内容正文:
2025-2026年人教A版高二数学上学期常考题型归纳
【第17讲:双曲线的标准方程】
总览
题型梳理
【知识梳理】
一、双曲线的定义
平面内与两个定点F₁、F₂的距离的差的绝对值等于常数(记为2a,且2a<|F₁F₂|=2c)的点的轨迹。
常数2a:双曲线上点到两焦点距离差的绝对值,a>0。
两焦点间距2c:c>0,且c>a(保证轨迹为双曲线,而非射线或无轨迹)。
二、标准方程的两种形式
1.焦点在x轴上
方程:(a>0,b>0)
核心特征:中心在原点,焦点坐标为(±c,0),且满足。
2.焦点在y轴上
方程:(a>0,b>0)
核心特征:中心在原点,焦点坐标为(0,±c),同样满足。
三、关键参数与性质
a的几何意义:实半轴长,双曲线上顶点到中心的距离(顶点坐标:x轴焦点时为±a,0;y轴焦点时为0,±a)。
b的几何意义:虚半轴长,用于确定渐近线斜率,无直接“长度”对应,仅满足。
离心率e:,e>1(双曲线离心率恒大于1,e越大双曲线开口越开阔)。
渐近线方程:x轴焦点时为;y轴焦点时为。
四、特殊情况:等轴双曲线
定义:a=b的双曲线,离心率。
方程:(焦点在x轴)或(焦点在y轴)。
渐近线:(相互垂直)。
题型分类
知识讲解与常考题型
【题型1:根据双曲线的定义求方程】
【解题策略】
一、定义核心公式
两焦点:设F₁(x₁,y₁)、F₂(x₂,y₂),焦点间距离()
轨迹条件:动点P(x,y)满足(,且,即)
无轨迹/射线条件:若,则轨迹不存在(时为以F₁、F₂为端点的两条射线)
二、标准方程规范形式
1.焦点在x轴上(中心在原点)
前提:两焦点F₁(-c,0)、F₂(c,0)(连线平行于x轴,中点为原点)
完整轨迹(双曲线两支):(,)
单支轨迹(右支):()
单支轨迹(左支):()
2.焦点在y轴上(中心在原点)
前提:两焦点F₁(0,-c)、F₂(0,c)(连线平行于y轴,中点为原点)
完整轨迹(双曲线两支):(,)
单支轨迹(上支):()
单支轨迹(下支):()
三、核心参数关系公式
基本关系:(推导)
离心率:(,双曲线专属性质)
渐近线方程:
焦点在x轴:
焦点在y轴:
四、中心非原点的平移公式(拓展)
若两焦点中点(中心)为(h,k),焦点连线平行于x轴:
(,)
若两焦点中点(中心)为(h,k),焦点连线平行于y轴:
(,)
例题精选
【例题1】(25-26高二上·陕西西安·阶段练习)设点A,B的坐标分别为,,直线,相交于点M,且它们的斜率之积是,则动点M的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】设点,根据斜率之积是列出关系式即可.
【详解】设点,则直线,的斜率分别为,
因它们的斜率之积是,则,化简得,
则动点M的轨迹方程为.
故答案为:
【例题2】(2025高二·全国·专题练习)已知圆的圆心为,直线过点,且与轴不重合,直线交圆于两点,点在点与点之间.过点作直线的平行线,交直线于点,则点的轨迹方程为 .
【答案】
【分析】结合题意得到为等腰三角形,从而,进而得到的轨迹是一条双曲线,求出,,从而得到轨迹方程.
【详解】
由于,
则,
又因为,
所以,
则,
为等腰三角形,且,
因此,
由双曲线的定义可知,点的轨迹是以,为焦点的双曲线的右支,
且,,
所以点的轨迹方程为.
相似练习
【相似题1】(2025高三·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,点的坐标分别为,以为圆心作一个半径为4的圆,点是圆上一动点,线段的重直平分线与直线相交于点.求的轨迹的方程.
【答案】
【分析】
利用垂直平分线的性质及双曲线的定义可得答案.
【详解】
由题意可知,点在线段的垂直平分线上,
所以,
又点是圆上一动点,
所以.
①当时,;
②当时,,
所以的轨迹满足,
根据双曲线定义可知,点的轨迹是以为左、右焦点,实轴长为的双曲线,
可得,
所以的轨迹的方程为.
【相似题2】(2025高三·全国·专题练习)已知以点M为圆心的动圆经过点,且与圆心为的圆相切,记点M的轨迹为曲线C,则曲线C的方程为 .
【答案】.
【分析】通过动圆与已知圆的相切情况得出点满足的距离关系,再依据双曲线的定义确定点的轨迹方程.
【详解】圆的圆心为,半径.
动圆M与圆相切有两种情况,即内切或外切,所以
所以点M在以,为焦点的双曲线上,可设双曲线方程为,
则,,所以,所以曲线C的方程是.
故答案为:.
【题型2:判断方程是否表示双曲线】
【解题策略】
一、核心判断条件(基础公式)
1.方程一般形式
(注:、不同时为0,且,时非双曲线)
2.双曲线核心判定条件
(、一正一负,异号是双曲线的本质特征)
3.非双曲线排除条件(对比公式)
条件
公式形式
轨迹类型
系数同正
椭圆(为圆)
系数其一为0
抛物线或两条直线
常数项为0
两条相交直线
二、标准形式转化公式(中心在原点)
情况1:焦点在x轴上
前提条件:,,
转化步骤:两边同除以,使右边为1
简化记法(令,,,):
情况2:焦点在y轴上
前提条件:,,
转化步骤:两边同除以,使右边为1
简化记法(令,,,):
例题精选
【例题1】【多选】(25-26高二上·全国·课堂例题)已知曲线:,下列说法正确的是( )
A.若,则是焦点在轴上的椭圆
B.若,则是圆,其半径为
C.若,则是双曲线
D.若,,则是两条直线
【答案】CD
【分析】根据抛物线标准方程、双曲线标准方程、圆的标准方程、直线的方程的定义和性质,逐一判断各选项正误,求出结果.
【详解】当时,由得,,所以曲线表示焦点在轴上的椭圆,A选项错误;
当时,曲线可化为,得,此时曲线是圆,半径为,B选项错误;
当时,曲线可化为,此时曲线是双曲线,C选项正确;
当,时,曲线可化为,得,此时曲线是两条直线,D选项正确;
故选:CD.
【例题2】【多选】(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
【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.
【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.
相似练习
【相似题1】【多选】(24-25高二上·山东烟台·期末)在平面直角坐标系中,若一曲线的方程为,则( )
A.当时,该曲线为椭圆
B.当时,该曲线为焦点在轴上的双曲线
C.当时,该曲线为焦点在轴上的双曲线
D.无论取何值,该曲线不可能为等轴双曲线
【答案】BCD
【分析】据的不同取值范围对曲线方程进行变形分析,根据椭圆、双曲线以及等轴双曲线的标准方程来判断曲线的类型即可.
【详解】当时,,方程可化为
因为,所以,,当,即时,方程,所以此时该曲线为圆,A选项错误.
当时,,方程可化为
因为,,满足焦点在轴上的双曲线的标准方程,所以此时该曲线为焦点在轴上的双曲线,B选项正确.
当时,,方程可化为
因为,所以,,满足焦点在轴上的双曲线的标准方程,所以此时该曲线为焦点在轴上的双曲线,C选项正确.
若曲线为等轴双曲线,则,两边平方可得,解得.
当时,方程为,即,表示圆,不是等轴双曲线,D选项正确.
故选:BCD.
【相似题2】【多选】(24-25高二上·陕西西安·期末)已知曲线,则( )
A.若,则C是圆 B.若,则C是椭圆
C.若,则C是双曲线 D.若,,则C是两条直线
【答案】CD
【分析】结合椭圆、圆、双曲线、直线的知识对选项进行分析,从而确定正确选项.
【详解】因为曲线:.
当时,表示圆;
当,且时,表示椭圆;
当时,表示双曲线;
当或时,表示两条直线.
所以CD正确.
故选:CD
【题型3:双曲线上的点到焦点的距离与最值】
【解题策略】
一、距离计算核心策略
1.定义法(核心方法)
公式依据:双曲线上任意一点满足(为两焦点,为实轴长)。
适用场景:已知其中一个焦点距离(如),求另一个距离(如)。
注意符号:
若在右支(焦点在x轴),则。
若在左支(焦点在x轴),则。
2.第二定义法(离心率法)
公式依据:双曲线上任意一点到焦点的距离=离心率到对应准线的距离()。
准线方程(中心在原点):
焦点位置
左焦点对应准线
右焦点对应准线
x轴上
y轴上
适用场景:已知的坐标,直接计算到焦点的距离(避免根号运算)。
二、最值求解核心策略
1.最值结论(关键!)
最小值:双曲线上点到焦点的距离最小值为,在靠近该焦点的顶点处取得。
例:焦点在x轴时,右焦点对应的最小值点为右顶点,。
无最大值:双曲线上的点可无限远离焦点,距离趋于无穷大。
2.最值推导(辅助理解)
由第二定义,准线到焦点的距离为。
双曲线上点到准线的最小距离为顶点到准线的距离(,取绝对值),代入得。
三、易错点提醒
混淆“对应准线”:左焦点只能对应左准线,右焦点对应右准线,不可交叉使用。
忽略点所在分支:用定义法时,需先判断在左支还是右支,否则符号错误。
误判最值点:最值仅在顶点处,而非双曲线其他位置(如渐近线附近)。
四、典型例题解析
例1:已知双曲线(,,),点在右支上,且,求。
解:右支上满足,故。
例2:求上述双曲线右支上点到左焦点的最小值。
解:右支上点到的最小值在右顶点处,(补充:单支上到另一焦点的最小值为)。
例题精选
【例题1】(25-26高二上·河南驻马店·阶段练习)已知双曲线的右焦点为为的左支上一点,为线段的中点,为坐标原点,若,则( )
A.10 B.9 C.7 D.6
【答案】A
【分析】利用双曲线的定义及中位线的性质求解即可.
【详解】设的左焦点为,连接,因为为的中点,
为坐标原点,所以,
由双曲线的定义可知,,
所以.
故选:A.
【例题2】(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.
相似练习
【相似题1】(2025·河南郑州·一模)已知双曲线,双曲线C上一点P到一个焦点的距离为4,则P到另一个焦点的距离为 .
【答案】12
【分析】根据双曲线定义求解.
【详解】由双曲线,得,,,
设其左右焦点为,,
则由双曲线的定义,得,
可设,则有(舍去或12,
故P在左支上,P到另一个焦点的距离为12.
故答案为:
【相似题2】(24-25高二上·广东江门·期末)如果双曲线上一点到它的右焦点的距离是8,那么点到它的左焦点的距离是 .
【答案】4或12
【分析】根据双曲线的定义求解即可.
【详解】设点到它的左焦点的距离是,
由可知,,即,
则由双曲线定义,解得或,
故答案为:4或12
【题型4:利用定义求双曲线中线段的和差最值】
【解题策略】
一、核心工具:双曲线定义的灵活转化
定义公式:双曲线上任意点满足(为两焦点,为实轴长)。
转化方向:
1.右支上的点:(消去)或(消去)。
2.左支上的点:(消去)或(消去)。
核心逻辑:将“线段和差”转化为“两点间距离”(利用“两点之间线段最短”或“三角形两边之和/差关系”)。
二、线段和的最值解题策略
1.适用场景:求的最值(为定点,为焦点)
2.解题步骤:
1.用定义替换其中一个焦点距离(优先替换与定点同侧的焦点)。
2.转化为“定点到另一焦点的距离”问题,当在“定点与另一焦点连线”上时取最值。
3.分情况公式与结论:
点所在分支
转化方式(以为右焦点,为右方定点为例)
最值结论
右支
最小值:(在连线上)
左支
最小值:(在连线上)
注意:线段和无最大值(远离焦点时,距离趋于无穷大)。
4.典型例题:
已知双曲线(,,,),定点,求右支上点满足的最小值。
转化:右支上,故原式=。
最值:最小值为,总最小值=(为连线与右支交点)。
三、线段差的最值解题策略
1.适用场景:求或的最值(为定点,为焦点)
2.解题步骤:
1.用定义转化线段(消去多余焦点距离),将差转化为“两点间距离的差”。
2.利用“三角形两边之差的绝对值≤第三边”,当在“定点与焦点连线的延长线”上时取等号。
3.分情况公式与结论:
目标表达式
转化方式(以在右支为例)
最值结论
最大值:;最小值:(需保证在右支)
直接用三角形性质
最大值:(在延长线上);无最小值(趋于负无穷)
注意:若表达式为,右支上恒为(定值,无最值)。
4.典型例题:
沿用上述双曲线,定点,求右支上点满足的最大值。
由三角形性质:。
计算,故最大值为5(在延长线与右支交点)。
四、易错点排查
1.忽略点所在分支:转化时必须明确在左支还是右支,否则定义符号错误(如左支不能用)。
2.忘记“三点共线”条件:最值仅在“定点-焦点-共线”时取得,而非任意位置。
3.混淆“和/差”转化方向:和最值优先“凑两点连线”,差最值优先“用三角形性质”
例题精选
【例题1】(25-26高二上·重庆·阶段练习)点是双曲线的左焦点,动点A在双曲线右支上,直线与直线的交点为 B ,则的最小值为 .
【答案】9
【分析】由题意求出直线的交点B为圆心在,半径为1的圆,由双曲线的定义可得,所以,当A,,B三点共线时,最小,过与圆心M的直线与圆的交点B且在和圆心M之间时最小.
【详解】由双曲线的方程可得,焦点,右焦点,
可得,所以,
当A,,B三点共线时,最小,
联立直线的方程,可得,
消参数t可得,可得交点B的轨迹为圆心在,半径为1的圆(除去点),
所以,
当过与圆心M的直线与圆的交点B且在和圆心M之间时最小.
所以的最小值为9.
故答案为:9
【例题2】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)已知是双曲线的上焦点,点是双曲线下支上的动点,点,则的最小值为( )
A.11 B.9 C. D.5
【答案】B
【分析】求出下焦点的坐标,由双曲线的定义可得,由图知,当三点共线(在线段上)时,的值最小,计算即得.
【详解】由,得,,,
所以上焦点,则下焦点为,又,
由双曲线的定义得,
由图知,当三点共线(在线段上)时,取得最小值9.
故选:B.
相似练习
【相似题1】(25-26高二上·全国·课后作业)已知,双曲线的左焦点为是双曲线的右支上的动点,则的最大值是( )
A. B.2 C.3 D.1
【答案】D
【分析】由双曲线的定义得,由三角不等式得出,即可求解.
【详解】如图,设双曲线的右焦点为,连接,则,
因为,
而,所以,
当三点共线且在之间时等号成立,故的最大值是1.
故选:D.
【相似题2】(2025·贵州安顺·模拟预测)已知是双曲线的右焦点,是左支上一点,是圆上一点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】利用双曲线定义,将转化为,结合圆的性质求解即可.
【详解】设双曲线的左焦点为,连接,.
由题知,实轴长,
由双曲线定义知,,
则,
当P,D,三点共线时,取得最小值,
且最小值为.
故答案为:
【题型5:双曲线中实轴虚轴焦距的关系】
【解题策略】
一、核心概念与公式
1.参数与几何量对应
几何量
定义
参数表示
长度关系
实轴
双曲线两顶点间的线段
(实半轴)
实轴长=
虚轴
与实轴垂直的辅助轴
(虚半轴)
虚轴长=
焦距
两焦点间的线段
(半焦距)
焦距=
2.核心关系公式(重中之重)
变形公式(按需推导):
(已知c、b求)
(已知a、c求)
(已知a、b求)
二、常见题型解题策略
题型1:已知两个量,求第三个量
解题步骤:
1.明确已知量对应的参数(如“实轴长6”→→;“焦距10”→→)。
2.代入核心公式变形求解。
示例:已知双曲线实轴长8,虚轴长6,求焦距。
解:→;→。
由→,故焦距。
题型2:结合离心率求参数
核心关联:离心率(),联立求解。
解题步骤:
1.由得。
2.代入,结合已知条件求解。
示例:已知双曲线离心率,实轴长6,求虚轴长。
解:→;。
→,故虚轴长。
题型3:结合标准方程求几何量
解题步骤:
1.从标准方程中提取(如→→,→)。
2.用核心公式求,再计算实轴长、虚轴长、焦距。
注意:焦点在y轴上的方程(如),参数关系不变,仍用。
题型4:与定义结合求参数
解题逻辑:双曲线定义中(),结合验证或求解。
示例:已知双曲线上点到两焦点距离差的绝对值为4(),焦距为6(),求虚轴长。
解:,,→,虚轴长。
三、易错点排查
1.混淆“参数”与“长度”:是实半轴(不是实轴长),才是实轴长,同理是虚轴长、是焦距。
2.颠倒a、b关系:核心公式是(最大),切勿写成(椭圆的公式,易混淆)。
3.忽略参数正负:a、b、c均为正数,求解后需取正根。
4.离心率范围记错:双曲线离心率,若计算出,则参数求解错误。
例题精选
【例题1】(25-26高二上·河北衡水·阶段练习)已知双曲线的焦点分别为,,则 .
【答案】
【分析】根据题意,由双曲线的焦点坐标可得的值,进而根据双曲线的几何性质可得,解方程即可.
【详解】由题知,双曲线的焦点分别为,,
所以双曲线焦点在轴上,,且,
所以,解得.
故答案为:
【例题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】
【分析】根据双曲线即可求解.
【详解】由题得,,
故答案为:4.
相似练习
【相似题1】(24-25高三下·广西·阶段练习)双曲线两个焦点,焦距为8,为曲线上一点,,则( )
A.1 B.1或9 C.9 D.3
【答案】C
【分析】先根据双曲线的焦距求出,再根据双曲线的定义即可得解.
【详解】由题意可得,即,又,即,
由双曲线的定义可得,解得或9,
又,所以.
故选:C.
【相似题2】(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
【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.
【题型6:双曲线中焦点三角形的问题】
【解题策略】
一、焦点三角形核心定义与前提
定义:设双曲线(),两焦点(),双曲线上任意一点,则为焦点三角形。
基础条件:
1.(双曲线定义)
2.(焦距)
3.(保证双曲线存在)
二、常见结论(规范公式+直接用)
1.边长关系结论
设,,则:
(平方变形,适配余弦定理)
三角形三边满足:(三角形不等式+双曲线定义)
2.角的结论(设顶角,底角为)
顶角的范围:(为顶点处的角,即在顶点时,)
余弦定理核心式:
结合边长平方变形,推导得:(高频变形公式)
3.面积结论(3种常用公式,按需选择)
公式1(基础版):(两边及夹角面积公式)
公式2(双曲线专属版):(核心结论,无需求m、n,已知直接用)
推导:由得,代入公式1,结合三角恒等变换、,化简得此式。
公式3(底高版):(为点纵坐标绝对值,已知坐标时用)
4.离心率与角的关系
由及(均值不等式),推导得:(较少用)
简化结论:(适配已知时求)
三、解题策略(分题型,步骤清晰)
题型1:求焦点三角形面积
解题步骤:
1.已知(顶角):直接用公式。
2.已知m、n(两边长):用公式(需先由余弦定理求)。
3.已知(点坐标):用公式。
示例:已知双曲线(),焦点三角形顶角,求面积。
解:直接用公式。
题型2:求顶角或底角
解题步骤:
1.由双曲线定义得,平方得。
2.代入余弦定理,解方程求,进而得。
示例:已知双曲线(),在右支上,,,求。
解:,,。
代入余弦定理:,故。
题型3:求离心率
解题步骤:
1.由余弦定理和双曲线定义联立,消去m、n,保留a、c。
2.化简得的表达式,代入已知条件求解。
示例:焦点三角形顶角,且,求离心率。
解:由?修正:(矛盾,换示例)。
正确示例:已知,,求。
解:由(符合),再由。
又,代入余弦定理。
因,故(需补充a、b关系,此处仅展示步骤)。
题型4:求(边长)
解题步骤:
1.设,,列方程组:
(双曲线定义)
(余弦定理)
2.解方程组求m、n。
示例:双曲线(),焦点三角形顶角,求m、n。
解:,。
由。
解得,(或反之)。
四、易错点排查
1.混淆双曲线与椭圆的面积公式:双曲线是,椭圆是,切勿颠倒“tan”与“cot”。
2.忽略的绝对值:若未明确所在分支,需保留绝对值;明确分支后(如右支),直接用。
3.误将当焦距:焦距是,余弦定理中边长为,而非。
4.三角恒等变换错误:推导面积公式时,需熟练掌握、。
例题精选
【例题1】(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线上一点M与两焦点所成的角,则的面积为 .
【答案】/
【分析】利用余弦定理及双曲线定义求得,进一步求出面积即可.
【详解】由,可得,,,
,
又因为,所以,即,
由余弦定理得,解得,
所以,
故答案为:
【例题2】(2026高三·全国·专题练习)双曲线(,)的左、右焦点分别为、.是双曲线右支上一点,且直线的斜率为,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】作出图形,设,,,根据同角三角函数关系求得,,由正弦定理可得,,,由得,,,从而根据双曲线的定义求解即可.
【详解】如图:
由题可知,点必落在第四象限,,
设,,,由,则得,
因为,所以,求得,即,,
由正弦定理可得:,
则由得,,由,得,
则,,,,
由双曲线的定义可得:,,,
所以双曲线的方程为.
故选:C
相似练习
【相似题1】(25-26高三上·贵州·阶段练习)已知是双曲线的两个焦点,是上一点,且,则点到轴的距离为 .
【答案】/
【分析】根据余弦定理和双曲线定义可求得,采用面积法可构造方程求得结果.
【详解】由双曲线方程知:实轴长,虚轴长,焦距;
设,,由双曲线定义可知:,
在中,由余弦定理得,
,则,又,
,解得:,
点到轴的距离为.
故答案为:.
【相似题2】(25-26高三上·重庆·阶段练习)已知F1,F2分别是双曲线C:的左、右焦点,双曲线C上存在一点P,满足,O为坐标原点,则|PO|= .
【答案】
【分析】根据双曲线的方程得到,从而得到的关系,然后用向量表示,根据可求得.
【详解】由双曲线C:知:,所以.
设双曲线C上存在一点P,满足,则整理得.
中,点是的中点,所以,所以
所以.
故答案为:.
【题型7:双曲线方程中的其他最值问题】
【解题策略】
一、题型1:双曲线上点到定直线的距离最值
核心策略
优先几何法(找平行公切线),无公切线用代数法。
解题步骤
1.设与定直线平行的直线:。
2.联立双曲线与平行线,令判别式,求D。
3.用两平行线距离公式得最值。
关键公式
两平行线距离:
判别式:(联立后方程)
示例
双曲线,求到直线的最小距离:
1.设平行线,联立得。
2.令(无解,用代数法)。
3.设,距离,由双曲线消元得最小值。
二、题型2:双曲线上点的代数式最值(等)
核心策略
消元法或参数方程法,转化为单变量/三角函数求最值。
解题步骤
1.消元法:用双曲线方程消一个变量,代入代数式得函数,结合定义域求最值。
2.参数方程法:焦点在x轴时,、,代入转化为三角函数。
关键公式
参数方程:,
辅助角公式:
示例
双曲线,求最大值:
1.参数方程:、。
2.代入得,求导得最大值3。
三、题型3:过定点直线与双曲线相交的斜率最值(范围)
核心策略
联立方程,用“二次项系数≠0+判别式≥0”求解。
解题步骤
1.设直线,联立双曲线得方程。
2.二次方程:需(避渐近线)且,解k的范围。
3.一次方程:单独判断是否有交点。
关键条件
二次方程:且
渐近线斜率:焦点在x轴时,y轴时
示例
过定点与相交,求k的范围:
1.联立得。
2.令且。
3.解得:。
四、题型4:双曲线上点到非焦点定点的距离最值
核心策略
代数法(距离平方转化为单变量函数)。
解题步骤
1.设、定点,得。
2.用双曲线方程消元,得。
3.结合双曲线定义域(x轴焦点)求最值。
关键公式
距离平方:
定义域:(x轴焦点)或(y轴焦点)
示例
双曲线,求到的最小值:
1.,代入。
2.得,配方得最小值2。
例题精选
【例题1】(25-26高二上·安徽阜阳·阶段练习)若点O和点F分别为双曲线的中心和右焦点,点P为双曲线上的任意一点,则·的最小值为( )
A. B.3 C. D.
【答案】C
【分析】先将的表达式列出来,然后根据的范围求出最小值即可.
【详解】设,点为双曲线上的一点,所以满足,即.
由题知,则,,
所以,
,
所以当时,最小.
故选:C.
【例题2】(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
【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.
相似练习
【相似题1】(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
【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.
【相似题2】(24-25高二上·江苏苏州·期末)已知曲线,是曲线E上任意一点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】分类可得曲线轨迹,利用可看成是点到直线的距离的倍,当点在椭圆上时距离最大,利用三角代换可求最大值.
【详解】当时,,表示焦点在轴上的双曲线在第二象限的部分,
当时,,表示焦点在轴上的椭圆在第一象限的部分,
当时,,表示焦点在轴上的双曲线在第四象限的部分,
当时,,方程无解,不表示任何图象,
作出图形如图所示,曲线在第二、四象限是双曲线的一部分,在第一象限是椭圆+=1的一部分,
可看成是点到直线的距离的倍.
由图可知,点在椭圆上时,距离最大.
设,则,
其中,则,当时取到等号,
故选:C.
【点睛】关键点点睛:关键在于分情况去绝对值得到方程所表示的曲线,结合图象利用三角代换可求最大值.
【题型8:双曲线中的其他三角形问题】
例题精选
【例题1】(2025·四川南充·模拟预测)已知双曲线:的左右焦点分别为 ,,过点的直线与的右支交于两点,且,若的周长为,则的实轴长为 .
【答案】4
【分析】根据双曲线的定义,结合已知的线段比例关系以及的周长,求出的值,进而得到双曲线的实轴长.
【详解】设,因为,所以,.
根据双曲线的定义:平面内到两个定点的距离之差的绝对值等于定值()的点的轨迹为双曲线.
对于点在双曲线右支上,有,即,可得 ①.
对于点在双曲线右支上,有,则 .
已知的周长为,的周长,
而.
所以,即 ②.
将①代入②中,得到,即,解得.
根据双曲线的性质,双曲线的实轴长为.
把代入,可得实轴长为.
故答案为:.
【例题2】(24-25高三下·云南临沧·阶段练习)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,两点.若,且,则直线与的斜率之积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设,根据条件用表示出,在中,利用余弦定理建立等式,找到,再在中,利用余弦定理及找到,设,结合,,利用斜率公式表示出与的斜率之积即可求解.
【详解】解:由双曲线定义可知:
,且,
不妨设,
所以,,
则,,
在中,,
由余弦定理得
,
即,
即,
解得,舍去负值,
在中,由余弦定理得
,
即,
即,结合,
即得,
故得,即,
设,
则,,
而,
.
故选:.
相似练习
【相似题1】(2025·贵州黔东南·三模)已知点P是双曲线上第一象限的点,C的左、右焦点分别为,若是面积为的等边三角形(O为坐标原点),则直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题意作图,根据等边三角形的面积,求出的长度,求出和的坐标,求出直线方程.
【详解】
设焦点,
,解得,
可知,在中,根据勾股定理,
所以,,可得直线方程为,化简得.
故选:B.
【相似题2】(2025高三·全国·专题练习)如图,已知双曲线的实轴长为4,左、右焦点分别为,,过的直线交双曲线的右支于点,,,则的面积为( )
A.16 B. C.32 D.
【答案】A
【分析】根据双曲线的定义确定的长,再由定义可得,由得为等腰直角三角形,从而可求得的面积.
【详解】由双曲线的实轴长为4,得,
所以,
又,所以,
因为,所以,
又,所以,
又,所以为等腰直角三角形,
由,得,
所以的面积为.
故选:A.
课后针对训练
一、单选题
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.
2.(24-25高二上·湖北武汉·期末)已知圆,,点在圆上运动,设线段的垂直平分线和直线的交点为,则点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·辽宁葫芦岛·期末)已知双曲线的一个焦点坐标为,则的值为( )
A.24 B.25 C.7 D.8
4.(24-25高二下·湖南长沙·期末)已知方程表示双曲线,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.或
5.(24-25高二上·辽宁大连·期末)双曲线上的点到点的距离为,则点到点的距离为( )
A. B.
C.或 D.或
6.(24-25高三上·辽宁·期末)已知,,动点满足,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
7.(23-24高二上·山东青岛·阶段练习)与椭圆:共焦点且过点的双曲线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
8.(21-22高二上·山东淄博·期末)已知椭圆与双曲线有相同的焦点,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
9.(24-25高二下·甘肃甘南·期末)设O为坐标原点,,为双曲线的两个焦点,点P在C上,,则( )
A. B.3 C. D.
10.(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.
二、多选题
11.(24-25高二上·重庆·期末)记方程所表示的曲线为,则下列命题正确的是( )
A.曲线可能为圆
B.曲线可能为等轴双曲线
C.若,则为焦点在轴上的双曲线
D.若,则为焦点在轴上的椭圆
12.(2020·山东淄博·二模)已知点在双曲线上,分别是左、右焦点,若的面积为20,则下列判断正确的有( )
A.点到轴的距离为 B.
C.为钝角三角形 D.
13.(24-25高二上·广东汕尾·期末)已知双曲线方程为,和分别为双曲线的左焦点和右焦点.设直线:和直线:相交于点Q,且恒有,,则下列说法正确的是( )
A.的最大值为 B.平面上存在定点P,使得为定值
C.的最大值为64 D.点Q到直线距离的最大值为4
三、填空题
14.(24-25高二下·河南南阳·期末)已知圆,圆,动圆与圆都外切,则动圆圆心的轨迹方程为 .
15.(24-25高二上·上海·期末)已知F是双曲线的右焦点,动点P在双曲线的左支上,点Q为圆上一动点,则的最小值为 .
四、解答题
16.(23-24高二下·全国·课堂例题)求适合下列条件的双曲线的标准方程:
(1)与椭圆有共同的焦点,它们的一个交点的纵坐标为.
(2)过点,且焦点在坐标轴上.
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
D
A
A
A
C
B
A
D
题号
11
12
13
答案
ACD
BC
ABD
1.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
2.A
【分析】结合双曲线的定义求得正确答案.
【详解】
圆的圆心为,半径为,由中垂线的性质可得,
所以,
所以点的轨迹方程是双曲线,且,,,,
所以点的轨迹方程为.
故选:A.
3.D
【分析】由双曲线标准方程得,然后根据关系求得.
【详解】由题意,,,
故选:D.
4.A
【分析】根据双曲线的性质,根据题意建立不等式进行求解即可.
【详解】因为方程表示双曲线 ,所以即
故选:A.
5.A
【分析】根据双曲线的定义分析即可求解.
【详解】由双曲线,可得,所以,
所以与是双曲线的焦点,
因为双曲线上的点到点的距离为,且,
所以或,又,所以.
故选:A.
6.A
【分析】根据双曲线的定义可知点的轨迹为以为焦点,实轴为的双曲线的上支,求出、,即可得到轨迹方程.
【详解】由及双曲线的定义可知,
点的轨迹为以为焦点,实轴为的双曲线的上支,则,
因为,所以,故点的轨迹方程为.
故选:A
7.C
【分析】首先设出双曲线方程,求出的值即焦点坐标,然后根据双曲线的定义、平方关系求出的值即可求解.
【详解】由题意不妨设所求双曲线的标准方程为,
则,即椭圆与所求双曲线的公共焦点为,
由双曲线的定义可知,
所以,
所以所求双曲线的标准方程为.
故选:C.
8.B
【分析】根据题意,焦点在轴上,且,,进而得,再求椭圆的离心力即可.
【详解】解:在双曲线中,焦点在轴上,且满足,
因为椭圆与双曲线有相同的焦点,
所以在椭圆中,焦点在轴上,,
所以,即,
所以在椭圆中,长轴长为,焦距为,
所以椭圆的离心率为
故选:B
9.A
【分析】结合双曲线的定义和余弦定理得,在和中,由余弦定理得,求解即可.
【详解】由题意得,,所以①,
在中,由余弦定理得,
即②,联立①②,解得,
因为,
所以在和中,由余弦定理,得,
结合,可得,
所以,
所以,
所以,得,
所以,
所以,解得.
故选:A
10.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.
11.ACD
【分析】易知当时,曲线为圆,即A正确,假设曲线为等轴双曲线,但方程无解,可得假设不成立,即B错误;再根据双曲线标准方程定义可判断C正确,又利用椭圆标准方程可得D正确.
【详解】对于A,易知当时,即时,曲线方程为,
也即,表示圆,即A正确;
对于B,若曲线可能为等轴双曲线可知,显然此方程无解,
因此曲线不可能为等轴双曲线,即B错误;
对于C,若,可知,方程可化为,
此时为焦点在轴上的双曲线,即C正确;
对于D,若,可得,且,
所以为焦点在轴上的椭圆,即D正确.
故选:ACD
12.BC
【分析】设点,根据求得判断A;求出点的坐标,利用两点距离求出,根据双曲线定义求出,即可判断B;结合B选项,利用余弦定理求得,则为钝角,即可判断C;由得,即可判断D.
【详解】设点.
因为双曲线,所以,,,.
对于A,,所以,
所以点到轴的距离为4,错误.
对于B,将代入得,则.
由双曲线的对称性,不妨取点的坐标为,得.
由双曲线的定义得,所以,正确.
对于C,结合B选项,在中,,
且,则为钝角,
所以为钝角三角形,正确.
对于D,由,得,且,
所以,所以,错误.
故选:BC
13.ABD
【分析】根据题意可得,所以点Q的轨迹为以为直径的圆,方程为,设点,则,可得其最大值判断A;由圆的性质可判断B,D;利用基本不等式判断C.
【详解】根据题意,双曲线方程,则,
因为恒有,,则有,,
解得,所以:,:,
又,所以,
所以点Q的轨迹为以为直径的圆,方程为,
设点,
则
当,上式取最大值为,所以的最大值为,A正确;
平面上存在定点P(原点O),使得为定值4,B正确;
又因为,所以,
当且仅当点Q为圆与轴的交点时成立,C错误;
点Q到直线距离的最大值为圆的半径4,D正确.
故选:ABD.
【点睛】关键点点睛:根据题意发现,从而点Q的轨迹为以为直径的圆,方程为是解题关键.
14.
【分析】根据双曲线的定义,判断出双曲线的参数的值,写出轨迹方程.
【详解】对圆,圆心为;对圆,圆心为.
设动圆的半径为,则,所以点的运动轨迹为以为焦点的双曲线的左支.
易知,解得;
又,解得;
,所以动圆圆心的轨迹方程为.
故答案为:
15.
【分析】设是左焦点,由双曲线定义转化,取最小值时,的最小值是在线段上即得.
【详解】双曲线,,,,,,即为,
圆的圆心为,半径,
P在双曲线的左支上,,,
所以,
根据圆的几何性质可知,
的最小值是,
所以的最小值是.
故答案为:6
16.(1)
(2)
【分析】(1)先求椭圆的焦点坐标,设双曲线方程,结合题意列式求解即可;
(2)结合题意,利用待定系数法即可求取双曲线的标准方程.
【详解】(1)椭圆的两个焦点为、,
故该双曲线的焦点在轴上,可设双曲线的标准方程为,
令,即有,解得,
故有,解得,
故双曲线的标准方程为.
(2)设双曲线的方程为,.
因为点,在双曲线上,
则,解得,
所以双曲线的标准方程为.
1
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$2025-2026年人教A版高二数学上学期常考题型归纳
【第17讲:双曲线的标准方程】
总览
题型梳理
【知识梳理】
一、双曲线的定义
平面内与两个定点F₁、F₂的距离的差的绝对值等于常数(记为2a,且2a<|F₁F₂|=2c)的点的轨迹。
常数2a:双曲线上点到两焦点距离差的绝对值,a>0。
两焦点间距2c:c>0,且c>a(保证轨迹为双曲线,而非射线或无轨迹)。
二、标准方程的两种形式
1.焦点在x轴上
方程:(a>0,b>0)
核心特征:中心在原点,焦点坐标为(±c,0),且满足。
2.焦点在y轴上
方程:(a>0,b>0)
核心特征:中心在原点,焦点坐标为(0,±c),同样满足。
三、关键参数与性质
a的几何意义:实半轴长,双曲线上顶点到中心的距离(顶点坐标:x轴焦点时为±a,0;y轴焦点时为0,±a)。
b的几何意义:虚半轴长,用于确定渐近线斜率,无直接“长度”对应,仅满足。
离心率e:,e>1(双曲线离心率恒大于1,e越大双曲线开口越开阔)。
渐近线方程:x轴焦点时为;y轴焦点时为。
四、特殊情况:等轴双曲线
定义:a=b的双曲线,离心率。
方程:(焦点在x轴)或(焦点在y轴)。
渐近线:(相互垂直)。
题型分类
知识讲解与常考题型
【题型1:根据双曲线的定义求方程】
【解题策略】
一、定义核心公式
两焦点:设F₁(x₁,y₁)、F₂(x₂,y₂),焦点间距离()
轨迹条件:动点P(x,y)满足(,且,即)
无轨迹/射线条件:若,则轨迹不存在(时为以F₁、F₂为端点的两条射线)
二、标准方程规范形式
1.焦点在x轴上(中心在原点)
前提:两焦点F₁(-c,0)、F₂(c,0)(连线平行于x轴,中点为原点)
完整轨迹(双曲线两支):(,)
单支轨迹(右支):()
单支轨迹(左支):()
2.焦点在y轴上(中心在原点)
前提:两焦点F₁(0,-c)、F₂(0,c)(连线平行于y轴,中点为原点)
完整轨迹(双曲线两支):(,)
单支轨迹(上支):()
单支轨迹(下支):()
三、核心参数关系公式
基本关系:(推导)
离心率:(,双曲线专属性质)
渐近线方程:
焦点在x轴:
焦点在y轴:
四、中心非原点的平移公式(拓展)
若两焦点中点(中心)为(h,k),焦点连线平行于x轴:
(,)
若两焦点中点(中心)为(h,k),焦点连线平行于y轴:
(,)
例题精选
【例题1】(25-26高二上·陕西西安·阶段练习)设点A,B的坐标分别为,,直线,相交于点M,且它们的斜率之积是,则动点M的轨迹方程为 .
【例题2】(2025高二·全国·专题练习)已知圆的圆心为,直线过点,且与轴不重合,直线交圆于两点,点在点与点之间.过点作直线的平行线,交直线于点,则点的轨迹方程为 .
相似练习
【相似题1】(2025高三·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,点的坐标分别为,以为圆心作一个半径为4的圆,点是圆上一动点,线段的重直平分线与直线相交于点.求的轨迹的方程.
【相似题2】(2025高三·全国·专题练习)已知以点M为圆心的动圆经过点,且与圆心为的圆相切,记点M的轨迹为曲线C,则曲线C的方程为 .
【题型2:判断方程是否表示双曲线】
【解题策略】
一、核心判断条件(基础公式)
1.方程一般形式
(注:、不同时为0,且,时非双曲线)
2.双曲线核心判定条件
(、一正一负,异号是双曲线的本质特征)
3.非双曲线排除条件(对比公式)
条件
公式形式
轨迹类型
系数同正
椭圆(为圆)
系数其一为0
抛物线或两条直线
常数项为0
两条相交直线
二、标准形式转化公式(中心在原点)
情况1:焦点在x轴上
前提条件:,,
转化步骤:两边同除以,使右边为1
简化记法(令,,,):
情况2:焦点在y轴上
前提条件:,,
转化步骤:两边同除以,使右边为1
简化记法(令,,,):
例题精选
【例题1】【多选】(25-26高二上·全国·课堂例题)已知曲线:,下列说法正确的是( )
A.若,则是焦点在轴上的椭圆
B.若,则是圆,其半径为
C.若,则是双曲线
D.若,,则是两条直线
【例题2】【多选】(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
相似练习
【相似题1】【多选】(24-25高二上·山东烟台·期末)在平面直角坐标系中,若一曲线的方程为,则( )
A.当时,该曲线为椭圆
B.当时,该曲线为焦点在轴上的双曲线
C.当时,该曲线为焦点在轴上的双曲线
D.无论取何值,该曲线不可能为等轴双曲线
【相似题2】【多选】(24-25高二上·陕西西安·期末)已知曲线,则( )
A.若,则C是圆 B.若,则C是椭圆
C.若,则C是双曲线 D.若,,则C是两条直线
【题型3:双曲线上的点到焦点的距离与最值】
【解题策略】
一、距离计算核心策略
1.定义法(核心方法)
公式依据:双曲线上任意一点满足(为两焦点,为实轴长)。
适用场景:已知其中一个焦点距离(如),求另一个距离(如)。
注意符号:
若在右支(焦点在x轴),则。
若在左支(焦点在x轴),则。
2.第二定义法(离心率法)
公式依据:双曲线上任意一点到焦点的距离=离心率到对应准线的距离()。
准线方程(中心在原点):
焦点位置
左焦点对应准线
右焦点对应准线
x轴上
y轴上
适用场景:已知的坐标,直接计算到焦点的距离(避免根号运算)。
二、最值求解核心策略
1.最值结论(关键!)
最小值:双曲线上点到焦点的距离最小值为,在靠近该焦点的顶点处取得。
例:焦点在x轴时,右焦点对应的最小值点为右顶点,。
无最大值:双曲线上的点可无限远离焦点,距离趋于无穷大。
2.最值推导(辅助理解)
由第二定义,准线到焦点的距离为。
双曲线上点到准线的最小距离为顶点到准线的距离(,取绝对值),代入得。
三、易错点提醒
混淆“对应准线”:左焦点只能对应左准线,右焦点对应右准线,不可交叉使用。
忽略点所在分支:用定义法时,需先判断在左支还是右支,否则符号错误。
误判最值点:最值仅在顶点处,而非双曲线其他位置(如渐近线附近)。
四、典型例题解析
例1:已知双曲线(,,),点在右支上,且,求。
解:右支上满足,故。
例2:求上述双曲线右支上点到左焦点的最小值。
解:右支上点到的最小值在右顶点处,(补充:单支上到另一焦点的最小值为)。
例题精选
【例题1】(25-26高二上·河南驻马店·阶段练习)已知双曲线的右焦点为为的左支上一点,为线段的中点,为坐标原点,若,则( )
A.10 B.9 C.7 D.6
【例题2】(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.
相似练习
【相似题1】(2025·河南郑州·一模)已知双曲线,双曲线C上一点P到一个焦点的距离为4,则P到另一个焦点的距离为 .
【相似题2】(24-25高二上·广东江门·期末)如果双曲线上一点到它的右焦点的距离是8,那么点到它的左焦点的距离是 .
【题型4:利用定义求双曲线中线段的和差最值】
【解题策略】
一、核心工具:双曲线定义的灵活转化
定义公式:双曲线上任意点满足(为两焦点,为实轴长)。
转化方向:
1.右支上的点:(消去)或(消去)。
2.左支上的点:(消去)或(消去)。
核心逻辑:将“线段和差”转化为“两点间距离”(利用“两点之间线段最短”或“三角形两边之和/差关系”)。
二、线段和的最值解题策略
1.适用场景:求的最值(为定点,为焦点)
2.解题步骤:
1.用定义替换其中一个焦点距离(优先替换与定点同侧的焦点)。
2.转化为“定点到另一焦点的距离”问题,当在“定点与另一焦点连线”上时取最值。
3.分情况公式与结论:
点所在分支
转化方式(以为右焦点,为右方定点为例)
最值结论
右支
最小值:(在连线上)
左支
最小值:(在连线上)
注意:线段和无最大值(远离焦点时,距离趋于无穷大)。
4.典型例题:
已知双曲线(,,,),定点,求右支上点满足的最小值。
转化:右支上,故原式=。
最值:最小值为,总最小值=(为连线与右支交点)。
三、线段差的最值解题策略
1.适用场景:求或的最值(为定点,为焦点)
2.解题步骤:
1.用定义转化线段(消去多余焦点距离),将差转化为“两点间距离的差”。
2.利用“三角形两边之差的绝对值≤第三边”,当在“定点与焦点连线的延长线”上时取等号。
3.分情况公式与结论:
目标表达式
转化方式(以在右支为例)
最值结论
最大值:;最小值:(需保证在右支)
直接用三角形性质
最大值:(在延长线上);无最小值(趋于负无穷)
注意:若表达式为,右支上恒为(定值,无最值)。
4.典型例题:
沿用上述双曲线,定点,求右支上点满足的最大值。
由三角形性质:。
计算,故最大值为5(在延长线与右支交点)。
四、易错点排查
1.忽略点所在分支:转化时必须明确在左支还是右支,否则定义符号错误(如左支不能用)。
2.忘记“三点共线”条件:最值仅在“定点-焦点-共线”时取得,而非任意位置。
3.混淆“和/差”转化方向:和最值优先“凑两点连线”,差最值优先“用三角形性质”
例题精选
【例题1】(25-26高二上·重庆·阶段练习)点是双曲线的左焦点,动点A在双曲线右支上,直线与直线的交点为 B ,则的最小值为 .
【例题2】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)已知是双曲线的上焦点,点是双曲线下支上的动点,点,则的最小值为( )
A.11 B.9 C. D.5
相似练习
【相似题1】(25-26高二上·全国·课后作业)已知,双曲线的左焦点为是双曲线的右支上的动点,则的最大值是( )
A. B.2 C.3 D.1
【相似题2】(2025·贵州安顺·模拟预测)已知是双曲线的右焦点,是左支上一点,是圆上一点,则的最小值为 .
【题型5:双曲线中实轴虚轴焦距的关系】
【解题策略】
一、核心概念与公式
1.参数与几何量对应
几何量
定义
参数表示
长度关系
实轴
双曲线两顶点间的线段
(实半轴)
实轴长=
虚轴
与实轴垂直的辅助轴
(虚半轴)
虚轴长=
焦距
两焦点间的线段
(半焦距)
焦距=
2.核心关系公式(重中之重)
变形公式(按需推导):
(已知c、b求)
(已知a、c求)
(已知a、b求)
二、常见题型解题策略
题型1:已知两个量,求第三个量
解题步骤:
1.明确已知量对应的参数(如“实轴长6”→→;“焦距10”→→)。
2.代入核心公式变形求解。
示例:已知双曲线实轴长8,虚轴长6,求焦距。
解:→;→。
由→,故焦距。
题型2:结合离心率求参数
核心关联:离心率(),联立求解。
解题步骤:
1.由得。
2.代入,结合已知条件求解。
示例:已知双曲线离心率,实轴长6,求虚轴长。
解:→;。
→,故虚轴长。
题型3:结合标准方程求几何量
解题步骤:
1.从标准方程中提取(如→→,→)。
2.用核心公式求,再计算实轴长、虚轴长、焦距。
注意:焦点在y轴上的方程(如),参数关系不变,仍用。
题型4:与定义结合求参数
解题逻辑:双曲线定义中(),结合验证或求解。
示例:已知双曲线上点到两焦点距离差的绝对值为4(),焦距为6(),求虚轴长。
解:,,→,虚轴长。
三、易错点排查
1.混淆“参数”与“长度”:是实半轴(不是实轴长),才是实轴长,同理是虚轴长、是焦距。
2.颠倒a、b关系:核心公式是(最大),切勿写成(椭圆的公式,易混淆)。
3.忽略参数正负:a、b、c均为正数,求解后需取正根。
4.离心率范围记错:双曲线离心率,若计算出,则参数求解错误。
例题精选
【例题1】(25-26高二上·河北衡水·阶段练习)已知双曲线的焦点分别为,,则 .
【例题2】
(24-25高一下·上海奉贤·期中)若双曲线的一个焦点为,则 .
相似练习
【相似题1】(24-25高三下·广西·阶段练习)双曲线两个焦点,焦距为8,为曲线上一点,,则( )
A.1 B.1或9 C.9 D.3
【相似题2】(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.
【题型6:双曲线中焦点三角形的问题】
【解题策略】
一、焦点三角形核心定义与前提
定义:设双曲线(),两焦点(),双曲线上任意一点,则为焦点三角形。
基础条件:
1.(双曲线定义)
2.(焦距)
3.(保证双曲线存在)
二、常见结论(规范公式+直接用)
1.边长关系结论
设,,则:
(平方变形,适配余弦定理)
三角形三边满足:(三角形不等式+双曲线定义)
2.角的结论(设顶角,底角为)
顶角的范围:(为顶点处的角,即在顶点时,)
余弦定理核心式:
结合边长平方变形,推导得:(高频变形公式)
3.面积结论(3种常用公式,按需选择)
公式1(基础版):(两边及夹角面积公式)
公式2(双曲线专属版):(核心结论,无需求m、n,已知直接用)
推导:由得,代入公式1,结合三角恒等变换、,化简得此式。
公式3(底高版):(为点纵坐标绝对值,已知坐标时用)
4.离心率与角的关系
由及(均值不等式),推导得:(较少用)
简化结论:(适配已知时求)
三、解题策略(分题型,步骤清晰)
题型1:求焦点三角形面积
解题步骤:
1.已知(顶角):直接用公式。
2.已知m、n(两边长):用公式(需先由余弦定理求)。
3.已知(点坐标):用公式。
示例:已知双曲线(),焦点三角形顶角,求面积。
解:直接用公式。
题型2:求顶角或底角
解题步骤:
1.由双曲线定义得,平方得。
2.代入余弦定理,解方程求,进而得。
示例:已知双曲线(),在右支上,,,求。
解:,,。
代入余弦定理:,故。
题型3:求离心率
解题步骤:
1.由余弦定理和双曲线定义联立,消去m、n,保留a、c。
2.化简得的表达式,代入已知条件求解。
示例:焦点三角形顶角,且,求离心率。
解:由?修正:(矛盾,换示例)。
正确示例:已知,,求。
解:由(符合),再由。
又,代入余弦定理。
因,故(需补充a、b关系,此处仅展示步骤)。
题型4:求(边长)
解题步骤:
1.设,,列方程组:
(双曲线定义)
(余弦定理)
2.解方程组求m、n。
示例:双曲线(),焦点三角形顶角,求m、n。
解:,。
由。
解得,(或反之)。
四、易错点排查
1.混淆双曲线与椭圆的面积公式:双曲线是,椭圆是,切勿颠倒“tan”与“cot”。
2.忽略的绝对值:若未明确所在分支,需保留绝对值;明确分支后(如右支),直接用。
3.误将当焦距:焦距是,余弦定理中边长为,而非。
4.三角恒等变换错误:推导面积公式时,需熟练掌握、。
例题精选
【例题1】(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线上一点M与两焦点所成的角,则的面积为 .
【例题2】(2026高三·全国·专题练习)双曲线(,)的左、右焦点分别为、.是双曲线右支上一点,且直线的斜率为,是面积为8的直角三角形,则双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
相似练习
【相似题1】(25-26高三上·贵州·阶段练习)已知是双曲线的两个焦点,是上一点,且,则点到轴的距离为 .
【相似题2】(25-26高三上·重庆·阶段练习)已知F1,F2分别是双曲线C:的左、右焦点,双曲线C上存在一点P,满足,O为坐标原点,则|PO|= .
【题型7:双曲线方程中的其他最值问题】
【解题策略】
一、题型1:双曲线上点到定直线的距离最值
核心策略
优先几何法(找平行公切线),无公切线用代数法。
解题步骤
1.设与定直线平行的直线:。
2.联立双曲线与平行线,令判别式,求D。
3.用两平行线距离公式得最值。
关键公式
两平行线距离:
判别式:(联立后方程)
示例
双曲线,求到直线的最小距离:
1.设平行线,联立得。
2.令(无解,用代数法)。
3.设,距离,由双曲线消元得最小值。
二、题型2:双曲线上点的代数式最值(等)
核心策略
消元法或参数方程法,转化为单变量/三角函数求最值。
解题步骤
1.消元法:用双曲线方程消一个变量,代入代数式得函数,结合定义域求最值。
2.参数方程法:焦点在x轴时,、,代入转化为三角函数。
关键公式
参数方程:,
辅助角公式:
示例
双曲线,求最大值:
1.参数方程:、。
2.代入得,求导得最大值3。
三、题型3:过定点直线与双曲线相交的斜率最值(范围)
核心策略
联立方程,用“二次项系数≠0+判别式≥0”求解。
解题步骤
1.设直线,联立双曲线得方程。
2.二次方程:需(避渐近线)且,解k的范围。
3.一次方程:单独判断是否有交点。
关键条件
二次方程:且
渐近线斜率:焦点在x轴时,y轴时
示例
过定点与相交,求k的范围:
1.联立得。
2.令且。
3.解得:。
四、题型4:双曲线上点到非焦点定点的距离最值
核心策略
代数法(距离平方转化为单变量函数)。
解题步骤
1.设、定点,得。
2.用双曲线方程消元,得。
3.结合双曲线定义域(x轴焦点)求最值。
关键公式
距离平方:
定义域:(x轴焦点)或(y轴焦点)
示例
双曲线,求到的最小值:
1.,代入。
2.得,配方得最小值2。
例题精选
【例题1】(25-26高二上·安徽阜阳·阶段练习)若点O和点F分别为双曲线的中心和右焦点,点P为双曲线上的任意一点,则·的最小值为( )
A. B.3 C. D.
【例题2】(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.
相似练习
【相似题1】(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
【相似题2】(24-25高二上·江苏苏州·期末)已知曲线,是曲线E上任意一点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【题型8:双曲线中的其他三角形问题】
例题精选
【例题1】(2025·四川南充·模拟预测)已知双曲线:的左右焦点分别为 ,,过点的直线与的右支交于两点,且,若的周长为,则的实轴长为 .
【例题2】(24-25高三下·云南临沧·阶段练习)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,两点.若,且,则直线与的斜率之积为( )
A. B. C. D.
相似练习
【相似题1】(2025·贵州黔东南·三模)已知点P是双曲线上第一象限的点,C的左、右焦点分别为,若是面积为的等边三角形(O为坐标原点),则直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【相似题2】(2025高三·全国·专题练习)如图,已知双曲线的实轴长为4,左、右焦点分别为,,过的直线交双曲线的右支于点,,,则的面积为( )
A.16 B. C.32 D.
课后针对训练
一、单选题
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.
2.(24-25高二上·湖北武汉·期末)已知圆,,点在圆上运动,设线段的垂直平分线和直线的交点为,则点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·辽宁葫芦岛·期末)已知双曲线的一个焦点坐标为,则的值为( )
A.24 B.25 C.7 D.8
4.(24-25高二下·湖南长沙·期末)已知方程表示双曲线,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.或
5.(24-25高二上·辽宁大连·期末)双曲线上的点到点的距离为,则点到点的距离为( )
A. B.
C.或 D.或
6.(24-25高三上·辽宁·期末)已知,,动点满足,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
7.(23-24高二上·山东青岛·阶段练习)与椭圆:共焦点且过点的双曲线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
8.(21-22高二上·山东淄博·期末)已知椭圆与双曲线有相同的焦点,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
9.(24-25高二下·甘肃甘南·期末)设O为坐标原点,,为双曲线的两个焦点,点P在C上,,则( )
A. B.3 C. D.
10.(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.
二、多选题
11.(24-25高二上·重庆·期末)记方程所表示的曲线为,则下列命题正确的是( )
A.曲线可能为圆
B.曲线可能为等轴双曲线
C.若,则为焦点在轴上的双曲线
D.若,则为焦点在轴上的椭圆
12.(2020·山东淄博·二模)已知点在双曲线上,分别是左、右焦点,若的面积为20,则下列判断正确的有( )
A.点到轴的距离为 B.
C.为钝角三角形 D.
13.(24-25高二上·广东汕尾·期末)已知双曲线方程为,和分别为双曲线的左焦点和右焦点.设直线:和直线:相交于点Q,且恒有,,则下列说法正确的是( )
A.的最大值为 B.平面上存在定点P,使得为定值
C.的最大值为64 D.点Q到直线距离的最大值为4
三、填空题
14.(24-25高二下·河南南阳·期末)已知圆,圆,动圆与圆都外切,则动圆圆心的轨迹方程为 .
15.(24-25高二上·上海·期末)已知F是双曲线的右焦点,动点P在双曲线的左支上,点Q为圆上一动点,则的最小值为 .
四、解答题
16.(23-24高二下·全国·课堂例题)求适合下列条件的双曲线的标准方程:
(1)与椭圆有共同的焦点,它们的一个交点的纵坐标为.
(2)过点,且焦点在坐标轴上.
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