两支分别交于M,N两点.若,且,则直线与的斜率之积为( )
A. B. C. D.
【答案】D【难度】0.4【知识点】双曲线定义的理解、余弦定理解三角形、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、双曲线中的定值问题【分析】设,由双曲线定义和题目条件,表达出,,,在中,由余弦定理得,则,在中,由余弦定理得,故,设,求出直线与的斜率之积为.
【详解】设,则,由双曲线定义得,,
在中,由余弦定理得,解得,
则,,
在中,由余弦定理得,
解得,则,,
设,则,将代入得,
则直线与的斜率之积为;故选:D
【变式9-6】(2024·浙江金华·模拟预测)已知椭圆为原点,过第一象限内椭圆外一点作椭圆的两条切线,切点分别为.记直线的斜率分别为,若,则( )
A.直线过定点 B.为定值
C.的最大值为2 D.的最小值为4
【答案】BD【难度】0.15【知识点】椭圆中的直线过定点问题、求双曲线中的最值问题、椭圆中的定值问题
【分析】设直线的方程为,联立椭圆方程,得到两根之和,两根之积,由得到方程,求出,证明椭圆在处的切线方程为,从而得到椭圆在点和的切线方程,得到切点弦方程为,即可判断A;对照系数结合得到的轨迹方程,计算出,,求出,即可判断B;得到点轨迹的渐近线,即可判断C;先得到,设,则,联立双曲线方程,由根的判别式得到不等式,即可判断D.
【详解】由于,故不关于轴对称且的横纵坐标不为0,
所以直线方程斜率一定存在,设直线的方程为,
联立得,,
设,则,
故,
其中,故,即,所以,解得,
下面证明椭圆在处的切线方程为,理由如下:
当时,故切线的斜率存在,设切线方程为,
代入椭圆方程得:,
由,化简得:,
所以,
把代入,得:,于是,
则椭圆的切线斜率为,切线方程为,整理得到,
其中,故,即,
当时,此时或,
当时,切线方程为,满足,
当时,切线方程为,满足,
综上:椭圆在处的切线方程为;
故椭圆在点的切线方程为,在点的切线方程为,
由于点为与的交点,故,,
所以直线为,因为直线的方程为,对照系数可得,
又,故,整理得,
又在第一象限,故点的轨迹为双曲线位于第一象限的部分,
A选项,直线为,所以直线不过定点,故A错误;
B选项,,同理可得,则,
为定值,故B正确;
C选项,由于,,,故双曲线的一条渐近线为,
设,则,故无最大值,故C错误;
D选项,由于,,,故,设,则,
则两式联立得,由得,,
检验,当时,,又,
解得,满足要求,故的最小值为4,D正确.故选:BD.
【点睛】结论点睛:过圆上一点的切线方程为:,
过圆外一点的切点弦方程为:;
过椭圆上一点的切线方程为;
过椭圆外一点的切点弦方程为;
过双曲线上一点的切线方程为;
过双曲线外一点的切点弦方程为.
一、单选题
1.若双曲线的一个焦点为,则等于( )
A. B. C. D.8
【答案】D【难度】0.94【来源】江苏省南京市秦淮中学2023-2024学年高二下学期2月期初数学试卷
【知识点】根据a、b、c求双曲线的标准方程
【分析】根据双曲线标准方程和分析可得到答案.
【详解】根据双曲线标准方程特点分析可知,且,,
因为双曲线的一个焦点为,所以,
由知:,解得,故选:D
2.(2025·安徽·模拟预测)已知双曲线关于原点对称,其中一个焦点的坐标为,一条渐近线方程为,则的实轴长为( )
A.3 B.6 C.4 D.8
【答案】B【难度】0.85【知识点】求双曲线的实轴、虚轴
【分析】根据焦点坐标和渐近线方程列出方程组,求出即可得解.
【详解】由题意设双曲线的方程为,则,
解得,故所求实轴长为.故选:B .
3.(24-25高二上·湖北孝感·阶段练习)设为实数,若方程表示焦点在轴上的双曲线,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.85【知识点】根据方程表示双曲线求参数的范围
【分析】根据方程表示焦点在轴上的双曲线列式计算求解.
【详解】方程表示焦点在轴上的双曲线,由题意可得解得,故选:B.
4.(25-26高三上·北京·开学考试)若双曲线的离心率为,则它的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C【难度】0.65【知识点】已知方程求双曲线的渐近线
【分析】由双曲线离心率公式可得,结合双曲线渐近线方程求解即可.
【详解】因为双曲线的离心率为,
所以,解得:,所以双曲线的渐近线方程为;故选:C
5.(25-26高三上·广东深圳·开学考试)已知,是双曲线的两个焦点,以线段为边作正三角形,若边的中点在双曲线上,则该双曲线的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】C【难度】0.65【知识点】利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、求双曲线的离心率或离心率的取值范围【分析】根据三角形为等边三角形确定点的坐标,然后可求出的中点的坐标,然后将其代入双曲线中解得离心率.
【详解】因为,所以正三角形的边长为.
所以点在轴上,且,所以.所以的中点.
因为的中点在双曲线上,所以.
化简得,继续化简得,解得.
所以解得.故选:C.
6.(2025高三·全国·专题练习)已知为双曲线上经过原点的一动弦,为圆上一动点,则的最大值为( )
A.4 B.6 C.8 D.12
【答案】D【难度】0.65【知识点】数量积的运算律、定点到圆上点的最值(范围)、求双曲线中的最值问题、向量与几何最值【分析】根据题设画出双曲线和圆,数形结合得,并确定,,即可得最大值.
【详解】如下图示,,,,
所以,
由图知:,且可以同时取到,
所以的最大值为.故选:D
7.(2025·四川凉山·三模)已知,,曲线与曲线无公共点,则曲线的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.4【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】求出曲线的渐近线方程,化简的方程可知曲线为双勾函数,要使曲线与曲线无公共点,则,由此求出,即可求出的离心率的取值范围.
【详解】曲线的渐近线方程为:,
可化简为:,所以曲线为双勾函数,其渐近线方程为,
所以要使曲线与曲线无公共点,如下图:
则,解得:,所以,所以线的离心率的取值范围为:.
故选:B.
8.(24-25高三下·江西·开学考试)已知双曲线与平行于轴的动直线交于两点,点在点左侧,为双曲线的左焦点,延长至点,使,连接交轴于点,若,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
【答案】C【难度】0.15【知识点】双曲线定义的理解、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】利用直线平行于轴,可得三角形相似,得出,再利用已知条件中的线段的关系进行转化列出等式,化简即可求解.
【详解】根据题意设,, ,其中,
则,,,
直线平行于轴,,,
,,,
即
,
点在双曲线上,,
,.故选:C.
二、多选题
9.(23-24高二上·江苏泰州·期末)下列结论正确的是( )
A.椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和为8
B.椭圆上一点到右焦点的距离的最大值为6
C.双曲线上一点到一个焦点的距离为1,则点到另一个焦点的距离为
D.双曲线上一点到一个焦点的距离为17,则点到另一个焦点的距离为1
【答案】AC【难度】0.85【知识点】利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、椭圆上点到焦点的距离及最值【分析】利用椭圆和双曲线的定理逐个判断即可.
【详解】对于A:椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和为,正确;
对于B:椭圆上一点到右焦点的距离的最大值为,B错误;
对于C:根据双曲线的定义,双曲线上一点到两个焦点的距离之差的绝对值为,这里,所以到另一个焦点的距离为,C正确;
对于D:根据双曲线的定义,双曲线上一点到两个焦点的距离之差的绝对值为,这里,所以到另一个焦点的距离为或,D错误.故选:AC.
10.(24-25高二下·福建福州·期末)已知曲线,则下列说法正确的是( )
A.若,则C是圆 B.若,则C是双曲线
C.若,则C的离心率为 D.若,,则C上的点到焦点的最短距离为
【答案】ABD【难度】0.65【知识点】由圆心(或半径)求圆的方程、椭圆上点到焦点的距离及最值、求椭圆的离心率或离心率的取值范围、判断方程是否表示双曲线
【分析】A选项,C是圆心为原点,半径为的圆;B选项,根据双曲线方程的特征进行判断;
C选项,为焦点在轴上的椭圆,并求出离心率;
D选项,C上的点到焦点的最短距离为,D正确.
【详解】A选项,时,,故C是圆心为原点,半径为的圆,A正确;
B选项,若,当时,为焦点在轴上的双曲线,
当时,为焦点在轴上的双曲线,故B正确;
C选项,若,则为焦点在轴上的椭圆,C的离心率为,C错误;
D选项,若,,则为焦点在轴上的椭圆,
且焦点为,C上的点到焦点的最短距离为,D正确.故选:ABD
11.(2025·安徽滁州·一模)双曲线的右焦点为F,O为坐标原点,直线,则( )
A.E的离心率
B.若直线l与E的左右两支均有交点,则m的取值范围为
C.若直线l与E的渐近线在y轴右侧交于M,N两点,则面积的最小值为
D.若直线l与E右支交于A,B两点,弦AB的垂直平分线交x轴于点P,则
【答案】ABD【难度】0.15【知识点】求双曲线中的弦长、根据直线与双曲线的位置关系求参数或范围、求双曲线中三角形(四边形)的面积问题、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】对于A:根据方程可得,即可得离心率;对于B:根据双曲线的几何意义分析判断;对于C:联立方程求M,N两点坐标,进而可得面积;对于D:联立方程,利用韦达定理求,求弦AB的垂直平分线和点P的坐标,进而可得结果.
【详解】对于双曲线E:,可知,,,则右焦点,渐近线方程为.
对于选项A:双曲线的离心率为,故A正确;
对于选项B:直线l:,过定点,斜率为,若直线l与双曲线E的左右两支均有交点,则直线l的斜率应满足,可得,故B正确;
对于选项C:联立,解得,联立,解得,
可取,,
由点M,N在y轴右侧,可得,解得或,即,
则,同理可得,
则,
因为,所以,故C错误;
对于选项D:联立,可得,设,,
则,可得,
设弦AB的中点为,则,,
可知弦AB的垂直平分线的斜率为,则弦AB的垂直平分线的方程为,
令,可得,即,则,
,所以,故D正确.故选:ABD.
三、填空题
12.(25-26高二上·全国·单元测试)与双曲线有公共渐近线,且过点的双曲线的实轴长为 .
【答案】2【难度】0.85【知识点】求双曲线的实轴、虚轴、根据双曲线过的点求标准方程、求共渐近线的双曲线的标准方程【分析】设所求双曲线方程为,将点代入即可求解.
【详解】设所求双曲线方程为,将点代入双曲线方程得,
故双曲线方程为,则双曲线的实轴长为2.故答案为:2.
13.(24-25高二上·重庆·期中)如图,椭圆和双曲线的公共焦点分别为,是椭圆与双曲线的一个交点,则 .
【答案】【难度】0.85
【知识点】利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、椭圆上点到焦点的距离及最值
【分析】根据椭圆和双曲线的定义得到的方程组,由此可求,则的结果可知.
【详解】由椭圆定义可知:,由双曲线定义可知:,
解得,所以,故答案为:.
14.(24-25高二上·广东·期中)如图,椭圆与双曲线有公共焦点,,椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,点P为两曲线的一个公共点,且,I为的内心,,I,G三点共线,且,x轴上点A,B满足,,则的最小值为 ;的最小值为 .
【答案】【难度】0.15【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围、基本不等式“1”的妙用求最值、基本不等式求和的最小值、求双曲线的离心率或离心率的取值范围【分析】根据椭圆和双曲线的定义可得,进而根据余弦定理,结合离心率公式可得,即可利用基本不等式求解空1,根据内心的性质,结合椭圆定义和双曲线定义可得,,进而根据基本不等式乘“1”法即可求解.
【详解】①依题意,椭圆与双曲线的焦距均为,
椭圆的长轴长为,双曲线的实轴长为,不妨设点在双曲线的右支上,
由双曲线的定义得:,由椭圆的定义得:,
联立解得,又,
由余弦定理得:,
即,整理得:,
即,于是,,
当且仅当时取等号,所以的最小值为;
②为的内心,则为的角平分线,
由,得,
同理:,则,即,
因此,而,即,则,
为的内心,三点共线,即为的角平分线,
延长射线,连接,由点向作垂线,垂足分别为,
由,得,即为的角平分线,
则,即为的角平分线,则有,
又,于是,即,
而,即,则,
,
当且仅当时取等号,所以的最小值为.故答案为:;.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中的范围或最值问题,可根据题意构造关于参数的目标函数,然后根据题目中给出的范围或由判别式得到的范围求解,解题中注意函数单调性和基本不等式的作用.
四、解答题
15.(24-25高二上·江苏徐州·阶段练习)已知双曲线,斜率为的直线过点.
(1)若,且直线与双曲线只有一个公共点,求的值;
(2)双曲线上有一点,的夹角为,求三角形的面积.
【答案】(1)或(2)【难度】0.94【知识点】利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、根据直线与双曲线的位置关系求参数或范围【分析】 (1)根据直线与双曲线只有一个公共点,所以联立方程组,若相切则即可,若不相切则直线与渐近线平行即可;
(2)根据双曲线的定义和余弦定理即可求得三角形的面积.
【详解】(1)当时,,则直线l的方程为,
当时,联立方程组,得,
由直线和双曲线相切的条件,可得,解得;
双曲线的渐近线为,
所以当时,直线与渐近线平行,此时直线与双曲线只有一个公共点.
综上所述,当直线与双曲线只有一个公共点时或;
(2)由双曲线,则,
又点P在双曲线上,即,即,
在中,由余弦定理,
即,解得,
所以的面积.
16.(25-26高二上·全国·单元测试)已知双曲线的左、右焦点分别为.
(1)若双曲线与椭圆有共同的焦点,且双曲线过点,求该双曲线的标准方程;
(2)若,点在双曲线右支上,且,求的面积.
【答案】(1);(2).【难度】0.85【知识点】三角形面积公式及其应用、求椭圆的焦点、焦距、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、根据双曲线过的点求标准方程
【分析】(1)求出椭圆的焦点坐标,再利用待定法求出双曲线方程.
(2)利用双曲线定义,结合余弦定理、三角形面积公式求解.
【详解】(1)椭圆的焦点为和,
依题意,,解得,所以双曲线的标准方程为.
(2)设,,则由双曲线的定义得,
在中,,
则,所以的面积.
17.(25-26高二上·全国·单元测试)已知双曲线的实轴长为,且过点.
(1)求双曲线的方程;(2)过双曲线的右焦点作斜率为1的直线l,l与双曲线交于A,B两点,求|AB|;(3)若是坐标原点,M,N是双曲线上不同的两点,且直线MN的斜率为2,线段MN的中点为,求直线OP的斜率.
【答案】(1)(2)(3)【难度】0.65【知识点】求双曲线中的弦长、根据a、b、c求双曲线的标准方程、根据双曲线过的点求标准方程、由弦中点求弦方程或斜率【分析】(1)根据题意可得,则.将点的坐标代入,求出即可;(2)由(1)求出焦点坐标,从而求出直线的方程为,将其与双曲线方程联立,通过韦达定理,弦长公式求解即可;
(3)用点差法,设,,则两式相减后整理得即,即,即可求出直线OP的斜率.
【详解】(1)根据题意可得,则.
将点的坐标代入,得,解得,故双曲线的方程为.
(2)由(1)得,即,则,则直线的方程为.
设,由得,
,所以.
(3)设,则两式相减得.
设,则所以,
即,所以,即,所以直线OP的斜率.
18.(24-25高二下·陕西西安·期末)已知双曲线的左顶点为,右焦点为,,是上的两点,线段的中点为.当时,.
(1)求的标准方程;(2)若,求直线的斜截式方程;
(3)若,,三点不共线,且,证明:直线过定点.
【答案】(1)(2)(3)证明见解析【难度】0.65【知识点】根据a、b、c求双曲线的标准方程、双曲线中的直线过定点问题、求弦中点所在的直线方程或斜率
【分析】(1)先由条件得到,利用两点式斜率公式求得,结合求出,即可得解;
(2)利用点差法求直线的方程即可;(3)设直线,与双曲线方程联立,根据条件得,再通过计算得或,最后进行检验可得出定点.
【详解】(1)设双曲线的半焦距为,则,由题意,
当时,过点且垂直于轴的直线为,
将代入双曲线方程,得,解得;又,则,
又,所以,结合,得,解得或,
所以,所以双曲线的标准方程为;
(2)易知直线的斜率存在,设,
则,作差可得,所以,
因为线段AB的中点坐标为,所以,
所以,所以直线的斜率为,
所以直线的斜截式方程为,即.
(3)由,,三点不共线,故设直线,
联立,得,则,,,
因为,则,所以,则,
因,,
所以,即,
即,即,
得,解得或,
若,则直线,过点,不符合题意;
若,则直线,满足,则过定点,则直线过定点.
19.(2024·辽宁·一模)已知双曲线:(,)的右顶点,斜率为1的直线交于、两点,且中点.
(1)求双曲线的方程;(2)证明:为直角三角形;(3)若过曲线上一点作直线与两条渐近线相交,交点为,,且分别在第一象限和第四象限,若,,求面积的取值范围.
【答案】(1)(2)证明见解析(3)【难度】0.15【知识点】双曲线中的参数及范围、由中点弦坐标或中点弦方程、斜率求参数、双曲线中的定值问题【分析】(1)设出、两点坐标,借助点差法计算即可得;(2)联立直线与双曲线方程,可得与、两点坐标有关韦达定理,通过计算即可得为直角三角形;(3)设直线方程为:,,,,结合题意计算可得,又,,可得,联立直线与渐近线方程,可得与两点坐标有关韦达定理,代入化简可得,结合面积公式计算即可用表示该三角形面积,构造相应函数借助对勾函数性质可得函数单调性即可得面积范围.
【详解】(1)设,,则,,
,两点在双曲线上,
,由①-②得,即,,
,即,,
又,,双曲线的方程为:;
(2)由已知可得,直线的方程为:,即,
联立,,则,,
,
,为直角三角形;
(3)由题意可知,若直线有斜率则斜率不为0,故设直线方程为:,
设,,,,,
,
点在双曲线上,,,
③,
又,,,④,
联立,,
⑤,⑥,
,分别在第一象限和第四象限,,,
由④式得:,⑦,
将⑤⑥代入⑦得:,,
令,,由对勾函数性质可得在上单调递减,在上单调递增,
,.
【点睛】关键点点睛:本题第(3)小问关键点在于借助向量的线性关系,结合点在对应曲线及直线上,通过计算用表示出该三角形面积,难点在于计算.
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专题3.2 双曲线
教学目标
1、理解双曲线第一定义,掌握双曲线的标准方程,理解双曲线与椭圆的联系与区别;
2、掌握双曲线的简单的几何性质,能用性质解决有关问题;
教学重难点
1、重点:双曲线定义及标准方程,双曲线的几何性质;
2、难点:双曲线定义的理解,双曲线离心率、渐近线的理解;
知识点01 双曲线概念
1.与两个定点F1,F2(|F1F2|=2c>0)距离之差的绝对值为非零常数2a(2a<2c)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椭圆的焦距.
注意:如果没有绝对值,则仅表示双曲线的一支.
2.双曲线表示为集合:P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0.
(1)当2a<|F1F2|时,M点的轨迹是双曲线;
(2)当2a=|F1F2|时,M点的轨迹是两条射线;
(3)当2a>|F1F2|时,M点不存在.
【即学即练1-1】(25-26高二上·全国·课后作业)与圆及圆都内切的圆的圆心在( )
A.椭圆上 B.双曲线的左支上 C.双曲线的右支上 D.圆上
【即学即练1-2】(24-25高二上·浙江·期中)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,则曲线的焦点在轴上
知识点02 双曲线的标准方程
标准方程
-=1(a>0,b>0)
-=1(a>0,b>0)
性质
图形
焦点
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
焦距
|F1F2|=2c
范围
x≤-a或x≥a,y∈R
y≤-a或y≥a,x∈R
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),A2(0,a)
轴
实轴:线段A1A2,长:2a;虚轴:线段B1B2,长:2b;实半轴长:a,虚半轴长:b
离心率
e=∈(1,+∞)
渐近线
y=±x
y=±x
a,b,c关系
c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0,a与b没有大小关系)
注意:1.谁的系数为正,焦点就在其对应轴上.
2.椭圆与双曲线统一方程:
(1)当时,为椭圆;
(2)当异号时,为双曲线。
【即学即练2-1】(25-26高二上·全国·课后作业)焦点在轴上,焦距为4且离心率为2的双曲线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【即学即练2-2】(2025·天津·模拟预测)已知双曲线的左右焦点分别为,过点的直线与双曲线的左右两支分别交于点A,B,且,则该双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
知识点03 双曲线的基本量
1.焦点在x轴时:焦点,实轴顶点,虚轴顶点;
焦点在y轴时:焦点,实轴顶点,虚轴顶点;
2.焦距2c,实轴2,虚轴2b;
【即学即练3-1】(2025·吉林·二模)已知双曲线的右焦点为,点在双曲线上且满足轴,若,则双曲线的实轴长为( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【即学即练3-2】(2024·浙江温州·一模)已知椭圆和双曲线的焦点相同,则 .
知识点04 双曲线的焦半径、焦点弦、焦点三角形
1.双曲线上点P(x0,y0)与焦点F1,F2之间的距离叫做双曲线的焦半径,r1=|PF1|,r2=|PF2|:
(1);
(2),(P在右支),
,(P在左支),
2.若双曲线方程为,半焦距为,焦点,
(1)过焦点且垂直于长轴的弦叫通经,其长度为:,
(2)双曲线焦点,过倾斜角为的直线交双曲线于A、B两点,
则:
(3)若AB是过焦点F的弦,设,
AB在同支时, AB在两支时,;(设)
(4)过双曲线焦点F1的弦AB与双曲线交在同支上,则△ABF2的周长为4a+2|AB|.
(5)同支的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于长轴的弦),其长为,
异支的弦中最短的为实轴,长为2a.
3.双曲线的焦点三角形:,记,有以下结论成立:
(1);
(2)焦点三角形的面积: .
【即学即练4-1】(24-25高二上·北京·阶段练习)已知,是双曲线的两个焦点,点P在双曲线上,若,则 .
【即学即练4-2】(2024·陕西西安·模拟预测)双曲线的焦点弦长为的弦有( )
A.8条 B.4条 C.2条 D.1条
【即学即练4-3】(24-25高二上·上海·阶段练习)设,是双曲线的两个焦点,O为坐标原点,点P在双曲线C上且,则的面积为 .
知识点05 双曲线的离心率
一般方法:根据条件,建立齐次等量关系f(a,b,c)=0,再化归为关于e的方程求解.
1. == (α,k为渐近线的倾斜角与斜率)
2. 焦点三角形中:P为双曲线上异于实轴端点的任一点,,
则;
3.过双曲线的焦点F作倾斜角为θ直线与椭圆或双曲线相交A、B两点,且=λ,
则;即.
(当双曲线焦点在轴上时,);注:或者。
4. 若直线y=kx与双曲线E交于A,B两点,P为双曲线上异于A,B的点,若直线PA,PB的斜率存在,且分别为k1,k2,则k1·k2==e2-1. 注:当焦点在y轴上时a,b对调.
5.直线y=kx+m(k≠0且m≠0)与双曲线E交于A,B两点,P为弦AB的中点,k0,则k0·k==e2-1.
注:当焦点在y轴上时a,b对调.
6.双曲线称为等轴双曲线,其渐近线方程为,离心率.
性质:a=b;e=;渐近线互相垂直;
等轴双曲线上任意一点到中心的距离是它到两焦点距离的等比中项.
7.与有相同离心率的双曲线方程为:
焦点在轴上时:; 焦点在轴上时:;
【即学即练5-1】(24-25高二下·湖南永州·期末)已知双曲线a的一个焦点为,且双曲线的渐近线与圆相切,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【即学即练5-2】(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线的焦距为,直线过点,且点到直线的距离与点到直线的距离之和,则双曲线离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
知识点06 双曲线的渐近线
1.与共轭的双曲线方程为,
(1)它们有公共的渐近线;
(2)四个焦点都在以原点为圆心,为半径的圆上;
(3)。
2.与有相同的渐近线的双曲线方程为:;
3.已知双曲线的渐近线方程为,则双曲线方程可设为:;
4.双曲线焦点到渐近线的距离总是:.
实轴顶点到渐近线的距离为:;
双曲线实轴顶点到两渐近线的距离之积为定值:
【即学即练6-1】(25-26高二上·全国·单元测试)直线是双曲线的一条渐近线,则( )
A.1 B.4 C.16 D.18
【即学即练6-2】(24-25高三下·河北保定·阶段练习)已知焦点在y轴上的双曲线的两条渐近线互相垂直,则m=( )
A.1 B. C.-4 D.1或-4
知识点07 双曲线的弦中点问题(点差法)
双曲线中有关点差法的经典结论(以下双曲线均为:)
(1)M是的不平行于对称轴的弦AB的中点,则;
(2)过原点的直线交双曲线于两点,P点是双曲线上异于两点的任一点,则有;
(3)过双曲线上任一点任作两条倾斜角互补的直线交双曲线于B,C两点,则(常数)
【即学即练7-1】(2025·内蒙古包头·二模)直线与双曲线交于两点,线段的中点为,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【即学即练7-2】(24-25高三上·贵州贵阳·期末)已知双曲线与直线相交于A,B两点,其中中点的横坐标为,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
知识点08 直线与双曲线的位置关系
1.判断方法一:通过解直线方程与双曲线方程联立得到的方程组进行判断.
判断方法二:通过直线与双曲线渐近线的位置关系进行判断.
2.弦长公式:,
或|AB|=.
3.双曲线的切线:
(1)以上点为切点的切线斜率为;则;切线方程:.
(2)过外一点作两条切线切点为P1、P2,则切点弦P1P2所在直线方程:.
【即学即练8-1】(24-25高二上·福建福州·期末)已知双曲线:(,),两条直线,均过坐标原点,和交于,两点,和交于,两点.若的面积为,则的面积为 .
【即学即练8-2】(24-25高二上·四川成都·期末)已知椭圆的左右顶点分别为,,且,为上不同两点(,位于轴右侧),,关于轴的对称点分别为为,,直线、相交于点,直线、相交于点,已知点,则的最小值为 .
题型01 双曲线概念、基本量
【典例1-1】(2025·北京朝阳·一模)曲线,则“”是“为焦点在轴上的双曲线”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
【典例1-2】(24-25高一下·上海奉贤·期中)若双曲线的一个焦点为,则 .
【典例1-3】(2025高二·全国·专题练习)若点为直线上的任意一点,,,则下列结论中正确的是( )
A. B. C. D.以上都有可能
【变式1-1】(23-24高二下·浙江·期中)“”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
【变式1-2】(25-26高二上·全国·单元测试)已知方程表示双曲线,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式1-3】(24-25高二上·天津蓟州·阶段练习)若双曲线与的焦距相等,则椭圆的焦点坐标为 .
【变式1-4】(24-25高二上·全国·课后作业)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
【变式1-5】(2024·北京房山·一模)在平面直角坐标系中,已知两点.若曲线C上存在一点P,使,则称曲线C为“合作曲线”,给出下列曲线:①;②;③.其中“合作曲线”是( )
A.①② B.②③ C.① D.②
【变式1-6】(23-24高二上·天津西青·期末)方程表示曲线的形状.①当时,方程表示焦点在x轴上的椭圆;②当时,方程表示焦点y在轴上的椭圆;③当时,方程表示焦点在y轴上的双曲线;④当时,方程表示焦点在x轴上的双曲线.以上结论正确的序号是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②
题型02 双曲线的标准方程
【典例2-1】(23-24高二上·吉林·阶段练习)如图,已知点,,从点同时出发的两个质点,均以每秒2个单位长度的速度做匀速直线运动,从运动到A,从运动到B,且到达A的时间比到达B的时间晚3秒,则的轨迹方程为 .
【典例2-2】(24-25高二上·全国·课后作业)已知双曲线的左、右焦点分别为,过的直线与双曲线右支交于点,若在线段的中垂线上,且,则双曲线的方程为 .
【典例2-3】(22-23高三下·北京·开学考试)已知圆锥曲线的一个顶点为,焦距为4,则的值为( )
A.7或1 B.或 C.7或 D.或1
【变式2-1】(24-25高二下·浙江·开学考试)已知双曲线的焦距为,则m的值为( )
A.4 B.2 C.1 D.
【变式2-2】(2024高三·全国·专题练习)一动圆过定点,且与圆B:相外切,则动圆圆心的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【变式2-3】(23-24高二上·北京·阶段练习)化简方程的结果是( )
A. B. C. D.
【变式2-4】(24-25高二上·湖南邵阳·阶段练习)一动圆过定点,且与已知圆:外切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
【变式2-5】(24-25高二上·河南平顶山·阶段练习)在平面直角坐标系中,已知的顶点,其内切圆圆心在直线上,则顶点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【变式2-6】(24-25高二上·全国·课后作业)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.
题型03 双曲线的焦半径、焦点弦、焦点三角形
【典例3-1】(24-25高二上·浙江·阶段练习)已知双曲线的方程是,它的两个焦点分别是与是双曲线上的一点,且,则的值为( )
A.1 B.13 C.1或13 D.4或10
【典例3-2】(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 .
【典例3-3】(24-25高二下·湖北·阶段练习)、是双曲线的上、下焦点,过的直线与的上、下两支分别交于、两点.若,,又,则双曲线的实轴长为( )
A. B. C. D.
【变式3-1】(23-24高二上·陕西咸阳·阶段练习)双曲线:的两个焦点分别是与,焦距为8,是双曲线上的一点,且,则等于( )
A.9 B.9或1 C.1 D.6
【变式3-2】(2024·河北邢台·二模)若点P是双曲线C:上一点,,分别为C的左、右焦点,则“”是“”的( )
A.既不充分也不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.充分不必要条件
【变式3-3】(23-24高三下·上海·期中)设为双曲线:左、右焦点,点在的右支上,线段与的左支相交于点,且,则 .
【变式3-4】(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 .
【变式3-5】(24-25高二下·上海宝山·阶段练习)若椭圆()和双曲线()有相同的焦点和,而P是这两条曲线的一个交点,则的值是( )
A. B. C. D.
【变式3-6】(24-25高二下·江苏南京·开学考试)设为曲线的左,右两个焦点,P是曲线与的一个交点,则的值为( )
A. B. C. D.
题型04 双曲线的离心率
【典例4-1】(24-25高二上·天津滨海新·期中)双曲线的左焦点为,,点为双曲线右支上的动点且周长的最小值为14,则双曲线的离心率为( )
A. B.2 C. D.3
【典例4-2】(2025·浙江·二模)如图,椭圆与双曲线有共同的右焦点,这两条曲线在第一、三象限的交点分别为A、B,直线与双曲线右支的另一个交点为,形成以为斜边的等腰直角三角形,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【典例4-3】(2025·湖南湘潭·一模)已知双曲线的右焦点为,若圆上存在点 使得的中点在的渐近线上,则的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【典例4-4】(25-26高三上·重庆·阶段练习)已知双曲线,右焦点,过点且斜率为的直线交于、两点,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式4-1】(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线的右焦点为,若过点且倾斜角为的直线与双曲线的一条渐近线平行,则此双曲线离心率是( )
A. B.1 C. D.2
【变式4-2】(25-26高三上·广东肇庆·开学考试)若双曲线与椭圆有公共焦点,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式4-3】(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线,过原点的直线的倾斜角为,且,若与没有交点,则的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式4-4】(2025·四川达州·模拟预测)已知双曲线(,)的左,右焦点分别为,,过的直线与其右支交于,两点,若,,则的离心率为( )
A. B.2 C. D.4
【变式4-5】(25-26高三上·安徽·开学考试)已知是双曲线上的三点,且关于原点对称,若是等边三角形,则的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式4-6】(25-26高三上·重庆·开学考试)已知双曲线的右焦点为,右顶点为,过点的直线与双曲线的一条渐近线交于点,与其左支交于点,且点与点不在同一象限,直线与直线为坐标原点)的交点在双曲线上,若,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
【变式4-7】(2025·广东佛山·二模)已知是双曲线的左、右焦点,为双曲线上的两点,若,且以为直径的圆恰好过点,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
题型05 双曲线的渐近线
【典例5-1】(24-25高二下·河南洛阳·阶段练习)双曲线的焦点到它的一条渐近线的距离为( )
A.1 B. C.2 D.
【典例5-2】(25-26高二上·全国·单元测试)已知双曲线与双曲线有共同的渐近线,双曲线的两个焦点分别为,点为上的一点,且,则双曲线的方程为( )
A. B. C.或 D.或
【典例5-3】(2025·山东聊城·模拟预测)已知点为双曲线的右焦点,点分别为两条渐近线上的点,且,则的最小值为 .
【变式5-1】(24-25高二下·贵州遵义·期末)已知双曲线,则它的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【变式5-2】(25-26高三上·安徽·开学考试)已知双曲线C:(m>0)的上、下焦点分别为,A为C上一点,且,则双曲线C的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【变式5-3】(24-25高三下·天津南开·阶段练习)设为双曲线的右焦点,,分别为的两条渐近线的倾斜角,已知点到其中一条渐近线的距离为,且满足,则双曲线的焦距为( )
A. B.2 C. D.4
【变式5-4】(25-26高二上·全国·课后作业)已知为双曲线上一点,分别为其左、右焦点,则下列说法正确的是( )
A.有最大值 B.的内心到轴的距离为1
C.若为双曲线的右顶点,则点到一条渐近线的距离为
D.点到双曲线的两条渐近线的距离之积为定值
【变式5-5】(2025·河南·二模)已知双曲线的左、右焦点分别为,,渐近线方程为,过且斜率为的直线与在第一象限的交点为,的角平分线与线段交于点,若,则的值是( )
A. B. C. D.
【变式5-6】(24-25高二上·湖北咸宁·期末)已知双曲线:的左、右焦点分别为,,为双曲线右支上的动点,则( )
A.若到渐近线的距离为1,则
B.当点异于顶点时,的内切圆的圆心总在定直线上
C.若,则点的纵坐标为
D.过点作双曲线的切线交渐近线于两点,若,则曲线的渐近线方程为
题型06 与双曲线有关的最值与范围问题
【典例6-1】(23-24高二下·广西南宁·期末)若双曲线的左、右焦点分别为,,P是C右支上的动点,则的最小值为 .
【典例6-2】(24-25高二下·贵州贵阳·阶段练习)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
【典例6-3】(2025高三·全国·专题练习)已知点在双曲线上,点满足为坐标原点,且,,则的最大值为( ).
A. B. C. D.
【变式6-1】(24-25高二下·福建宁德·开学考试)已知双曲线的左焦点为为双曲线右支上任意一点,为圆上任意一点,则的最小值是 .
【变式6-2】(2025高二·全国·专题练习)已知是双曲线的下焦点,,是双曲线上支上的动点,则的最小值为( )
A.9 B.8 C.7 D.6
【变式6-3】(2025·浙江绍兴·二模)已知双曲线的左焦点为,点在的右支上,且,则的最小值为( )
A.4 B.6 C.10 D.14
【变式6-4】(24-25高二下·四川成都·阶段练习)过双曲线的右支上一点,分别向和作切线,切点分别为,则的最小值为( )
A.28 B.30 C.31 D.32
【变式6-5】(24-25高二上·河南南阳·期中)已知为曲线上任意一点,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【变式6-6】(2025高三·全国·专题练习)已知点是双曲线的上焦点,是下支上的一点,点是圆上一点,则的最小值是 .
题型07 直线与双曲线的位置关系
【典例7-1】(24-25高三上·江苏镇江·阶段练习)双曲线的右焦点,过原点的直线与相交于P,Q两点,若,则的面积为( )
A. B.1 C. D.2
【典例7-2】(24-25高三上·河南·开学考试)已知是双曲线的左焦点,过点的直线与交于两点(点在的同一支上),且,则( )
A.6 B.8 C. D.
【典例7-3】.(25-26高二上·全国·课后作业)已知双曲线的离心率,是双曲线上关于原点对称的两点,点是双曲线上异于的动点,直线的斜率分别为,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式7-1】(23-24高二下·广东·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,直线与双曲线的右支交于点,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【变式7-2】(2024·全国·模拟预测)已知椭圆与双曲线有公共焦点,记与在轴上方的两个交点为,,过的右焦点作轴的垂线交于,两点,若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式7-3】(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线C:的左、右顶点分别为A,B,点P在C上且在第一象限内,设直线AP与BP的斜率分别为,,则的最小值为( )
A. B. C.1 D.2
【变式7-4】(2025·安徽合肥·模拟预测)已知双曲线(,),斜率为1的直线l与双曲线C的两支分别交于M,N两点,且M,N的中点为,若右顶点A在以线段为直径的圆内,则此双曲线的实半轴a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式7-5】(2024·全国·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,过且斜率不为0的直线与双曲线交于两点,为坐标原点,,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【变式7-6】(2025·湖南岳阳·三模)已知,分别是双曲线:(,)的左、右焦点,为双曲线右支上一点,的最小值为1,且当轴时,,则( )
A.双曲线的焦距为4
B.双曲线的一条渐近线被圆:截得的弦长为2
C.过点作双曲线的一条渐近线的垂线,垂足为,则
D.为圆:上一点,的最大值为3
题型08 双曲线的弦中点问题
【典例8-1】(24-25高二上·福建泉州·期末)斜率为1的直线与双曲线交于,两点,若线段的中点为,则( )
A. B. C. D.
【典例8-2】(2024·陕西西安·模拟预测)已知为双曲线的两个焦点,为双曲线右支上的动点(非顶点),则的内切圆恒过定点( ).
A. B. C. D.
【典例8-3】(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,过且倾斜角为的直线与C交于A,B两点,若(e为C的离心率),O为坐标原点,G为的重心,则斜率的最小值为( )
A. B. C. D.
【变式8-1】(2024·陕西宝鸡·一模)设,为双曲线上两点,下列四个点中,可为线段中点的是( )
A. B. C. D.
【变式8-2】(24-25高二上·湖北·期末)已知双曲线与直线相交于,两点,其中中点的横坐标为,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式8-3】(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期末)已知双曲线的右焦点为,过点的直线交双曲线于、两点.若的中点坐标为,则双曲线的实轴长为( )
A. B. C. D.
【变式8-4】(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知斜率为的直线过双曲线的左焦点F,且与C的左,右两支分别交于A,B两点,设O为坐标原点,P为的中点,若是以为底边的等腰三角形,则双曲线的离心率( )
A.2 B. C.3 D.
【变式8-5】(2025·河北·模拟预测)过双曲线的右焦点的直线与双曲线右支交于两点,弦的垂直平分线交轴于点,若,则该双曲线的离心率( )
A. B. C.2 D.3
【变式8-6】(2024·全国·模拟预测)已知双曲线,直线与双曲线交于A,B两点,为坐标原点,若点在直线上且直线OP把分成面积相等的两部分,则下列不能作为点的坐标的是( )
A. B. C. D.
题型09 定点、定值问题
【典例9-1】(23-24高二上·河南开封·期末)已知点是双曲线上一点,则点到双曲线的两条渐近线的距离之积为( )
A. B. C. D.
【典例9-2】(2025·山东泰安·三模)设双曲线C:的左、右焦点分别为,,P为C上一动点,则P到y轴的距离与P到,距离之和的比值( )
A.恒为定值 B.恒为定值
C.不为定值但有最小值 D.不为定值但有最大值
【典例9-3】(23-24高三上·云南楚雄·期中)双曲线C:的左、右顶点分别为,,左、右焦点分别为,,过作直线与双曲线C的左、右两支分别交于A,B两点.若,且,则直线与的斜率之积为( )
A. B. C. D.
【变式9-1】(24-25高二上·全国·课后作业)已知为坐标原点,双曲线的离心率为2,虚轴长为为圆:上一点,过点作的两条切线,切点分别为,记直线的斜率分别为,则( )
A. B. C. D.
【变式9-2】(24-25高三上·天津河西·期末)已知双曲线的虚轴长为为上一点,过点向的两条渐近线作垂线,垂足分别为,则双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
【变式9-3】(2025·内蒙古呼和浩特·一模)已知为双曲线上的一点,由向两渐近线作垂线,垂足分别为、,则的值为( )
A. B. C. D.不确定
【变式9-4】(24-25高二下·江苏南京·期中)已知O为坐标原点,离心率为3的双曲线左、右焦点分别为,过点且倾斜角为锐角的直线l与C的右支交于M,N两点.设△MF1F2与△NF1F2的内切圆圆心分别是P,Q,直线OP,OQ的斜率分别是,则=()
A.-4 B. C.4 D.
【变式9-5】(2024·黑龙江·二模)双曲线的左、右顶点分别为,左、右焦点分别为,过作直线与双曲线的左、右两支分别交于M,N两点.若,且,则直线与的斜率之积为( )
A. B. C. D.
【变式9-6】(2024·浙江金华·模拟预测)已知椭圆为原点,过第一象限内椭圆外一点作椭圆的两条切线,切点分别为.记直线的斜率分别为,若,则( )
A.直线过定点 B.为定值
C.的最大值为2 D.的最小值为4
一、单选题
1.若双曲线的一个焦点为,则等于( )
A. B. C. D.8
2.(2025·安徽·模拟预测)已知双曲线关于原点对称,其中一个焦点的坐标为,一条渐近线方程为,则的实轴长为( )
A.3 B.6 C.4 D.8
3.(24-25高二上·湖北孝感·阶段练习)设为实数,若方程表示焦点在轴上的双曲线,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(25-26高三上·北京·开学考试)若双曲线的离心率为,则它的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
5.(25-26高三上·广东深圳·开学考试)已知,是双曲线的两个焦点,以线段为边作正三角形,若边的中点在双曲线上,则该双曲线的离心率是( )
A. B. C. D.
6.(2025高三·全国·专题练习)已知为双曲线上经过原点的一动弦,为圆上一动点,则的最大值为( )
A.4 B.6 C.8 D.12
7.(2025·四川凉山·三模)已知,,曲线与曲线无公共点,则曲线的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.(24-25高三下·江西·开学考试)已知双曲线与平行于轴的动直线交于两点,点在点左侧,为双曲线的左焦点,延长至点,使,连接交轴于点,若,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
二、多选题
9.(23-24高二上·江苏泰州·期末)下列结论正确的是( )
A.椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和为8
B.椭圆上一点到右焦点的距离的最大值为6
C.双曲线上一点到一个焦点的距离为1,则点到另一个焦点的距离为
D.双曲线上一点到一个焦点的距离为17,则点到另一个焦点的距离为1
10.(24-25高二下·福建福州·期末)已知曲线,则下列说法正确的是( )
A.若,则C是圆 B.若,则C是双曲线
C.若,则C的离心率为 D.若,,则C上的点到焦点的最短距离为
11.(2025·安徽滁州·一模)双曲线的右焦点为F,O为坐标原点,直线,则( )
A.E的离心率
B.若直线l与E的左右两支均有交点,则m的取值范围为
C.若直线l与E的渐近线在y轴右侧交于M,N两点,则面积的最小值为
D.若直线l与E右支交于A,B两点,弦AB的垂直平分线交x轴于点P,则
三、填空题
12.(25-26高二上·全国·单元测试)与双曲线有公共渐近线,且过点的双曲线的实轴长为 .
13.(24-25高二上·重庆·期中)如图,椭圆和双曲线的公共焦点分别为,是椭圆与双曲线的一个交点,则 .
14.(24-25高二上·广东·期中)如图,椭圆与双曲线有公共焦点,,椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,点P为两曲线的一个公共点,且,I为的内心,,I,G三点共线,且,x轴上点A,B满足,,则的最小值为 ;的最小值为 .
四、解答题
15.(24-25高二上·江苏徐州·阶段练习)已知双曲线,斜率为的直线过点.
(1)若,且直线与双曲线只有一个公共点,求的值;
(2)双曲线上有一点,的夹角为,求三角形的面积.
16.(25-26高二上·全国·单元测试)已知双曲线的左、右焦点分别为.
(1)若双曲线与椭圆有共同的焦点,且双曲线过点,求该双曲线的标准方程;
(2)若,点在双曲线右支上,且,求的面积.
17.(25-26高二上·全国·单元测试)已知双曲线的实轴长为,且过点.
(1)求双曲线的方程;(2)过双曲线的右焦点作斜率为1的直线l,l与双曲线交于A,B两点,求|AB|;(3)若是坐标原点,M,N是双曲线上不同的两点,且直线MN的斜率为2,线段MN的中点为,求直线OP的斜率.
18.(24-25高二下·陕西西安·期末)已知双曲线的左顶点为,右焦点为,,是上的两点,线段的中点为.当时,.
(1)求的标准方程;(2)若,求直线的斜截式方程;
(3)若,,三点不共线,且,证明:直线过定点.
19.(2024·辽宁·一模)已知双曲线:(,)的右顶点,斜率为1的直线交于、两点,且中点.
(1)求双曲线的方程;(2)证明:为直角三角形;(3)若过曲线上一点作直线与两条渐近线相交,交点为,,且分别在第一象限和第四象限,若,,求面积的取值范围.
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专题 3.2 双曲线
教学目标
1、理解双曲线第一定义,掌握双曲线的标准方程,理解双曲线与椭圆的联系与区别;
2、掌握双曲线的简单的几何性质,能用性质解决有关问题;
教学重难点
1、重点:双曲线定义及标准方程,双曲线的几何性质;
2、难点:双曲线定义的理解,双曲线离心率、渐近线的理解;
1.与两个定点 F1,F2(|F1F2|=2c>0)距离之差的绝对值为非零常数 2a(2a<2c)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椭圆的焦距.
注意:如果没有绝对值,则仅表示双曲线的一支.
2.双曲线表示为集合:P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中 a,c为常数且 a>0,c>0.
(1)当 2a<|F1F2|时,M点的轨迹是双曲线;
(2)当 2a=|F1F2|时,M点的轨迹是两条射线;
(3)当 2a>|F1F2|时,M点不存在.
【即学即练 1-1】(25-26 高二上·全国·课后作业)与圆 2 24 4x y 及圆 2 2 8 15 0x y x 都内切的圆的圆心
在( )
A.椭圆上 B.双曲线的左支上 C.双曲线的右支上 D.圆上
【答案】B【难度】0.65【知识点】双曲线定义的理解、由圆的位置关系确定参数或范围
【分析】设所求圆的圆心为 P,半径为 r,根据圆与圆的位置关系,结合双曲线的定义可得出结论.
【详解】圆 2 24 4x y 的圆心为 1 4,0F ,半径为 1 2r ,
圆 2 2 8 15 0x y x 的标准方程为 2 24 1x y ,圆心为 2 4,0F ,半径为 2 1r ,
设所求圆的圆心为 P,半径为 r,如图所示, 1 2PF r , 2 1PF r ,
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所以 2 1PF PF ,且 2 1 1 21 8PF PF FF ,
所以圆心 P的轨迹是以 1 2,F F 分别为左、右焦点的双曲线的左支.故选:B.
【即学即练 1-2】(24-25 高二上·浙江·期中)对于方程 2 2
π πtan 1, ,
2 2
x y
,表示的曲线C,下列说法
正确的是 ( )
A.曲线C只能表示圆、椭圆或双曲线 B.若 为负角,则曲线C为双曲线
C.若 为正角,则曲线C为椭圆 D.若C为椭圆,则曲线C的焦点在 x轴上
【答案】B【难度】0.65【知识点】判断方程是否表示椭圆、判断方程是否表示双曲线、二元二次方程表示
的曲线与圆的关系【分析】对于 A,根据 0 的取值,即可判断;对于 B 若 为负角,即 π 02 ,结合
双曲线标准方程的形式,即可判断;对于 C,当
π
4
时,结合圆的标准方程的形式,即可判断;对于 D,
变形后结合椭圆的标准方程的形式,即可判断选项.
【详解】对于 A,当 0 ,即 tan 0 时,曲线C的方程为 2 1x ,即 1x ,
此时曲线C为两条平行的直线,故 A 错误;
对于 B,若 为负角,即 π 02 ,则 tan 0 ,此时曲线C为双曲线,故 B 正确;
对于 C,若 为正角,即
π0
2
,当
π
4
时, tan 1 ,
则曲线C的方程为 2 2x y 1,是圆,故 C 错误;
对于 D,若C为椭圆,当0 tan 1 ,
1 1
tan
,又 2 2 1tanx y 可变形为
2
2 11
tan
yx
,
则C为焦点在 y轴上的椭圆,故 D 错误.故选:B.
标准方程 x
2
a2
-
y2
b2
=1(a>0,b>0) y
2
a2
-
x2
b2
=1(a>0,b>0)
性质
图形
焦点 F1(-c,0),F2(c,0) F1(0,-c),F2(0,c)
焦距 |F1F2|=2c
范围 x≤-a或 x≥a,y∈R y≤-a或 y≥a,x∈R
对称性 对称轴:坐标轴;对称中心:原点
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顶点 A1(-a,0),A2(a,0) A1(0,-a),A2(0,a)
轴 实轴:线段 A1A2,长:2a;虚轴:线段 B1B2,长:2b;实半轴长:a,虚半轴长:b
离心率 e=c
a
∈(1,+∞)
渐近线 y=±b
a
x y=±a
b
x
a,b,c关系 c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0,a与 b没有大小关系)
注意:1.谁的系数为正,焦点就在其对应轴上.
2.椭圆与双曲线统一方程:mx2 + ny2 = 1
(1)当 m > 0, n > 0,m ≠ n时,为椭圆;
(2)当 m, n异号时,为双曲线。
【即学即练 2-1】(25-26 高二上·全国·课后作业)焦点在 x轴上,焦距为 4 且离心率为 2 的双曲线的标准方程
为( )
A.
2
2 1
3
yx B.
2
2 1
3
x y C.
2
2 1
2
yx D.
2
2 1
2
x y
【答案】A【难度】0.85【知识点】根据 a、b、c求双曲线的标准方程、根据离心率求双曲线的标准方程
【分析】由已知得 c,再由离心率和 , ,a b c关系求 ,a b,得到双曲线的标准方程.
【详解】 依题意, 2 4c , 2
ce
a
,解得 2c , 1a ,所以 2 2 3b c a ,
故该双曲线方程为
2
2 1
3
yx .故选:A.
【即学即练 2-2】(2025·天津·模拟预测)已知双曲线
2 2
2 2 1( 0, 0)
x y a b
a b
的左右焦点分别为 1 2,F F ,过点 1F 的
直线 2: 3 3 0x yl 与双曲线的左右两支分别交于点 A,B,且 2 2AF BF ,则该双曲线的方程为( )
A.
2 2
1
6 6
x y
B.
2 2
1
4 8
x y
C.
2
2 1
11
yx D.
2 2
1
3 9
x y
【答案】A【难度】0.65【知识点】根据 a、b、c求双曲线的标准方程、双曲线定义的理解
【分析】根据给定条件,求出焦点坐标及直线 l的倾斜角,再结合双曲线定义及勾股定理求出 ,a b即可.
【详解】依题意, 1 2( 2 3,0), (2 3,0)F F ,直线 l的倾斜角为30o,即 1 2 30AFF
,
取 AB的中点D,连接 2F D,由 2 2AF BF ,得 2DF AB , 2 1| | 2 3,| | 6DF DF ,
2 2 1| | | | 2 | |BF AF a AF , 1 2 1| | 2 | | 4 | |BF a BF a AF ,
则 1 1
1 1| | | | (| | | |) 2
2 2
AD AB BF AF a , 2 1| | | | 6AF DF ,
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在 2Rt ADF 中, 2 2 2 22 22 | | | | 6 (2 3) 2 6a AF DF ,解得 6, 6a b ,
所以该双曲线的方程为
2 2
1
6 6
x y
.故选:A
1.焦点在 x轴时:焦点( ± c, 0),实轴顶点( ± �, 0),虚轴顶点(0, ± b);
焦点在 y轴时:焦点(0, ± c),实轴顶点(0, ± �),虚轴顶点( ± b, 0);
2.焦距 2c,实轴 2�,虚轴 2b;
【即学即练 3-1】(2025·吉林·二模)已知双曲线C的右焦点为 (2,0)F ,点 P在双曲线上且满足 PF x 轴,若
3PF ,则双曲线C的实轴长为( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【答案】B【难度】0.85【知识点】根据双曲线方程求 a、b、c、根据双曲线过的点求标准方程
【分析】利用给定条件求出 (2,3)P ,再设出双曲线方程,求解基本量,得到实轴长即可.
【详解】因为 PF x 轴,且 3PF ,双曲线C的右焦点为 (2,0)F ,
所以 (2,3)P ,设双曲线方程为
2 2
2 2 1
x y
a b
,且 2 2 4a b ,
将 (2,3)P 代入双曲线方程,得到 2 2
4 9 1
a b
,联立解得 1a (负根舍去),
则双曲线C的实轴长为 2,故 B 正确.故选:B
【即学即练 3-2】(2024·浙江温州·一模)已知椭圆
2 2
2 1 016
x y m
m
和双曲线
2
2 1
8
yx 的焦点相同,则
m .
【答案】 7 【难度】0.85【知识点】根据椭圆方程求 a、b、c、根据双曲线方程求 a、b、c
【分析】根据双曲线方程可得 3c ,且焦点在 x轴上,再结合椭圆方程列式求解即可.
【详解】对于双曲线
2
2 1
8
yx ,可知其半焦距 1 8 3c ,且焦点在 x轴上,
对于椭圆可得 216 3c m ,且 0m ,解得 7m .故答案为: 7 .
1.双曲线上点 P(x0,y0)与焦点 F1,F2之间的距离叫做双曲线的焦半径,r1=|PF1|,r2=|PF2|:
(1) ��1 − ��2 = 2�;
(2) ��1 ��� = � + �, ��2 ��� = � − �(P 在右支),
��1 ��� = � − �, ��2 ��� = � + �(P 在左支),
2.若双曲线方程为
�2
�2
− �
2
�2
= 1(� > 0, � > 0),半焦距为 c,焦点 1 2,0 , ,0F c F c ,
(1)过焦点且垂直于长轴的弦叫通经,其长度为:
2�2
�
,
(2)双曲线
�2
�2
− �
2
�2
= 1焦点 1 2,0 , ,0F c F c ,过 1F 倾斜角为 的直线 l交双曲线于 A、B 两点,
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则: AB =
2��2
�2−�2���2�
(�, �在同一支)
2��2
�2���2�−�2
(�, �分在两支)
(3)若 AB 是过焦点 F 的弦,设 ,AF m BF n ,
AB 在同支时,
1
�
+ 1
�
= 2�
�2
; AB 在两支时,1
�
− 1
�
= 2�
�2
;(设m n )
(4)过双曲线焦点 F1的弦 AB与双曲线交在同支上,则△ABF2的周长为 4a+2|AB|.
(5)同支的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于长轴的弦),其长为2b
2
a
,
异支的弦中最短的为实轴,长为 2a.
3.双曲线的焦点三角形:∆PF1F2,记∠F1PF2 = θ,有以下结论成立:
(1) ��1 ��2 =
2�2
1−����
;
(2)焦点三角形的面积:�∆��1�2=� �� =
�2
����2
.
【即学即练 4-1】(24-25 高二上·北京·阶段练习)已知 1F , 2F 是双曲线
2 2
1
4 6
x y
的两个焦点,点 P在双曲线
上,若 1 5PF ,则 2PF .
【答案】9【难度】0.85【知识点】双曲线定义的理解、根据双曲线方程求 a、b、c
【分析】由题设结合双曲线定义 1 2 2PF PF a 和焦半径的几何性质即可求解.
【详解】因为双曲线
2 2
1
4 6
x y
,所以 2, 6a b ,故 2 2 10c a b ,
所以 1 2 2 4PF PF a ,又 1 5 2 10PF a c ,
所以 P在双曲线左支上, 2 9PF .故答案为:9.
【即学即练 4-2】(2024·陕西西安·模拟预测)双曲线
2 2
: 1
4 5
x yC - = 的焦点弦长为
9
2
的弦有( )
A.8 条 B.4 条 C.2 条 D.1 条
【答案】B【难度】0.65【知识点】求双曲线的焦距、双曲线的对称性、双曲线中的通径问题
【分析】结合双曲线的通径、左右顶点的距离与对称性,分该弦与双曲线是否交于同一支讨论即可得.
【详解】由
2 2
: 1
4 5
x yC - = ,可得其通径为
22 2 5 95
2 2
b
a
,注意到左右顶点的距离为
92 4
2
a ,
所以过一个焦点,可作满足题意与双曲线交于两支的弦有两条,交于一支的情况不存在,
结合双曲线的对称性,该双曲线满足题意的焦点弦共有 4 条.故选:B.
【即学即练 4-3】(24-25 高二上·上海·阶段练习)设 1F , 2F 是双曲线
2
2: 1
3
yC x 的两个焦点,O为坐标原点,
点 P在双曲线 C上且 1 2PF PF ,则 1 2PFF 的面积为 .
【答案】3【难度】0.85【知识点】利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、根据双曲线方程求 a、b、c
【分析】根据题意可得 1 2 4FF , 1 2 2PF PF ,利用勾股定理可得 1 2 6PF PF ,即可得面积.
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【详解】由题意可知: 2 21, 3, 2a b c a b ,则 1 2 2 4F F c , 1 2 2 2PF PF a ,
若 1 2PF PF ,则 22 2 21 2 1 2 1 2 1 22PF PF PF PF PF PF FF ,
即 1 24 2 16PF PF ,可得 1 2 6PF PF ,所以 1 2PFF 的面积为 1 2
1 3
2
PF PF .故答案为:3.
一般方法:根据条件,建立齐次等量关系 f(a,b,c)=0,再化归为关于 e的方程求解.
1. �双曲线 =
�
�
= 1+ ( �
�
)2= 1+k2= 1+tan2α (α,k为渐近线的倾斜角与斜率)
2. 焦点三角形中:P 为双曲线�
2
�2
− �
2
�2
= 1(� > 0, � > 0)上异于实轴端点的任一点,∠PF1F2 = α, ∠PF2F1 = β,
则 e = sin(α+β)
sinα−sinβ
;
3.过双曲线的焦点 F作倾斜角为θ直线与椭圆或双曲线相交 A、B两点,且AF→=λFB→(� > 0),
则 e = 1 + k2 λ−1
λ+1
;即
| 1 || cos |
| 1 |
e
.
(当双曲线焦点在 y轴上时,e = 1 + ( 1
k
)2 λ−1
λ+1
);注:λ = AF
BF
或者λ = BF
AF
。
4. 若直线 y=kx与双曲线 E交于 A,B两点,P为双曲线上异于 A,B的点,若直线 PA,PB的斜率存在,
且分别为 k1,k2,则 k1·k2=
�2
�2
=e2-1. 注:当焦点在 y轴上时 a,b对调.
5.直线 y=kx+m(k≠0且 m≠0)与双曲线 E交于 A,B两点,P为弦 AB的中点,��� =k0,则 k0·k=
�2
�2
=e2-1.
注:当焦点在 y轴上时 a,b对调.
6.双曲线 222 ayx 称为等轴双曲线,其渐近线方程为 xy ,离心率 2e .
性质:a=b;e= 2;渐近线互相垂直;
等轴双曲线上任意一点到中心的距离是它到两焦点距离的等比中项.
7.与�
2
�2
− �
2
�2
= 1有相同离心率的双曲线方程为:
焦点在 x轴上时:�
2
�2
− �
2
�2
= �(� > 0); 焦点在 y轴上时:�
2
�2
− �
2
�2
= �(� > 0);
【即学即练 5-1】(24-25 高二下·湖南永州·期末)已知双曲线 a的一个焦点为 2,0F ,且双曲线的渐近线与圆
2 22 3x y 相切,则双曲线C的离心率为( )
A. 2 3
3
B. 3 C.2 D. 2 3
【答案】C【难度】0.65【知识点】双曲线定义的理解、求双曲线的离心率或离心率的取值范围、由直线与
圆的位置关系求参数【分析】已知双曲线 a的一个焦点为 2,0F ,可知焦点位于 x轴上,半焦距 2c .设双
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曲线方程为:
2 2
2 2 1( 0, 0)
x y a b
a b
,渐近线方程为 0bx ay .根据圆的方程可知圆心为焦点 2,0F ,半
径为 3r . 圆心到渐近线 0bx ay 的距离 d等于半径 r,根据点到直线距离公式得到 b,根据 2 2 2c a b
得到 a,从而计算出离心率.
【详解】已知双曲线 a的一个焦点为 2,0F ,故焦点位于 x轴上,半焦距 2c .
设双曲线方程为:
2 2
2 2 1( 0, 0)
x y a b
a b
,渐近线方程为 0bx ay .
已知圆得方程: 2 22 3x y ,圆心即为焦点 2,0F ,半径为 3r .
圆心到渐近线 0bx ay 的距离 d等于半径 r,由点到直线的距离公式可得:
2 2
2 2
2 0
2
b
d bda b
c
c a b
,代入 2c 得: 3d b .由
2 2 2
1
0
c a b a
a
.
所以离心率
2 2
1
ce
a
.故选:C.
【即学即练 5-2】(2025 高三·全国·专题练习)已知双曲线
2 2
2 2 1 1 0,
x y a b
a b
的焦距为 2c,直线 l过点
,0 , 0,a b ,且点 1,0 到直线 l的距离与点 1,0 到直线 l的距离之和 4
5
s c ,则双曲线离心率 e的取值范
围是( )
A.
51,
2
B.
5 ,2
2
C.
5 , 5
2
D. 2, 5
【答案】C【难度】0.65【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围、求点到直线的距离
【分析】由题可得
2s ab
c
,由
4
5
s c 可得 2 22 5 2 0a ab b ,据此可得答案.
【详解】设直线 : 1
x yl
a b
,即 0bx ay ab .由点到直线的距离公式,
得点 1,0 到直线 l的距离 2 2 2
1b a
d
a b
,点 1,0 到直线的距离 2 2 2
1b a
d
a b
.
因 1a ,则 22 21
2 2ab ab
ca b
s d d
.
由
2 2 24 4 5 02 2 2 5 2
5 5
c cs ab c a bab b
c
a 2 2 0b a b a
2 2
2
2
2 1 52 1 0 2 5
2 4
b b b b a e
a a a a
,则 5 e 5
2
.故选:C.
1.与�
2
�2
− �
2
�2
= 1共轭的双曲线方程为�
2
�2
− �
2
�2
=− 1,
(1)它们有公共的渐近线;
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(2)四个焦点都在以原点为圆心,r = c为半径的圆上;
(3) 1
�1
2 +
1
�2
2 = 1。
2.与�
2
�2
− �
2
�2
= 1有相同的渐近线的双曲线方程为:�
2
�2
− �
2
�2
= �;
3.已知双曲线的渐近线方程为 0bx ay ,则双曲线方程可设为:�
2
�2
− �
2
�2
= �(� ≠ 0);
4.双曲线焦点到渐近线的距离总是:b.
实轴顶点到渐近线的距离为:
��
�
;
双曲线实轴顶点到两渐近线的距离之积为定值:
�2�2
�2
【即学即练 6-1】(25-26高二上·全国·单元测试)直线 2 0x y 是双曲线
2 2
1
9
x y
m
的一条渐近线,则m ( )
A.1 B.4 C.16 D.18
【答案】D【难度】0.94【知识点】根据双曲线的渐近线求标准方程【分析】根据渐近线的求法可直接求解.
【详解】令双曲线方程等号右侧的 1 变为 0,可得双曲线的渐近线方程为
3
my x ,
又直线 2 0x y 是双曲线的一条渐近线,所以 2
3
m
,解得 18m .故选:D.
【即学即练 6-2】(24-25 高三下·河北保定·阶段练习)已知焦点在 y轴上的双曲线
2 2
2 13 4
x y
m m
的两条渐近线
互相垂直,则 m=( )
A.1 B. 12 C.-4 D.1 或-4
【答案】C【难度】0.65【知识点】已知直线垂直求参数、已知方程求双曲线的渐近线、根据方程表示双曲
线求参数的范围【分析】根据双曲线的标准方程与渐近线方程即可求解.
【详解】因为双曲线
2 2
2 13 4
x y
m m
的焦点在 y轴上,所以 2 2 24 4a m m , 2 3b m= - ,
所以 2
3 0
4 0
m
m
,即 2m .又双曲线的两条渐近线互相垂直,所以
2 24 4 1
3 3
m m
m m
,
即 ( 1)( 4) 0m m ,解得 4m 或 1m (舍).故选:C.
双曲线中有关点差法的经典结论(以下双曲线均为:�
2
�2
− �
2
�2
= 1(� > 0, � > 0))
(1)M ),( 00 yx 是
�2
�2
− �
2
�2
= 1的不平行于对称轴的弦 AB 的中点,则��� ∙ ��� =
�2
�2
;
(2)过原点的直线交双曲线于 A, B两点,P 点是双曲线上异于 A, B两点的任一点,则有��� ∙ ��� =
�2
�2
;
(3)过双曲线上任一点 0 0 0( , )P x y 任作两条倾斜角互补的直线交双曲线于 B,C 两点,则��� ∙ ��� =−
�2
�2
(常数)
【即学即练 7-1】(2025·内蒙古包头·二模)直线 l与双曲线
2
2 1
4
x y 交于 ,P Q两点,线段 PQ的中点为 4,1M ,
则直线 l的方程为( )
第 9 页 共 70 页
A. 3y x B. 3y x C. 5y x D. 5y x
【答案】A【难度】0.85【知识点】由弦中点求弦方程或斜率
【分析】由点差法求出直线 l的斜率,再由点斜式方程求解即可.
【详解】设 1 1,P x y , 2 2,Q x y ,因为线段 PQ的中点为 4,1M ,所以 1 2 8x x , 1 2 2y y ,
所以
2
21
1
2
22
2
1
4
1
4
x y
x y
,两式相减可得:
2 2
2 21 2
1 24 4
x x y y ,即 1 2 1 2 1 2 1 24
x x x x
y y y y
,
所以
1 2 1 2
1 2 1 2
1
4
y y y y
x x x x ,即
1 2
1 2
1
y y
x x
,所以直线 l的斜率为1,所以直线 l的方程为: 1 4y x ,
化简为: 3y x ,经检验符合题意.故选:A.
【即学即练 7-2】(24-25 高三上·贵州贵阳·期末)已知双曲线
2 2
2 2 1
x y
a b
与直线 1y x 相交于 A,B两点,其
中 AB中点的横坐标为 2 ,则该双曲线的离心率为( )
A. 10
2
B.
5
2
C. 6
2
D.
3
2
【答案】A【难度】0.65【知识点】由中点弦坐标或中点弦方程、斜率求参数、求双曲线的离心率或离心率
的取值范围【分析】设 1 1 2 2, , , ,A x y B x y AB中点为M ,根据易知确定M 坐标值,再应用点差法及直线斜
率的两点公式得到 2 2
2 3 0
a b
,进而得到双曲线参数的齐次方程求离心率.
【详解】设 1 1 2 2, , , ,A x y B x y AB中点为M ,由题设易知 2Mx ,故 3My ,
因为
2 2 2 2
1 1 2 2
2 2 2 21, 1
x y x y
a b a b
,故
1 2 1 2 1 2 1 2
2 2 0
x x x x y y y y
a b
,所以
1 2 1 2
2 2
4 6
0
x x y y
a b
,
而
1 2
1 2
1AB
y yk
x x
,故 2 2
2 3 0
a b
,故 2 2 2 22 3 2 2b a c a ,故 10
2
c
a
.故选:A
1.判断方法一:通过解直线方程与双曲线方程联立得到的方程组进行判断.
判断方法二:通过直线与双曲线渐近线的位置关系进行判断.
2.弦长公式: �� = 1 + �2 ∙ �1 − �2 = 1+ �2 ∙ (�1 + �2)2 − 4�1�2,
或|AB|= 1+ ( 1� )
2 ∙ �1 − �2 = 1+
1
k2
∙ (y1 + y2)2 − 4y1y2.
3.双曲线的切线:
(1)以
�2
�2
− �
2
�2
= 1(� > 0, � > 0)上点P(x0, y0)为切点的切线斜率为 k;则 k ∙ kOA =−
b2
�2
;切线方程:
�0�
�2
− �0�
�2
= 1.
第 10 页 共 70 页
(2)过�
2
�2
− �
2
�2
= 1外一点 P(x0, y0)作两条切线切点为 P1、P2,则切点弦 P1P2所在直线方程:
�0�
�2
− �0�
�2
= 1.
【即学即练 8-1】(24-25 高二上·福建福州·期末)已知双曲线C:
2 2
2 2 1
x y
a b
( 0a , 0b ),两条直线 1l , 2l 均
过坐标原点O, 1l 和C交于M ,N两点, 2l 和C交于 P,Q两点.若 OQN△ 的面积为 3,则 MNP△ 的面积
为 .
【答案】 2 3【难度】0.85【知识点】求双曲线中三角形(四边形)的面积问题
【分析】根据对称性,结合图象来求得正确答案.
【详解】由于 ,x y 和 ,x y 都符合
2 2
2 2 1
x y
a b
,所以曲线C的图象关于原点对称,
由此画出曲线C的大致图象如下图所示,两条直线 1l 、 2l 均过坐标原点O,所以 M、N两点关于原点对称,
P、Q两点关于原点对称,根据对称性,不妨设 , , ,M N P Q位置如图,
可知 ,OP OQ OM ON , POM QON ,所以 OPM OQN△ △ ,所以 3OQN OPMS S △ △ ,
而 OQM 和 OQN△ 等底等高,面积相同,所以 3OQMS △ ,所以 2 3MNQS △ .故答案为: 2 3 .
【即学即练 8-2】(24-25 高二上·四川成都·期末)已知椭圆
2
2: 1
3
xE y 的左右顶点分别为 1A, 2A ,且 B,C为
E上不同两点( B,C位于 y轴右侧),B,C关于 x轴的对称点分别为为 1B , 1C ,直线 1BA、 1 2B A 相交于点 P,
直线 1CA、 1 2C A 相交于点Q,已知点 2,0M ,则 PM QM PQ
的最小值为 .
【答案】 4 3【难度】0.4
【知识点】求平面轨迹方程、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、根据 a、b、c 求椭圆标准方程
【分析】根据题意,求得点 P,Q的轨迹为双曲线
2
2 1
3
x y 的右支,进而根据双曲线的性质得解.
【详解】设点 ,B m n ,则 1 : 33
nA B y x
m
, 2 1 : 33
nA B y x
m
,
则
2
2 2
23 3 333 3
n n ny x x x
mm m
,
2
2 1
3
m n ,
2
2
1
3 3
n
m
,点 P的轨迹方程为 2 21 33y x ,即点 P的轨迹方程为
2
2 1 0
3
x y y ,
同理可得,点Q也在双曲线
2
2 1 0
3
x y y 上,
点 2,0M 恰为双曲线
2
2 1
3
x y 的左焦点,双曲线
2
2 1
3
x y 的右焦点为 2,0N ,
第 11 页 共 70 页
根据双曲线定义可得: 2 3 2 3 4 3PM QM PQ PN QN PQ
,
当且仅当 , ,N P Q三点共线时 PN QN PQ ,即得 4 3PM QM PQ
,
PM QM PQ
的最小值为4 3.故答案为:4 3.
题型 01 双曲线概念、基本量
【典例 1-1】(2025·北京朝阳·一模)曲线 2 2: 1C mx ny ,则“ 0n m ”是“C为焦点在 x轴上的双曲线”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】A【难度】0.85【知识点】判断命题的充分不必要条件、判断方程是否表示双曲线
【分析】结合双曲线的标准方程,直接判断命题的充分性和必要性即可.
【详解】若 0n m ,则
1 10
n m
,所以 2 2: 1C mx ny ,即
2 2
11 1
x y
m n
,
所以C为焦点在 x轴上的双曲线;若C为焦点在 x轴上的双曲线,
则对于 2 2: 1C mx ny ,即
2 2
11 1
x y
m n
,可得
1 10, 0
m n
,即 0m 且 0n ,不一定得到 0n m ,
综上,“ 0n m ”是“C为焦点在 x轴上的双曲线”的充分不必要条件.故选:A
【典例 1-2】(24-25 高一下·上海奉贤·期中)若双曲线
2 2
1
4
x y
k
的一个焦点为 2 2,0 ,则 k .
【答案】 4【难度】0.85【知识点】根据双曲线方程求 a、b、c【分析】根据双曲线 2 2 2c a b 即可求解.
【详解】由题得, ( )
2
4 2 2 4k k+ = Þ = ,故答案为:4.
【典例 1-3】(2025 高二·全国·专题练习)若点 P为直线
3
4
y x 上的任意一点, 1 5,0F , 2 5,0F ,则下列结
论中正确的是( )
A. 1 2 8PF PF B. 1 2 8PF PF C. 1 2 8PF PF D.以上都有可能
【答案】C【难度】0.65【知识点】利用双曲线定义求方程
【分析】根据双曲线的定义求解出双曲线的方程,然后结合双曲线的渐近线的几何特征得到结果即可.
【详解】若 1 2 8PF PF ,则点 P的轨迹是以 1 5,0F , 2 5,0F 为焦点的双曲线,其方程为
2 2
1
16 9
x y
.
因为
3
4
y x 是该双曲线的一条渐近线,整条直线在双曲线的外部区域,所以 1 2 8PF PF ,故选:C.
第 12 页 共 70 页
【变式 1-1】(23-24 高二下·浙江·期中)“ 1m ”是“方程
2 2
1
1 3
x y
m m
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【难度】0.94【知识点】判断命题的必要不充分条件、判断命题的充分不必要条件、判断方程是
否表示双曲线、充要条件的证明
【分析】根据双曲线的标准方程,结合充分、必要条件的概念即可求解.
【详解】若 1m ,则 1 0, 3 0m m ,所以方程
2 2
1
1 3
x y
m m
表示双曲线;
若方程
2 2
1
1 3
x y
m m
表示双曲线,则 ( 1)( 3) 0m m ,解得 3m 或 1m ,
所以“ 1m ”是“方程
2 2
1
1 3
x y
m m
表示双曲线”的充分不必要条件.故选:A
【变式 1-2】(25-26 高二上·全国·单元测试)已知方程
2
3
x
m
2
1
5
y
m
表示双曲线,则m的取值范围为( )
A. ( 5, 3) B. ( , 5) ( 3, ) C. (3,5) D. ( ,3) (5, )
【答案】B【难度】0.94【知识点】根据方程表示双曲线求参数的范围
【分析】利用双曲线的标准方程即可得到结果.
【详解】因为方程
2 2
1
3 5
x y
m m
表示双曲线,所以 (3 ) ( 5) 0m m ,解得 5m 或 3m ,
故m的取值范围为 ( , 5) ( 3, ) .故选:B.
【点睛】对方程
2 2
1( 0)x y mn
m n
,我们并不能确定它所表示的曲线是否为双曲线,需要对参数 m,n进行讨
论.只有 0mn 时,方程才表示双曲线,且当
0,
0
m
n
时,焦点在 x轴上;当
0,
0
m
n
时,焦点在 y轴上.
【变式 1-3】(24-25 高二上·天津蓟州·阶段练习)若双曲线
2 2
2 120
x y
m
与
2 2
2 14
y x
n
的焦距相等,则椭圆
2 2
2 2 1
x y
m n
的焦点坐标为 .
【答案】 0, 4 【难度】0.85【知识点】求椭圆的焦点、焦距、根据双曲线方程求 a、b、c
【分析】根据双曲线可得 2 2 16 0n m ,可知可知椭圆焦点在 y轴上,且 4c ,即可得结果.
第 13 页 共 70 页
【详解】因为
2 2
2 120
x y
m
与
2 2
2 14
y x
n
的焦距相等,则 2 220 4m n ,可得 2 2 16 0n m ,即 2 2n m ,
对于椭圆
2 2
2 2 1
x y
m n
可知其焦点在 y轴上,且 2 2 4c n m ,所以椭圆的焦点坐标为 0, 4 .
故答案为: 0, 4 .
【变式 1-4】(24-25 高二上·全国·课后作业)对于方程 2 2
π πsin 1 ,
2 2
x y
表示的曲线C,下列说法正
确的是( )
A.曲线C只能表示圆、椭圆或双曲线 B.若 为负角,则曲线C为双曲线
C.若 为正角,则曲线C为椭圆 D.若C为椭圆,则其焦点在 x轴上
【答案】B【难度】0.65【知识点】判断方程是否表示椭圆、圆的一般方程与标准方程之间的互化、判断方
程是否表示双曲线【分析】对 A,根据 0 的取值,即可判断选项.;对 B 若 为负角,即
π 0
2
,双
曲线标准方程的形式,即可判断;对 C,当
π
2
时,结合圆的标准方程的形式,即可判断;对 D,变形后
结合椭圆的标准方程的形式,即可判断选项.
【详解】对 A,当 0 ,即 sin 0 时,曲线C的方程为 2 1, 1x x ,
此时曲线C为两条平行的直线,故 A 错误;
对 B,若 为负角,即
π 0
2
,则 sin 0 ,此时曲线C为双曲线,故 B 正确;
对 C,若 为正角,即
π0
2
,当
π
2
时, sin 1 ,则曲线C的方程为 2 2x y 1,是圆,故 C 错误;
对 D,若C为椭圆,则
10 sin 1, 1
sin
,又 2 2sin 1x y 可变形为
2
2 11
sin
yx
,
则C为焦点在 y轴上的椭圆,故 D 错误.故选:B.
【变式 1-5】(2024·北京房山·一模)在平面直角坐标系中,已知 ( 1,0), (1,0)A B 两点.若曲线 C上存在一点 P,
使 0PA PB
,则称曲线 C为“合作曲线”,给出下列曲线:① 2 22 1y x ;② 2 22 1x y ;③ 2 4x y .其
中“合作曲线”是( )
A.①② B.②③ C.① D.②
【答案】A【难度】0.65【知识点】求平面轨迹方程、判断方程是否表示椭圆、判断直线与圆的位置关系、
判断方程是否表示双曲线【分析】根据题意,设点 ,P x y ,由“合作曲线”的定义可知,曲线C上存在点 ,P x y ,
使得 2 2 1x y ,然后逐一判断,即可得到结果.
【详解】设点 ,P x y ,则 1 , , 1 ,PA x y PB x y
,由 0PA PB
可得 2 21 0x y ,即 2 2 1x y ,
即曲线C上存在点 ,P x y ,使得 2 2 1x y ,即为“合作曲线”,
对于①,由双曲线 2 22 1y x 可得 2 , 1
2
a b ,则存在点 P满足 2 2 1x y ,故①为“合作曲线”;
第 14 页 共 70 页
对于②,由椭圆 2 22 1x y 可得 21,
2
a b ,则存在点 P满足 2 2 1x y ,故②为“合作曲线”;
对于③,因为圆心 0,0 到直线 2 4x y 的结论 4 15d ,
故直线 2 4x y 上不存在一点 P满足 2 2 1x y ,故③不为“合作曲线”;故选:A
【变式 1-6】(23-24 高二上·天津西青·期末)方程 2 2cos 1x y 表示曲线的形状.①当
π0
2
时,方程表示
焦点在 x 轴上的椭圆;②当
π0
2
时,方程表示焦点 y在轴上的椭圆;③当
2
时,方程表示焦点
在 y 轴上的双曲线;④当
2
时,方程表示焦点在 x 轴上的双曲线.以上结论正确的序号是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②
【答案】A【难度】0.65【知识点】判断方程是否表示椭圆、已知角确定三角函数式的符号、判断方程是否
表示双曲线【分析】利用角的范围可求得 cos的符号,再依据椭圆以及双曲线的标准方程即可出结论.
【详解】若cos 0 ,将 2 2cos 1x y 可整理成
2
2 11
cos
x y
,
当
π0
2
时,可知 cos 0,1 ,则 1 1,
cos
,即
1 1
cos
;由椭圆标准方程可知 2 2
1 , 1
cos
a b
,
即当
π0
2
时,方程表示焦点在 x 轴上的椭圆;所以①正确,②错误;
当
2
时, cos 1,0 , 1 0
cos
;由双曲线标准方程可得
2
2 11
cos
x y
的实轴在 y轴上,
所以当
2
时,方程表示焦点在 y轴上的双曲线,即③正确,④错误;即①③正确.故选:A
题型 02 双曲线的标准方程
【典例 2-1】(23-24 高二上·吉林·阶段练习)如图,已知点 0,4A , 0, 4B ,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】
2 2
1 0
9 7
y x y 【难度】0.85【知识点】利用定义求方程【分析】分析点 C到点 A、B的距离之
差,即可判断出 C的轨迹为以 A,B为焦点,且实轴长为 6 的双曲线的下支,即可求出 C的轨迹方程.
第 15 页 共 70 页
【详解】 2 3 6 8CA CB AB ,所以C的轨迹是以 A,B为焦点,且实轴长为 6 的双曲线的下支.
由 3a , 4c ,得 2 2 2 7b c a ,所以C的轨迹方程为
2 2
1 0
9 7
y x y .故答案为:
2 2
1 0
9 7
y x y .
【典例 2-2】(24-25 高二上·全国·课后作业)已知双曲线
2 2
2 1( 0)8
x y a
a
的左、右焦点分别为 1 2,F F ,过 1F 的
直线与双曲线右支交于A点,若 2F 在线段 1AF 的中垂线上,且 1 8AF ,则双曲线的方程为 .
【答案】
2
2 1
8
yx 【难度】0.85【知识点】双曲线定义的理解、根据双曲线方程求 a、b、c【分析】根据
已知可得 2 1 2 2AF FF c ,再结合双曲线定义得出 4 c a ,计算求出 1a ,即得双曲线方程.
【详解】由过 1F 的直线与双曲线右支交于A点,若 2F 在线段 1AF 的中垂线上,
可知
2
2 1 2 2 , 8 AF FF c b ,则 1 2 8 2 2 AF AF c a,即 4 c a ,
又因为 2 2 2a b c ,得 22 8 4a a 解得 1a ,故双曲线方程为
2
2 1
8
yx .故答案为:
2
2 1
8
yx .
【典例 2-3】(22-23 高三下·北京·开学考试)已知圆锥曲线 2 2: 1C mx ny 的一个顶点为 (0, 3),焦距为 4,则
m的值为( )
A.7 或 1 B.
1
7
或 1 C.7 或 1 D.
1
7
或 1
【答案】B【难度】0.65【知识点】根据椭圆过的点求标准方程、根据方程表示椭圆求参数的范围、根据方
程表示双曲线求参数的范围、根据双曲线过的点求标准方程
【分析】先代入点 (0, 3)坐标待定 n,再分类讨论根据焦距求m即可.
【详解】将 (0, 3)代入曲线方程 2 2: 1C mx ny ,解得
1
3
n ;故曲线方程为
2
2 1
3
ymx .
由焦距为 4,得 2c , 2 4c .由题意知 0m ,且m
1
3
,方程可化为
2 2
11 3
x y
m
,
当 0m 时,曲线C为椭圆, 2 4 3c ,故焦点在 x轴上,故 2 2
1 , 3a b
m
,则 2
1 3 4c
m
,解得
1
7
m ;
当 0m 时,曲线C为双曲线,且焦点在 y轴上,双曲线C的标准方程为
2 2
113
y x
m
,
所以
2 2 13,a b
m
,则有 2
13 4c
m
,解得 1m ;
综上所述,
1
7
m 或 1 .故选:B.
【变式 2-1】(24-25 高二下·浙江·开学考试)已知双曲线
2 2
1
2
y x
m
的焦距为 2 3,则 m的值为( )
A.4 B.2 C.1 D. 2
【答案】C【难度】0.85【知识点】根据双曲线方程求 a、b、c
第 16 页 共 70 页
【分析】根据已知条件得出 3c 及双曲线的性质,即可求出 m的值.
【详解】由焦距为 2 2 3c , 3c ,则 2 2 3c m ,解得: 1m ,故 m的值为 1.故选:C.
【变式 2-2】(2024 高三·全国·专题练习)一动圆过定点 4,0A ,且与圆 B: 2 24 16x y 相外切,则动圆
圆心的轨迹方程为( )
A.
2 2
1 2
4 12
x y x B.
2 2
1 2
4 12
y x y C.
2 2
1
4 12
x y D.
2 2
1
4 12
y x
【答案】A【难度】0.65【知识点】由圆的位置关系确定参数或范围、利用双曲线定义求方程【分析】设 ,P x y ,
根据圆过点 4,0A 及与圆 B外切得 4PB PA ,利用双曲线的定义即可求解轨迹方程.
【详解】设动圆圆心为点 ,P x y ,连接 PB,PA,则 4PB PA ,则 4 8PB PA AB ,
所以点 P的轨迹是以 4,0A , 4,0B 为焦点,且实轴长为 4 的双曲线的左支.
设双曲线的实半轴长为 a,虚半轴长为b,则 2a , 2 2 24 12b a .
所以动圆圆心的轨迹方程为
2 2
1 2
4 12
x y x .故选:A
【变式 2-3】(23-24 高二上·北京·阶段练习)化简方程 2 22 25 5 8x y x y 的结果是( )
A.
2 2
1
4 3
x y
B.
2 2
1
9 16
x y
C.
2 2
625
1
1
x y
D.
2 2
1
16 9
x y
【答案】D【难度】0.85【知识点】利用双曲线定义求方程【分析】由双曲线定义即可求解.
【详解】设动点 , , 5,0 , 5,0P x y A B ,则由题意可得 8PA PB ,
所以动点 P到两个定点 ,A B的距离的差的绝对值等于常数 8,又 10 8AB ,
所以由双曲线定义可知 P点的轨迹是以 ,A B为焦点,实轴长为 2 8a 的双曲线,
所以 2 10c , 2 2 2 2 25 4 9b c a ,所以双曲线的方程为
2 2
1
16 9
x y
.故选:D.
【变式 2-4】(24-25 高二上·湖南邵阳·阶段练习)一动圆 P过定点 3,0M ,且与已知圆 N: 2 23 16x y
外切,则动圆圆心 P的轨迹方程是( )
A.
2 2
1 2
4 5
x y x B.
2 2
1 2
4 5
x y x C.
2 2
1 2
4 5
x y x D.
2 2
1 2
4 5
x y x
【答案】C【难度】0.65【知识点】求平面轨迹方程、利用双曲线定义求方程
【分析】结合图象利用双曲线的定义判断动圆圆心 P的轨迹,然后再求方程即可.
【详解】圆 P与圆C外切,如图, 4PN PM ,即 4PN PM ,
第 17 页 共 70 页
0 6PN PM MN ,点 P的轨迹是以 ,M N为焦点, 4为实轴长的双曲线的左支,
其中 2a , 3c , 2 2 2 9 4 5b c a .故所求轨方程为:
2 2
1 2
4 5
x y x . 故选:C.
【变式 2-5】(24-25 高二上·河南平顶山·阶段练习)在平面直角坐标系中,已知 ABCV 的顶点 2,0 , 2,0A B ,
其内切圆圆心在直线 1x 上,则顶点C的轨迹方程为( )
A.
2 2
1( 1)
4 5
x y x B.
2
2 1( 1)
3
yx x C.
2 2
1(0 1)
9 5
x y x D.
2 2
1(0 1)
9 4
x y x
【答案】B【难度】0.85【知识点】根据 a、b、c 求双曲线的标准方程、利用双曲线定义求方程
【分析】根据三角形内切圆的性质,结合双曲线的定义,可得答案.
【详解】如图,设 ABCV 与圆的切点分别为 , ,D E F,则有 2, 1,AD AE BF BE CD CF ,
所以 3 1 2CA CB .所求轨迹是以 ,A B为焦点,实轴长为 2 的双曲线的右支(右顶点除外),
即 2 1c a 、 ,又 2 2 2c a b ,所以 2 3b ,所以方程为
2
2 1( 1)
3
yx x .故选:B.
【变式 2-6】(24-25 高二上·全国·课后作业)已知双曲线的两个焦点为 1 10,0F , 2 10,0F ,M是此双曲
线上的一点,且满足 1 2 0MF MF
, 1 2 2MF MF
,则该双曲线的方程是( )
A.
2
2 1
9
x y B.
2
2 1
9
yx C.
2 2
1
3 7
x y
D.
2 2
1
7 3
x y
【答案】A【难度】0.65【知识点】根据 a、b、c求双曲线的标准方程、向量夹角的计算、利用双曲线定义
求方程【分析】由 1 2 0MF MF
,可得 1 2MF MF 进一步求出
2 2 2
1 2 1 1 2 2(| | | |) | | 2 | | | | | | 40 2 2 36MF MF MF MF MF MF ,由此得到 3a ,则该双曲线的方程可求.
【详解】 1 2 0MF MF
, 1 2MF MF
即 1 2MF MF , 2 21 2| | | | 40MF MF .
则 2 2 21 2 1 1 2 2(| | | |) | | 2 | | | | | | 40 2 2 36MF MF MF MF MF MF . 1 2| | | | 6 2MF MF a .即 3a .
10c , 2 2 2 1b c a .则该双曲线的方程是:
2
2 1
9
x y .故选:A
题型 03 双曲线的焦半径、焦点弦、焦点三角形
【典例 3-1】(24-25 高二上·浙江·阶段练习)已知双曲线的方程是
2 2
1
9 16
x y
,它的两个焦点分别是 1F 与 2 ,F M
是双曲线上的一点,且 1 7MF ,则 2MF 的值为( )
A.1 B.13 C.1 或 13 D.4 或 10
【答案】B【难度】0.85【知识点】双曲线定义的理解、根据双曲线方程求 a、b、c
第 18 页 共 70 页
【分析】根据题意,由条件可得M 是双曲线左支上的点,再由双曲线的定义,代入计算,即可得到结果.
【详解】由双曲线的标准方程
2 2
1
9 16
x y
可得
2
2
2
9
16
25
a
b
c
,则
3
4
5
a
b
c
,
则 18 7a c MF ,所以点M 是双曲线左支上的点,
由双曲线的定义可得 2 1 2 6MF MF a ,所以 2 13MF .故选:B
【典例 3-2】(24-25 高二上·湖南·期中)设 1F , 2F 为双曲线
2
2 1
2
x y 的两个焦点,点 P是双曲线上的一点,
且 1 2 90F PF
,则 1 2F PF 的面积为 .
【答案】1【难度】0.85【知识点】利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、根据双曲线方程求 a、b、c
【分析】根据题意结合双曲线对于可得 1 2 2 2PF PF , 1 2 2 3FF ,结合勾股定理可得 1 2 2PF PF ,
即可得面积.
【详解】由双曲线方程可得 2 22, 1, 3a b c a b ,不妨设 1 2PF PF ,
则 1 2 2 2 2PF PF a , 1 2 2 2 3F F c ,
若 1 2 90F PF
,则
2 2 2
1 2 1 2PF PF F F ,可得
2 2
1 2 1 2 1 22PF PF PF PF F F ,
即 1 28 2 12PF PF ,则 1 2 2PF PF ,所以 1 2F PF 的面积为 1 2
1 1
2
PF PF .故答案为:1.
【典例 3-3】(24-25 高二下·湖北·阶段练习) 1F 、 2F 是双曲线
2 2
2 2: 1 0, 0
y xC a b
a b
的上、下焦点,过 2F 的
直线与C的上、下两支分别交于A、 B两点.若 1 2AF AF , 1
4cos
5
AFB ,又 6AB ,则双曲线的实轴
长为( )
A. 2 B. 4 C.2 13 D. 4 13
【答案】B【难度】0.65【知识点】利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、求双曲线的实轴、虚轴
【分析】作图,在直角 1ABF 中,利用锐角三角函数的定义可求出 1BF ,利用勾股定理可求得 1AF ,利用
双曲线的定义可得出关于 2BF 的等式,解出 2BF 的值,进而利用双曲线的定义可求得该双曲线的实轴长.
【详解】如下图所示:
因为 1 2AF AF , 1
4cos
5
AFB ,则 21 1
1
3sin 1 cos
5
AB
AF B AF B
BF
,
因为 6AB ,则 1 10BF ,故
2 2 2 2
1 1 10 6 8AF BF AB ,
第 19 页 共 70 页
由双曲线的定义可得 2 1 1 2 2AF AF BF BF a ,
即 2 26 8 10BF BF ,解得 2 6BF ,
因此,该双曲线的实轴长为 1 22 10 6 4a BF BF .故选:B.
【变式 3-1】(23-24 高二上·陕西咸阳·阶段练习)双曲线C:
2 2
2 1 012
x y a
a
的两个焦点分别是 1F 与 2F ,焦
距为 8,M 是双曲线上的一点,且 1 5MF ,则 2MF 等于( )
A.9 B.9 或 1 C.1 D.6
【答案】A【难度】0.85
【知识点】双曲线定义的理解、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、根据双曲线方程求 a、b、c
【分析】根据焦距,可得c值,根据 , ,a b c的关系,可得 a值,根据双曲线定义,分类讨论,即可求得答案.
【详解】因为 2 8c ,所以 4c ,所以 2 2 2 16 12 4a c b ,解得 2a ,
根据双曲线定义可得 1 2 4| | | || 2|MF MF a ,所以 25 | | 4MF ,解得 2| | 1MF 或 2| | 9MF ,
当 2| | 1MF 时, 1 2| | | | 6 8MF MF 不合题意,故舍去,
当 2| | 9MF 时, 1 2| | | | 14 8MF MF ,满足题意,
综上, 2| | 9MF .故选:A
【变式 3-2】(2024·河北邢台·二模)若点 P是双曲线 C:
2 2
1
16 9
x y
上一点, 1F , 2F 分别为 C的左、右焦点,
则“ 1 8PF ”是“ 2 16PF ”的( )
A.既不充分也不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.充分不必要条件
【答案】D【难度】0.85【知识点】双曲线定义的理解、充要条件的证明、利用双曲线定义求点到焦点的距
离及最值【分析】首先求得焦半径的最小值,然后结合双曲线定义以及充要条件的定义即可得解.
【详解】 2 24, 3, 4 3 5a b c ,
当点 P在左支时, 1PF 的最小值为 1c a ,当点 P在右支时, 1PF 的最小值为 9a c+ = ,
因为 1 8PF ,则点 P在双曲线的左支上, 2 1 2 8 2 8PF PF PF a ,解得 2 16PF ;
当 2 16PF ,点 P在左支时, 1 8PF ;在右支时, 1 24PF ;推不出 1 8PF ;
故为充分不必要条件,故选:D.
【变式 3-3】(23-24 高三下·上海·期中)设 1 2F F、 为双曲线Γ :
2 24 1
9 9
x y
左、右焦点,点M 在Γ的右支上,线
段 1FM与Γ的左支相交于点 N,且 2MF MN ,则 1FN .
【答案】3【难度】0.85【知识点】双曲线定义的理解、根据双曲线方程求 a、b、c
【分析】由双曲线定义可得 1 2 3MF MF ,结合条件可求 1FN .
【详解】因为点M 在Γ的右支上, 1 2F F、 为双曲线Γ左、右焦点,所以 1 2
32 3
2
MF MF ,
第 20 页 共 70 页
又 1 1MF MN NF , 2MF MN ,所以 1 1 2 3FN MF MF .故答案为:3 .
【变式 3-4】(24-25 高二上·全国·课后作业)已知双曲线的标准方程为
2 2
1
9 16
x y
,左、右焦点分别为 1 2,F F ,
且双曲线上有一点 P使得 1 2 25PF FS ,则点 P的坐标为 .
【答案】
3 41 , 5
4
【难度】0.85【知识点】双曲线中焦点三角形问题、根据双曲线方程求 a、b、c
【分析】设 0 0,P x y ,根据 1 2 25PF FS ,列出方程,求得 0 5y ,代入双曲线的方程,即可求解.
【详解】由双曲线的方程
2 2
1
9 16
x y
,可得 3, 4a b ,则 2 2 5c a b ,
设 0 0,P x y ,则 1 2 0
1 2 25
2PF F
S c y △ ,解得 0 5y ,
因为点 P在双曲线上,代入可得
2
0 25 1
9 16
x
,解得 0
3 41
4
x ,故
3 41 , 5
4
P
.故答案为:
3 41 , 5
4
.
【变式 3-5】(24-25 高二下·上海宝山·阶段练习)若椭圆
2 2
1x y
m n
( 0m n )和双曲线
2 2
1x y
s t
( s, t 0 )有相
同的焦点 1F 和 2F ,而 P是这两条曲线的一个交点,则 1 2PF PF 的值是( )
A. n t B.
1 ( )
2
n t C. 2 2m s D. m s
【答案】A【难度】0.65【知识点】双曲线定义的理解、椭圆定义及辨析
【分析】利用椭圆与双曲线的定义得出 1PF 与 2PF 的和与差,变形求得积.
【详解】设c为半焦距,由题意知不妨设点 P是两曲线在第一象限内的交点,可得:
1 2
1 2
2
2
PF PF m
PF PF s
,解得:
1
2
PF m s
PF m s
,
则 2 21 2·PF PF m s m s m s n c c t n t ,故 A 项正确.故选:A.
【变式 3-6】(24-25 高二下·江苏南京·开学考试)设 1 2,F F 为曲线
2 2
1 : 16 2
x yC 的左,右两个焦点,P是曲线
2
2
2 : 13
xC y 与 1C 的一个交点,则 1 2sin FPF 的值为( )
A.
1
3
B.
2
3
C. 5
3
D. 2 2
3
【答案】D【难度】0.65【知识点】双曲线定义的理解、余弦定理解三角形、椭圆定义及辨析、求椭圆的焦
点、焦距【分析】求出 1 2,F F 的坐标,由椭圆、双曲线的定义求出 1PF , 2PF ,再由余弦定理求出 1 2cos F PF ,
即可求出 1 2sin F PF .
【详解】由曲线 1C :
2 2
1
6 2
x y
的方程得 1 2( 2,0), (2,0)F F ,由椭圆的定义得 1 2 2 6PF PF ,
第 21 页 共 70 页
又曲线 2C :
2
2 1
3
x y 的焦点和曲线 1C 的焦点相同,不妨设 P在双曲线右支上,
双曲线的定义得 1 2 2 3PF PF , 1 6 3PF , 2 6 3PF ,
在 1 2PFF 中,由余弦定理可得
2 2 2
1 2
( 6 3) ( 6 3) 4 1cos
32( 6 3)( 6 3)
F PF
,
2 1 2
2
1 1 co 3
n s 2 2si F PF F PF .故选:D
题型 04 双曲线的离心率
【典例 4-1】(24-25 高二上·天津滨海新·期中)双曲线
2 2
2 2 1 0, 0
x y a b
a b
的左焦点为 3,0F , 0,4M ,
点 P为双曲线右支上的动点且 MPF△ 周长的最小值为 14,则双曲线的离心率为( )
A.
3
2
B.2 C.
5
2
D.3
【答案】A【难度】0.65【知识点】双曲线定义的理解、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值
【分析】利用双曲线的定义将 MP PF 转化为 2 2MP PF a ,然后利用三点共线时取最小值求解即可.
【详解】∵ ( ), ( )3,0 0,4F M- , 5MF ,
∵ MPF△ 周长的最小值为 14,∴ MF MP PF 的最小值为 14,即 MP PF 的最小值为14 5 9 ,
设右焦点为 2 (3,0)F ,则 2 2PF PF a ,即 2 2PF PF a ,
则 2 22 2MP PF MP PF a MF a ,即 2, ,M P F 三点共线且依次排列时等号成立,
此时 2 5MF MF ,即最小值为 5 2 9a ,得 2 4 2a a , ,
∵ 3c ,∴离心率
3
2
ce
a
.故选:A.
【典例 4-2】(2025·浙江·二模)如图,椭圆
2 2
2 2 1 0
x y a b
a b
与双曲线
2 2
2 2 1
x y
m n
有共同的右焦点 F ,这
两条曲线在第一、三象限的交点分别为 A、B,直线 AF 与双曲线右支的另一个交点为C, BFC△ 形成以 BC
为斜边的等腰直角三角形,则该椭圆的离心率为( )
A. 5 1
2
B. 2
2
C. 10
4
D. 3
2
第 22 页 共 70 页
【答案】C【难度】0.65【知识点】双曲线定义、求椭圆的离心率或离心率的取值范围、椭圆定义及辨析
【分析】根据椭圆及双曲线定义,结合等腰直角三角形,计算求解离心率.
【详解】设左焦点为 1F,则 1AF a m , AF a m , CF a m , 1 3CF a m ,
在 1AFC 中用勾股定理 2 2 22 3a m a a m ,化简得 2
am ,
所以 1
3 1, ,
2 2
AF a AF a 所以 1
102
2
FF c a ,所以 10
4
c
a
.故选:C.
【典例 4-3】(2025·湖南湘潭·一模)已知双曲线
2 2
2 2: 1( 0, 0)
x yC a b
a b
的右焦点为 2 (2,0)F ,若圆
2 2: ( 2) ( 6) 4M x y 上存在点 P 使得 2PF 的中点在C的渐近线上,则C的离心率的取值范围为( )
A.[2, ) B.[3, ) C. (1, 2] D. (1,3]
【答案】B【难度】0.4【知识点】已知方程求双曲线的渐近线、由直线与圆的位置关系求参数、求双曲线的
离心率或离心率的取值范围【分析】设 0 0( , )P x y 为圆M 上一点,得到 2PF 的中点 0 0
2( , )
2 2
x yQ ,求得
0 0( 2)
by x
a
,结合直线� =± �
�
(� + 2)与圆M 有公共点,得到
−6
(��)
2+1
≤ 2,求得
2
2 8
b
a
,进而求得双曲线
的离心率的取值范围.
【详解】
2 2
2 2: 1
x yC
a b
的右焦点为 2 (2,0)F ,则 2c ,即 2 2 4a b ,且渐近线方程为
by x
a
,
设 0 0( , )P x y 为圆 2 2: ( 2) ( 6) 4M x y 上一点,且圆心为 ( 2,6)M ,半径 2r ,
则 2PF 的中点 0 0
2( , )
2 2
x yQ 在其渐近线上,可得 0 0
2( )
2 2
y xb
a
,即 0 0( 2)
by x
a
,
所以点 P在直线
2 0b bx y
a a
上,因为圆心 ( 2,6)M 到直线的距离为� =
±��×(−2)−6±
2�
�
(±��)
2+(−1)2
= −6
(��)
2+1
,
因为圆M 上存在点 P满足条件,所以直线 0 0( 2)
by x
a
与圆M 有公共点,
所以 2d ,即
−6
(��)
2+1
≤ 2,可得 2
36 4
( ) 1b
a
,可得
2( ) 1 9b
a
,所以
2
2 8
b
a
,
又因为双曲线的离心率
2 2 2 2
2
2 2 21 9
c a b be
a a a
,所以 3e ,
所以双曲线C的离心率的取值范围为[3, ) .故选:B.
第 23 页 共 70 页
【典例 4-4】(25-26 高三上·重庆·阶段练习)已知双曲线
2 2
2 2: 1 0
x yC b a
a b
,右焦点 ,0F c ,过点 2 ,0D c
且斜率为1的直线 l交C于A、 B两点,且 216DA DB b ,则C的离心率为( )
A. 2 B. 15
2
C. 3 D.
51
6
【答案】B【难度】0.4【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围【分析】由题可设直线 AB的方程
为: 2x y c , 1 1,A x y , 2 2,B x y .联立方程组 2 2
2 2
2
1
x y c
x y
a b
,消去 x得 2 2 2 2 2 2 24 4 0b a y cb y b c a ,
则由韦达定理结合
2
1 22 16DA DB y y b ,得到关于 a和c的齐次方程即可求解双曲线的离心率.
【详解】由题可设直线 AB的方程为: 2x y c , 1 1,A x y , 2 2,B x y .
联立方程组 2 2
2 2
2
1
x y c
x y
a b
,消去 x化简整理得 2 2 2 2 2 2 24 4 0b a y cb y b c a ,则
2 2 2
1 2 2 2
4b c a
y y
b a
,
所以
2 2 2
2 22 2 2
1 1 2 2 1 2 1 2 2 2
2 4
2 2 2 2 2 16
b c a
DA DB x c y x c y y y y y b
b a
,
化简得 2 22 24 8 8c a b a ,即 2 2 2 2 24 8 8c a c a a ,即 2 24 15c a ,
所以
2
2
2
15
4
ce
a
,解得 15
2
e .故选:B.
【变式 4-1】(2025 高三·全国·专题练习)已知双曲线
2 2
2 2 1( 0, 0)
x y a b
a b
的右焦点为 F ,若过点 F 且倾斜
角为30的直线与双曲线的一条渐近线平行,则此双曲线离心率是( )
A. 3
3
B.1 C. 2 3
3
D.2
【答案】C【难度】0.94【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】结合题意建立方程,求解离心率即可.
【详解】因为过点 F 且倾斜角为30的直线与双曲线的一条渐近线平行,
所以
3
3
b
a
,化简得 2 24 3a c ,解得
2 3
3
e ,故 C 正确.故选:C
【变式 4-2】(25-26 高三上·广东肇庆·开学考试)若双曲线
2 2
2 2: 1 01
x yC a
a a
与椭圆
2
2 1
6
x y 有公共焦
点,则双曲线C的离心率为( )
A. 21
3
B. 10
2
C. 6
2
D. 5
2
【答案】B【难度】0.85【知识点】根据椭圆方程求 a、b、c、根据双曲线方程求 a、b、c、求双曲线的离心
率或离心率的取值范围【分析】由椭圆和双曲线的方程及离心率计算公式可得结果.
第 24 页 共 70 页
【详解】由题意得椭圆
2
2 1
6
x y 的焦点为 5,0 和 5,0 ,
而双曲线和椭圆有公共焦点,则双曲线的焦点也为 5,0 和 5,0 ,
由双曲线方程可得 2 2 1 5a a ,解得 2 2a ,又 0a ,得到 2a ,
则双曲线的离心率为
5 10
22
e .故选:B.
【变式 4-3】(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线
2 2
2 2: 1 0, 0
x yC a b
a b
,过原点的直线 l的倾斜角为 ,
且
5cos
7
,若 l与C没有交点,则C的离心率的取值范围是( )
A.
2 61,
5
B.
2 6 ,
5
C.
71,
5
D.
7 ,
5
【答案】C【难度】0.85【知识点】直线的倾斜角、根据直线与双曲线的位置关系求参数或范围、求双曲线
的离心率或离心率的取值范围【分析】先求出双曲线的渐近线,根据条件计算直线的斜率,因为直线与双
曲线没有交点得到不等式,最后根据双曲线的离心率求得范围;
【详解】易知渐近线方程为
by x
a
,因为
25 5 2 6cos sin 1
7 7 7
,所以
2 6tan
5
.
又 l与 C没有交点,所以 2 6
5
b
a
,则
2 2 2 2 2
2
2 2 2
24 49e 1 1
25 25
c c a b b
a a a a
,所以
71 e
5
.故选:C.
【变式 4-4】(2025·四川达州·模拟预测)已知双曲线
2 2
2 2: 1
x yC
a b
( 0a , 0b )的左,右焦点分别为 1F , 2F ,
过 2F 的直线 l与其右支交于 P,Q两点,若 1 22PF PF , 2 23QF PF ,则C的离心率为( )
A. 2 B.2 C. 2 2 D.4
【答案】B【难度】0.65【知识点】利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、双曲线定义的理解、余弦定
理解三角形、求双曲线的离心率或离心率的取值范围【分析】求出 1PF 、 2PF 、 2QF 和 1QF ,接着由
2 1 2 1 180PF F QF F 在 2 1PF F 和 2 1QF F 中运用余弦定理列方程即可求解.
【详解】因为 P,Q两点在双曲线右支上,根据双曲线定义,可得 1 2 2PF PF a , 1 2 2QF QF a ,
又 1 22PF PF ,解得 1 4PF a, 2 2PF a ,又 2 23QF PF ,可得 2 6QF a , 1 8QF a ,
在 2 1PF F 中,根据余弦定理得
2 2 2 2 2 2
1 2 2 1
2 1
1 2 2
4 4 16cos
2 2 2 2
F F PF PF c a aPF F
F F PF c a
,
在 2 1QF F 中,根据余弦定理得
2 2 2 2 2 2
1 2 2 1
2 1
1 2 2
4 36 64cos
2 2 2 6
F F QF QF c a aQF F
F F QF c a
,
第 25 页 共 70 页
因为 2 1 2 1 180PF F QF F ,所以
2 2 2 2 2 24 4 16 4 36 64 0
2 2 2 2 2 6
c a a c a a
c a c a
,
化简整理得 2 24c a ,解得 2
ce
a
.故选:B.
【变式 4-5】(25-26 高三上·安徽·开学考试)已知 , ,A B C 是双曲线
2 2
2 2: 1( 0, 0)
x yM a b
a b
上的三点,且 ,A B
关于原点对称,若 ABCV 是等边三角形,则M 的离心率的取值范围为( )
A. ( 2, ) B. ( 3, ) C. (1, 2) D. (1, 3)
【答案】A【难度】0.65【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围【分析】根据给定条件,设 0 0( , )A x y ,
可得点 0 0( 3 , 3 )C y x ,再代入双曲线方程并整理求得 2 2b a ,进而求出离心率范围.
【详解】由 ,A B关于原点对称,且 ABCV 是等边三角形,得 ,| | 3 | |OA OC OC OA
,
设 0 0( , )A x y ,则 0 0 0 0 0 0( , ), 3( , ) ( 3 , 3 )OA x y OC y x y x
,即点 0 0( 3 , 3 )C y x ,
因此
2 2
0 0
2 2
2 2
0 0
2 2
1
3 3 1
x y
a b
y x
a b
,整理得
2 2 2
0
2 2 2
0
3
3
y a b
x a b
,由
2 2
0 0
2 2
1
3
y x
a b
,得
2 2
0 0
2 2
y x
a b
,则
2 2
0
2 2
0
y a
x b
,于是
2 2 2
2 2 2
3
3
a b a
a b b
,
解得 2 2b a ,即
2
2 1
b
a
,则M 的离心率
2
21 2
be
a
,所以M 的离心率的取值范围为 ( 2, ) .故选:A
【变式 4-6】(25-26 高三上·重庆·开学考试)已知双曲线
2 2
2 2: 1( 0, 0)
x yE a b
a b
的右焦点为 F ,右顶点为A,
过点 F 的直线与双曲线 E的一条渐近线交于点 P,与其左支交于点Q,且点 P与点Q不在同一象限,直线 AP
与直线 (OQ O为坐标原点)的交点在双曲线 E上,若 3PQ PF
,则双曲线 E的离心率为( )
A.
7
3
B.
5
3
C.2 D.3
【答案】B【难度】0.65【知识点】双曲线的离心率或离心率的取值范围【分析】取左焦点 F ,证明MF QF
为平行四边形,推得 MAF ∽ PAF△ ,由相似比,结合题设条件得到3 5c a ,即可求得离心率.
【详解】如图,因直线 AP与直线 (OQ O为坐标原点)的交点M 在双曲线 E上,则点M 与点Q关于原点对称,
设点 F 为双曲线的左焦点,连接 , ,MF QF MF ,因 OF OF ,则四边形MF QF 为平行四边形,
第 26 页 共 70 页
故 / / ,| | | |MF QF MF QF ,易得 MAF ∽ PAF△ ,
则
| | | | | | 4
| | | | | |
MF AF a c QF
PF AF c a PF
,化简得3 5c a ,故
5
3
ce
a
.故选:B.
【变式 4-7】(2025·广东佛山·二模)已知 1 2,F F 是双曲线
2 2
2 2: 1 0, 0
x yC a b
a b
的左、右焦点, ,A B为双曲
线C上的两点,若 2 13F B F A
,且以 1 2F F 为直径的圆恰好过点A,则双曲线C的离心率为( )
A. 5 B. 5
2
C. 10
2
D. 14
2
【答案】C【难度】0.15【知识点】双曲线中焦点三角形问题、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】延长 2BF 交双曲线C于 A点,连接 1A F ,由已知条件得到四边形 1 2AF A F 为矩形,再由双曲线的定
义和勾股定理求出 ,a c的关系,即可求解.
【详解】如图所示,连接 1 2 1 2, , ,AF AF BF BF ,延长 2BF 交双曲线C于 A点,连接 1A F ,
因为 2 13F B F A
,且以 1 2F F 为直径的圆恰好过点A,
所以由对称性可知 A点也在圆上,且四边形 1 2AF A F 为矩形.
设 1AF m ,则 2A F m , 2 3BF m , 4BA m ,
因为点 ,A B 都在双曲线C右支上,所以由双曲线的定义可知, 1 2 2A F A F a , 1 2 2BF BF a ,
所以 1 2A F a m , 1 2 3BF a m ,所以在直角 1 2A F F△ , 1A F B 中,由勾股定理可得,
2 2 2
2 22
2 4
2 16 2 3
a m m c
a m m a m
,解得 10
2
a m
c m
, 所以双曲线C的离心率 10
2
ce
a
.故选:C
【点睛】本题有两个关键点:关键一:由双曲线的定义得到 1 2A F a m , 1 2 3BF a m ,
关键二:在直角 1 2A F F△ , 1A F B 中,由勾股定理列出方程组.
题型 05 双曲线的渐近线
【典例 5-1】(24-25 高二下·河南洛阳·阶段练习)双曲线
2 2
1
2 2
x y
的焦点到它的一条渐近线的距离为( )
A.1 B. 2 C.2 D. 2 2
【答案】B【难度】0.94【知识点】求双曲线的焦点坐标、已知方程求双曲线的渐近线、求点到直线的距离
【分析】根据标准方程写出焦点坐标与渐近线方程,代入点到直线的距离公式即可求解.
【详解】 2a b , 2c ,焦点坐标为 2,0 , 2,0 ,渐近线方程为 y x , y x ,
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所以焦点到渐近线的距离
2 2
2
d .故选:B.
【典例 5-2】(25-26 高二上·全国·单元测试)已知双曲线M 与双曲线
2 2
: 1
4 3
x yN 有共同的渐近线,双曲线M
的两个焦点分别为 1 2,F F ,点 P为M 上的一点,且 1 2 8PF PF ,则双曲线M 的方程为( )
A.
2 2
1
16 12
x y
B.
2 2
1
8 6
x y
C.
2 2
1
8 6
x y
或
2 2
1
6 8
x y
D.
2 2
1
16 12
x y
或
2 23 1
16 64
y x
【答案】D【难度】0.65【知识点】双曲线定义的理解、求共渐近线的双曲线的标准方程
【分析】由双曲线的定义求出 a,再根据双曲线M 与双曲线 N共渐近线设出双曲线 M的方程,分焦点在 x
轴上与焦点在 y轴上两种情况进行分类讨论即可.
【详解】由题意易知 1 2 8 2 , 4PF PF a a .
当焦点在 x轴上时,可设双曲线M 的方程为
2 2
1, 0
4 3
x y
,
则 4 16 ,解得 4 ,所以3 12 ,双曲线M 的方程为
2 2
1
16 12
x y
;
当焦点在 y轴上时,可设双曲线M 的方程为
2 2
1, 0
3 4
y x
,
则 3 16 ,解得
16
3
,所以
644
3
,双曲线M 的方程为
2 23 1
16 64
y x
.故选:D
【典例 5-3】(2025·山东聊城·模拟预测)已知点 F 为双曲线
2 2
: 1
2 4
x yC 的右焦点,点 ,A B分别为两条渐近线
上的点,且 0AF FB
,则 OA OB 的最小值为 .
【答案】 6 2【难度】0.4【知识点】求双曲线的焦点坐标、已知方程求双曲线的渐近线、基本不等式求和
的最小值【分析】设 OA m , OB n ,根据双曲线的性质得到m,n的关系,再结合基本(均值)不等式求
m n 的最小值.
【详解】根据题意作图如下设 θAOF BOF , OA m , OB n .
因为双曲线C的方程为
2 2
1
2 4
x y
所以 tanθ 2 , 6OF .易知 OAB OAF OBFS S S
所以
1 1 1sin2θ 6 sinθ 6 sinθ
2 2 2
mn m n 2 cos 6mn m n
而 tan 2 ,则
3cos
3
.所以 2
3
mn m n ,即 1 1 2
3m n
.
第 28 页 共 70 页
所以 3 1 1 3 32 2 2 6 2
2 2 2
m n m nm n m n
m n n m n m
当且仅当 3 2m m 时,等号成立;故 OA OB 的最小值为 6 2 .故答案为: 6 2 .
【点睛】本题的关键是探索 OA , OB 存在的数量关系,再利用基本不等式求最值.探索 OA , OB 的数量
关系时,可利用 OAB OAF OBFS S S ,结合三角形的面积公式和双曲线的性质列式.
【变式 5-1】(24-25 高二下·贵州遵义·期末)已知双曲线
2 2
: 1
4 3
x yC ,则它的渐近线方程为( )
A. 3
2
y x B. 2 3
3
y x C. 2y x D. 3y x
【答案】A【难度】0.94【知识点】已知方程求双曲线的渐近线
【分析】根据给定的双曲线方程,直接求出渐近线方程即可.
【详解】双曲线
2 2
: 1
4 3
x yC ,则它的渐近线方程为 3
2
y x .故选:A
【变式 5-2】(25-26 高三上·安徽·开学考试)已知双曲线 C:
2
2 1y x
m
(m>0)的上、下焦点分别为 1 2,F F ,A
为 C上一点,且 1 2 2 2AF AF ,则双曲线 C的渐近线方程为( )
A.
1
2
y x B. 2y x C. 2y x D. 2 2y x
【答案】B【难度】0.85【知识点】已知方程求双曲线的渐近线、双曲线定义的理解
【分析】由双曲线定义可得 2m ,从而求出渐近线方程.
【详解】由双曲线定义可知 1 2 2 2 2AF AF a ,所以 2a ,即 2m ,
所以双曲线 C:
2
2 1
2
y x ,则渐近线方程为 2y x .故选:B.
【变式 5-3】(24-25 高三下·天津南开·阶段练习)设 F 为双曲线
2 2
2 2: 1 0, 0
x yC a b
a b
的右焦点, , 分
别为C的两条渐近线的倾斜角,已知点F 到其中一条渐近线的距离为 3,且满足 5 ,则双曲线C的焦
距为( )
A. 2 3 B.2 C. 4 3 D.4
【答案】C【难度】0.65【知识点】已知方程求双曲线的渐近线、根据双曲线的渐近线求标准方程、求双曲
线的焦距、求点到直线的距离【分析】根据双曲线方程求出渐近线方程,利用点到直线的距离公式及题目
条件可求得b的值,再根据渐近线的倾斜角关系得
b
a
的值即可求解.
【详解】双曲线
2 2
2 2: 1 0, 0
x yC a b
a b
的渐近线方程为
by x
a
,即 0bx ay .
∵ , 分别为C的两条渐近线的倾斜角,∴ π .
第 29 页 共 70 页
又∵ 5 ,∴ π5 6 ,∴
π
6
,∴
3
tan 3b
a
.
又双曲线的右焦点 ( ,0)F c 到其中一条渐近线 0bx ay (不妨取这条)的距离为 3,
∴
2 2
0
3
bc a bc b
cb a
,∴ 3a , 22 2 23 3 2 3c a b ,
双曲线C的焦距为 2 4 3c .故选:C.
【变式 5-4】(25-26 高二上·全国·课后作业)已知 P为双曲线
2
2: 1
8
yC x 上一点, 1 2,F F 分别为其左、右焦点,
则下列说法正确的是( )
A. 1 2
2 1
PF PF
PF PF
有最大值
5
2
B. 1 2F PF 的内心 I 到 y轴的距离为 1
C.若 P为双曲线的右顶点,则点 P到一条渐近线的距离为
2
3
D.点 P到双曲线C的两条渐近线的距离之积为定值
8
9
【答案】ABD【难度】0.4【知识点】已知方程求双曲线的渐近线、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最
值、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、双曲线中的定值问题【分析】根据双曲线方程画出双曲线简
图,结合双曲线定义,依次判断各选项.要注意双曲线上的点到焦点距离的最小值.
【详解】由双曲线方程可知 1a , 2 2b , 3c .
A 选项:由双曲线的对称性,不妨设点 P是双曲线 C右支上一点,由双曲线的定义知: 1 2 2PF PF ,
所以
1 2 2 2
2 1 2 2
2
2
PF PF PF PF
PF PF PF PF
2 2
2 21 1
2PF PF
2 2
2 22
2PF PF
,
令 2PF t ,则 2,t ,所以
2 2
2 2
2PF PF
2 2 4
2 2t t t t
,
因为 2t t 在 2, 上单调递增,所以 2 8t t .
所以
4 10
2 2t t
,此时
1 2
2 1
52
2
PF PF
PF PF
,即
1 2
2 1
PF PF
PF PF
有最大值
5
2
.所以 A 选项正确.
B 选项:设 0 0,P x y 在右支上, 1 2F PF 的内切圆半径为 r .由双曲线方程知: 1 2 2 6F F c ,
设三角形内切圆与三边的切点分别为 , ,M B C,如图,
由几何关系可得 PM PC , 1 1FM FB , 2 2F C F B ,
所以 1 2 1 2 2 2PF PF FB F B a ,又 1 2 2 6FB F B c ,
所以 1 4FB , 2 2F B ,所以 1,0B ,即点 P在双曲线右支上时,焦点三角形内切圆与 x轴切于右顶点.
第 30 页 共 70 页
又因为 IB x 轴,所以 I 到 y轴的距离为 1,所以 B 选项正确.
C 选项:两条渐近线的方程分别为: 2 2 0x y , 2 2 0x y ,
所以右顶点 1,0 到两条渐近线的距离均为 2 2
3
,所以 C 选项错误.
D选项:两条渐近线方程分别为: 2 2 0x y , 2 2 0x y ,
设 0 0,P x y ,则点 P到渐近线 2 2 0x y 的距离
0 0 0 0
1 2 2
2 2 2 2
32 2 1
x y x y
d
,
点 P到渐近线 2 2 0x y 的距离
0 0 0 0
2 2
2
2 2 2 2
32 2 1
x y x y
d
,所以
2 2
0 0
1 2
8
9
x y
d d
,
因为点 0 0,P x y 在双曲线上,所以
2
2 0
0 18
yx 即: 2 20 08 8x y .所以 1 2
8
9
d d .
即点 P到双曲线C的两条渐近线的距离之积为定值
8
9
.所以 D选项正确.故选:ABD.
【变式 5-5】(2025·河南·二模)已知双曲线
2 2
2 2: 1 0, 0
x yC a b
a b
的左、右焦点分别为 1F , 2F ,渐近线方
程为 3y x ,过 1F 且斜率为1的直线 l与C在第一象限的交点为 P, 1 2PF F 的角平分线与线段 2PF 交于点
Q,若 2PQ QF
,则 的值是( )
A. 4 2 4
3
B. 2 1
2
C. 2 2 2 D.
3 2 3
4
【答案】D【难度】0.4【知识点】已知方程求双曲线的渐近线、双曲线定义的理解、余弦定理解三角形、利
用定义解决双曲线中焦点三角形问题
【分析】设双曲线C的半焦距为 c,结合双曲线的渐近线方程为 3y x ,可得 2c a ,设 2PF t ,结合
双曲线定义,余弦定理列关系式可得
3 2 1
2
t c ,结合角平分线性质求结论.
【详解】设C的半焦距为 c,因为双曲线
2 2
2 2 1
x y
a b
的渐近线方程为 3y x ,
所以 3
b
a
,故 3b a , 2 2 2c a b a .设 2PF t , 1 2PF t a t c , 1 2 2F F c ,
由余弦定理有 2 22 π2 2 2 cos
4
t c t c c t c ,化简得 3 2 1
2
t c ,则 1
3 2 3
2
PF c ,
因为 1FQ为 1 2PF F 的角平分线,所以 1
2 1
1 1 1
1
1 2
1 2 1 2 1
1 sin
2
1 sin
2
PFQ
F FQ
PF FQ PFQS PF
S F FF F FQ F FQ
,又
1
2 1 2
PFQ
F FQ
S PQ
S QF
,所以
1
2 1 2
PQ PF
QF F F
,
所以 1
2 1 2
3 2 3
3 2 32
2 4
cPQ PF
QF FF c
.故选:D.
第 1 页 共 26 页
专题 3.2 双曲线
教学目标
1、理解双曲线第一定义,掌握双曲线的标准方程,理解双曲线与椭圆的联系与区别;
2、掌握双曲线的简单的几何性质,能用性质解决有关问题;
教学重难点
1、重点:双曲线定义及标准方程,双曲线的几何性质;
2、难点:双曲线定义的理解,双曲线离心率、渐近线的理解;
1.与两个定点 F1,F2(|F1F2|=2c>0)距离之差的绝对值为非零常数 2a(2a<2c)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椭圆的焦距.
注意:如果没有绝对值,则仅表示双曲线的一支.
2.双曲线表示为集合:P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中 a,c为常数且 a>0,c>0.
(1)当 2a<|F1F2|时,M点的轨迹是双曲线;
(2)当 2a=|F1F2|时,M点的轨迹是两条射线;
(3)当 2a>|F1F2|时,M点不存在.
【即学即练 1-1】(25-26 高二上·全国·课后作业)与圆 2 24 4x y 及圆 2 2 8 15 0x y x 都内切的圆的圆心
在( )
A.椭圆上 B.双曲线的左支上 C.双曲线的右支上 D.圆上
【即学即练 1-2】(24-25 高二上·浙江·期中)对于方程 2 2
π πtan 1, ,
2 2
x y
,表示的曲线C,下列说法
正确的是 ( )
A.曲线C只能表示圆、椭圆或双曲线 B.若 为负角,则曲线C为双曲线
C.若 为正角,则曲线C为椭圆 D.若C为椭圆,则曲线C的焦点在 x轴上
第 2 页 共 26 页
标准方程 x
2
a2
-
y2
b2
=1(a>0,b>0) y
2
a2
-
x2
b2
=1(a>0,b>0)
性质
图形
焦点 F1(-c,0),F2(c,0) F1(0,-c),F2(0,c)
焦距 |F1F2|=2c
范围 x≤-a或 x≥a,y∈R y≤-a或 y≥a,x∈R
对称性 对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点 A1(-a,0),A2(a,0) A1(0,-a),A2(0,a)
轴 实轴:线段 A1A2,长:2a;虚轴:线段 B1B2,长:2b;实半轴长:a,虚半轴长:b
离心率 e=c
a
∈(1,+∞)
渐近线 y=±b
a
x y=±a
b
x
a,b,c关系 c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0,a与 b没有大小关系)
注意:1.谁的系数为正,焦点就在其对应轴上.
2.椭圆与双曲线统一方程:mx2 + ny2 = 1
(1)当 m > 0, n > 0,m ≠ n时,为椭圆;
(2)当 m, n异号时,为双曲线。
【即学即练 2-1】(25-26 高二上·全国·课后作业)焦点在 x轴上,焦距为 4 且离心率为 2 的双曲线的标准方程
为( )
A.
2
2 1
3
yx B.
2
2 1
3
x y C.
2
2 1
2
yx D.
2
2 1
2
x y
【即学即练 2-2】(2025·天津·模拟预测)已知双曲线
2 2
2 2 1( 0, 0)
x y a b
a b
的左右焦点分别为 1 2,F F ,过点 1F 的
直线 2: 3 3 0x yl 与双曲线的左右两支分别交于点 A,B,且 2 2AF BF ,则该双曲线的方程为( )
A.
2 2
1
6 6
x y
B.
2 2
1
4 8
x y
C.
2
2 1
11
yx D.
2 2
1
3 9
x y
1.焦点在 x轴时:焦点( ± c, 0),实轴顶点( ± �, 0),虚轴顶点(0, ± b);
焦点在 y轴时:焦点(0, ± c),实轴顶点(0, ± �),虚轴顶点( ± b, 0);
2.焦距 2c,实轴 2�,虚轴 2b;
【即学即练 3-1】(2025·吉林·二模)已知双曲线C的右焦点为 (2,0)F ,点 P在双曲线上且满足 PF x 轴,若
3PF ,则双曲线C的实轴长为( )
A.1 B.2 C.4 D.8
第 3 页 共 26 页
【即学即练 3-2】(2024·浙江温州·一模)已知椭圆
2 2
2 1 016
x y m
m
和双曲线
2
2 1
8
yx 的焦点相同,则
m .
1.双曲线上点 P(x0,y0)与焦点 F1,F2之间的距离叫做双曲线的焦半径,r1=|PF1|,r2=|PF2|:
(1) ��1 − ��2 = 2�;
(2) ��1 ��� = � + �, ��2 ��� = � − �(P 在右支),
��1 ��� = � − �, ��2 ��� = � + �(P 在左支),
2.若双曲线方程为
�2
�2
− �
2
�2
= 1(� > 0, � > 0),半焦距为 c,焦点 1 2,0 , ,0F c F c ,
(1)过焦点且垂直于长轴的弦叫通经,其长度为:
2�2
�
,
(2)双曲线
�2
�2
− �
2
�2
= 1焦点 1 2,0 , ,0F c F c ,过 1F 倾斜角为 的直线 l交双曲线于 A、B 两点,
则: AB =
2��2
�2−�2���2�
(�, �在同一支)
2��2
�2���2�−�2
(�, �分在两支)
(3)若 AB 是过焦点 F 的弦,设 ,AF m BF n ,
AB 在同支时,
1
�
+ 1
�
= 2�
�2
; AB 在两支时,1
�
− 1
�
= 2�
�2
;(设m n )
(4)过双曲线焦点 F1的弦 AB与双曲线交在同支上,则△ABF2的周长为 4a+2|AB|.
(5)同支的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于长轴的弦),其长为2b
2
a
,
异支的弦中最短的为实轴,长为 2a.
3.双曲线的焦点三角形:∆PF1F2,记∠F1PF2 = θ,有以下结论成立:
(1) ��1 ��2 =
2�2
1−����
;
(2)焦点三角形的面积:�∆��1�2=� �� =
�2
����2
.
【即学即练 4-1】(24-25 高二上·北京·阶段练习)已知 1F , 2F 是双曲线
2 2
1
4 6
x y
的两个焦点,点 P在双曲线
上,若 1 5PF ,则 2PF .
【即学即练 4-2】(2024·陕西西安·模拟预测)双曲线
2 2
: 1
4 5
x yC - = 的焦点弦长为
9
2
的弦有( )
A.8 条 B.4 条 C.2 条 D.1 条
【即学即练 4-3】(24-25 高二上·上海·阶段练习)设 1F , 2F 是双曲线
2
2: 1
3
yC x 的两个焦点,O为坐标原点,
第 4 页 共 26 页
点 P在双曲线 C上且 1 2PF PF ,则 1 2PFF 的面积为 .
一般方法:根据条件,建立齐次等量关系 f(a,b,c)=0,再化归为关于 e的方程求解.
1. �双曲线 =
�
�
= 1+ ( �
�
)2= 1+k2= 1+tan2α (α,k为渐近线的倾斜角与斜率)
2. 焦点三角形中:P 为双曲线�
2
�2
− �
2
�2
= 1(� > 0, � > 0)上异于实轴端点的任一点,∠PF1F2 = α, ∠PF2F1 = β,
则 e = sin(α+β)
sinα−sinβ
;
3.过双曲线的焦点 F作倾斜角为θ直线与椭圆或双曲线相交 A、B两点,且AF→=λFB→(� > 0),
则 e = 1 + k2 λ−1
λ+1
;即
| 1 || cos |
| 1 |
e
.
(当双曲线焦点在 y轴上时,e = 1 + ( 1
k
)2 λ−1
λ+1
);注:λ = AF
BF
或者λ = BF
AF
。
4. 若直线 y=kx与双曲线 E交于 A,B两点,P为双曲线上异于 A,B的点,若直线 PA,PB的斜率存在,
且分别为 k1,k2,则 k1·k2=
�2
�2
=e2-1. 注:当焦点在 y轴上时 a,b对调.
5.直线 y=kx+m(k≠0且 m≠0)与双曲线 E交于 A,B两点,P为弦 AB的中点,��� =k0,则 k0·k=
�2
�2
=e2-1.
注:当焦点在 y轴上时 a,b对调.
6.双曲线 222 ayx 称为等轴双曲线,其渐近线方程为 xy ,离心率 2e .
性质:a=b;e= 2;渐近线互相垂直;
等轴双曲线上任意一点到中心的距离是它到两焦点距离的等比中项.
7.与�
2
�2
− �
2
�2
= 1有相同离心率的双曲线方程为:
焦点在 x轴上时:�
2
�2
− �
2
�2
= �(� > 0); 焦点在 y轴上时:�
2
�2
− �
2
�2
= �(� > 0);
【即学即练 5-1】(24-25 高二下·湖南永州·期末)已知双曲线 a的一个焦点为 2,0F ,且双曲线的渐近线与圆
2 22 3x y 相切,则双曲线C的离心率为( )
A. 2 3
3
B. 3 C.2 D.2 3
【即学即练 5-2】(2025 高三·全国·专题练习)已知双曲线
2 2
2 2 1 1 0,
x y a b
a b
的焦距为 2c,直线 l过点
,0 , 0,a b ,且点 1,0 到直线 l的距离与点 1,0 到直线 l的距离之和 4
5
s c ,则双曲线离心率 e的取值范
第 5 页 共 26 页
围是( )
A.
51,
2
B.
5 ,2
2
C.
5 , 5
2
D. 2, 5
1.与�
2
�2
− �
2
�2
= 1共轭的双曲线方程为�
2
�2
− �
2
�2
=− 1,
(1)它们有公共的渐近线;
(2)四个焦点都在以原点为圆心,r = c为半径的圆上;
(3) 1
�1
2 +
1
�2
2 = 1。
2.与�
2
�2
− �
2
�2
= 1有相同的渐近线的双曲线方程为:�
2
�2
− �
2
�2
= �;
3.已知双曲线的渐近线方程为 0bx ay ,则双曲线方程可设为:�
2
�2
− �
2
�2
= �(� ≠ 0);
4.双曲线焦点到渐近线的距离总是:b.
实轴顶点到渐近线的距离为:
��
�
;
双曲线实轴顶点到两渐近线的距离之积为定值:
�2�2
�2
【即学即练 6-1】(25-26 高二上·全国·单元测试)直线 2 0x y 是双曲线
2 2
1
9
x y
m
的一条渐近线,则m ( )
A.1 B.4 C.16 D.18
【即学即练 6-2】(24-25 高三下·河北保定·阶段练习)已知焦点在 y轴上的双曲线
2 2
2 13 4
x y
m m
的两条渐近线互
相垂直,则 m=( )
A.1 B. 12 C.-4 D.1 或-4
双曲线中有关点差法的经典结论(以下双曲线均为:�
2
�2
− �
2
�2
= 1(� > 0, � > 0))
(1)M ),( 00 yx 是
�2
�2
− �
2
�2
= 1的不平行于对称轴的弦 AB 的中点,则��� ∙ ��� =
�2
�2
;
(2)过原点的直线交双曲线于 A, B两点,P 点是双曲线上异于 A, B两点的任一点,则有��� ∙ ��� =
�2
�2
;
(3)过双曲线上任一点 0 0 0( , )P x y 任作两条倾斜角互补的直线交双曲线于 B,C 两点,则��� ∙ ��� =−
�2
�2
(常数)
【即学即练 7-1】(2025·内蒙古包头·二模)直线 l与双曲线
2
2 1
4
x y 交于 ,P Q两点,线段 PQ的中点为 4,1M ,
则直线 l的方程为( )
A. 3y x B. 3y x C. 5y x D. 5y x
【即学即练 7-2】(24-25 高三上·贵州贵阳·期末)已知双曲线
2 2
2 2 1
x y
a b
与直线 1y x 相交于 A,B两点,其
第 6 页 共 26 页
中 AB中点的横坐标为 2 ,则该双曲线的离心率为( )
A. 10
2
B.
5
2
C. 6
2
D.
3
2
1.判断方法一:通过解直线方程与双曲线方程联立得到的方程组进行判断.
判断方法二:通过直线与双曲线渐近线的位置关系进行判断.
2.弦长公式: �� = 1 + �2 ∙ �1 − �2 = 1+ �2 ∙ (�1 + �2)2 − 4�1�2,
或|AB|= 1+ ( 1
�
)2 ∙ �1 − �2 = 1+
1
k2
∙ (y1 + y2)2 − 4y1y2.
3.双曲线的切线:
(1)以
�2
�2
− �
2
�2
= 1(� > 0, � > 0)上点P(x0, y0)为切点的切线斜率为 k;则 k ∙ kOA =−
b2
�2
;切线方程:
�0�
�2
− �0�
�2
= 1.
(2)过�
2
�2
− �
2
�2
= 1外一点 P(x0, y0)作两条切线切点为 P1、P2,则切点弦 P1P2所在直线方程:
�0�
�2
− �0�
�2
= 1.
【即学即练 8-1】(24-25 高二上·福建福州·期末)已知双曲线C:
2 2
2 2 1
x y
a b
( 0a , 0b ),两条直线 1l , 2l 均
过坐标原点O, 1l 和C交于M ,N两点, 2l 和C交于 P,Q两点.若 OQN△ 的面积为 3,则 MNP△ 的面积
为 .
【即学即练 8-2】(24-25 高二上·四川成都·期末)已知椭圆
2
2: 1
3
xE y 的左右顶点分别为 1A, 2A ,且 B,C为
E上不同两点( B,C位于 y轴右侧),B,C关于 x轴的对称点分别为为 1B , 1C ,直线 1BA、 1 2B A 相交于点 P,
直线 1CA、 1 2C A 相交于点Q,已知点 2,0M ,则 PM QM PQ
的最小值为 .
题型 01 双曲线概念、基本量
【典例 1-1】(2025·北京朝阳·一模)曲线 2 2: 1C mx ny ,则“ 0n m ”是“C为焦点在 x轴上的双曲线”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
【典例 1-2】(24-25 高一下·上海奉贤·期中)若双曲线
2 2
1
4
x y
k
的一个焦点为 2 2,0 ,则 k .
【典例 1-3】(2025 高二·全国·专题练习)若点 P为直线
3
4
y x 上的任意一点, 1 5,0F , 2 5,0F ,则下列结
论中正确的是( )
A. 1 2 8PF PF B. 1 2 8PF PF C. 1 2 8PF PF D.以上都有可能
第 7 页 共 26 页
【变式 1-1】(23-24 高二下·浙江·期中)“ 1m ”是“方程
2 2
1
1 3
x y
m m
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
【变式 1-2】(25-26 高二上·全国·单元测试)已知方程
2
3
x
m
2
1
5
y
m
表示双曲线,则m的取值范围为( )
A. ( 5, 3) B. ( , 5) ( 3, ) C. (3,5) D. ( ,3) (5, )
【变式 1-3】(24-25 高二上·天津蓟州·阶段练习)若双曲线
2 2
2 120
x y
m
与
2 2
2 14
y x
n
的焦距相等,则椭圆
2 2
2 2 1
x y
m n
的焦点坐标为 .
【变式 1-4】(24-25 高二上·全国·课后作业)对于方程 2 2
π πsin 1 ,
2 2
x y
表示的曲线C,下列说法正
确的是( )
A.曲线C只能表示圆、椭圆或双曲线 B.若 为负角,则曲线C为双曲线
C.若 为正角,则曲线C为椭圆 D.若C为椭圆,则其焦点在 x轴上
【变式 1-5】(2024·北京房山·一模)在平面直角坐标系中,已知 ( 1,0), (1,0)A B 两点.若曲线 C上存在一点 P,
使 0PA PB
,则称曲线 C为“合作曲线”,给出下列曲线:① 2 22 1y x ;② 2 22 1x y ;③ 2 4x y .其
中“合作曲线”是( )
A.①② B.②③ C.① D.②
【变式 1-6】(23-24 高二上·天津西青·期末)方程 2 2cos 1x y 表示曲线的形状.①当
π0
2
时,方程表示
焦点在 x 轴上的椭圆;②当
π0
2
时,方程表示焦点 y在轴上的椭圆;③当
2
时,方程表示焦点
在 y 轴上的双曲线;④当
2
时,方程表示焦点在 x轴上的双曲线.以上结论正确的序号是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②
题型 02 双曲线的标准方程
【典例 2-1】(23-24 高二上·吉林·阶段练习)如图,已知点 0,4A , 0, 4B ,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 .
第 8 页 共 26 页
【典例 2-2】(24-25 高二上·全国·课后作业)已知双曲线
2 2
2 1( 0)8
x y a
a
的左、右焦点分别为 1 2,F F ,过 1F 的
直线与双曲线右支交于A点,若 2F 在线段 1AF 的中垂线上,且 1 8AF ,则双曲线的方程为 .
【典例 2-3】(22-23 高三下·北京·开学考试)已知圆锥曲线 2 2: 1C mx ny 的一个顶点为 (0, 3),焦距为 4,则
m的值为( )
A.7 或 1 B.
1
7
或 1 C.7 或 1 D.
1
7
或 1
【变式 2-1】(24-25 高二下·浙江·开学考试)已知双曲线
2 2
1
2
y x
m
的焦距为 2 3,则 m的值为( )
A.4 B.2 C.1 D. 2
【变式 2-2】(2024 高三·全国·专题练习)一动圆过定点 4,0A ,且与圆 B: 2 24 16x y 相外切,则动圆
圆心的轨迹方程为( )
A.
2 2
1 2
4 12
x y x B.
2 2
1 2
4 12
y x y C.
2 2
1
4 12
x y D.
2 2
1
4 12
y x
【变式 2-3】(23-24 高二上·北京·阶段练习)化简方程 2 22 25 5 8x y x y 的结果是( )
A.
2 2
1
4 3
x y
B.
2 2
1
9 16
x y
C.
2 2
625
1
1
x y
D.
2 2
1
16 9
x y
【变式 2-4】(24-25 高二上·湖南邵阳·阶段练习)一动圆 P过定点 3,0M ,且与已知圆 N: 2 23 16x y
外切,则动圆圆心 P的轨迹方程是( )
A.
2 2
1 2
4 5
x y x B.
2 2
1 2
4 5
x y x C.
2 2
1 2
4 5
x y x D.
2 2
1 2
4 5
x y x
【变式 2-5】(24-25 高二上·河南平顶山·阶段练习)在平面直角坐标系中,已知 ABCV 的顶点 2,0 , 2,0A B ,
其内切圆圆心在直线 1x 上,则顶点C的轨迹方程为( )
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A.
2 2
1( 1)
4 5
x y x B.
2
2 1( 1)
3
yx x C.
2 2
1(0 1)
9 5
x y x D.
2 2
1(0 1)
9 4
x y x
【变式 2-6】(24-25 高二上·全国·课后作业)已知双曲线的两个焦点为 1 10,0F , 2 10,0F ,M是此双曲
线上的一点,且满足 1 2 0MF MF
, 1 2 2MF MF
,则该双曲线的方程是( )
A.
2
2 1
9
x y B.
2
2 1
9
yx C.
2 2
1
3 7
x y
D.
2 2
1
7 3
x y
题型 03 双曲线的焦半径、焦点弦、焦点三角形
【典例 3-1】(24-25 高二上·浙江·阶段练习)已知双曲线的方程是
2 2
1
9 16
x y
,它的两个焦点分别是 1F 与 2 ,F M
是双曲线上的一点,且 1 7MF ,则 2MF 的值为( )
A.1 B.13 C.1 或 13 D.4 或 10
【典例 3-2】(24-25 高二上·湖南·期中)设 1F , 2F 为双曲线
2
2 1
2
x y 的两个焦点,点 P是双曲线上的一点,
且 1 2 90F PF
,则 1 2F PF 的面积为 .
【典例 3-3】(24-25 高二下·湖北·阶段练习) 1F 、 2F 是双曲线
2 2
2 2: 1 0, 0
y xC a b
a b
的上、下焦点,过 2F 的
直线与C的上、下两支分别交于A、 B两点.若 1 2AF AF , 1
4cos
5
AFB ,又 6AB ,则双曲线的实轴
长为( )
A. 2 B. 4 C.2 13 D. 4 13
【变式 3-1】(23-24 高二上·陕西咸阳·阶段练习)双曲线C:
2 2
2 1 012
x y a
a
的两个焦点分别是 1F 与 2F ,焦
距为 8,M 是双曲线上的一点,且 1 5MF ,则 2MF 等于( )
A.9 B.9 或 1 C.1 D.6
【变式 3-2】(2024·河北邢台·二模)若点 P是双曲线 C:
2 2
1
16 9
x y
上一点, 1F , 2F 分别为 C的左、右焦点,
则“ 1 8PF ”是“ 2 16PF ”的( )
A.既不充分也不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.充分不必要条件
【变式 3-3】(23-24 高三下·上海·期中)设 1 2F F、 为双曲线Γ :
2 24 1
9 9
x y
左、右焦点,点M 在Γ的右支上,线
第 10 页 共 26 页
段 1FM与Γ的左支相交于点 N,且 2MF MN ,则 1FN .
【变式 3-4】(24-25 高二上·全国·课后作业)已知双曲线的标准方程为
2 2
1
9 16
x y
,左、右焦点分别为 1 2,F F ,且
双曲线上有一点 P使得 1 2 25PF FS ,则点 P的坐标为 .
【变式 3-5】(24-25 高二下·上海宝山·阶段练习)若椭圆
2 2
1x y
m n
( 0m n )和双曲线
2 2
1x y
s t
( s, t 0 )有相同
的焦点 1F 和 2F ,而 P是这两条曲线的一个交点,则 1 2PF PF 的值是( )
A. n t B. 1 ( )
2
n t C. 2 2m s D. m s
【变式 3-6】(24-25 高二下·江苏南京·开学考试)设 1 2,F F 为曲线
2 2
1 : 16 2
x yC 的左,右两个焦点,P是曲线
2
2
2 : 13
xC y 与 1C 的一个交点,则 1 2sin FPF 的值为( )
A.
1
3 B.
2
3
C. 5
3
D. 2 2
3
题型 04 双曲线的离心率
【典例 4-1】(24-25 高二上·天津滨海新·期中)双曲线
2 2
2 2 1 0, 0
x y a b
a b
的左焦点为 3,0F , 0,4M ,点 P为
双曲线右支上的动点且 MPF△ 周长的最小值为 14,则双曲线的离心率为( )
A.
3
2 B.2 C.
5
2 D.3
【典例 4-2】(2025·浙江·二模)如图,椭圆
2 2
2 2 1 0
x y a b
a b
与双曲线
2 2
2 2 1
x y
m n
有共同的右焦点F ,这两条
曲线在第一、三象限的交点分别为 A、B,直线 AF 与双曲线右支的另一个交点为C, BFC△ 形成以 BC为斜
边的等腰直角三角形,则该椭圆的离心率为( )
A. 5 1
2
B. 2
2
C. 10
4
D. 3
2
【典例 4-3】(2025·湖南湘潭·一模)已知双曲线
2 2
2 2: 1( 0, 0)
x yC a b
a b
的右焦点为 2 (2,0)F ,若圆
2 2: ( 2) ( 6) 4M x y 上存在点 P 使得 2PF 的中点在C的渐近线上,则C的离心率的取值范围为( )
第 11 页 共 26 页
A.[2, ) B.[3, ) C. (1, 2] D. (1,3]
【典例 4-4】(25-26 高三上·重庆·阶段练习)已知双曲线
2 2
2 2: 1 0
x yC b a
a b
,右焦点 ,0F c ,过点 2 ,0D c
且斜率为1的直线 l交C于A、 B两点,且 216DA DB b ,则C的离心率为( )
A. 2 B. 15
2
C. 3 D.
51
6
【变式 4-1】(2025 高三·全国·专题练习)已知双曲线
2 2
2 2 1( 0, 0)
x y a b
a b
的右焦点为 F ,若过点 F 且倾斜
角为30的直线与双曲线的一条渐近线平行,则此双曲线离心率是( )
A. 3
3
B.1 C. 2 3
3
D.2
【变式 4-2】(25-26 高三上·广东肇庆·开学考试)若双曲线
2 2
2 2: 1 01
x yC a
a a
与椭圆
2
2 1
6
x y 有公共焦
点,则双曲线C的离心率为( )
A. 21
3
B. 10
2
C. 6
2
D. 5
2
【变式 4-3】(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线
2 2
2 2: 1 0, 0
x yC a b
a b
,过原点的直线 l的倾斜角为 ,
且
5cos
7
,若 l与C没有交点,则C的离心率的取值范围是( )
A.
2 61,
5
B.
2 6 ,
5
C.
71,
5
D.
7 ,
5
【变式 4-4】(2025·四川达州·模拟预测)已知双曲线
2 2
2 2: 1
x yC
a b
( 0a , 0b )的左,右焦点分别为 1F , 2F ,
过 2F 的直线 l与其右支交于 P,Q两点,若 1 22PF PF , 2 23QF PF ,则C的离心率为( )
A. 2 B.2 C. 2 2 D.4
【变式 4-5】(25-26 高三上·安徽·开学考试)已知 , ,A B C 是双曲线
2 2
2 2: 1( 0, 0)
x yM a b
a b
上的三点,且 ,A B
关于原点对称,若 ABCV 是等边三角形,则M 的离心率的取值范围为( )
A. ( 2, ) B. ( 3, ) C. (1, 2) D. (1, 3)
第 12 页 共 26 页
【变式 4-6】(25-26 高三上·重庆·开学考试)已知双曲线
2 2
2 2: 1( 0, 0)
x yE a b
a b
的右焦点为 F ,右顶点为A,
过点 F 的直线与双曲线 E的一条渐近线交于点 P,与其左支交于点Q,且点 P与点Q不在同一象限,直线 AP
与直线 (OQ O为坐标原点)的交点在双曲线 E上,若 3PQ PF
,则双曲线 E的离心率为( )
A.
7
3
B.
5
3
C.2 D.3
【变式 4-7】(2025·广东佛山·二模)已知 1 2,F F 是双曲线
2 2
2 2: 1 0, 0
x yC a b
a b
的左、右焦点, ,A B为双曲
线C上的两点,若 2 13F B F A
,且以 1 2F F 为直径的圆恰好过点A,则双曲线C的离心率为( )
A. 5 B. 5
2
C. 10
2
D. 14
2
题型 05 双曲线的渐近线
【典例 5-1】(24-25 高二下·河南洛阳·阶段练习)双曲线
2 2
1
2 2
x y
的焦点到它的一条渐近线的距离为( )
A.1 B. 2 C.2 D. 2 2
【典例 5-2】(25-26 高二上·全国·单元测试)已知双曲线M 与双曲线
2 2
: 1
4 3
x yN 有共同的渐近线,双曲线M
的两个焦点分别为 1 2,F F ,点 P为M 上的一点,且 1 2 8PF PF ,则双曲线M 的方程为( )
A.
2 2
1
16 12
x y
B.
2 2
1
8 6
x y
C.
2 2
1
8 6
x y
或
2 2
1
6 8
x y
D.
2 2
1
16 12
x y
或
2 23 1
16 64
y x
【典例 5-3】(2025·山东聊城·模拟预测)已知点 F 为双曲线
2 2
: 1
2 4
x yC 的右焦点,点 ,A B分别为两条渐近线
上的点,且 0AF FB
,则 OA OB 的最小值为 .
【变式 5-1】(24-25 高二下·贵州遵义·期末)已知双曲线
2 2
: 1
4 3
x yC ,则它的渐近线方程为( )
A. 3
2
y x B. 2 3
3
y x C. 2y x D. 3y x
【变式 5-2】(25-26 高三上·安徽·开学考试)已知双曲线 C:
2
2 1y x
m
(m>0)的上、下焦点分别为 1 2,F F ,A
为 C上一点,且 1 2 2 2AF AF ,则双曲线 C的渐近线方程为( )
A.
1
2
y x B. 2y x C. 2y x D. 2 2y x
第 13 页 共 26 页
【变式 5-3】(24-25 高三下·天津南开·阶段练习)设 F 为双曲线
2 2
2 2: 1 0, 0
x yC a b
a b
的右焦点, , 分
别为C的两条渐近线的倾斜角,已知点F 到其中一条渐近线的距离为 3,且满足 5 ,则双曲线C的焦
距为( )
A. 2 3 B.2 C. 4 3 D.4
【变式 5-4】(25-26 高二上·全国·课后作业)已知 P为双曲线
2
2: 1
8
yC x 上一点, 1 2,F F 分别为其左、右焦点,
则下列说法正确的是( )
A. 1 2
2 1
PF PF
PF PF
有最大值
5
2
B. 1 2F PF 的内心 I 到 y轴的距离为 1
C.若 P为双曲线的右顶点,则点 P到一条渐近线的距离为
2
3
D.点 P到双曲线C的两条渐近线的距离之积为定值
8
9
【变式 5-5】(2025·河南·二模)已知双曲线
2 2
2 2: 1 0, 0
x yC a b
a b
的左、右焦点分别为 1F , 2F ,渐近线方
程为 3y x ,过 1F 且斜率为1的直线 l与C在第一象限的交点为 P, 1 2PF F 的角平分线与线段 2PF 交于点
Q,若 2PQ QF
,则 的值是( )
A. 4 2 4
3
B. 2 1
2
C. 2 2 2 D. 3 2 34
【变式 5-6】(24-25 高二上·湖北咸宁·期末)已知双曲线C:
2 2
2 1 02
x y b
b
的左、右焦点分别为 1 ,0F c ,
2 ,0F c , P为双曲线C右支上的动点,则( )
A.若 2F 到渐近线的距离为 1,则 3c
B.当点 P异于顶点时, 1 2PFF 的内切圆的圆心总在定直线 2x 上
C.若 1 2 90F PF
,则点 P的纵坐标为
2b
c
D.过点 P作双曲线的切线交渐近线于 ,A B两点,若 3OABS ,则曲线的渐近线方程为 3y x
题型 06 与双曲线有关的最值与范围问题
【典例 6-1】(23-24 高二下·广西南宁·期末)若双曲线
2
2: 1
3
yC x 的左、右焦点分别为 1F , 2F ,P是 C右支
上的动点,则 1 2PF PF 的最小值为 .
第 14 页 共 26 页
【典例 6-2】(24-25 高二下·贵州贵阳·阶段练习)过双曲线
2
2 1
8
yx 的右支上一点 P,分别向圆
2 21 : 3 2C x y 和圆
2 2
2 : 3 1C x y 作切线,切点分别为M 、 N,则
2 2PM PN 的最小值为( )
A.10 B.11 C.12 D.15
【典例 6-3】(2025 高三·全国·专题练习)已知点 P在双曲线
2 2
1
16 9
x y
上,点A满足 1 ,PA t OP t O R
为
坐标原点,且 64OA OP
, 0,1OB
,则 OB OA
的最大值为( ).
A.
5
4
B.
24
5
C.
4
5
D.
5
24
【变式 6-1】(24-25 高二下·福建宁德·开学考试)已知双曲线
2 2
1
9 7
x y
的左焦点为 ,F M 为双曲线右支上任意
一点,N为圆 22: 3 1C x y 上任意一点,则 MF MN 的最小值是 .
【变式 6-2】(2025 高二·全国·专题练习)已知 F是双曲线
2 2
1
4 12
y x
的下焦点, 4,1A ,P是双曲线上支上的
动点,则 PF PA 的最小值为( )
A.9 B.8 C.7 D.6
【变式 6-3】(2025·浙江绍兴·二模)已知双曲线
2
2Γ : 1
3
yx 的左焦点为 F ,点 ,A B在Γ的右支上,且 6AB ,
则 FA FB 的最小值为( )
A.4 B.6 C.10 D.14
【变式 6-4】(24-25 高二下·四川成都·阶段练习)过双曲线
2 2
1
4 12
x y
的右支上一点 P,分别向
2 2
1 : ( 4) 3C x y 和
2 2
2 : ( 4) 1C x y 作切线,切点分别为 ,M N,则 PM PN NM
的最小值为( )
A.28 B.30 C.31 D.32
【变式 6-5】(24-25 高二上·河南南阳·期中)已知 P为曲线
2
: 1
2
yC x 上任意一点, ( 3,0)A , (0, 22)B ,则
第 15 页 共 26 页
PA PB 的最小值为( )
A. 2 15 B.5 C. 4 3 D.7
【变式 6-6】(2025 高三·全国·专题练习)已知点 F是双曲线
2
2
1 : 14
yC x 的上焦点,M 是 1C 下支上的一点,
点N是圆 2 22 : 4 3 0C x y x 上一点,则 MF MN 的最小值是 .
题型 07 直线与双曲线的位置关系
【典例 7-1】(24-25 高三上·江苏镇江·阶段练习)双曲线
2
2: 1
3
xC y 的右焦点 F ,过原点O的直线与C相交
于 P,Q两点,若 PF QF ,则 PFQ△ 的面积为( )
A. 12 B.1 C.
3
2
D.2
【典例 7-2】(24-25 高三上·河南·开学考试)已知 F 是双曲线
2
2: 1
3
yC x 的左焦点,过点 F 的直线与C交于
,A B两点(点 ,A B在C的同一支上),且 2BF AF ,则 AB ( )
A.6 B.8 C.
13
2
D.
27
4
【典例 7-3】.(25-26 高二上·全国·课后作业)已知双曲线
2 2
2 2 1 0, 0
x y a b
a b
的离心率 e 2 , ,A B是双曲
线上关于原点对称的两点,点 P是双曲线上异于 ,A B的动点,直线 ,PA PB的斜率分别为 1 2,k k ,若 11 2k ,
则 2k 的取值范围是( )
A.
3 23,
2
B.
3 2 ,3
2
C. 4, 2 D. 2,4
【变式 7-1】(23-24 高二下·广东·期末)已知双曲线
2
2 1
3
yx 的左、右焦点分别为 1 2,F F ,直线 y x 与双曲线
的右支交于点 P,则 1 2PF PF
( )
A. 1 B.0 C.1 D.2
【变式 7-2】(2024·全国·模拟预测)已知椭圆
2 2
1 2 2: 1( 0)
x yC a b
a b
与双曲线
2 2
2 2 2: 1( 0)
x yC m
m b
有公共焦
点,记 1C 与 2C 在 x轴上方的两个交点为A, B,过 1C 的右焦点作 x轴的垂线交 2C 于M , N两点,若
4 3
3
AB MN ,则 1C 的离心率为( )
第 16 页 共 26 页
A.
3
7
B.
2
3
C.
4
5
D. 3
2
【变式 7-3】(2025 高三·全国·专题练习)已知双曲线 C:
2
2 1
4
x y 的左、右顶点分别为 A,B,点 P在 C上
且在第一象限内,设直线 AP与 BP的斜率分别为 1k , 2k ,则 1 24k k 的最小值为( )
A. 1 B. 2 C.1 D.2
【变式 7-4】(2025·安徽合肥·模拟预测)已知双曲线
2 2
2 2: 1
x yC
a b
( 0a , 0b ),斜率为 1 的直线 l与双曲线
C的两支分别交于 M,N两点,且 M,N的中点为 (1,3)G ,若右顶点 A在以线段MN为直径的圆内,则此双
曲线的实半轴 a的取值范围是( )
A.0 1a B.1 2a C. 1a D. 2a
【变式 7-5】(2024·全国·模拟预测)已知双曲线
2
2: 1
15
yC x 的左、右焦点分别为 1 2,F F ,过 1F 且斜率不为 0
的直线 l与双曲线C交于 ,A B两点,O为坐标原点, 2OA F B∥ ,则直线 l的斜率为( )
A. 7
3
B. 7
4
C. 3 7
7
D.
2 7
7
【变式 7-6】(2025·湖南岳阳·三模)已知 1F , 2F 分别是双曲线C:
2 2
2 2 1
x y
a b
( 0a , 0b )的左、右焦点,P
为双曲线右支上一点, 2PF 的最小值为 1,且当 2PF x 轴时, 2 3PF ,则( )
A.双曲线C的焦距为 4
B.双曲线C的一条渐近线被圆T : 2 22 4x y 截得的弦长为 2
C.过点 2F 作双曲线C的一条渐近线的垂线,垂足为Q,则 1 2 2QF
D.M 为圆 E:( )
2 22 1x y+ + = 上一点, 2PM PF 的最大值为 3
题型 08 双曲线的弦中点问题
【典例 8-1】(24-25 高二上·福建泉州·期末)斜率为 1 的直线与双曲线
2
2
2: 1 0
xC y a
a
交于A, B两点,
若线段 AB的中点为 3,1 ,则 a ( )
A. 2 B. 3 C. 6 D. 2 3
【典例 8-2】(2024·陕西西安·模拟预测)已知 1 2F F、 为双曲线
2 2
1( 0, 0)x y a b
a b
的两个焦点, P为双曲线
第 17 页 共 26 页
右支上的动点(非顶点),则 1 2PFF 的内切圆恒过定点( ).
A. ;0
2
a
B. ,0a C. , 02
a
D. ,0a
【典例 8-3】(2025 高三·全国·专题练习)已知双曲线 C:
2 2
2 2 1 0, 0
x y a b
a b
的左、右焦点分别为 1F , 2F ,
过 1F 且倾斜角为的直线与 C交于 A,B两点,若
2cos
e
(e为 C的离心率),O为坐标原点,G为 AOBV 的
重心,则OG斜率的最小值为( )
A.3 6 B. 4 3 C.3 3 D. 2 5
【变式 8-1】(2024·陕西宝鸡·一模)设A, B为双曲线
2
2 1
9
yx 上两点,下列四个点中,可为线段 AB中点的
是( )
A. 1,1 B. 1,2 C. 1,4 D. 1,3
【变式 8-2】(24-25 高二上·湖北·期末)已知双曲线
2 2
2 2 1
x y
a b
与直线 1y x 相交于A, B两点,其中 AB中
点的横坐标为
2
3
,则该双曲线的离心率为( )
A. 7
2
B. 14
2
C. 35
5
D. 15
3
【变式 8-3】(24-25 高二上·黑龙江哈尔滨·期末)已知双曲线
2 2
2 2: 1 0, 0
x yE a b
a b
的右焦点为 5,0F ,过
点F 的直线交双曲线 E于M 、 N两点.若MN的中点坐标为 6, 2 ,则双曲线 E的实轴长为( )
A. 15 B. 2 15 C. 10 D. 2 10
【变式 8-4】(24-25 高二上·浙江杭州·期末)已知斜率为 3
3
的直线过双曲线
2
2: 1( 0)yC x m
m
的左焦点 F,
且与 C的左,右两支分别交于 A,B两点,设 O为坐标原点,P为 AB的中点,若 OFP△ 是以 FP为底边的
等腰三角形,则双曲线的离心率( )
A.2 B. 2 C.3 D. 3
【变式 8-5】(2025·河北·模拟预测)过双曲线
2 2
2 2 1 0, 0
x y a b
a b
的右焦点 F 的直线与双曲线右支交于 ,A B
两点,弦 AB的垂直平分线交 x轴于点 P,若 AB PF ,则该双曲线的离心率 ( )
第 18 页 共 26 页
A. 2 B. 3 C.2 D.3
【变式 8-6】(2024·全国·模拟预测)已知双曲线 2 2: 1C x y ,直线 l与双曲线C交于 A,B两点,O为坐标原
点,若点 P在直线 l上且直线 OP把 OAB△ 分成面积相等的两部分,则下列不能作为点 P的坐标的是( )
A. 0,1 B. 1,2 C. 2,1 D. 1 1,
2 4
题型 09 定点、定值问题
【典例 9-1】(23-24 高二上·河南开封·期末)已知点 P是双曲线
2 2
: 1
36 16
y xC 上一点,则点 P到双曲线C的两
条渐近线的距离之积为( )
A.
36
13
B.
72
13
C.
144
13
D.
288
13
【典例 9-2】(2025·山东泰安·三模)设双曲线 C: 2 2 1x y 的左、右焦点分别为 1F , 2F ,P为 C上一动点,
则 P到 y轴的距离与 P到 1F , 2F 距离之和的比值( )
A.恒为定值 2
4
B.恒为定值 2
2
C.不为定值但有最小值 2
4
D.不为定值但有最大值 2
2
【典例 9-3】(23-24 高三上·云南楚雄·期中)双曲线 C:
2 2
2 2 1
x y
a b
的左、右顶点分别为 1A, 2A ,左、右焦点
分别为 1F , 2F ,过 1F 作直线与双曲线 C的左、右两支分别交于 A,B两点.若 22AB BF ,且 1 2
1cos
4
F BF ,
则直线 1A B与 2A B的斜率之积为( )
A.
5
3
B.
3
5
C.
4
3
D.
3
4
【变式 9-1】(24-25 高二上·全国·课后作业)已知O为坐标原点,双曲线
2 2
2 2: 1 0, 0
x yC a b
a b
的离心率为
2,虚轴长为 2 3,Q为圆O: 2 2 1x y 上一点,过点Q作C的两条切线,切点分别为 ,A B,记直线 , ,QA QB OQ
的斜率分别为 1 2 3, ,k k k ,则 1 2 3k k k ( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【变式 9-2】(24-25 高三上·天津河西·期末)已知双曲线
2 2
2 2: 1 0, 0
x yC a b
a b
的虚轴长为 2 2,P为C上一
第 19 页 共 26 页
点,过点 P向C的两条渐近线作垂线,垂足分别为
10, ,
7
A B PA PB ,则双曲线C的方程为( )
A.
2 2
1
5 2
x y
B.
2 2
1
7 2
x y
C.
2 2
1
10 4
x y
D.
2 2
1
20 8
x y
【变式 9-3】(2025·内蒙古呼和浩特·一模)已知 P为双曲线
2
2 1
2
x y 上的一点,由 P向两渐近线作垂线,垂
足分别为 E、 F ,则 PE PF
的值为( )
A.
2
9
B.0 C. 1
3
D.不确定
【变式 9-4】(24-25高二下·江苏南京·期中)已知O为坐标原点,离心率为 3的双曲线
2 2
2 2: 1( 0, 0)
x yC a b
a b
左、右焦点分别为 1 2,F F ,过点 2F 且倾斜角为锐角的直线 l与 C的右支交于 M,N两点.设△MF1F2与△NF1F2
的内切圆圆心分别是 P,Q,直线 OP,OQ的斜率分别是 1 2k k, ,则 1 2·k k =()
A.-4 B. 2 2 3 C.4 D. 2 3
【变式 9-5】(2024·黑龙江·二模)双曲线
2 2
2 2 1
x yC
a b
: 的左、右顶点分别为 1 2A A, ,左、右焦点分别为 1 2F F, ,
过 1F作直线与双曲线C的左、右两支分别交于 M,N两点.若 1
1
4
FM MN
,且 1 2
1cos
4
F NF ,则直线 1MA
与 2MA 的斜率之积为( )
A.
3
2
B.
4
3
C.
5
2
D.
5
3
【变式 9-6】(2024·浙江金华·模拟预测)已知椭圆
2
2 1,
2
x y O 为原点,过第一象限内椭圆外一点 0 0,P x y 作
椭圆的两条切线,切点分别为 ,A B .记直线 , , ,OA OB PA PB的斜率分别为 1 2 3 4, , ,k k k k ,若 1 2
1
4
k k ,则( )
A.直线 AB过定点 B. 1 4 2 3k k k k 为定值
C. 0 0x y 的最大值为 2 D. 0 05 3x y 的最小值为 4
1.若双曲线
2
2 1yx
m
的一个焦点为 3,0 ,则m等于( )
A. 7 B. 7 C. 2 2 D.8
第 20 页 共 26 页
2.(2025·安徽·模拟预测)已知双曲线C关于原点对称,其中一个焦点的坐标为 5,0 ,一条渐近线方程为 4
3
y x ,
则C的实轴长为( )
A.3 B.6 C.4 D.8
3.(24-25 高二上·湖北孝感·阶段练习)设m为实数,若方程
2 2
1
3 2
x y
m m
表示焦点在 y轴上的双曲线,则实
数m的取值范围是( )
A. 2 3m B. 3m C.
1 3
2
m D.
12
2
m
4.(25-26 高三上·北京·开学考试)若双曲线
2 2
2 2 1 0, 0
y x a b
a b
的离心率为
5
4
,则它的渐近线方程为( )
A.y =± 5
4
x B.y =± 4
5
x C.y =± 4
3
x D.y =± 3
4
x
5.(25-26 高三上·广东深圳·开学考试)已知 1F , 2F 是双曲线
2 2
2 2 1
x y
a b
的两个焦点,以线段 1 2F F 为边作正三角形
1 2MF F ,若边 1MF 的中点在双曲线上,则该双曲线的离心率是( )
A. 3 1
2
B. 3 2
2
C. 3 1 D. 4 2 3
6.(2025 高三·全国·专题练习)已知 AB为双曲线
2 2
1
4 3
x y
上经过原点的一动弦, P为圆 22: 3 1C x y 上一
动点,则 PA PB
的最大值为( )
A.4 B.6 C.8 D.12
7.(2025·四川凉山·三模)已知 0a , 0b ,曲线
2 2
1 2 2: 1
x yC
a b
与曲线
2
2 2 2: 1
x xyC
a b
无公共点,则曲线 1C 的离心
率的取值范围为( )
A. (1, 2] B.[ 2, ) C. (1, 3] D.[ 3, )
8.(24-25 高三下·江西·开学考试)已知双曲线
2 2
2 2: 1 0, 0
x yE a b
a b
与平行于 x轴的动直线交于 ,A B两点,点A
在点 B左侧,F 为双曲线 E的左焦点,延长 BF至点C,使 AF FC ,连接 AC交 x轴于点D,若 2FC FD ,
则该双曲线的离心率为( )
A. 2 B. 3 C.2 D.3
9.(23-24 高二上·江苏泰州·期末)下列结论正确的是( )
第 21 页 共 26 页
A.椭圆
2 2
1
16 7
x y
上任意一点到两个焦点的距离之和为 8
B.椭圆
2 2
1
16 7
x y
上一点到右焦点的距离的最大值为 6
C.双曲线
2 2
1
64 16
x y
上一点M 到一个焦点的距离为 1,则点M 到另一个焦点的距离为17
D.双曲线
2 2
1
64 16
x y
上一点M 到一个焦点的距离为 17,则点M 到另一个焦点的距离为 1
10.(24-25 高二下·福建福州·期末)已知曲线
2 2
: 1x yC
m n
,则下列说法正确的是( )
A.若 0m n ,则 C是圆 B.若 0mn ,则 C是双曲线
C.若 0m n ,则 C的离心率为
2
21
n
m
D.若 4m , 2n ,则 C上的点到焦点的最短距离为 2 2
11.(2025·安徽滁州·一模)双曲线
2
2: 1
3
yE x 的右焦点为 F,O为坐标原点,直线 : 2 0l mx y m ,则( )
A.E的离心率 2e
B.若直线 l与 E的左右两支均有交点,则 m的取值范围为 3, 3
C.若直线 l与 E的渐近线在 y轴右侧交于 M,N两点,则 OMN 面积的最小值为 4 3
D.若直线 l与 E右支交于 A,B两点,弦 AB的垂直平分线交 x轴于点 P,则 PF AB
12.(25-26 高二上·全国·单元测试)与双曲线
2
2 1
2
x y 有公共渐近线,且过点 2, 2 的双曲线的实轴长
为 .
13.(24-25 高二上·重庆·期中)如图,椭圆
2 2
1
6 2
x y
和双曲线
2
2 1
3
x y 的公共焦点分别为 1 2,F F ,A是椭圆与
双曲线的一个交点,则 1 2AF AF .
14.(24-25 高二上·广东·期中)如图,椭圆
2 2
2 2 1( 0)
x y a b
a b
与双曲线
2 2
2 2 1( 0, 0)
x y m n
m n
有公共焦点
1( ,0)F c , 2 ( ,0)( 0)F c c ,椭圆的离心率为 1e ,双曲线的离心率为 2e ,点 P为两曲线的一个公共点,且
1 2 60FPF ,I为 1 2F PF 的内心, 1F ,I,G三点共线,且 0GP IP
,x轴上点 A,B满足 AI IP
,BG GP
,
第 22 页 共 26 页
则 1 2e e 的最小值为 ; 2 25 的最小值为 .
15.(24-25 高二上·江苏徐州·阶段练习)已知双曲线
2
2: 1, ( , 2)
4
xC y M m ,斜率为 k的直线 l过点M .
(1)若 0m ,且直线 l与双曲线C只有一个公共点,求 k的值;
(2)双曲线C上有一点 P, 1 2FPF 的夹角为120,求三角形 1 2PFF 的面积.
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16.(25-26 高二上·全国·单元测试)已知双曲线
2 2
2 2: 1( 0, 0)
x yC a b
a b
的左、右焦点分别为 1 2,F F .
(1)若双曲线C与椭圆
2
2 1
4
x y 有共同的焦点,且双曲线C过点 (2,1)Q ,求该双曲线的标准方程;
(2)若 1b ,点 P在双曲线右支上,且 1 2
π
3
FPF ,求 1 2F PF 的面积.
第 24 页 共 26 页
17.(25-26 高二上·全国·单元测试)已知双曲线
2 2
2 2: 1( 0, 0)
x yC a b
a b
的实轴长为 2 3,且过点 (3, 2).
(1)求双曲线C的方程;(2)过双曲线C的右焦点 F 作斜率为 1 的直线 l,l与双曲线C交于 A,B两点,求|
AB|;(3)若O是坐标原点,M,N是双曲线C上不同的两点,且直线 MN的斜率为 2,线段 MN的中点为 P,
求直线 OP的斜率.
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18.(24-25 高二下·陕西西安·期末)已知双曲线
2
2
2: 1 0
yC x b
b
的左顶点为M ,右焦点为 F ,A,B是C上
的两点,线段 AB的中点为H.当 BF MF 时, tan 2BMF .
(1)求C的标准方程;(2)若
1 8,
7 7
H
,求直线 AB的斜截式方程;
(3)若M ,A, B三点不共线,且 2AB MH ,证明:直线 AB过定点.
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19.(2024·辽宁·一模)已知双曲线C:
2 2
2 2 1
x y
a b
( 0a , 0b )的右顶点 1,0E ,斜率为 1 的直线交C于M 、
N两点,且MN中点 1,3Q .
(1)求双曲线C的方程;(2)证明: MEN 为直角三角形;(3)若过曲线C上一点 P作直线与两条渐近线相交,
交点为A, B,且分别在第一象限和第四象限,若 AP PB
,
1 , 2
3
,求∆AOB面积的取值范围.