内容正文:
专题2.14双曲线的几何性质
教学目标
①掌握双曲线的简单几何性质,了解双曲线中a,b,c,e的几何意义及范围。
②会根据双曲线的方程解决双曲线的几何性质,会用双曲线的几何意义解决相关问题。
教学重难点
重点:双曲线的渐近线、离心率等几何性质:
难点:双曲线的离心率的意义及算法
知识点01 双曲线的几何性质
标准方程
()
()
图形
性质
范围
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点坐标
,
,
渐近线
离心率
,,
a,b,c间的关系
【即学即练】已知双曲线经过点,则的虚轴长为( )
A. B.2 C. D.1
知识点02 等轴双曲线
(,)当时称双曲线为等轴双曲线
①; ②离心率; ③两渐近线互相垂直,分别为;
④等轴双曲线的方程,;
【即学即练】已知等轴双曲线过点,则双曲线的标准方程为 .
知识点03 直线与双曲线的位置关系
1、代数法:设直线,双曲线联立解得:
(1)时,,直线与双曲线交于两点(左支一个点右支一个点);
,,或k不存在时,直线与双曲线没有交点;
(2)时,
存在时,若,,直线与双曲线渐近线平行,直线与双曲线相交于一点;
若,
时,,直线与双曲线相交于两点;
时,,直线与双曲线相离,没有交点;
时,直线与双曲线有一个交点;相切
不存在,时,直线与双曲线没有交点;
直线与双曲线相交于两点;
【即学即练】已知双曲线,过点作直线,使与有且只有一个公共点,则满足条件的直线共有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
知识点04 弦长公式
1、直线被双曲线截得的弦长公式,设直线与椭圆交于,两点,则
为直线斜率
2、通径的定义:过焦点且垂直于实轴的直线与双曲线相交于、两点,则弦长 .
【即学即练】已知双曲线的实轴长为2,右焦点为.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知直线与双曲线交于不同的两点,,求.
知识点05 双曲线与渐近线的关系
1、若双曲线方程为渐近线方程:
2、若双曲线方程为(,)渐近线方程:
3、若渐近线方程为,则双曲线方程可设为,
4、若双曲线与有公共渐近线,则双曲线的方程可设为(,焦点在轴上,,焦点在轴上)
【即学即练】双曲线的渐近线方程为
知识点06 双曲线中点弦的斜率公式
设为双曲线弦(不平行轴)的中点,则有
证明:设,,则有, 两式相减得:
整理得:,即,因为是弦的中点,
所以: , 所以
【即学即练】6.已知双曲线的右焦点为,直线与的右支交于两点.若线段的中点坐标为,求直线的方程.
题型01由双曲线的方程求几何性质
【典例1】已知双曲线的焦点分别是、,点P在双曲线C上,则下列结论正确的是( )
A.的最大值为4 B.的最大值为2
C.的最小值为 D.的最小值为
【变式1】已知双曲线,则的右焦点到其渐近线的距离为( )
A.2 B.6 C. D.
【变式2】(多选)已知,且,双曲线与,则下列结论错误的是( )
A.它们的实轴长相等 B.它们的焦点相同
C.它们的离心率相等 D.它们的渐近线相同
【变式3】若双曲线与椭圆的焦点相同,且过点,则该双曲线的标准方程为 .
【变式4】在双曲线中,的取值范围是 .
题型02 根据双曲线几何性质求其标准方程
【典例1】(1)平面直角坐标系中,求经过两点的椭圆标准方程;
(2)平面直角坐标系中,求与双曲线有公共渐近线,且经过点的双曲线标准方程.
【变式1】求满足下列条件的双曲线的标准方程:
(1)过点,且与双曲线的离心率相等;
(2)两顶点间的距离为8,渐近线方程为.
【变式2】(1)已知双曲线过点,渐近线方程为,求该双曲线的标准方程.
(2)求经过点的双曲线的标准方程.
【变式3】(1)求与椭圆有相同的焦点,且经过点的椭圆标准方程;
(2)求焦点在轴上,虚轴长为8,离心率为的双曲线标准方程;
【变式4】已知双曲线的离心率为,且双曲线的右焦点到一条渐近线的距离为2.求的方程.
题型03双曲线的渐近线问题
【典例1】过原点的直线与双曲线的左、右两支分别交于M,N两点,若以线段MN为直径的圆过C的右焦点F,且,则C的渐近线方程为 .
【变式1】双曲线的渐近线方程为 .
【变式2】若双曲线的渐近线为 .
【变式3】双曲线的渐近线方程为 .
【变式4】双曲线的右顶点到其渐近线的距离为 .
题型04 双曲线的离心率问题(定值)
【典例1】已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,O为坐标原点,若点P在C的右支上,且,,则C的离心率为 .
【变式1】已知双曲线E:的左、右焦点分别为,.若点A,B在E的左支上,且,,则E的离心率为 .
【变式2】已知双曲线的左、右焦点分别为,,椭圆的离心率为,直线过点且与双曲线交于,两点,若,且,则双曲线的离心率为 .
【变式3】已知双曲线的左右焦点分别为,,过的直线与双曲线的右支相交于点,分别过点,作直线的垂线,垂足分别为N,M,且为线段的中点,,则此双曲线的离心率为 .
【变式4】已知双曲线的右焦点为,右顶点为,过点且与轴垂直的直线与在第一象限交于点,直线与的渐近线在第一象限交于点,若是的中点,则的离心率为 .
求解椭圆或双曲线的离心率的方法如下:
(1)定义法:通过已知条件列出方程组,求得、的值,根据离心率的定义求解离心率的值;
(2)齐次式法:由已知条件得出关于、的齐次方程,然后转化为关于的方程求解;
(3)特殊值法:通过取特殊位置或特殊值,求得离心率.
题型05 双曲线的离心率问题(最值或范围)
【典例1】如图,,分别为双曲线的左、右焦点,A为双曲线C左支上一点,四边形为等腰梯形,且.若,则双曲线C的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式1】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.
【变式2】已知双曲线的上下焦点分别为,点在的下支上,过点作的一条渐近线的垂线.垂足为.若恒成立,则的离心率的取值范围是
【变式3】已知,分别是双曲线的左、右焦点,是双曲线右支上的一点,是线段的中点,,,则双曲线的离心率的取值范围是 .
【变式4】已知,分别是双曲线的左、右焦点,过点且与双曲线的一条渐近线平行的直线交另一条渐近线于点,若为锐角,则双曲线离心率的取值范围是 .
求解椭圆或双曲线的离心率的方法如下:
(1)定义法:通过已知条件列出方程组,求得、的值,根据离心率的定义求建立不等关系求出离心率取值范围;
(2)齐次式法:由已知条件得出关于、的齐次不等式,然后转化为关于的不等式;
题型06根据双曲线的离心率求参数
【典例1】已知双曲线的离心率为,则 .
【变式1】若双曲线的离心率为,则此双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【变式2】已知双曲线C:的离心率,则实数的值为( )
A. B.
C. D.
【变式3】已知,是双曲线的两个焦点,为上一点,且,,若的离心率为,则的值为( )
A.3 B. C.2 D.
【变式4】(多选)若双曲线的离心率是2,则的值可以是( )
A. B. C.1 D.2
题型07 直线与双曲线的位置关系
【典例1】若直线与双曲线的右支有两个交点,求k的取值范围.
【变式1】“”是“直线与双曲线只有一个公共点”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2】已知直线的方程为,双曲线的方程为若直线与双曲线的右支交于不同的两点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式3】已知双曲线,过点作直线与双曲线有且只有一个交点,这样的直线可以作 条(填“条数”).
【变式4】若直线与双曲线的左、右两支各有一个交点,则实数k的取值范围是 .
1、代数法:设直线,双曲线联立解得:
(1)时,,直线与双曲线交于两点(左支一个点右支一个点);
,,或k不存在时,直线与双曲线没有交点;
(2)时,
存在时,若,,直线与双曲线渐近线平行,直线与双曲线相交于一点;
若,
时,,直线与双曲线相交于两点;
时,,直线与双曲线相离,没有交点;
时,直线与双曲线有一个交点;相切
不存在,时,直线与双曲线没有交点;
直线与双曲线相交于两点;
题型08 弦长问题
【典例1】已知双曲线的实轴长为2,右焦点F到渐近线的距离为.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若直线被双曲线C截得的弦长为,求实数m的值.
【变式1】已知双曲线:,点的坐标为 .设直线 过点,斜率为,它与双曲线交于、两点,求线段的长.
【变式2】已知双曲线的左、右焦点分别为,,点在上,且.
(1)求的标准方程;
(2)过的直线交于M,N两点,线段与线段交于点,若的面积等于的面积,求.
【变式3】已知中心在坐标原点的双曲线的右焦点坐标,且离心率.
(1)求双曲线的标准方程和渐近线方程;
(2)过双曲线右焦点且倾斜角为的直线与双曲线交于、两点,求.
【变式4】已知双曲线的离心率,实轴长.
(1)求的方程;
(2)过的右焦点且倾斜角为的直线交于,两点,求;
题型09三角形面积问题
【典例1】已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,若C的离心率为2,点在C上,过的直线l交C的右支于P,Q两点.
(1)求直线AP,AQ的斜率之积;
(2)若的面积为,求l的方程.
【变式1】已知点在双曲线C:上,直线l交C于P,Q两点,直线的斜率之和为0.若,求的面积.
【变式2】已知双曲线的左顶点为,右焦点为.过点且垂直于轴的直线与交于,两点,其中位于第一象限,且.
(1)求的方程;
(2)过点且斜率为的直线与交于,两点,求的面积.
【变式3】已知双曲线的焦距为,右顶点为,点在双曲线的渐近线上.
(1)求双曲线的方程;
(2)过点作斜率为的直线与双曲线交于M,N两点,若的面积为,求实数的值.
【变式4】已知双曲线的离心率为分别是双曲线的左、右焦点,过的直线与双曲线交于两点,当直线垂直于轴时,.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若的面积为,求直线的方程.
题型10中点弦和点差法
【典例1】已知双曲线的焦点与椭圆的焦点重合,其渐近线方程为.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)过点作直线与曲线C相交于P,Q两点,点N能否是线段PQ的中点?若能,求直线PQ的方程;若不能,请说明理由.
【变式1】已知直线交双曲线于点,点,若的重心恰好落在双曲线的左焦点上,则直线的斜率为 .
【变式2】已知双曲线被斜率为1的直线截得的弦的中点为,则该双曲线的离心率为 .
【变式3】设是双曲线上的两点,且线段的中点是,则直线的斜率为 .
【变式4】已知圆心为的动圆与:外切,与:内切.
(1)求的轨迹方程;
(2)过点的直线与的轨迹交于,两点,且为线段的中点,求坐标原点关于直线的对称点的坐标.
设为双曲线弦(不平行轴)的中点,则有
1.直线与双曲线的交点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.1或2
2.双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
3.已知双曲线的左、右焦点分别为,,P是双曲线右支上一点,且直线的斜率为2,是面积为8的直角三角形,则双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
4.已知双曲线的两条渐近线分别为与与为上关于原点对称的两点,为上一点且(为双曲线离心率),则双曲线离心率可能的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.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
6.已知双曲线C:的一条渐近线方程为,过C的左焦点F的直线与C的右支交于点G,且与:相切于点E,若M为FG中点,则( )
A. B. C. D.
7.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
8.已知椭圆与双曲线有相同的焦点,其中为左焦点,点为两曲线在第一象限的交点,分别为曲线的离心率,若是以为底边的等腰三角形,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
9.(多选)已知点在左、右焦点分别为的双曲线上,,则( )
A.渐近线方程为 B.离心率为
C. D.
10.若、是双曲线的左右焦点,过的直线与双曲线的左右两支分别交于,两点.若为等边三角形,则双曲线的离心率为 .
11.求适合下列条件的曲线方程:
(1)与椭圆有相同的焦点,且过点的椭圆的标准方程;
(2)渐近线方程为,经过点双曲线的标准方程.
12.已知双曲线的离心率为,实轴长为.
(1)写出双曲线的渐近线方程;
(2)直线与双曲线右支交于不同的两点,求实数的取值范围.
13.已知双曲线C的中心为坐标原点,对称轴为x轴,y轴,且过,两点.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)已知直线l与双曲线C有且只有一个公共点,且l与坐标轴正半轴所围成的三角形面积为,求直线l的方程.
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专题2.14双曲线的几何性质
教学目标
①掌握双曲线的简单几何性质,了解双曲线中a,b,c,e的几何意义及范围。
②会根据双曲线的方程解决双曲线的几何性质,会用双曲线的几何意义解决相关问题。
教学重难点
重点:双曲线的渐近线、离心率等几何性质:
难点:双曲线的离心率的意义及算法
知识点01 双曲线的几何性质
标准方程
()
()
图形
性质
范围
或
或
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点坐标
,
,
渐近线
离心率
,,
a,b,c间的关系
【即学即练】已知双曲线经过点,则的虚轴长为( )
A. B.2 C. D.1
【答案】A
【分析】由题干得到双曲线方程可求出虚轴
【详解】由点在双曲线上,得,解得,即双曲线方程为,所以,则的虚轴长为.
故选:A
知识点02 等轴双曲线
(,)当时称双曲线为等轴双曲线
①; ②离心率; ③两渐近线互相垂直,分别为;
④等轴双曲线的方程,;
【即学即练】已知等轴双曲线过点,则双曲线的标准方程为 .
【答案】
【分析】设出双曲线的方程,代入双曲线的方程,求得参数的值,即可得到双曲线的方程
【详解】因为双曲线是等轴双曲线,
所以可设双曲线的方程为,
将点代入,可求得,
所以所求双曲线的方程为,
即为,
故答案为:.
知识点03 直线与双曲线的位置关系
1、代数法:设直线,双曲线联立解得:
(1)时,,直线与双曲线交于两点(左支一个点右支一个点);
,,或k不存在时,直线与双曲线没有交点;
(2)时,
存在时,若,,直线与双曲线渐近线平行,直线与双曲线相交于一点;
若,
时,,直线与双曲线相交于两点;
时,,直线与双曲线相离,没有交点;
时,直线与双曲线有一个交点;相切
不存在,时,直线与双曲线没有交点;
直线与双曲线相交于两点;
【即学即练】已知双曲线,过点作直线,使与有且只有一个公共点,则满足条件的直线共有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】D
【分析】结合双曲线的性质与点位置,画出对应图形即可得.
【详解】易知双曲线的焦点,顶点,渐近线为,
由可得该点在双曲线右顶点上方,
易得过点与双曲线有且只有一个公共点的直线中,
有两条和双曲线的渐近线分别平行的直线(图1),
有两条双曲线右支的切线(图2),共4条.
故选:D.
知识点04 弦长公式
1、直线被双曲线截得的弦长公式,设直线与椭圆交于,两点,则
为直线斜率
2、通径的定义:过焦点且垂直于实轴的直线与双曲线相交于、两点,则弦长.
【即学即练】已知双曲线的实轴长为2,右焦点为.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知直线与双曲线交于不同的两点,,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据实轴长可求,根据焦点坐标可求,然后可得方程;
(2)联立直线与双曲线的方程,利用韦达定理和弦长公式可求答案.
【详解】(1)由已知,,
又,则,
所以双曲线方程为.
(2)由,得,
则,
设,,则,,
所以.
知识点05 双曲线与渐近线的关系
1、若双曲线方程为渐近线方程:
2、若双曲线方程为(,)渐近线方程:
3、若渐近线方程为,则双曲线方程可设为,
4、若双曲线与有公共渐近线,则双曲线的方程可设为(,焦点在轴上,,焦点在轴上)
【即学即练】双曲线的渐近线方程为
【答案】
【分析】令双曲线右边为,再求解关于与的关系式,从而得到渐近线方程.
【详解】
故答案为:.
知识点06 双曲线中点弦的斜率公式
设为双曲线弦(不平行轴)的中点,则有
证明:设,,则有, 两式相减得:
整理得:,即,因为是弦的中点,
所以: , 所以
【即学即练】6.已知双曲线的右焦点为,直线与的右支交于两点.若线段的中点坐标为,求直线的方程.
【答案】
【分析】设,根据题意利用点差法可得直线的斜率,即可得方程,注意检验.
【详解】设,则,直线的斜率,
因为在椭圆上,则,两式相减得,
整理可得,即,
可得直线的方程为,即,经检验符合题意,
所以直线的方程为,即.
题型01由双曲线的方程求几何性质
【典例1】已知双曲线的焦点分别是、,点P在双曲线C上,则下列结论正确的是( )
A.的最大值为4 B.的最大值为2
C.的最小值为 D.的最小值为
【答案】D
【分析】设出点的坐标,结合双曲线的范围,利用数量积的坐标运算求解即可.
【详解】根据题意,的坐标为,设点的坐标为,则,
故,
又,故,
又,故当时,取得最小值,且其没有最大值,
故的最小值为,无最大值.
故选:D
【变式1】已知双曲线,则的右焦点到其渐近线的距离为( )
A.2 B.6 C. D.
【答案】B
【分析】求出右焦点坐标、渐近线方程,利用点到直线的距离公式可得答案.
【详解】因为,所以,
可得右焦点坐标为,其中一条渐近线方程为,
右焦点到其渐近线的距离为.
故选:B.
【变式2】(多选)已知,且,双曲线与,则下列结论错误的是( )
A.它们的实轴长相等 B.它们的焦点相同
C.它们的离心率相等 D.它们的渐近线相同
【答案】BD
【分析】根据双曲线的方程一一求出它们的实轴长、焦点位置、离心率和渐近线方程即可判断各选项.
【详解】对于A,由题意可知双曲线的长轴长均为,所以它们的实轴长相等,故A正确;
对于B,双曲线的焦点分别在轴和y轴上,所以它们的焦点不相同,故B错误;
对于C,双曲线的焦距均为,所以它们的离心率均为,即它们的离心率相等,故C正确;
对于D,双曲线的渐近线分别为和,
因为,所以它们的渐近线不相同,故D错误.
故选:BD
【变式3】若双曲线与椭圆的焦点相同,且过点,则该双曲线的标准方程为 .
【答案】
【分析】根据椭圆方程求出焦点坐标,设双曲线方程,代入点求出参数即可.
【详解】可化为,其焦点为和,
所以双曲线焦点为和,即,
故设双曲线方程为,
因其过点,代入可得,解得或(舍去),
故双曲线的方程为.
故答案为:.
【变式4】在双曲线中,的取值范围是 .
【答案】
【分析】化简双曲线方程,求出值,即可得到答案.
【详解】由双曲线,可得:,所以,则,故的取值范围是,
故答案为:
题型02 根据双曲线几何性质求其标准方程
【典例1】(1)平面直角坐标系中,求经过两点的椭圆标准方程;
(2)平面直角坐标系中,求与双曲线有公共渐近线,且经过点的双曲线标准方程.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)设椭圆方程为(,根据椭圆所过的点列方程组求出即可得解;
(2)由题意设双曲线方程为,再根据所过的点求出即可得解.
【详解】(1)设椭圆方程为(,
则,解得,∴椭圆方程为;
(2)由题意设双曲线方程为,
因为双曲线过点,所以,故,
所以双曲线标准方程为,即.
【变式1】求满足下列条件的双曲线的标准方程:
(1)过点,且与双曲线的离心率相等;
(2)两顶点间的距离为8,渐近线方程为.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)利用已知条件确定双曲线焦点位置,从而可求解,,即可得到双曲线方程;
(2)由已知可得,分别讨论当焦点在轴上,利用渐近线方程求得的值,从而得双曲线方程.
【详解】(1)由题意可知:双曲线的焦点在轴上,设双曲线方程为,且,
又双曲线的离心率为,则,得,
故,所以双曲线的方程为.
(2)由题意知,当双曲线的焦点在轴上时,则,可得,
所以双曲线的方程为;
当双曲线的焦点在轴上时,则,可得,
所以双曲线的方程为;
综上所述:双曲线的方程为或.
【变式2】(1)已知双曲线过点,渐近线方程为,求该双曲线的标准方程.
(2)求经过点的双曲线的标准方程.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)结合双曲线的渐近线方程,设双曲线方程为,代入给定点即可得解.
(2)设双曲线方程为,代入求解方程组即得.
【详解】(1)由双曲线的渐近线方程为,设双曲线的方程为,
而该双曲线过点,则,
所以该双曲线的标准方程为.
(2)依题意,设双曲线方程为,
则,解得
所以该双曲线的标准方程为.
【变式3】(1)求与椭圆有相同的焦点,且经过点的椭圆标准方程;
(2)求焦点在轴上,虚轴长为8,离心率为的双曲线标准方程;
【答案】(1);(2).
【分析】(1)写出已知椭圆参数,结合共焦点及椭圆所过的点求椭圆标准方程;
(2)根据虚轴长、离心率及双曲线参数关系求双曲线参数,即可得双曲线标准方程.
【详解】(1)由,可知,令所求椭圆为且,
则且在椭圆上,可得,故,,
所以,所求椭圆标准方程为.
(2)由题意,令双曲线为且,,
所以,故所求双曲线标准方程为.
【变式4】已知双曲线的离心率为,且双曲线的右焦点到一条渐近线的距离为2.求的方程.
【答案】
【分析】根据离心率设,再根据渐近线方程结合点到直线距离即可得到关于的方程,解出即可.
【详解】由题意知,双曲线的离心率为,设,则,
设双曲线的一条渐近线方程为,
则双曲线的右焦点到渐近线的距离为,解得,
所以的方程为.
题型03双曲线的渐近线问题
【典例1】过原点的直线与双曲线的左、右两支分别交于M,N两点,若以线段MN为直径的圆过C的右焦点F,且,则C的渐近线方程为 .
【答案】
【分析】由题可得四边形为矩形,则,由,结合,求出,再利用勾股定理即可求解.
【详解】如图,设为C的左焦点,连接,则四边形为平行四边形,
因为以线段MN为直径的圆过F,所以,从而四边形为矩形,
所以.
由双曲线的定义,得,即,
又因为,所以.
由,得,解得,
所以,故C的渐近线方程为.
【变式1】双曲线的渐近线方程为 .
【答案】
【分析】根据双曲线方程直接代入渐近线方程计算可得结果.
【详解】由双曲线可得其标准方程为,则,
所以,所以渐近线方程为;
故答案为:
【变式2】若双曲线的渐近线为 .
【答案】
【分析】化方程为双曲线的标准方程,即可得出渐近线方程.
【详解】由可得,
所以双曲线的渐近线方程为,
故答案为:
【变式3】双曲线的渐近线方程为 .
【答案】
【分析】根据双曲线方程直接写出渐近线方程即可.
【详解】由方程知,双曲线对应参数为,则其渐近线为,
所以,渐近线方程为.
故答案为:
【变式4】双曲线的右顶点到其渐近线的距离为 .
【答案】/
【分析】由双曲线方程依次得其渐近线和顶点坐标,再利用点到直线距离即可求解.
【详解】易得该双曲线的渐近线方程为,右顶点坐标为,
则其右顶点到其渐近线的距离为.
故答案为:.
题型04 双曲线的离心率问题(定值)
【典例1】已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,O为坐标原点,若点P在C的右支上,且,,则C的离心率为 .
【答案】
【分析】在和中,利用余弦定理并结合已知条件可得,从而可得离心率.
【详解】如图,在中,由余弦定理得,同理可得.
又因为,且,所以,即,又因为,
所以C的离心率.
故答案为:.
【变式1】已知双曲线E:的左、右焦点分别为,.若点A,B在E的左支上,且,,则E的离心率为 .
【答案】/
【分析】假设点在第二象限,设,则,结合双曲线定义、勾股定理得,再由勾股定理得,结合离心率公式解方程即可得解.
【详解】假设点在第二象限,如图,设,则.
由双曲线的定义得,.
因为,所以在中,,
即,整理得,
所以,,
故在中,,即,
整理得,所以.又,所以.
故答案为:.
【变式2】已知双曲线的左、右焦点分别为,,椭圆的离心率为,直线过点且与双曲线交于,两点,若,且,则双曲线的离心率为 .
【答案】2
【分析】根据条件用表示,在及中,分别利用余弦定理表示,,由可得的齐次式,从而可出离心率.
【详解】椭圆,则椭圆的长半轴长,短半轴长,半焦距,
易知椭圆的离心率,从而.
若,,则,
从而,,
设双曲线的半焦距为,双曲线的离心率为,
在中,由双曲线的定义可知,从而,
由余弦定理可得:.
在中,由双曲线的定义可知,从而,
.
由,可得,
即,则,
解得或(舍去).
故答案为:2.
【变式3】已知双曲线的左右焦点分别为,,过的直线与双曲线的右支相交于点,分别过点,作直线的垂线,垂足分别为N,M,且为线段的中点,,则此双曲线的离心率为 .
【答案】/
【分析】先画出图形,根据相似和勾股定理可得,然后根据双曲线的定义可求出,然后在直角三角形中根据勾股定理可求出之间的关系,从而求出离心率.
【详解】如图所示,根据相似,.
因为,所以.
所以,又,
根据勾股定理得,化简得,
所以,故.
故答案为:.
【变式4】已知双曲线的右焦点为,右顶点为,过点且与轴垂直的直线与在第一象限交于点,直线与的渐近线在第一象限交于点,若是的中点,则的离心率为 .
【答案】
【分析】利用双曲线方程求得,,利用中点坐标公式求得,结合点在渐近线方程上,可求得离心率.
【详解】由双曲线,可得右焦点,右顶点,
过过点且与轴垂直的直线方程为,代入双曲线方程可得,
解得,又因为点在第一象限,故,
因为是的中点,所以由中点坐标公式可得,
直线与的渐近线交于点,又渐近线方程,
所以,所以,两边平方得,
所以,所以,所以,
所以双曲线的离心率为.
故答案为:.
求解椭圆或双曲线的离心率的方法如下:
(1)定义法:通过已知条件列出方程组,求得、的值,根据离心率的定义求解离心率的值;
(2)齐次式法:由已知条件得出关于、的齐次方程,然后转化为关于的方程求解;
(3)特殊值法:通过取特殊位置或特殊值,求得离心率.
题型05 双曲线的离心率问题(最值或范围)
【典例1】如图,,分别为双曲线的左、右焦点,A为双曲线C左支上一点,四边形为等腰梯形,且.若,则双曲线C的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由双曲线的定义可得,在中结合余弦定理代入计算,即可得到结果.
【详解】因为,由双曲线的定义可知,,
又四边形为等腰梯形,且,则,
则,
在中,由余弦定理可得,
,
即,
化简可得,即,解得,
又,所以.
故选:D
【变式1】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
【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.
【变式2】已知双曲线的上下焦点分别为,点在的下支上,过点作的一条渐近线的垂线.垂足为.若恒成立,则的离心率的取值范围是
【答案】
【分析】根据题意画出草图,结合草图找到不等关系,再利用双曲线的离心率公式化简求范围.
【详解】如图,过点作渐近线的垂线,垂足为,
设,则点到渐近线的距离.
由双曲线的定义可得,故,
所以,即的最小值为,
因为恒成立,所以恒成立,即恒成立,
所以,,即,即,
所以,,即,解得.
故答案为:.
【变式3】已知,分别是双曲线的左、右焦点,是双曲线右支上的一点,是线段的中点,,,则双曲线的离心率的取值范围是 .
【答案】
【分析】由可知,又可得,则.设,,在中,由双曲线的定义及勾股定理可求得,.由根据正弦定理可知,进而可求得离心率的范围.
【详解】由可知,
由是线段的中点,是线段的中点,则,可得.
设,,
在中,由双曲线的定义可知,由勾股定理可知,
则,,
因为,所以由正弦定理可知,
代入整理可得,则,
又,所以.
则双曲线的离心率的取值范围是.
故答案为:.
【变式4】已知,分别是双曲线的左、右焦点,过点且与双曲线的一条渐近线平行的直线交另一条渐近线于点,若为锐角,则双曲线离心率的取值范围是 .
【答案】
【分析】利用得的关系式,然后求得离心率范围.
【详解】设直线的方程为,则其与另一条渐近线的交点为,
由为锐角,可得,即,
化简得,,,所以.故离心率的取值范围为.
故答案为:
求解椭圆或双曲线的离心率的方法如下:
(1)定义法:通过已知条件列出方程组,求得、的值,根据离心率的定义求建立不等关系求出离心率取值范围;
(2)齐次式法:由已知条件得出关于、的齐次不等式,然后转化为关于的不等式;
题型06根据双曲线的离心率求参数
【典例1】已知双曲线的离心率为,则 .
【答案】或
【分析】直接利用双曲线的方程,求出,,,利用离心率公式求解即可.
【详解】解:双曲线,
当焦点在轴时,,,
可得,
双曲线的离心率为,
,即,解得,
当焦点在轴时,,,
可得,
双曲线的离心率为,
,
可得,即,可得.
故答案为:或.
【变式1】若双曲线的离心率为,则此双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先根据双曲线的离心率公式求出的值,再利用双曲线渐近线方程的公式得出渐近线方程.
【详解】已知离心率,由离心率公式可得(这是因为,两边同时除以得到,再开方就得到).
所以,平方可移项得到. 可得.
对于双曲线(,),其渐近线方程为.
已经求得,将其代入渐近线方程,可得渐近线方程为.
故选:A
【变式2】已知双曲线C:的离心率,则实数的值为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】运用离心率公式计算即可.
【详解】若曲线C:表示双曲线,且,
则双曲线标准方程为,,
则,即.
故选:A.
【变式3】已知,是双曲线的两个焦点,为上一点,且,,若的离心率为,则的值为( )
A.3 B. C.2 D.
【答案】A
【分析】根据双曲线的定义及条件,表示出,结合余弦定理可得答案.
【详解】因为,由双曲线的定义可得,
所以,;
因为,由余弦定理可得,
整理可得,所以,
即,解得或,又因为,即.
故选:A
【变式4】(多选)若双曲线的离心率是2,则的值可以是( )
A. B. C.1 D.2
【答案】BC
【分析】根据双曲线的解析式,确定取值范围,分和两种情况结合双曲线离心率列出方程解得即可.
【详解】因为双曲线方程为,所以有,
解得或;双曲线离心率为
若,则有,,双曲线离心率为,
即,解得;
若,则有,,双曲线离心率为,
即,解得;所以或.
故选:BC
题型07 直线与双曲线的位置关系
【典例1】若直线与双曲线的右支有两个交点,求k的取值范围.
【答案】
【分析】本题是含参直线与双曲线的右支有两个交点,联立方程列出不等式,求解参数的取值范围.
【详解】联立方程组消去y所得的方程为,由题意,设方程的两根为,
则
解得或.
所以k的取值范围为.
【变式1】“”是“直线与双曲线只有一个公共点”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】C
【分析】法一:根据题意,联立直线与双曲线方程,由直线与双曲线只有一个公共点代入计算, 即可得到的取值,再根据充分条件、必要条件的定义判断即可.
法二:利用直线过定点的特征,结合双曲线渐近线可作出判断.
【详解】法一:由题意,联立方程可得,
当时,即时,方程有一解,即只有一个公共点;
当时,,方程有两解,即有两个公共点,不符合题意.
所以,直线与双曲线只有一个公共点时,.
所以“”是“直线与双曲线只有一个公共点”的充要条件.
法二:因为直线过定点,双曲线的右顶点为,如图,
根据图象可知,当且仅当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线只有 交点.
所以“”是“直线与双曲线只有一个公共点”的充要条件.
故选:C.
【变式2】已知直线的方程为,双曲线的方程为若直线与双曲线的右支交于不同的两点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】联立直线方程和双曲线方程,利用判别式结合韦达定理可求实数的取值范围.
【详解】由题设,有,得,
因为直线与双曲线的右支交于不同的两点,故,解得,
故选:D.
【变式3】已知双曲线,过点作直线与双曲线有且只有一个交点,这样的直线可以作 条(填“条数”).
【答案】4
【分析】明确点与双曲线和双曲线渐近线的位置关系即可得解.
【详解】由题双曲线的渐近线方程为,
因为点在第四象限,在双曲线外,且不在渐近线上,
所以如图过点作与双曲线有且只有一个交点的直线可以作出2条与双曲线右支相切的切线和2条分别与两条渐近线平行的直线.
故答案为:4.
【变式4】若直线与双曲线的左、右两支各有一个交点,则实数k的取值范围是 .
【答案】
【分析】直线过,根据渐近线斜率可得到取值范围.
【详解】当直线与双曲线的渐近线平行时,,
此时直线与双曲线的其中一支有一个交点,
若直线与双曲线的左、右两支各有一个交点,
可得直线一定在两渐近线之间,
则k的取值范围为.
故答案为:.
1、代数法:设直线,双曲线联立解得:
(1)时,,直线与双曲线交于两点(左支一个点右支一个点);
,,或k不存在时,直线与双曲线没有交点;
(2)时,
存在时,若,,直线与双曲线渐近线平行,直线与双曲线相交于一点;
若,
时,,直线与双曲线相交于两点;
时,,直线与双曲线相离,没有交点;
时,直线与双曲线有一个交点;相切
不存在,时,直线与双曲线没有交点;
直线与双曲线相交于两点;
题型08 弦长问题
【典例1】已知双曲线的实轴长为2,右焦点F到渐近线的距离为.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若直线被双曲线C截得的弦长为,求实数m的值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据已知实轴长、焦点与渐近线距离,结合点线距离公式列方程求参数,即可得双曲线方程;
(2)联立直线与双曲线,应用韦达定理及弦长公式列方程求参数即可.
【详解】(1)∵双曲线的实轴长为2,右焦点F到渐近线的距离为,
到直线的距离为,
∴,解得,,所求双曲线C的方程为.
(2)联立,得,
∵直线被双曲线C截得的弦长为,
∴,设直线与双曲线交于,,
则,,则.
【变式1】已知双曲线:,点的坐标为 .设直线 过点,斜率为,它与双曲线交于、两点,求线段的长.
【答案】
【分析】联立直线与双曲线方程,根据弦长公式即可求解.
【详解】直线的方程为.
由方程组,
得.
设,
则,
.
【变式2】已知双曲线的左、右焦点分别为,,点在上,且.
(1)求的标准方程;
(2)过的直线交于M,N两点,线段与线段交于点,若的面积等于的面积,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由且得,根据勾股定理即可求出,再由双曲线的定义即可求出,最后利用即可求出;
(2)设过的直线为, 与双曲线方程联立根据韦达定理有,由弦长公式,最后由即可求出.
【详解】(1)因为且,所以焦点,即,,
所以,
根据双曲线的定义有,所以,
所以双曲线.
(2)根据题意过的直线斜率为0显然不满足题意,可设过的直线为,
由,
当时,有,
设,则由韦达定理有,
所以,
因为,所以,即点和点到直线的距离相等,
则有,解得,
所以,
【变式3】已知中心在坐标原点的双曲线的右焦点坐标,且离心率.
(1)求双曲线的标准方程和渐近线方程;
(2)过双曲线右焦点且倾斜角为的直线与双曲线交于、两点,求.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)由题意可得的值,再由离心率,可得的值,进而求出的值,由此可求出双曲线的方程以及渐近线方程;
(2)由题意得到直线方程,与双曲线方程联立,利用弦长公式计算即可.
【详解】(1)由题意可得,可得,且焦点在轴上,
所以,
所以双曲线的方程为:;渐近线的方程为:;
(2)过双曲线右焦点且倾斜角为的直线方程为:,
联立双曲线方程可得:,
所以,
则.
【变式4】已知双曲线的离心率,实轴长.
(1)求的方程;
(2)过的右焦点且倾斜角为的直线交于,两点,求;
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据已知得、,即可得双曲线方程;
(2)由题设可得,联立双曲线方程,应用韦达定理及弦长公式求.
【详解】(1)由题设,又,
所以,则.
(2)由右焦点为,则,
联立双曲线方程,得,整理得,
显然,则,,
所以.
题型09三角形面积问题
【典例1】已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,若C的离心率为2,点在C上,过的直线l交C的右支于P,Q两点.
(1)求直线AP,AQ的斜率之积;
(2)若的面积为,求l的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据条件求出双曲线方程为:,设l的方程为,,,与双曲线方程联立,由韦达定理可得,,代入化简即可求解.
(2)化简,由,解出的值,判断其合理性即可.
【详解】(1)由题意得,解得,
所以C的方程为.
所以,由于直线l的斜率不为0,设l的方程为,,,
联立消去得,
由,
得,则,,
故
.
(2)由(1)得,,
所以
所以,
即,即,
解得或,
因为直线l交C的右支于P,Q两点,
所以且,
即,,
解得,所以仅有满足题意,
所以直线l的方程为或.
【变式1】已知点在双曲线C:上,直线l交C于P,Q两点,直线的斜率之和为0.若,求的面积.
【答案】.
【分析】点代入求得双曲线方程,直线AP,AQ的斜率之和为0.得直线倾斜角关系,然后由求得直线的斜率、方程,直线方程与双曲线方程联立利用韦达定理求得,再由面积公式得结论.
【详解】将点代入C得,
解得.所以C的方程为.
不妨设直线的倾斜角,
则或.
因为C的渐近线的斜率为,
由得,
解得或(舍)或(舍)或(舍),
所以,.
故直线的方程为,
直线的方程为,
联立消去得,
,,
所以
.
联立消去得,
,,
同理.
由得,
所以.
【变式2】已知双曲线的左顶点为,右焦点为.过点且垂直于轴的直线与交于,两点,其中位于第一象限,且.
(1)求的方程;
(2)过点且斜率为的直线与交于,两点,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)直线的方程为,由已知可得,进而求解即可得的方程;
(2)求得,设,,与双曲线联立方程组可得,,根据,可求面积.
【详解】(1)由题可知,设.
因为直线与轴垂直,所以直线的方程为,与的方程联立得,
由,可知是等腰直角三角形,所以,
即,解得(负值舍去),所以,
所以的方程为.
(2)由(1)可得,,
由得,
设,,且,则,.
所以.
由(1)可得,,
又,
所以.
【变式3】已知双曲线的焦距为,右顶点为,点在双曲线的渐近线上.
(1)求双曲线的方程;
(2)过点作斜率为的直线与双曲线交于M,N两点,若的面积为,求实数的值.
【答案】(1)
(2)或或
【分析】(1)设双曲线的半焦距为,由条件列关于的方程,解方程可求,由此可得结论;
(2)设直线的方程为,联立方程组,结合设而不求法利用表示的面积,列方程求可得结论.
【详解】(1)设双曲线的半焦距为,
由题意可知,①
又因为在双曲线的渐近线上,所以,②
由方程①和②解得,
所以双曲线的方程为.
(2)由题意可设直线的方程为,
联立方程可得①,
所以,
且方程①的判别式,
得且.
设直线与双曲线交于两点,有
则
,
所以,即,
解得或或,
所以实数或或.
【变式4】已知双曲线的离心率为分别是双曲线的左、右焦点,过的直线与双曲线交于两点,当直线垂直于轴时,.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若的面积为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据双曲线的离心率公式、通径公式以及双曲线中、、的关系列出方程组,求解出、的值,进而得到双曲线的标准方程.
(2)先设出直线方程,然后联立直线与双曲线方程,利用韦达定理得到和,再根据三角形面积公式列出关于的方程,求解出的值,从而得到直线方程.
【详解】(1)由题意可得
解得,
故双曲线的标准方程为.
(2)由题意可知直线的斜率不为0,则设直线.
联立整理得,
则,
.
因为的面积为,
所以,即,
整理得,即,即,
解得,所以,
故直线的方程为或
题型10中点弦和点差法
【典例1】已知双曲线的焦点与椭圆的焦点重合,其渐近线方程为.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)过点作直线与曲线C相交于P,Q两点,点N能否是线段PQ的中点?若能,求直线PQ的方程;若不能,请说明理由.
【答案】(1);
(2)不能,理由见解析.
【分析】(1)根据条件计算双曲线焦点坐标,结合渐近线方程可得结果.
(2)利用点差法计算直线的方程,与双曲线方程联立可得无交点,故点N不能是线段的中点.
【详解】(1)由题意得,椭圆焦点坐标为.
∵双曲线渐近线方程为,
∴,解得,
∴双曲线C的标准方程为.
(2)假设点N能是线段的中点,设,则,
由得 ,
∴,
∴直线的斜率为,
∴直线的方程为,即,
由得,
∵,∴直线与双曲线无交点,
∴点N不能是线段的中点.
【变式1】已知直线交双曲线于点,点,若的重心恰好落在双曲线的左焦点上,则直线的斜率为 .
【答案】
【分析】设,,先由重心坐标公式求出弦的中点坐标,再由,在双曲线上结合点差法和中点坐标公式以及两点斜率公式即可求解.
【详解】设,,
因为,,由重心坐标公式得,,
所以弦的中点坐标为,,即.
又,在双曲线上,由题意知直线的斜率存在,则,
故,作差得,
将中点坐标代入得.
故答案为:
【变式2】已知双曲线被斜率为1的直线截得的弦的中点为,则该双曲线的离心率为 .
【答案】/
【分析】设,由条件可得,,由点差法可求出的值,从而得出离心率.
【详解】设,则,,
将两点坐标代入双曲线方程得:,,
将上述两式相减可得: ,
即,可得,
所以,即.
故答案为:.
【变式3】设是双曲线上的两点,且线段的中点是,则直线的斜率为 .
【答案】1
【分析】设,通过点差法即可求解;
【详解】设,则的中点
在双曲线上,,两式相减得,
则,则.
此时,即,联立方程,消去y得,
此时,故直线与双曲线有两个交点.
故答案为:1
【变式4】已知圆心为的动圆与:外切,与:内切.
(1)求的轨迹方程;
(2)过点的直线与的轨迹交于,两点,且为线段的中点,求坐标原点关于直线的对称点的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据这些关系求出动圆圆心M到两定圆圆心的距离之和为定值,从而根据椭圆的定义确定M的轨迹方程.
(2)利用点差法求出直线AB的斜率,进而得到直线AB的方程,再根据点关于直线对称的性质求出点P的坐标.
【详解】(1)设动圆M的半径为r,的圆心,半径;
的圆心,半径. 圆相内切,
因为动圆M与外切,所以;
动圆M与内切,所以,则.
又.
因为,
根据椭圆的定义,点M的轨迹是以,为焦点,长轴长的椭圆.
则,,根据,可得.
所以M的轨迹方程为.
(2)设,.
因为A,B在椭圆上,所以.
两式相减得:.
因为N为线段AB的中点,所以,.
则直线AB的斜率.
直线AB的方程为,即.
设点P,则,即.
又中点在直线AB上,所以.
将代入上式得:.
解得,.
所以点P的坐标为.
设为双曲线弦(不平行轴)的中点,则有
1.直线与双曲线的交点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.1或2
【答案】C
【分析】方法一:将直线方程与双曲线方程联立即可求得交点个数;方法二:将直线与渐近线的斜率比较进行判断.
【详解】方法一:由
可得,,
所以直线与双曲线有2个交点.
方法二:双曲线的渐近线为,
易知直线过双曲线的左顶点,且斜率为,
所以直线与双曲线有2个交点.
故选:C
2.双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据双曲线的渐近线方程的形式进行求解即可.
【详解】由,且该双曲线的焦点在纵轴,
所以双曲线的渐近线方程为,
故选:A
3.已知双曲线的左、右焦点分别为,,P是双曲线右支上一点,且直线的斜率为2,是面积为8的直角三角形,则双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】方法一利用斜率转化直角三角形中角的正切值,再利用正弦定理转化边之比,最后利用面积可求解各边,即可求双曲线方程;
方法二是利用焦半径关系,结合直角三角形中角的正切值和面积关系即可求解焦半径,再用勾股定理和双曲线的定义可得双曲线方程.
【详解】
解法一:如图,点一定在第四象限,.
设,,,
由得.
因为,所以,即,,则.
由正弦定理得,
则可设,.
由得,
则,,,.
由双曲线的定义得,即,,
所以双曲线的方程为.
解法二:由解法一知点一定在第四象限,.设,,
则.因为是面积为8的直角三角形,所以①,
因为直线的斜率为2,所以,即②.
联立①②解得,,
则,即.
又由勾股定理得:,即.故,
所以双曲线的方程为.
故选:C
4.已知双曲线的两条渐近线分别为与与为上关于原点对称的两点,为上一点且(为双曲线离心率),则双曲线离心率可能的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意可得渐近线方程,设出点坐标,结合,化简可得,再利用导数确定零点个数,结合零点存在定理求解即可.
【详解】设直线的方程为,则直线的方程为,
设点,,则点,
,,,
即,即,令,
,在时,恒成立,
单调递增,
又,,,
由零点存在性定理可知方程的解在区间内.
故选:C.
5.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
【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
6.已知双曲线C:的一条渐近线方程为,过C的左焦点F的直线与C的右支交于点G,且与:相切于点E,若M为FG中点,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先由双曲线的渐近线得双曲线的基本量,再由双曲线的定义及三角形的中位线定理及圆的切线性质即可得出.
【详解】由双曲线C:的一条渐近线方程为,得,则.
如图,
设C的右焦点为,由双曲线的定义得,
由M为FG的中点,知,,则①,
又,,,所以,由图知M在线段EF上,故②,
②-①得,又,所以.
故选:B.
7.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
【分析】先通过题干求出和两点的坐标,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:.
8.已知椭圆与双曲线有相同的焦点,其中为左焦点,点为两曲线在第一象限的交点,分别为曲线的离心率,若是以为底边的等腰三角形,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】该题考查椭圆和双曲线的性质,根据题意,将应用到的性质转化成数学符号,进行运算.
【详解】设双曲线的焦距为.
则依题意得,,,,.
由得于是,.
又,则.
设,由,.
由在区间上为减函数,得的值域为.
所以的取值范围为,
故选B.
9.(多选)已知点在左、右焦点分别为的双曲线上,,则( )
A.渐近线方程为 B.离心率为
C. D.
【答案】BC
【分析】根据方程可求渐近线方程和离心率,求出可判断CD选项.
【详解】由题意可得,焦点在轴上,所以,
渐近线方程为,离心率为,A错误,B正确;
不妨设点在双曲线的右支上,所以,
因为,所以,
所以,C正确;
,所以,D错误.
故选:BC
10.若、是双曲线的左右焦点,过的直线与双曲线的左右两支分别交于,两点.若为等边三角形,则双曲线的离心率为 .
【答案】
【分析】
根据双曲线的定义算出中,,,由是等边三角形得,利用余弦定理算出,结合双曲线离心率公式即可算出双曲线的离心率.
【详解】
根据双曲线的定义,可得,
因为是等边三角形,即,
所以,即,
又,所以,
因为中,,,,
所以,
即,解之得,
由此可得双曲线的离心率.
故答案为:
11.求适合下列条件的曲线方程:
(1)与椭圆有相同的焦点,且过点的椭圆的标准方程;
(2)渐近线方程为,经过点双曲线的标准方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意先求出椭圆的焦点坐标,设出椭圆的标准方程,代入点运算得解;
(2)设出共渐近线的双曲线方程,代入点运算得解.
【详解】(1)与椭圆有相同的焦点,则椭圆的焦点为,所以,
设椭圆的方程为,将代入可得,,
所以椭圆的标准方程为.
(2)由渐近线方程为,设双曲线的方程为,,
代入点可得,解得,
所以双曲线的标准方程为.
12.已知双曲线的离心率为,实轴长为.
(1)写出双曲线的渐近线方程;
(2)直线与双曲线右支交于不同的两点,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据双曲线离心率公式、长轴长定义,结合双曲线渐近方程进行求解即可;
(2)根据一元二次方程根与系数关系、根的判别式进行求解即可.
【详解】(1)由已知有,,所以,
所以双曲线方程为,或,渐近线方程为
(2)设两交点坐标分别为,,
联立,消去得,
由已知,因为直线与双曲线右支交于不同的两点,
所以解得,
实数的取值范围为.
13.已知双曲线C的中心为坐标原点,对称轴为x轴,y轴,且过,两点.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)已知直线l与双曲线C有且只有一个公共点,且l与坐标轴正半轴所围成的三角形面积为,求直线l的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)设所求双曲线方程为,根据过知,把点代入求得,即可得出答案.
(2)当直线l与双曲线的一条渐近线平行时,设直线l的方程为,根据三角形面积公式列方程求出,当直线l与双曲线相切时,设其方程为,与双曲线方程联立,利用求得,结合三角形面积公式列方程求得及,即可得出答案.
【详解】(1)由题意知该双曲线焦点在x轴上,故设其方程为,
根据过知,又过,故有,解得,
所以双曲线C的标准方程为;
(2)直线l与双曲线C有且只有一个公共点,且与坐标轴正半轴所围成三角形,分两种情况:
当直线l与双曲线的一条渐近线平行时,设直线l的方程为,
此时三角形的面积为,解得,所以直线l的方程为;
当直线l与双曲线相切时,直线l的斜率显然存在,设其方程为,
联立,得,
所以且,即,
又因为三角形的面积为,解得(负根舍去),
所以,解得(正根舍去),所以直线l的方程为;
综上,直线l的方程为或.
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