内容正文:
专题04 双曲线(期中复习讲义)
双曲线专题在期中考试里,核心考点:双曲线的定义及标准方程,双曲线的简单性质,离心率,焦点三角形,渐近线,点差法,光学性质以及直线与双曲线之间的位置关系;在选填中,重点放在渐近线,离心率的应用上,解答题方面,重点放在直线与双曲线的位置关系中涉及到的面积,向量,共线,斜率,图像,定点,定直线问题上。
核心考点
复习目标
考情规律
双曲线的定义与方程
双曲线的定义及标准方程
基础必考点;常在小题或解答题第一问中出现,难点利用数形结合掌握双曲线的定义求轨迹方程
双曲线的简单性质
长轴,短轴,焦距,离心率,渐近线及特征三角形,对称关系
基础必考点,常在小题中出现,难点利用定义,方程以及解三角形正、余弦定理求解离心率及范围问题
双曲线的焦点三角形
焦点三角形周长和面积
基础必考点,常在小题中出现,难点利用焦点三角形的面积公式题型的求解.
中点弦公式
点差法的应用和推导
基础考点,常在小题和基础解答题第二问中出现,难点利用点差法求参数的取值范围
直线与双曲线的位置关系
弦长和面积,向量,共线,斜率,图形等的描述
必考点,常在解答题中出现,难点在面积的最值,向量的转化,三点共线,斜率及图形的转化求解.
知识点01 双曲线的标准方程及简单性质
1、双曲线的定义:平面内与两个定点、的距离差的绝对值等于常数(小于)的点的轨迹叫双曲线,两个定点叫双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.
①若,则集合为椭圆;②若,则集合为两条射线.
2、双曲线的基本性质:
焦点的位置
焦点在轴上
焦点在轴上
图形
标准方程
范围
或,
或,
顶点
、
、
轴长
实轴的长;虚轴的长
对称性
关于轴、轴对称,关于原点中心对称
焦点
、
、
焦距
关系
离心率
渐近线方程
焦点到渐近线距离
通径
过焦点且垂直于长轴的弦叫通径:
·易错点: 实轴,虚轴,通径的长度位置,利用数形结合掌握双曲线的定义以及应用上,消参的表示上为易错点
知识点02 焦点三角形
1、焦点三角形:,,,
2、焦半径:,
易错点:易混淆椭圆和双曲线的焦点三角形面积公式,焦半径的坐标式的表达上.
知识点03 中点弦公式(点差法)
1、已知是双曲线上的两个点,为中点,则.
2、已知是双曲线:上的两动点,是双曲线上异于的一点,若两点关于原点对称.
·易错点:容易出现两个点未关于原点对应或斜率相乘时,就是用点差法推导的中点弦公式,且容易与椭圆的公式混淆.
知识点04 直线与双曲线的位置关系
1、焦半径倾斜式及焦比公式:过左焦点,倾斜角为的直线交双曲线于两点,在线段上;
,;若,则焦比公式:.
若点在一点,则焦比公式:
2、弦长公式:设直线与双曲线有两个公共点则弦长公式为或.
·易错点:双曲线的倾斜式的表示记混淆,其次在解答题第二问的转化上,存在对应的转化等式的错误.
题型一 双曲线的定义和标准方程
解|题|技|巧
1、双曲线的标准方程,通过双曲线上的点到两个焦点的距离的差的绝对值等于,焦点坐标确定,利用求解椭圆的方程
2、焦点在轴:,焦点在轴:
易|错|点|拨
注意焦点在轴或轴上,容易出现方程错误.
【典例1】(2023高三·全国·专题练习)已知双曲线的两个焦点分别为,,双曲线上一点P与F1,F2的距离差的绝对值等于6,则双曲线的标准方程为( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
【答案】C
【分析】根据双曲线的定义,可得,,由焦点位置可求双曲线的标准方程.
【详解】由题意,,,则,,
由两焦点在轴上,所以双曲线的标准方程为.
故选:C.
【变式1】(2023高三上·湖北孝感·专题练习)过点且与椭圆有相同焦点的双曲线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先判断椭圆的焦点位置,求出其半焦距,设出双曲线方程,依题意列出方程组,解之即得.
【详解】由可知椭圆焦点在轴上,且,
故可设所求双曲线方程为:,依题得:,
解得:,故所求的双曲线方程为:.
故选:D.
【变式2】(23-24高二上·江苏常州·期末)已知双曲线的左右焦点分别为,,点在双曲线上,,则( )
A.13 B.10 C.1 D.13或1
【答案】A
【分析】根据双曲线的定义求解.
【详解】由题意得焦距为,由双曲线定义可得,
所以或,又因为在双曲线中,所以,故A正确.
故选:A.
题型二 双曲线的简单性质
解|题|技|巧
1、双曲线的实轴,虚轴,焦距,离心率,且图象关系轴对称
2、双曲线的焦点坐标,顶点坐标.
3、双曲线的通径.
4、双曲线的渐近线方程:.
易|错|点|拨
双曲线中的三角形转化为余弦定理或坐标带入时的方法问题.
【典例1】(24-25高二下·河南·期末)已知双曲线C:(,)的一条渐近线方程为,则C的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【分析】由题可得,然后根据离心率公式计算即可.
【详解】由题设得,所以.
故选:B.
【典例2】(22-23高二上·甘肃兰州·期末)已知方程表示双曲线,则k的取值范围是( )
A. B.
C. D.或
【答案】C
【分析】根据双曲线标准方程的特征列出关于的不等式,解不等式可得结果.
【详解】∵方程表示双曲线,
∴,解得.
故选:C.
【变式1】(24-25高二上·天津·期末)已知双曲线与椭圆有相同的焦点,且离心率为,则双曲线C的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据椭圆方程得到,再由离心率得,根据双曲线中,计算得双曲线方程.
【详解】由椭圆方程,得其焦点为,
因为双曲线与椭圆有相同的焦点,所以双曲线中,
又因为离心率为,所以,,,
所以双曲线方程为.
故选:D
【变式2】(24-25高二上·北京延庆·期末)“”是“方程表示焦点在轴上双曲线”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】由标准方程表示双曲线得出不等式可判断出结论.
【详解】若“方程表示焦点在轴上双曲线”可得,解得;
当时,方程表示焦点在轴上双曲线,
因此“”是“方程表示焦点在轴上双曲线”的充分必要条件.
故选:C.
【变式3】(24-25高二下·陕西咸阳·期末)已知双曲线的离心率为,则双曲线的焦点到渐近线的距离为( )
A. B.2
C.4 D.
【答案】A
【分析】根据题意,求得双曲线的方程,得出焦点坐标和渐近线方程,结合点到直线的距离公式,即可求解.
【详解】由双曲线的离心率为,
可得,解得,即双曲线,
则双曲线的右焦点为,其中一条渐近线方程为,即,
所以双曲线的焦点到渐近线的距离为.
故选:A.
题型三 离心率
解|题|技|巧
离心率:
1、点在双曲线上,利用坐标法带入双曲线方程,求解出之间的关系即可;
2、点在双曲线上,利用定义()及长度关系,求解出之间的关系;
3、利用三角形的正、余弦定理,化简求解出之间的关系.
解三角形正弦定理:,
解三角形余弦定理:,以及解多个三角形时,在不同三角形中表示同一个角的余弦定理进行化简求解.
在正余弦定理的使用时,容易把角的余弦正负判断错误.
易|错|点|拨
在正余弦定理的使用时,容易把角的余弦正负判断错误.
【典例1】(24-25高二下·河南新乡·期末)已知双曲线C:的右焦点为F,左顶点为A,过F作C的一条渐近线的垂线,垂足为P,若,则C的离心率为( )
A. B.
C.2 D.3
【答案】D
【分析】利用双曲线的性质把的三边用,,表示出来,然后用的余弦定理建立起,,的方程,进而可得到答案.
【详解】记为坐标原点,由双曲线的性质可知:在中,,,,.
在中,,
因为,所以,所以,
化简得,即,
,,.
因为,所以.
故选:D
【典例2】(24-25高二下·云南·期末)已知双曲线,点(不与原点重合)在的一条渐近线上,若点到另一条渐近线的距离与到轴的距离相等,则的离心率为( )
A.2 B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题意可知为的角平分线,可得渐近线的倾斜角,进而可得离心率.
【详解】设点在另一条渐近线、轴上的投影分别为,则,
可知为的角平分线,即,
根据对称性可得,即,
可知渐近线的倾斜角,斜率,
所以的离心率.
故选:A.
【变式1】(24-25高二下·云南昆明·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,,点是上一点,且,若,则的离心率为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题意,用表示,结合双曲线定义列式求解.
【详解】设双曲线的焦距为,
由,则,又,
所以点在双曲线的右支上,且,,
,解得.
故选:D.
【变式2】(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
【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.
【变式3】(24-25高二下·安徽芜湖·期末)已知,是双曲线的左、右焦点,点A,B在双曲线上,且满足,,则双曲线C的离心率为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用双曲线的对称性及双曲线定义,结合勾股定理建立方程求出离心率.
【详解】令点关于原点的对称点为,连接,则四边形为平行四边形,
,由,得,则点共线,
令,则,,,
,由,得为矩形,则,
即,解得,,令,
由,得,解得,
所以双曲线C的离心率为.
故选:D
题型四 焦点三角形
答|题|模|板
焦点三角形:,,,为内切圆圆心的横坐标
,内切圆圆心的坐标
易|错|点|拨
在焦点三角形面积公式的求解时,不易判断具体使用哪一种面积公式的计算,也容易和椭圆的焦点三角形面积公式混淆.
【典例1】(24-25高二上·新疆克孜勒苏·期末)已知双曲线的中心在原点,两个焦点分别为和,点在双曲线上,且,的面积为1,则双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据双曲线的定义确定的值,可得双曲线的标准方程.
【详解】不妨设点在第一象限.
设,,
根据题意:,
所以,即,所以,,
所以双曲线的方程为:.
故选:D
【变式1】(24-25高二上·吉林·期末)已知,分别是双曲线C:的左、右两个焦点,点P在双曲线C上,且满足,则的面积是( )
A.1 B.
C.3 D.
【答案】D
【分析】由双曲线的性质,结合双曲线的定义、余弦定理及三角形的面积公式求解.
【详解】已知,分别是双曲线C:的左、右两个焦点,点P在双曲线C上,
则,,
又,
则,
即,
即,
即的面积是
故选:
【变式2】(24-25高二上·江西南昌·期末)已知,为双曲线的左,右焦点,O为坐标原点,M为双曲线上一点,且,则M到x轴的距离为( )
A. B.
C.2 D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用双曲线定义,结合三角形余弦定理及面积公式列式计算得解.
【详解】双曲线的焦点,,
在中,由余弦定理,
得,
即,解得,又,
令M到x轴的距离为,则,
即,解得,所以M到x轴的距离为2.
故选:C.
题型五 中点弦公式(点差法)
答|题|模|板
中点弦公式:
(1)已知是双曲线上的两个点,为中点,则.
(2)已知是双曲线:上的两动点,是双曲线上异于的一点,若两点关于原点对称.
直线与双曲线相交时,符合中点或两点关于直线对应,即可使用点差法进行中点弦公式的推导,即双曲线的第三定义.
易|错|点|拨
注意:不是所有的中点都是用中点弦公式,要满足相交弦中点才可用点差法进行推导,点在弦上不是中点时,也可以用定比分点的形式进行求解!
【典例1】(24-25高二上·山西太原·期末)已知直线与双曲线相交于、两个不同点,点是的中点,则双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用点差法可求得,结合可得出双曲线的离心率的值.
【详解】设点、,由题意可得,
因为点是的中点,则,
因为,这两个等式作差可得,
所以,,
因此,双曲线的离心率为.
故选:D.
【变式1】(24-25高二上·重庆·阶段练习)焦点在轴上的双曲线与双曲线有相同的渐近线,过点的直线与双曲线交于两点,若线段的中点是,则双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】设,根据题意利用点差法可得,设双曲线的方程为,结合渐近线可得,即可得离心率.
【详解】设,则,且,
因为,两式相减可得,
整理可得,即,可得,
即双曲线的渐近线方程为,
设双曲线的方程为,则,
所以双曲线的离心率为.
故选:D.
题型五 双曲线的定义
答|题|模|板
1、平面上一点到两个定点距离的差的绝对值的点的轨迹为双曲线,包括:
圆的内切和外切,利用消元进行分析;
2、垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等,利用相等线之间的关系找到距离差为定值;
3、利用直译法,和双曲线的第三定义,求解双曲线的标准方程.
易|错|点|拨
注意:数形结合上,把椭圆和双曲线的定义混淆
【典例1】.(23-24高二上·广东·期末)已知动圆与圆及圆都外切,那么动圆圆心轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设,半径为,根据给定条件可得,从而得到的轨迹为以为焦点,的双曲线左支,再求轨迹方程即可.
【详解】圆:,圆心,半径,
圆:,圆心,半径,
设动圆圆心,半径为,由动圆与圆,都外切,
得,则,
因此圆心的轨迹是以为焦点,实轴长的双曲线左支,
即,半焦距,虚半轴长,
所以动圆圆心的轨迹方程是.
故选:B
【典例2】(22-23高二上·湖北·期末)已知圆,为圆心,为圆上任意一点,定点,线段的垂直平分线与直线相交于点,则当点在圆上运动时,点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用圆的性质,线段垂直平分线的性质,结合双曲线的定义进行求解即可.
【详解】解:因为线段的垂直平分线与直线相交于点,
所以有,由圆,得,该圆的半径,
因为点在圆上运动时,
所以有,于是有,
所以点的轨迹是以,为焦点的双曲线,
所以,,可得,所以,
所以点的轨迹方程为.
故选:B.
【变式1】(20-21高二上·北京海淀·期末)设点,,为动点,已知直线与直线的斜率之积为定值,点的轨迹是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】设动点,根据已知条件,结合斜率公式,即可求解.
【详解】解:设动点,则,
则,,,
直线与直线的斜率之积为定值,
,化简可得,,
故点的轨迹方程为.
故选:C.
【变式2】(21-22高三·四川·对口高考)已知y轴上两点,,则平面内到这两点距离之差的绝对值为8的动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用双曲线的定义求出轨迹方程作答.
【详解】点,,令为轨迹上任意点,则有,
因此动点的轨迹是以,为焦点,实轴长为8的双曲线,
即双曲线的实半轴长,而半焦距,则虚半轴长,
所以所求轨迹方程为.
故选:B
【变式3】(22-23高二上·浙江·期中)已知圆:,为圆心,为圆上任意一点,定点,线段的垂直平分线与直线相交于点,则当点在圆上运动时,点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用圆的性质,线段垂直平分线的性质,结合双曲线的定义进行求解即可.
【详解】因为线段的垂直平分线与直线相交于点,
所以有,
由,得,该圆的半径为,
因为点在圆上运动时,
所以有,于是有,
所以点的轨迹是以为焦点的双曲线,所以,
所以点的轨迹方程为,
故选:D
题型五 离心率取值范围
答|题|模|板
1、离心率:利用定义(双曲线上的点到焦点距离差的绝对值为定值),坐标(点在双曲线上,渐近线上),几何关系(角度,最值,正余弦定理)进行不等式的表示,从而推导出的不等式,求解离心率的取值范围.
易|错|点|拨
不等关系的寻找上,没有按照精确的标准进行不等关系的表示.
【典例1】(24-25高二上·辽宁大连·期末)已知点是双曲线的左、右焦点,若双曲线上存在一点满足,则该双曲线的离心率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】设,将向量的数量积转化成坐标运算,结合双曲线的几何性质,化简,得到相关不等式,解不等式即可得到结果.
【详解】设,则,即,
设双曲线的半焦距为,则
所以,
,
因为双曲线上的点坐标都满足,所以.
则有即,所以
故选:D.
【变式1】(24-25高二下·广东·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,点在双曲线的右支上,且,则双曲线的离心率的最大值为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用双曲线的定义和性质即可求解.
【详解】因为在双曲线的右支上,
所以由双曲线的定义可得:,
又因为,
所以,.
则,即.
故选:B.
【变式2】(24-25高二下·河南周口·阶段练习)已知是椭圆与双曲线的公共焦点,是它们的一个公共点.若,则椭圆与双曲线的离心率之积的最小值为( )
A. B.
C.1 D.
【答案】B
【分析】设椭圆的长半轴长为,双曲线的实半轴长为,由椭圆、双曲线的定义得到,,再结合余弦定理即可求解.
【详解】根据椭圆、双曲线的对称性,不妨设焦点分别为左、右焦点,点在第一象限,
设椭圆的长半轴长为,双曲线的实半轴长为,
根据椭圆及双曲线的定义,得,,
∴,,
设,在中,∵,
由余弦定理,得,
化简得,两边同除以,得.
又∵,∴,解得,当且仅当,
即时等号成立,
∴椭圆和双曲线的离心率乘积的最小值为,
故选:B.
题型五 双曲线的光学性质
答|题|模|板
通过双曲线一焦点的光线,被双曲线反射后,反向延长线经过双曲线的另一个焦点,即得到一个焦点三角形,从而利用双曲线的定义,焦点三角形的面积公式,余弦定理等进行求解.
易|错|点|拨
双曲线的焦点三角形面积,余弦定理的表示和应用上不足
【典例1】(24-25高二上·广西河池·期末)如图1所示,双曲线具有光学性质:从双曲线右焦点发出的光线经过双曲线镜面反射,其反射光线的反向延长线经过双曲线的左焦点.若双曲线的左、右焦点分别为,,从发出的光线经过图2中的A,B两点反射后,分别经过点C和且,,则E的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】作出辅助线,设,利用双曲线定义表达出其他边,在中,由余弦定理得到方程,求出,再在中,由余弦定理得到方程,求出,求出离心率.
【详解】由题意知延长则必过点,
,
设,
则,,
由双曲线的定义可得
,,
由可得,
在中,由余弦定理
可得,
在中,由余弦定理
可得
解得:,
则,
故选:D
【变式1】(2023·广西柳州·模拟预测)如图1所示,双曲线具有光学性质;从双曲线右焦点发出的光线经过双曲线镜面反射,其反射光线的反向延长线经过双曲线的左焦点.若双曲线的左、右焦点分别为,从发出的光线经过图2中的A,B两点反射后,分别经过点和,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用双曲线的光学性质及双曲线定义,设,用表示,先在中由求出,再在中由即可求解.
【详解】由题意可知直线,都过点,如图,
则有,,
设,则,
所以,故,
所以,
因此,
在,,
即,
整理得即,解得,
所以,
令双曲线半焦距为c,
在中,,即,
解得,
所以的离心率为.
故选:B
【变式2】(23-24高三上·江西·期末)阿波罗尼斯(约公元前262年~约公元前190年),古希腊著名数学家﹐主要著作有《圆锥曲线论》、《论切触》等.尤其《圆锥曲线论》是一部经典巨著,代表了希腊几何的最高水平,此书集前人之大成,进一步提出了许多新的性质.其中也包括圆锥曲线的光学性质,光线从双曲线的一个焦点发出,通过双曲线的反射,反射光线的反向延长线经过其另一个焦点.已知双曲线C:(,)的左、右焦点分别为,,其离心率,从发出的光线经过双曲线C的右支上一点E的反射,反射光线为EP,若反射光线与入射光线垂直,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设,,利用双曲线的定义、勾股定理可得方程,解得,进而得出结论.
【详解】设,,,由题意知,,,
所以,,,所以,
又,所以,解得,
所以.
故选:B.
题型五 双曲线的最值
答|题|模|板
利用双曲线的定义,将两条线段转化为定义的另一条线段进行最值的求解,两个线段相加时存在最小值,即两边之和大于第三边;两个线段相减时存在最小值,即两边之差小于第三边.
易|错|点|拨
在数形结合上,没有使用定义进行其中一条线段的表示,从而表达不出三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边.
【典例1】(22-23高二上·福建福州·期末)已知,双曲线的左、右焦点分别为,,点是双曲线左支上一点,则的最小值为( )
A.5 B.7
C.9 D.11
【答案】C
【分析】根据双曲线的方程,求得焦点坐标,由双曲线的性质,整理,利用三角形三边关系,可得答案.
【详解】由双曲线,则,即,且,
由题意,
,
当且仅当共线时,等号成立.
故选:C.
【变式1】(23-24高二上·江苏苏州·阶段练习)已知双曲线的下焦点为,,是双曲线上支上的动点,则的最大值是( )
A.不存在 B.8
C.7 D.6
【答案】A
【分析】根据双曲线的定义以及三点共线来确定正确答案..
【详解】依题意,下焦点,设上焦点,
双曲线的渐近线方程为,直线的斜率为,
所以延长时,与双曲线没有交点,,
设延长,交双曲线上支于,
依题意,是双曲线上支上的动点,
根据双曲线的定义可知,
,当在点时等号成立,则,
所以,所以,
所以,所以的最大值不存在.
故选:A
【变式2】(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
【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.
题型五 双曲线的解答题
答|题|模|板
1、直线与双曲线相交时:
(1)设直线方程,联立化简,表示出韦达定理
(2)利用题目给出的信息,表示出题目要求解的内容,包括面积,向量,斜率等等式
(3)围绕着坐标进行化简,将韦达定理带入进行求解,从而化简出所求的问题
易|错|点|拨
当直线设,忘记考虑斜率不存在的情况,因此注意根据图象注意点斜式,斜截式的表示,使用或.
【典例1】.(24-25高二上·云南昆明·期末)已知双曲线(,)过点,且渐近线方程为.
(1)求C的标准方程.
(2)设过点的直线与交于两点,问在轴上是否存在定点,使得为常数?若存在,求出点的坐标及该常数的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)在轴上存在点,使得为常数,该常数为56.
【知识点】根据双曲线过的点求标准方程、根据双曲线的渐近线求标准方程、双曲线中存在定点满足某条件问题、根据韦达定理求参数
【分析】(1)根据渐近线可得,即可代入点的坐标即可求出双曲线方程.
(2)设出直线的方程,与双曲线方程联立,结合韦达定理及数量积的坐标表示求解即得.
【详解】(1)根据渐近线方程为,故,
将代入可得,则,
所以的方程为.
(2)依题意,直线的斜率存在,设的方程为,
由,消去得,显然,
且,得且,
则,
设存在符合条件的定点,则,
因此
要为常数,当且仅当,解得,此时该常数的值为56,
所以在轴上存在点,使得为常数,该常数为56.
【变式1】.(22-23高二上·广东肇庆·期中)已知双曲线与双曲线的渐近线相同,且经过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若斜率为的直线过双曲线的左焦点,分别交双曲线于、两点,求证:.
【答案】(1)
(2)证明见详解
【知识点】求共渐近线的双曲线的标准方程、根据直线与双曲线的位置关系求参数或范围
【分析】(1)根据题意可设:,再代点即可得到双曲线的方程;
(2)设,联立可得,再通过计算即可证明垂直.
【详解】(1)因为双曲线与双曲线的渐近线相同,
所以可设:,又双曲线过,
所以,则,即,
所以双曲线的方程为.
(2)证明:设,
又,所以左焦点,则,
,
,
,
则,
所以.
【变式2】.(24-25高二下·上海金山·期中)已知双曲线的离心率为2,实轴长为4,过点的直线l与C相交于A,B两点.
(1)求C的方程;
(2)是否存在l,使得P恰好是线段AB的中点?若存在,求出l的方程;若不存在,请说明理由;
(3)l与直线交于点Q,设,,问:是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,请说明理由.
【答案】(1)
(2)不存在,理由见解析
(3)为定值,定值为0
【知识点】根据a、b、c求双曲线的标准方程、双曲线中的定值问题、由中点弦坐标或中点弦方程、斜率求参数
【分析】(1)根据双曲线的实轴长和离心率求出、,进而求出,即可得到双曲线方程;
(2)利用点差法求出直线的斜率,得到直线方程,然后联立直线与双曲线方程,通过判别式判断直线与双曲线是否有交点,从而确定是否存在满足条件的直线;
(3)先设直线方程,与双曲线方程联立,根据判别式求出的取值范围,再用韦达定理得到与.设点坐标,利用在两条直线上得到相关等式.接着根据向量关系得出与表达式,最后将、代入表达式,结合前面得到的等式化简,得出为定值.
【详解】(1)因为的实轴长为4,所以,解得,又因为C的离心率为2,所以,所以,所以的方程为.
(2)由题意直线l的斜率存在,假设存在直线l满足条件,设,,
则,,所以,
即,
因为P为线段AB的中点,所以,,
所以,所以,即直线l的斜率为3,
所以直线l的方程为y=3x-2.
联立,消去y并整理得,
,
所以直线l与C无公共点,这与直线l与C交于A,B两点矛盾,
故不存在直线l,使得P恰好是线段AB的中点.
(3)由题可知直线l的斜率存在,
设直线的方程为,即,
联立得,
,且,
解得,且,
由韦达定理得,①,
设,由在直线上,得,即②,
由在直线l上,得③,
由,得,
即,解得,
同理,由,得,
结合①②③,得
,故为定值0.
期中基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高二下·内蒙古·期末)双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由双曲线方程得,代入双曲线离心率公式求解即可.
【详解】因为双曲线,所以,
所以离心率为.
故选:B
2.(24-25高二下·安徽安庆·期末)已知双曲线的渐近线方程为,则该双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.2
【答案】D
【分析】根据渐近线方程可得,结合双曲线可求离心率.
【详解】因为双曲线的渐近线方程为,
所以,
,
所以双曲线的离心率为2.
故选:D.
3.(24-25高二上·陕西宝鸡·期末)双曲线的两个焦点分别是、,焦距为,是双曲线上的一点,且,则( )
A. B.
C.或 D.
【答案】A
【分析】根据的值,可得出的值,然后利用双曲线的定义结合的范围可得出的值.
【详解】由题意可知,,则,解得,所以,双曲线的方程为,
由双曲线的定义可得,解得或,
设点,则或,且,易知点,
所以,,
当时,;
当时,.
综上所述,,故.
故选:A.
4.(24-25高二上·北京大兴·期末)已知双曲线的焦点在x轴上,则实数m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据方程表示的双曲线特征,列相应不等式,即可求解.
【详解】由双曲线的焦点在x轴上,
可得,即m的范围为,
故选:D
5.(21-22高三下·四川德阳·期末)双曲线的焦点坐标是和,实轴长是2,则其方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】确定即可得双曲线方程.
【详解】双曲线的焦点坐标是和可得,
实轴长是2可得,
所以,
所以方程是.
故选:B.
6.(2023·陕西商洛·一模)已知双曲线的左顶点为,右焦点为,焦距为,点在双曲线上,且,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由焦距可得,根据半通径长和长可构造等式求得.
【详解】焦距为,即,;
,,又,,
,即,,解得:.
故选:B.
7.(24-25高二下·江苏盐城·期末)双曲线的离心率为2,其中一条渐近线与圆相交于A,B两点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据双曲线的几何性质,求得渐近线方程,结合直线与圆的位置关系,以及点到直线的距离公式和圆的弦长公式,即可求解.
【详解】由双曲线的离心率为,可得,
可得,所以双曲线的渐近线方程为,即,
又由圆,可得圆心为,半径,
当时,即,可得圆心到渐近线的距离为,
此时直线与圆不相交,不符合题意;
当当时,即,可得圆心到渐近线的距离为,
此时直线与圆相交,符合题意,
所以.
故选:D.
期中重难突破练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高二上·陕西汉中·期末)已知双曲线的离心率为则该双曲线的渐近线方程为( )
A. B.y=±3x C. D.
【答案】C
【分析】利用离心率公式求出的值,即可求得该双曲线的渐近线方程.
【详解】由题意可得,故,,
因此,该双曲线的渐近线方程为.
故选:C.
2.(24-25高三上·福建泉州·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,,点在的渐近线上,与轴垂直,点在轴上,.若,则的离心率为( )
A. B.
C.2 D.
【答案】B
【分析】根据条件,求出渐近线的斜率,再根据求双曲线的离心率.
【详解】如图:不妨设点在第一象限.
因为与轴垂直,,且,
所以.
所以点坐标为.
所以.
所以.
故选:B
3.(24-25高二上·重庆渝中·期末)已知点F是双曲的右焦点,O是坐标原点,以OF为直径的圆与双曲线的一条渐近线交于点A,若的面积为5,则该双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用点到直线的距离公式求出双曲线焦点到渐近线的距离为,再结合的面积可求的值,即可求出双曲线的离心率.
【详解】如图:
由题有,由双曲线性质有,,所以.
所以,所以.
又双曲线方程,则,,
所以,则双曲线离心率.
故选:C
4.(24-25高二上·河南驻马店·期末)已知,分别是双曲线的左、右焦点,为上一点,,且的面积等于8,则( )
A. B.2 C. D.4
【答案】C
【分析】利用三角形面积公式、完全平方公式、关系式及双曲线定义即可求解.
【详解】因为,所以,
即,
由双曲线定义可得,
所以,即,
又,所以,
所以,解得.
故选:.
5.(23-24高二上·河北保定·期末)已知为双曲线的左,右焦点,为坐标原点,为双曲线上一点,且,则到轴的距离为( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【分析】设,由双曲线的定义及余弦定理,求得的值,再利用三角形的面积相等法求得的值,进而求得,得到答案.
【详解】由双曲线,可得,则,
设,由双曲线的定义,可得,
根据余弦定理,可得,解得,
再设点的坐标为,
则,
因为,可得,解得,
由,可得,即点到轴的距离为.
故选:C.
6.(21-22高二下·全国·期末)记双曲线C:(,)虚轴的两个端点分别为M,N,点A,B在双曲线C上,点E在x轴上,若M,N分别为线段EA,EB的中点,且,则双曲线C的离心率为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据题意作出图形,利用几何知识可得到,从而可求解.
【详解】由题意得,M,N关于x轴对称,则也关于轴对称且,
不妨设点A在双曲线C的右支上且在第一象限,其纵坐标为,
又因为,所以,
所以,则为等边三角形,
故,代入中,得,
则双曲线C的离心率,故C正确.
故选:C.
7.(2024·广东韶关·二模)已知双曲线的左焦点为,过点的直线与轴交于点,与双曲线交于点A(A在轴右侧).若是线段的中点,则双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用题给条件得到的关系,进而得到双曲线的渐近线方程.
【详解】设双曲线右焦点为,连接.
又中,,则,
由直线可得,则,
又由双曲线可得,
则,则有,即
又,则有,
整理得,解之得
则双曲线的渐近线方程为.
故选:C
期中综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(24-25高二上·江西·阶段练习)已知双曲线:的右焦点为,点P在C的右支上,且,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用双曲线的定义将的最小值转化为的最小值即可.
【详解】
由题知,,,所以,
设双曲线的左焦点为,则,,因为点P在C的右支上,
由双曲线的定义知,
所以,
当三点共线时取等号,
所以的最小值为.
故选:D.
2.(23-24高二上·安徽滁州·期末)已知点,点是双曲线:左支上的动点,是圆:上的动点,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用圆的性质求出的最大值,由点与抛物线右支的位置求出的最小值,再利用双曲线定义求解即得.
【详解】双曲线的半焦距,圆的圆心是双曲线的左焦点,令右焦点为,
圆半径为,显然点在圆外,,当且仅当是的延长线与圆的交点时取等号,
,当且仅当三点共线时取等号,由双曲线的定义,
所以,即的最小值为.
故选:D
【点睛】结论点睛:设为圆的圆心,半径为,圆外一点到圆上的距离的最小值为,最大值为.
3.(24-25高二上·安徽滁州·期中)已知双曲线的离心率是,焦距是6.
(1)求的方程;
(2)若直线与相交于A,B两点,且(为坐标原点),求的值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】数量积的坐标表示、根据a、b、c求双曲线的标准方程、根据直线与双曲线的位置关系求参数或范围
【分析】(1)依题意求出、,即可求出,从而求出方程;
(2)设,,联立直线与双曲线方程,消元、列出韦达定理,再根据数量积的坐标表示得到方程,代入,求出的值.
【详解】(1)因为双曲线:(,)的离心率是,焦距为6,
所以,,其中,解得,,
所以.
所以的方程为.
(2)如图,
设,,
联立方程消去得,
因为直线:与相交于,两点,
所以,即且,
由韦达定理得,
又,,
所以,
所以,
将韦达定理代入上式,得,
即,解得,满足且.
4.(24-25高二上·广东·期中)已知双曲线的离心率为,虚轴长为4.
(1)求的方程;
(2)直线与双曲线相交于两点,为坐标原点,的面积是,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【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、求双曲线中三角形(四边形)的面积问题
【分析】(1)运用双曲线的离心率公式和,,的关系,列出方程组后解出即可得到,,的值,即可得的方程;
(2)联立直线与曲线方程,借助韦达定理和弦长公式可表示出的面积,借助该面积计算即可得的值,即可得直线的方程.
【详解】(1)由题意可得,解得,
故;
(2)设,,
由,可得,
则有,解得且,
,,
,
化简得,即,
解得或,
故直线的方程为或.
5.(24-25高二上·贵州毕节·期末)已知双曲线:的一条渐近线为l:,且右焦点到直线的距离为2.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知是的右顶点,、是上与不重合的两点,且,证明:直线过定点,并求出定点的坐标.
【答案】(1)
(2)
【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
【分析】(1)根据点到直线的距离可求,再根据的关系及可求的值,得双曲线标准方程.
(2)先讨论直线无斜率时,求出直线过点,当直线有斜率时,设直线:,与双曲线方程联立,消去,得到关于的一元二次方程,根据韦达定理可得,,,再根据,可求的关系,进而可得直线经过的定点,排除不合题意的即可得问题答案.
【详解】(1)双曲线的右焦点,到直线的距离为2,
所以,又.
所以双曲线:.
(2)如图:
易知.
当直线的斜率不存在时,设直线:.
不防取,,
由,所以.
所以或(舍去).
所以直线过点.
当直线的斜率存在时,设直线:.
由,消去得:().
由.
设,,
则,,
所以,
由,所以,
即,
所以,
所以或.
由得,所以直线过定点,舍去;
由得,所以直线过定点.
综上可得:直线过定点.
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专题04 双曲线(期中复习讲义)
双曲线专题在期中考试里,核心考点:双曲线的定义及标准方程,双曲线的简单性质,离心率,焦点三角形,渐近线,点差法,光学性质以及直线与双曲线之间的位置关系;在选填中,重点放在渐近线,离心率的应用上,解答题方面,重点放在直线与双曲线的位置关系中涉及到的面积,向量,共线,斜率,图像,定点,定直线问题上。
核心考点
复习目标
考情规律
双曲线的定义与方程
双曲线的定义及标准方程
基础必考点;常在小题或解答题第一问中出现,难点利用数形结合掌握双曲线的定义求轨迹方程
双曲线的简单性质
长轴,短轴,焦距,离心率,渐近线及特征三角形,对称关系
基础必考点,常在小题中出现,难点利用定义,方程以及解三角形正、余弦定理求解离心率及范围问题
双曲线的焦点三角形
焦点三角形周长和面积
基础必考点,常在小题中出现,难点利用焦点三角形的面积公式题型的求解.
中点弦公式
点差法的应用和推导
基础考点,常在小题和基础解答题第二问中出现,难点利用点差法求参数的取值范围
直线与双曲线的位置关系
弦长和面积,向量,共线,斜率,图形等的描述
必考点,常在解答题中出现,难点在面积的最值,向量的转化,三点共线,斜率及图形的转化求解.
知识点01 双曲线的标准方程及简单性质
1、双曲线的定义:平面内与两个定点、的距离差的绝对值等于常数(小于)的点的轨迹叫双曲线,两个定点叫双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.
①若,则集合为椭圆;②若,则集合为两条射线.
2、双曲线的基本性质:
焦点的位置
焦点在轴上
焦点在轴上
图形
标准方程
范围
或,
或,
顶点
、
、
轴长
实轴的长;虚轴的长
对称性
关于轴、轴对称,关于原点中心对称
焦点
、
、
焦距
关系
离心率
渐近线方程
焦点到渐近线距离
通径
过焦点且垂直于长轴的弦叫通径:
·易错点: 实轴,虚轴,通径的长度位置,利用数形结合掌握双曲线的定义以及应用上,消参的表示上为易错点
知识点02 焦点三角形
1、焦点三角形:,,,
2、焦半径:,
易错点:易混淆椭圆和双曲线的焦点三角形面积公式,焦半径的坐标式的表达上.
知识点03 中点弦公式(点差法)
1、已知是双曲线上的两个点,为中心,则.
2、已知是双曲线:上的两动点,是双曲线上异于的一点,若两点关于原点对称.
·易错点:容易出现两个点未关于原点对应或斜率相乘时,就是用点差法推导的中点弦公式,且容易与椭圆的公式混淆.
知识点04 直线与双曲线的位置关系
1、焦半径倾斜式及焦比公式:过左焦点,倾斜角为的直线交双曲线于两点,在线段上;
,;若,则焦比公式:.
若点在一点,则焦比公式:
2、弦长公式:设直线与双曲线有两个公共点则弦长公式为或.
·易错点:双曲线的倾斜式的表示记混淆,其次在解答题第二问的转化上,存在对应的转化等式的错误.
题型一 双曲线的定义和标准方程
解|题|技|巧
1、双曲线的标准方程,通过双曲线上的点到两个焦点的距离的差的绝对值等于,焦点坐标确定,利用求解椭圆的方程
2、焦点在轴:,焦点在轴:
易|错|点|拨
注意焦点在轴或轴上,容易出现方程错误.
【典例1】(2023高三·全国·专题练习)已知双曲线的两个焦点分别为,,双曲线上一点P与F1,F2的距离差的绝对值等于6,则双曲线的标准方程为( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
【变式1】(2023高三上·湖北孝感·专题练习)过点且与椭圆有相同焦点的双曲线方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2】(23-24高二上·江苏常州·期末)已知双曲线的左右焦点分别为,,点在双曲线上,,则( )
A.13 B.10
C.1 D.13或1
题型二 双曲线的简单性质
解|题|技|巧
1、双曲线的实轴,虚轴,焦距,离心率,且图象关系轴对称
2、双曲线的焦点坐标,顶点坐标.
3、双曲线的通径.
4、双曲线的渐近线方程:.
易|错|点|拨
双曲线中的三角形转化为余弦定理或坐标带入时的方法问题.
【典例1】(24-25高二下·河南·期末)已知双曲线C:(,)的一条渐近线方程为,则C的离心率为( )
A. B.
C.2 D.
【典例2】(22-23高二上·甘肃兰州·期末)已知方程表示双曲线,则k的取值范围是( )
A. B.
C. D.或
【变式1】(24-25高二上·天津·期末)已知双曲线与椭圆有相同的焦点,且离心率为,则双曲线C的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2】(24-25高二上·北京延庆·期末)“”是“方程表示焦点在轴上双曲线”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式3】(24-25高二下·陕西咸阳·期末)已知双曲线的离心率为,则双曲线的焦点到渐近线的距离为( )
A. B.2
C.4 D.
题型三 离心率
解|题|技|巧
离心率:
1、点在双曲线上,利用坐标法带入双曲线方程,求解出之间的关系即可;
2、点在双曲线上,利用定义()及长度关系,求解出之间的关系;
3、利用三角形的正、余弦定理,化简求解出之间的关系.
解三角形正弦定理:,
解三角形余弦定理:,以及解多个三角形时,在不同三角形中表示同一个角的余弦定理进行化简求解.
在正余弦定理的使用时,容易把角的余弦正负判断错误.
易|错|点|拨
在正余弦定理的使用时,容易把角的余弦正负判断错误.
【典例1】(24-25高二下·河南新乡·期末)已知双曲线C:的右焦点为F,左顶点为A,过F作C的一条渐近线的垂线,垂足为P,若,则C的离心率为( )
A. B.
C.2 D.3
【典例2】(24-25高二下·云南·期末)已知双曲线,点(不与原点重合)在的一条渐近线上,若点到另一条渐近线的距离与到轴的距离相等,则的离心率为( )
A.2 B.
C. D.
【变式1】(24-25高二下·云南昆明·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,,点是上一点,且,若,则的离心率为( )
A. B.
C. D.
【变式2】(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.
【变式3】(24-25高二下·安徽芜湖·期末)已知,是双曲线的左、右焦点,点A,B在双曲线上,且满足,,则双曲线C的离心率为( )
A. B.
C. D.
题型四 焦点三角形
答|题|模|板
焦点三角形:,,,为内切圆圆心的横坐标
,内切圆圆心的坐标
易|错|点|拨
在焦点三角形面积公式的求解时,不易判断具体使用哪一种面积公式的计算,也容易和椭圆的焦点三角形面积公式混淆.
【典例1】(24-25高二上·新疆克孜勒苏·期末)已知双曲线的中心在原点,两个焦点分别为和,点在双曲线上,且,的面积为1,则双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式1】(24-25高二上·吉林·期末)已知,分别是双曲线C:的左、右两个焦点,点P在双曲线C上,且满足,则的面积是( )
A.1 B.
C.3 D.
【变式2】(24-25高二上·江西南昌·期末)已知,为双曲线的左,右焦点,O为坐标原点,M为双曲线上一点,且,则M到x轴的距离为( )
A. B.
C.2 D.
题型五 中点弦公式(点差法)
答|题|模|板
中点弦公式:
(1)已知是双曲线上的两个点,为中心,则.
(2)已知是双曲线:上的两动点,是双曲线上异于的一点,若两点关于原点对称.
直线与双曲线相交时,符合中点或两点关于直线对应,即可使用点差法进行中点弦公式的推导,即双曲线的第三定义.
易|错|点|拨
注意:不是所有的中点都是用中点弦公式,要满足相交弦中点才可用点差法进行推导,点在弦上不是中点时,也可以用定比分点的形式进行求解!
【典例1】(24-25高二上·山西太原·期末)已知直线与双曲线相交于、两个不同点,点是的中点,则双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
【变式1】(24-25高二上·重庆·阶段练习)焦点在轴上的双曲线与双曲线有相同的渐近线,过点的直线与双曲线交于两点,若线段的中点是,则双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
题型五 双曲线的定义
答|题|模|板
1、平面上一点到两个定点距离的差的绝对值的点的轨迹为双曲线,包括:
圆的内切和外切,利用消元进行分析;
2、垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等,利用相等线之间的关系找到距离差为定值;
3、利用直译法,和双曲线的第三定义,求解双曲线的标准方程.
易|错|点|拨
注意:数形结合上,把椭圆和双曲线的定义混淆
【典例1】.(23-24高二上·广东·期末)已知动圆与圆及圆都外切,那么动圆圆心轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【典例2】(22-23高二上·湖北·期末)已知圆,为圆心,为圆上任意一点,定点,线段的垂直平分线与直线相交于点,则当点在圆上运动时,点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【变式1】(20-21高二上·北京海淀·期末)设点,,为动点,已知直线与直线的斜率之积为定值,点的轨迹是( )
A. B.
C. D.
【变式2】(21-22高三·四川·对口高考)已知y轴上两点,,则平面内到这两点距离之差的绝对值为8的动点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【变式3】(22-23高二上·浙江·期中)已知圆:,为圆心,为圆上任意一点,定点,线段的垂直平分线与直线相交于点,则当点在圆上运动时,点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
题型五 离心率取值范围
答|题|模|板
1、离心率:利用定义(双曲线上的点到焦点距离差的绝对值为定值),坐标(点在双曲线上,渐近线上),几何关系(角度,最值,正余弦定理)进行不等式的表示,从而推导出的不等式,求解离心率的取值范围.
易|错|点|拨
不等关系的寻找上,没有按照精确的标准进行不等关系的表示.
【典例1】(24-25高二上·辽宁大连·期末)已知点是双曲线的左、右焦点,若双曲线上存在一点满足,则该双曲线的离心率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式1】(24-25高二下·广东·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,点在双曲线的右支上,且,则双曲线的离心率的最大值为( )
A. B.
C. D.
【变式2】(24-25高二下·河南周口·阶段练习)已知是椭圆与双曲线的公共焦点,是它们的一个公共点.若,则椭圆与双曲线的离心率之积的最小值为( )
A. B.
C.1 D.
题型五 双曲线的光学性质
答|题|模|板
通过双曲线一焦点的光线,被双曲线反射后,反向延长线经过双曲线的另一个焦点,即得到一个焦点三角形,从而利用双曲线的定义,焦点三角形的面积公式,余弦定理等进行求解.
易|错|点|拨
双曲线的焦点三角形面积,余弦定理的表示和应用上不足
【典例1】(24-25高二上·广西河池·期末)如图1所示,双曲线具有光学性质:从双曲线右焦点发出的光线经过双曲线镜面反射,其反射光线的反向延长线经过双曲线的左焦点.若双曲线的左、右焦点分别为,,从发出的光线经过图2中的A,B两点反射后,分别经过点C和且,,则E的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1】(2023·广西柳州·模拟预测)如图1所示,双曲线具有光学性质;从双曲线右焦点发出的光线经过双曲线镜面反射,其反射光线的反向延长线经过双曲线的左焦点.若双曲线的左、右焦点分别为,从发出的光线经过图2中的A,B两点反射后,分别经过点和,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式2】(23-24高三上·江西·期末)阿波罗尼斯(约公元前262年~约公元前190年),古希腊著名数学家﹐主要著作有《圆锥曲线论》、《论切触》等.尤其《圆锥曲线论》是一部经典巨著,代表了希腊几何的最高水平,此书集前人之大成,进一步提出了许多新的性质.其中也包括圆锥曲线的光学性质,光线从双曲线的一个焦点发出,通过双曲线的反射,反射光线的反向延长线经过其另一个焦点.已知双曲线C:(,)的左、右焦点分别为,,其离心率,从发出的光线经过双曲线C的右支上一点E的反射,反射光线为EP,若反射光线与入射光线垂直,则( )
A. B.
C. D.
题型五 双曲线的最值
答|题|模|板
利用双曲线的定义,将两条线段转化为定义的另一条线段进行最值的求解,两个线段相加时存在最小值,即两边之和大于第三边;两个线段相减时存在最小值,即两边之差小于第三边.
易|错|点|拨
在数形结合上,没有使用定义进行其中一条线段的表示,从而表达不出三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边.
【典例1】(22-23高二上·福建福州·期末)已知,双曲线的左、右焦点分别为,,点是双曲线左支上一点,则的最小值为( )
A.5 B.7
C.9 D.11
【变式1】(23-24高二上·江苏苏州·阶段练习)已知双曲线的下焦点为,,是双曲线上支上的动点,则的最大值是( )
A.不存在 B.8
C.7 D.6
【变式2】(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
题型五 双曲线的解答题
答|题|模|板
1、直线与双曲线相交时:
(1)设直线方程,联立化简,表示出韦达定理
(2)利用题目给出的信息,表示出题目要求解的内容,包括面积,向量,斜率等等式
(3)围绕着坐标进行化简,将韦达定理带入进行求解,从而化简出所求的问题
易|错|点|拨
当直线设,忘记考虑斜率不存在的情况,因此注意根据图象注意点斜式,斜截式的表示,使用或.
【典例1】.(24-25高二上·云南昆明·期末)已知双曲线(,)过点,且渐近线方程为.
(1)求C的标准方程.
(2)设过点的直线与交于两点,问在轴上是否存在定点,使得为常数?若存在,求出点的坐标及该常数的值;若不存在,请说明理由.
【变式1】.(22-23高二上·广东肇庆·期中)已知双曲线与双曲线的渐近线相同,且经过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若斜率为的直线过双曲线的左焦点,分别交双曲线于、两点,求证:.
【变式2】.(24-25高二下·上海金山·期中)已知双曲线的离心率为2,实轴长为4,过点的直线l与C相交于A,B两点.
(1)求C的方程;
(2)是否存在l,使得P恰好是线段AB的中点?若存在,求出l的方程;若不存在,请说明理由;
(3)l与直线交于点Q,设,,问:是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,请说明理由.
期中基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高二下·内蒙古·期末)双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二下·安徽安庆·期末)已知双曲线的渐近线方程为,则该双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.2
3.(24-25高二上·陕西宝鸡·期末)双曲线的两个焦点分别是、,焦距为,是双曲线上的一点,且,则( )
A. B.
C.或 D.
4.(24-25高二上·北京大兴·期末)已知双曲线的焦点在x轴上,则实数m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
5.(21-22高三下·四川德阳·期末)双曲线的焦点坐标是和,实轴长是2,则其方程是( )
A. B.
C. D.
6.(2023·陕西商洛·一模)已知双曲线的左顶点为,右焦点为,焦距为,点在双曲线上,且,,则( )
A. B.
C. D.
7.(24-25高二下·江苏盐城·期末)双曲线的离心率为2,其中一条渐近线与圆相交于A,B两点,则( )
A. B.
C. D.
期中重难突破练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高二上·陕西汉中·期末)已知双曲线的离心率为则该双曲线的渐近线方程为( )
A. B.y=±3x
C. D.
2.(24-25高三上·福建泉州·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,,点在的渐近线上,与轴垂直,点在轴上,.若,则的离心率为( )
A. B.
C.2 D.
3.(24-25高二上·重庆渝中·期末)已知点F是双曲的右焦点,O是坐标原点,以OF为直径的圆与双曲线的一条渐近线交于点A,若的面积为5,则该双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高二上·河南驻马店·期末)已知,分别是双曲线的左、右焦点,为上一点,,且的面积等于8,则( )
A. B.2
C. D.4
5.(23-24高二上·河北保定·期末)已知为双曲线的左,右焦点,为坐标原点,为双曲线上一点,且,则到轴的距离为( )
A.2 B.
C. D.
6.(21-22高二下·全国·期末)记双曲线C:(,)虚轴的两个端点分别为M,N,点A,B在双曲线C上,点E在x轴上,若M,N分别为线段EA,EB的中点,且,则双曲线C的离心率为( )
A. B.
C. D.
7.(2024·广东韶关·二模)已知双曲线的左焦点为,过点的直线与轴交于点,与双曲线交于点A(A在轴右侧).若是线段的中点,则双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
期中综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(24-25高二上·江西·阶段练习)已知双曲线:的右焦点为,点P在C的右支上,且,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·安徽滁州·期末)已知点,点是双曲线:左支上的动点,是圆:上的动点,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·安徽滁州·期中)已知双曲线的离心率是,焦距是6.
(1)求的方程;
(2)若直线与相交于A,B两点,且(为坐标原点),求的值.
4.(24-25高二上·广东·期中)已知双曲线的离心率为,虚轴长为4.
(1)求的方程;
(2)直线与双曲线相交于两点,为坐标原点,的面积是,求直线的方程.
5.(24-25高二上·贵州毕节·期末)已知双曲线:的一条渐近线为l:,且右焦点到直线的距离为2.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知是的右顶点,、是上与不重合的两点,且,证明:直线过定点,并求出定点的坐标.
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