内容正文:
专题05 双曲线
4大高频考点概览
考点01 双曲线的概念及性质
考点02双曲线的离心率问题
考点03双曲线的中点弦问题
考点04双曲线中的综合问题
地 城
考点01
双曲线的概念及性质
一、单选题
1.(24-25高二上·重庆长寿区·期末)双曲线的渐近线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】化为双曲线的标准方程,再结合渐近线公式,即可求出结果
【详解】双曲线的标准方程是.则.渐近线方程是.
故选:D.
2.(24-25高二上·重庆第一中学校·期末)与椭圆共焦点,且与双曲线共渐近线的双曲线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据与椭圆共焦点,与双曲线共渐近线的方程设为,再求解
【详解】因为椭圆,焦点在x轴上,且,
又因为所为双曲线与双曲线共渐近线,
所以设所求双曲线,即
则,解得.
所以所求双曲线为.
故选:B
3.(23-24高二上·重庆第八中学校·期末)已知椭圆的左焦点是双曲线的左顶点,则双曲线的渐近线为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由椭圆的标准方程可得其焦点坐标,从而得到双曲线的左顶点坐标,再由其渐近线方程,即可得到结果.
【详解】设椭圆焦距为,
则,则,所以椭圆的左焦点为,
所以双曲线的左顶点为,
所以,所以,
所以双曲线的渐近线为.
故选:D
4.(23-24高二上·重庆部分区·期末)已知双曲线的两个焦点分别是和,点在双曲线上,且,则点到轴的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意写出点的坐标,利用向量的坐标运算以及双曲线方程,建立方程组,可得答案.
【详解】由,则,
所以,设,
则,
由,,即,
,,,,
,点到轴的距离.
故选:D.
5.(23-24高二上·重庆·期末)若方程表示的曲线是双曲线,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】若方程表示的曲线是双曲线,即或,等价于,从而得到m的取值范围。
【详解】因为方程表示的曲线是双曲线,
所以,即或.
故选:D
二、多选题
6.(24-25高二上·重庆巴川系·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
【答案】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
7.(24-25高二上·重庆北碚区·调研)已知曲线.则下列说法中正确的是( )
A.若,则是单位圆
B.若,则是焦点在轴上的椭圆
C.若,则是平行于轴的两条直线
D.若,则是双曲线且渐近线方程为
【答案】ABD
【分析】根据的取值范围,将曲线化为标准方程,进而进行判断即可.
【详解】对于A:当时,,曲线:,表示以为圆心,以1为半径的单位圆,故A正确;
对于B:当时,,,曲线:,表示焦点在轴上的椭圆,故B正确;
对于C:当,,曲线:或,表示平行于轴的两条直线,故C错误;
对于D:当时,,曲线:,表示焦点在轴上的双曲线,且其渐进性方程为:,故D正确.
故选:ABD
8.(24-25高二上·重庆第八中学校·期末)已知曲线.( )
A.若,则E是一条直线
B.若,则E是圆,其半径为
C.若,则E是双曲线,其焦点在y轴上
D.若E的离心率是,则
【答案】ABC
【分析】选项A,B,C直接代入结合直线,圆和双曲线分析可判断,选项D根据离心率小于可知是椭圆,化为椭圆标准方程后结合的范围由可求解.
【详解】若时,E即,表示直线y轴,A正确;
若表示圆,其半径为,故B正确;
若表示双曲线,且焦点在y轴上,故C正确;
由题意,E是椭圆,则且
当时,,故,所以,解得,
当时,,故,所以,解得,故D错误.
故选:ABC.
9.(24-25高二上·重庆部分区·期末)已知双曲线,则下列结论正确的是( )
A.双曲线的实轴长为8 B.双曲线的焦距为5
C.双曲线的离心率为 D.双曲线的渐近线为
【答案】CD
【分析】根据题意,结合双曲线的几何性质,逐项判定,即可求解.
【详解】由双曲线,可得,则,
可得双曲线的实轴长为,焦距为,离心率为,
所以A、B错误;C正确;
又由焦点在轴上,可知双曲线的渐近线方程为,故D正确.
故选:CD.
10.(23-24高二上·重庆南开中学校·期末)已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,以为直径的圆与双曲线C的一个交点为P,下列说法正确的是( )
A.圆的方程为 B.双曲线C的渐近线方程为
C.到C的渐近线的距离为2 D.的面积为4
【答案】ACD
【分析】根据圆的半径和圆心即可求解A,根据渐近线方程的求解即可判断B,根据点到直线的距离公式即可求解C,根据双曲线定义,结合垂直关系即可求解D.
【详解】由可得,
对于A,由于圆心为坐标原点,直径为,所以圆的方程为,A正确,
对于B,渐近线方程为,故B错误,
对于C, 到一条渐近线为的距离,所以C正确;
对于D,由题意可得,,又,
,
故的面积为,故D正确;
故选:ACD
11.(23-24高二上·重庆巴蜀中学校·期末)已知双曲线的渐近线方程为,则该双曲线的方程可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】由相同渐近线的双曲线的特征即可得解.
【详解】由题可设双曲线的方程为,当时,对应的方程为,
而BD中的方程均不能化成“”这样的形式.
故选:AC.
三、填空题
12.(24-25高二上·重庆长寿区·期末)等轴双曲线的一个焦点是,则双曲线的标准方程是 .
【答案】
【分析】根据题意,设方程为,根据焦点坐标,可求得,即可得答案.
【详解】设等轴双曲线方程为,一个焦点是,则,则.
故双曲线的标准方程是.
故答案为:.
13.(24-25高二上·重庆南开中学校·期末)已知双曲线的两条渐近线与圆均相切,则两条渐近线的方程为 .
【答案】
【分析】求出双曲线的渐近线方程,利用圆的切线性质,结合点到直线距离公式求出关系即可.
【详解】双曲线的渐近线方程为,
圆的圆心,半径,
依题意,,所以两条渐近线的方程为.
故答案为:
14.(23-24高二上·重庆长寿区·期末)已知双曲线的左焦点为,则左焦点到双曲线的渐近线的距离为 .
【答案】2
【分析】求出双曲线的左焦点的坐标及渐近线的方程,再借助点到直线距离求出答案.
【详解】由双曲线得,,
∴双曲线的渐近线方程为,即
∴左焦点到双曲线的渐近线的距离为,
故答案为:2.
15.(23-24高二上·重庆七校·期末)若方程表示焦点在轴上的双曲线,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据双曲线焦点在x轴上有,求解即可得出参数m范围.
【详解】因方程表示焦点在x轴上的双曲线,
则有,解得,
故答案为:.
地 城
考点02
双曲线的离心率问题
一、单选题
1.(24-25高二上·重庆西南大学附属中学校·期末)已知双曲线的通径为线段,到双曲线两条渐近线的距离之和等于实轴长,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】不妨设点在第一象限,求出点的坐标,利用点到直线的距离公式以及题意可得出、的等量关系,由此可求得该双曲线的离心率的值.
【详解】不妨设点在第一象限,如下图所示:
联立可得,即点,
双曲线的渐近线方程为,即,
点到直线的距离为,
点到直线的距离为,
由题意可得,即,可得,
故,故该双曲线的离心率为,
故选:D.
2.(24-25高二上·重庆主城七校·期末)如图:,是双曲线的左右焦点,以为圆心的圆与双曲线的左右两支分别交于,两点,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设圆的半径为,由条件结合双曲线的定义证明,结合双曲线定义及余弦定理列方程确定关系,由此可得结论.
【详解】设圆的半径为,则,
因为,
所以,由双曲线定义可得,
所以,故,,,,
在中,由余弦定理可得,
在中,由余弦定理可得,
由已知,
所以,
所以,
所以,
所以,
所以双曲线的离心率.
故选:D.
3.(24-25高二上·重庆巴川系·期末)已知、是椭圆和双曲线的公共焦点,是它们的一个公共点,且,记椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,则( )
A. B.1 C. D.2
【答案】D
【分析】根据椭圆和双曲线定义可求得,再利用勾股定理以及离心率定义化简计算可得结果.
【详解】如下图所示:
设椭圆的长半轴长为,双曲线的实半轴长为,它们的半焦距都为;
易知,解得;
又,利用勾股定理可得,
即,整理可得,
即,即,
所以.
故选:D
4.(24-25高二上·重庆巴蜀中学教育集团·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
5.(24-25高二上·重庆·期末)已知,设双曲线和椭圆的离心率分别为,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用双曲线和椭圆离心率求法可得,计算可得结果.
【详解】易知,,
由可得,解得;
所以.
故选:C
6.(23-24高二上·重庆九龙坡区·)已知点分别是双曲线的左、右焦点,过作斜率为的直线与双曲线的左、右两支分别交于两点,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】取的中点,令,则,由双曲线定义及所给条件可得,得,再结合直线的斜率为,即可求解.
【详解】取的中点,连接,令,则,如图,
因点为双曲线左右两支上的点,
由双曲线定义得,,
则,
令双曲线的半焦距为,
直角中,,
直角中,,
则有,即,
因直线的斜率为,即,即,
于是有,则,解得,
因此双曲线的离心率.
故选:C.
二、多选题
7.(24-25高二上·重庆第八中学校·期末)如图,椭圆与双曲线有公共焦点,椭圆与双曲线的离心率分别为,点P为两曲线位于第一象限的公共点,且,I为的内心,三点共线,且,x轴上的点A,B满足,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.平分 D.
【答案】ACD
【分析】根据给定条件,结合椭圆、双曲线定义及余弦定理求解判断AB;利用椭圆、双曲线定义,结合三角形内角平分线性质定理求解判断CD.
【详解】设,而椭圆的长轴长为,双曲线的实轴长为,
由双曲线的定义,得,由椭圆的定义,得,
则,又,
由余弦定理得:,
即,整理得,
对于A,,即,A正确;
对于B,,即,B错误;
对于C,又平分,则,由,得,
则,C正确;
对于D,由为的内心,得为的角平分线,则,同理,
则,于是,即,
由,得,则,又三点共线,
即为的角平分线,又平分,则有,
而,则,即,
由,得,即,由选项B知,,D正确.
故选:ACD
【点睛】结论点睛:是的角平分线,则.
三、填空题
8.(24-25高二上·重庆北碚区·调研)已知双曲线的一条渐近线与圆交于两点,若,则双曲线的离心率为 .
【答案】
【分析】根据弦长得到圆心到渐近线的距离,然后利用点到直线的 列等式,整理得到离心率.
【详解】
设圆的圆心为,则,半径,
因为,所以圆心到渐近线的距离为,
由双曲线方程可得一条渐近线方程为,整理得,
则,整理得.
故答案为:.
9.(23-24高二上·重庆部分学校·调研)已知分别是双曲线的左、右焦点,是双曲线上的一点,且,双曲线的离心率是 .
【答案】/
【分析】根据求出,进而可得的值,再根据的关系求出,则离心率可求.
【详解】,
,则,
即,,
又,
,
.
故答案为:.
地 城
考点03
双曲线中点弦问题
一、单选题
1.(23-24高二上·重庆第十八中学·期末)已知双曲线与直线相交于两点,若弦的中点的横坐标为1,则双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】联立直线与双曲线得,根据已知结合韦达定理得,可得,即得答案.
【详解】将直线代入双曲线有,则,
由题设,易知,故,则渐近线为.
故选:A
二、多选题
2.(23-24高二上·重庆·期末)已知点M,N是双曲线上不同的两点,则( )
A.当M,N分别位于双曲线的两支时,直线的斜率
B.当M,N均位于双曲线的右支上时,直线的斜率
C.线段的中点可能是
D.线段的中点可能是
【答案】AD
【分析】由题意先得渐近线斜率,结合直线与双曲线的位置关系即可判断AB,由点差法求直线的斜率,注意验证此时直线是否与双曲线有交点即可.
【详解】双曲线渐近线为,当M,N分别位于双曲线的两支时,直线MN较渐近线更平缓,故,
当M,N均位于双曲线的右支上时,直线MN较渐近线更陡,故,所以A对B错;
记,中点,由M,N是双曲线C上的点,有,两式相减可得,当时,有,
对于C,与双曲线方程联立可知直线MN与方程无交点,故C错;
对于D,,故此时M,N分别位于双曲线的左右两支,故D正确.
故选:AD.
三、填空题
3.(24-25高二上·重庆第八中学校·期末)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
四、解答题
4.(24-25高二上·重庆九龙坡区·)已知双曲线:(,)的实轴长为2,点到双曲线的渐近线的距离为.
(1)求双曲线的方程;
(2)过点的动直线交双曲线于、两点,设线段的中点为,求点的轨迹方程.
【答案】(1)
(2),其中或
【分析】(1)根据实轴长得,利用点到直线的距离结合求解即可;
(2)设,,,联立直线l与双曲线的方程,消去y,得,且,得且,由韦达定理,得,从而得,联立消去k,得,再根据的范围得出的范围,即可得解.
【详解】(1)双曲线的实轴长为,由已知,,则,
因为双曲线:(,)的一条渐近线为,
点到双曲线的渐近线的距离为,所以,
所以,所以,所以双曲线的方程是;
(2)易知直线的斜率存在设为,设、、,
联立直线l与双曲线E的方程,得,消去y,得.
由且,得且.
由韦达定理,得.
所以,.
由消去k,得.
由且,得或.
所以,点M的轨迹方程为,其中或.
5.(22-23高二上·重庆·期末)已知双曲线的离心率为,且经过点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)经过点的直线交双曲线于、两点,且为的中点,求的方程.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)由双曲线的离心率可得,设出双曲线方程,代入已知点的坐标求解,则双曲线方程可求;
(2)利用“点差法”求直线的斜率,然后结合的坐标可求出的方程.
【详解】(1)由,得,即,
∴,
设双曲线的方程为或,
把代入两个方程,得或,
解得(第二个方程无解),
∴双曲线的标准方程为;
(2)设,,
∵,都在双曲线上,∴,,
两式作差可得:,即,
∵为的中点,∴,,
可得,
∴直线的方程为,即,
联立,得,
,符合题意.
∴直线的方程为.
地 城
考点04
双曲线中的综合问题
一、多选题
1.(23-24高二上·重庆第八中学校·期末)已知双曲线,过左焦点作一条渐近线的垂线,垂足为,过右焦点作一条直线交双曲线的右支于两点,的内切圆与相切于点,则下列选项正确的是( )
A.线段的最小值为
B.的内切圆与直线相切于点
C.当时,双曲线的离心率为
D.当点关于点的对称点在另一条渐近线上时,双曲线的渐近线方程为
【答案】BCD
【分析】设出直线方程,联立双曲线方程,利用韦达定理及弦长公式可判断A,根据双曲线的定义和内切圆性质可判断B,由题可得进而可判断C,根据条件可得渐近线与x轴的夹角为可判断D.
【详解】设双曲线的右焦点为,,
当直线斜率不存在时,直线的方程为,则,
当直线斜率存在时,设直线的方程为
联立,消去,得,
,
由,解得或,
所以
,
所以当直线与轴垂直时,的长最小,即最小值为,故A错误;
设的内切圆与三角形三边的切点分别是,由切线长性质,可得
,
因为,所以,所以与重合,
即的内切圆与直线AB相切于点,故B正确;
由题可知双曲线的渐近线为,,则,
由上可知,所以,所以,故C正确;
若关于P点的对称点在另一条渐近线上时,则渐近线与x轴的夹角为,则其渐近线方程为,故D正确.
故选:BCD.
【点睛】关键点睛:本题A选项的关键是采用设线法联立双曲线方程,利用弦长公式证明出双曲线焦点弦中通径最短的结论.
二、填空题
2.(23-24高二上·重庆第一中学校·期末)已知双曲线的上、下焦点分别为,,点在上,且轴,过点作的平分线的垂线,与直线交于点,若点在圆上,则的值为 .
【答案】
【分析】根据题意求得点坐标,结合双曲线定义,求得,在三角形中,使用两次余弦定理,求得满足的等量关系,即可求得结果.
【详解】根据题意,不妨设点在第一象限,过点的垂线与的平分线交于,
连接,作图如下:
对,令,故可得,故点坐标为;
易知三角形与三角形全等,则,
由双曲线定义可得:,即,即;
在中,,
在中,由余弦定理得:;
则,整理化简可得:,,
也即,则,
解的,又,故.
故答案为:.
【点睛】关键点睛:本题解决的关键是利用利用双曲线的定义与垂直平分线的性质求得,从而利用与中利用余弦定理得到关于的方程,解之即可得解.
3.(23-24高二上·重庆巴蜀中学校·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,倾斜角为且过点的直线与双曲线的右支交于两点,设内切圆的半径为的内切圆的半径为,则圆心的横坐标为 (填或),若,则双曲线离心率的最小值为 .
【答案】
【分析】对于第一空,由双曲线的定义、平方关系以及以及切线长定理即可得解;对于第二空,由解直角三角形知识,得到结合以及离心率公式即可得解.
【详解】如图所示,
设,其中.
设.过分别作的垂线,垂足分别为R、S、T,
所以由切线长定理有,
则,
又因为,所以.
又,所以,同理可得.
所以在直线上,所以,
过作,直线倾斜角为,
由题可知,
所以,
,
所以,化简为,
所以,又因为,解得.
故答案为:,.
【点睛】关键点睛:第二空的关键是得到,由此结合已知条件即可顺利得解.
三、解答题
4.(24-25高二上·重庆第八中学校·期末)已知双曲线,按照如下方式依次构造点:直线与双曲线E的右支交于两点(在的上方),过且斜率为的直线与过且斜率为1的直线交于点,过点作平行于的直线.
(1)求的取值范围;
(2)判断是否共线,并说明理由;
(3)证明:为定值.
【答案】(1)
(2)共线,理由见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)联立直线与双曲线,方程有两个正根即可;(2)先求出坐标,证明斜率为定值即可;(3)根据的制约关系,把相关线段都表示为的表达式即可.
【详解】(1)联立,
消去y并整理得,
因为该方程有两个正根,所以,
解得.
(2)共线,理由如下:
因为直线的方程为,
因为,即.
直线的方程为,
因为,即.
联立,
两式相加得,则,
因为,
易知,
则都在直线上,所以共线.
(3)证明:由题意,设,则.
直线方程为,此时,
易知,.
.
故,即为定值.
【点睛】关键点睛:本题第二问和第三问,关键在于把握与两点坐标之间的制约关系,然后通过灵活消元,进而解决问题.
5.(24-25高二上·重庆南开中学校·期末)如图,已知椭圆的左,右焦点分别为,双曲线以椭圆的焦点为顶点,且离心率为.
(1)求双曲的标准方程;
(2)过作斜率不为0的直线与双曲线交于不同两点,设直线的斜率分别为.
①证明:为定值;
②直线与椭圆交于两点,直线与椭圆交于两点,求的最大值.
【答案】(1);
(2)① 证明见解析;②
【分析】(1)根据条件计算双曲线的,利用可求双曲线方程.
(2)①联立直线与双曲线方程,借助韦达定理计算的值.
②联立直线与椭圆方程,借助韦达定理表示弦长,进而计算两弦长乘积的最大值.
【详解】(1)由题意得,.
设双曲线的标准方程为,半焦距为,则,
∴,
故双曲线的标准方程为.
(2)①当直线斜率存在时,设直线方程为,,
由得,,
∴,
∴
,
当直线斜率不存在时,,.
综上得,为定值,定值为.
②由题意得,直线方程为,设,
由得,,
∴,
∴,同理得,,
∴
,
设,则,
∴,
∵,∴,∴,
∴的最大值为,当且仅当取最大值.
【点睛】关键点点睛:解决第(2)问的关键是联立直线与圆锥曲线方程,借助韦达定理表示直线斜率或弦长,由此计算结果.
6.(23-24高二上·重庆部分学校·调研)已知双曲线的左、右焦点分别为,过作直线交双曲线右支于两点,当直线与轴垂直时,.过作直线分别交双曲线两支于两点,且的最小值为.
(1)求双曲线的方程;
(2)设线段的中点分别为,记的面积为,的面积为(为双曲线的中心),若直线的斜率分别为且,求证:为定值,并求出这个定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析,
【分析】(1)根据和的最小值为可求出,则双曲线的方程可求;
(2)设出直线和的方程,结合题目所给信息,将直线方程与双曲线方程联立,利用韦达定理求出中点的坐标,推出直线的方程,此时问题转化为点与点到直线的距离之比即可解决.
【详解】(1)由已知当直线与轴垂直时,,即①,
又的最小值为,即②,
所以由①②得,
所以双曲线的方程为;
(2)由(1)得,
因为,所以,
设直线的方程为,设直线的方程为,
联立,消去并整理得
此时,
不妨设,
则,
此时,,
所以,同理得,
设直线的斜率为,
则
所以直线的方程为,
即
所有直线恒过点,
所以点与点到直线的距离之比为
所以.
【点睛】方法点睛:求定值问题常见的方法有两种:
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
7.(23-24高二上·重庆巴蜀中学校·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,点为双曲线上一点,且
(1)求双曲线的标准方程;
(2)已知直线与双曲线交于两点,且,其中为坐标原点,求的值.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据已知条件及双曲线的定义即可求解;
(2)将直线与双曲线方程联立方程组,利用韦达定理及点到直线的距离公式,结合弦长公式及三角形的面积公式即可求解.
【详解】(1)由及双曲线的定义知,,即,
所以双曲线的方程为:.
(2)由题意可知,作出图形如图所示
设,由题可知,
联立,
所以,
点到直线的距离,
所以
,
令,化简得:,解得:或,
所以或.
8.(23-24高二上·重庆·期末)已知双曲线的渐近线为,双曲线与双曲线C的渐近线相同,过双曲线的右顶点的直线与,在第一、四象限围成三角形面积的最小值为8.
(1)求双曲线的方程;
(2)点P是双曲线上任意一点,过点P作依次与双曲线C和交于A,B两点,再过点P作依次与双曲线C和交于E,F两点,证明:为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)设直线方程为,联立求出交点坐标,从而求出围成的三角形面积为,当直线方程斜率不存在时,求出围成的三角形面积为,从而得到,,得到双曲线方程;
(2)设直线,直线,并得到,联立方程,求出的坐标,从而求出,,从而得到为定值.
【详解】(1)由已知可设双曲线,其渐近线为,右顶点为,
设过右顶点的直线斜率为k,则或,直线方程为,
联立,解得,
联立,解得,
故直线与在第一、四象限的交点的纵坐标之差为,
围成三角形面积为,
∴当斜率不存在时,直线方程为,
将代入中,得到交点坐标为,
围成三角形的面积为,
故围成的三角形面积的最小值为,
∴,故双曲线的方程为;
(2)设点,直线,则,且,
直线,则,所以,
联立,由,
故,所以,
故点,
联立得点,
同理联立得点,
联立得点,
∵,
而
,
的定值为.
【点睛】方法点睛:定值问题常见方法:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
9.(23-24高二上·重庆第十八中学·期末)已知双曲线的右焦点,渐近线方程.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)过点F的直线l与双曲线C的右支交于A、B两点,交y轴于点P,若,,求证:为定值;
(3)在(2)的条件下,若点Q是点P关于原点O的对称点,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)根据双曲线渐近线方程及求得,写出双曲线方程;
(2)联立直线:与双曲线方程得韦达定理,由,用表示,将韦达定理代入后计算为定值;
(3)将表示为的函数,分析单调性求范围.
【详解】(1)依题意,,渐近线方程.
所以,又因为,解得:,
所以双曲线的方程为.
(2)
由(1)知,双曲线的渐近线方程为,
依题意,直线的斜率存在,且,
设直线的方程为:,
由,消去并整理得:,设,
则,
而点,则,
因为,则有,即,同理,
所以,为定值.
(3)由(2)知,点,,,
因为,令,而函数在上单调递减,即,
因此,所以.
所以三角形的面积的取值范围.
【点睛】思路点睛:圆锥曲线中的几何图形面积范围或最值问题,可以以直线的斜率、横(纵)截距、图形上动点的横(纵)坐标为变量,建立函数关系求解作答.
10.(23-24高二上·重庆南开中学校·期末)已知点,动点到直线l:的距离为d,且,记S的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)若,分别为曲线C的左、右顶点,M,N两点在直线上,且.连接,分别与C交于点P,Q,求证:直线PQ过定点,并求出定点坐标.
【答案】(1)
(2)证明见解析,定点
【分析】(1)根据,分别表示出,,化简即得曲线C的方程;
(2)根据题意,表示出,的直线方程,与曲线联立,表示出,两点坐标,求出直线方程,进而得到直线恒过定点.
【详解】(1)因为点,动点到直线l:的距离为d,
所以,又因为,
所以,
两边同时平方得,
整理得,
所以曲线C的方程.
(2)
由(1)可得,,
设,因为,则,,,
将与联立,消去整理得,
所以,即,,
所以,
所以,,故,
将与联立,消去整理得,
所以,即,,
所以,
所以,,
所以,
当时,直线方程为,所以直线PQ过定点,定点坐标,
当时,两点分别为或,所以直线PQ过定点坐标,
所以直线PQ过定点,定点坐标为
【点睛】方法点睛:求动点轨迹的方法,一般有直接法,转移法以及交轨法.其中转移法适用于两个动点的情形,一个是已知曲线上的动点,另一个是所求动点,先通过条件用所求动点坐标表示已知动点坐标,再代入已知动点所在曲线方程,化简可得所求动点轨迹方程.
11.(23-24高二上·重庆九龙坡区·)设双曲线的右焦点为,,为坐标原点,过的直线与的右支相交于两点.
(1)若,求的离心率的取值范围;
(2)若恒为锐角,求的实轴长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据已知条件代入离心率公式计算取值范围即可;
(2)设直线l的方程,与双曲线方程联立,以双曲线的实半轴长和表示,两点坐标,根据恒为锐角,转化为,代入坐标计算,由关于m的不等式恒成立,求得a的取值范围.
【详解】(1)因为,所以,
因为,所以,,所以,
则的离心率,
又,所以的离心率的取值范围是.
(2)因为,直线的斜率不为零,所以可设其方程为.
结合,
联立消去整理得,
设,由韦达定理得,
由于两点均在的右支上,故,即.
则
.
由恒为锐角,得对,均有,
即恒成立.
由于,因此不等号左边是关于的增函数,
所以只需时,成立即可,解得,
结合,可知的取值范围是.
综上所述,的实轴长的取值范围是.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,必要时计算;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为、(或、)的形式;
(5)代入韦达定理求解.
12.(23-24高二上·重庆·期末)设点是椭圆的左、右顶点,动点P使得直线与的斜率之积为2,记点P的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)设过原点O的直线l与动点P的轨迹交于A,B两点,与椭圆C交于E,F两点,若,求直线l的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设动点,根据条件得到方程,变形后得到轨迹方程,注意;
(2)由对称性得到,不妨设点A,E在同一象限,设,则,得到方程组,求出求出直线l的斜率,求出方程.
【详解】(1)由题意得,设动点,则动点P不与点相同,即,
∴直线的斜率为,直线的斜率,
由题意得,即,
,
即动点P的轨迹的方程为:;
(2)轨迹是以原点O为中心的双曲线,
轨迹、椭圆C、直线l都关于原点O中心对称,由,则,
不妨设点A,E在同一象限,则点E为OA的中点,
设点,则直线l的斜率为,,
,,即,
,即,
直线l的方程为.
13.(23-24高二上·重庆部分区·期末)已知双曲线的实轴长为2,且其渐近线方程为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过点且斜率不为0的直线与双曲线的左、右两支分别交于点,,点在线段上,且,为线段的中点,记直线,(为坐标原点)的斜率分别为,,求是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)有,-9.
【分析】(1)首先分析题意利用双曲线方程性质,进行求解.
(2)首先设出方程,进行方程联立求出,解出最后证明定值即可.
【详解】(1)若实轴长为2,则,易知渐近线方程为,,解得,可得双曲线的标准方程为.
(2)设直线的方程为
其与的交点为
联立得
所以
因为所以
即
所以
所以
试卷第1页,共3页
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专题05 双曲线
4大高频考点概览
考点01 双曲线的概念及性质
考点02双曲线的离心率问题
考点03双曲线的中点弦问题
考点04双曲线中的综合问题
地 城
考点01
双曲线的概念及性质
一、单选题
1.(24-25高二上·重庆长寿区·期末)双曲线的渐近线方程是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·重庆第一中学校·期末)与椭圆共焦点,且与双曲线共渐近线的双曲线方程为( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二上·重庆第八中学校·期末)已知椭圆的左焦点是双曲线的左顶点,则双曲线的渐近线为( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高二上·重庆部分区·期末)已知双曲线的两个焦点分别是和,点在双曲线上,且,则点到轴的距离为( )
A. B. C. D.
5.(23-24高二上·重庆·期末)若方程表示的曲线是双曲线,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
6.(24-25高二上·重庆巴川系·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
7.(24-25高二上·重庆北碚区·调研)已知曲线.则下列说法中正确的是( )
A.若,则是单位圆
B.若,则是焦点在轴上的椭圆
C.若,则是平行于轴的两条直线
D.若,则是双曲线且渐近线方程为
8.(24-25高二上·重庆第八中学校·期末)已知曲线.( )
A.若,则E是一条直线
B.若,则E是圆,其半径为
C.若,则E是双曲线,其焦点在y轴上
D.若E的离心率是,则
9.(24-25高二上·重庆部分区·期末)已知双曲线,则下列结论正确的是( )
A.双曲线的实轴长为8 B.双曲线的焦距为5
C.双曲线的离心率为 D.双曲线的渐近线为
10.(23-24高二上·重庆南开中学校·期末)已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,以为直径的圆与双曲线C的一个交点为P,下列说法正确的是( )
A.圆的方程为 B.双曲线C的渐近线方程为
C.到C的渐近线的距离为2 D.的面积为4
11.(23-24高二上·重庆巴蜀中学校·期末)已知双曲线的渐近线方程为,则该双曲线的方程可以是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
12.(24-25高二上·重庆长寿区·期末)等轴双曲线的一个焦点是,则双曲线的标准方程是 .
13.(24-25高二上·重庆南开中学校·期末)已知双曲线的两条渐近线与圆均相切,则两条渐近线的方程为 .
14.(23-24高二上·重庆长寿区·期末)已知双曲线的左焦点为,则左焦点到双曲线的渐近线的距离为 .
15.(23-24高二上·重庆七校·期末)若方程表示焦点在轴上的双曲线,则实数的取值范围为 .
地 城
考点02
双曲线的离心率问题
一、单选题
1.(24-25高二上·重庆西南大学附属中学校·期末)已知双曲线的通径为线段,到双曲线两条渐近线的距离之和等于实轴长,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·重庆主城七校·期末)如图:,是双曲线的左右焦点,以为圆心的圆与双曲线的左右两支分别交于,两点,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·重庆巴川系·期末)已知、是椭圆和双曲线的公共焦点,是它们的一个公共点,且,记椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,则( )
A. B.1 C. D.2
4.(24-25高二上·重庆巴蜀中学教育集团·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.
5.(24-25高二上·重庆·期末)已知,设双曲线和椭圆的离心率分别为,,若,则( )
A. B. C. D.
6.(23-24高二上·重庆九龙坡区·)已知点分别是双曲线的左、右焦点,过作斜率为的直线与双曲线的左、右两支分别交于两点,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
二、多选题
7.(24-25高二上·重庆第八中学校·期末)如图,椭圆与双曲线有公共焦点,椭圆与双曲线的离心率分别为,点P为两曲线位于第一象限的公共点,且,I为的内心,三点共线,且,x轴上的点A,B满足,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.平分 D.
三、填空题
8.(24-25高二上·重庆北碚区·调研)已知双曲线的一条渐近线与圆交于两点,若,则双曲线的离心率为 .
9.(23-24高二上·重庆部分学校·调研)已知分别是双曲线的左、右焦点,是双曲线上的一点,且,双曲线的离心率是 .
地 城
考点03
双曲线中点弦问题
一、单选题
1.(23-24高二上·重庆第十八中学·期末)已知双曲线与直线相交于两点,若弦的中点的横坐标为1,则双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
二、多选题
2.(23-24高二上·重庆·期末)已知点M,N是双曲线上不同的两点,则( )
A.当M,N分别位于双曲线的两支时,直线的斜率
B.当M,N均位于双曲线的右支上时,直线的斜率
C.线段的中点可能是
D.线段的中点可能是
三、填空题
3.(24-25高二上·重庆第八中学校·期末)设是双曲线上的两点,且线段的中点是,则直线的斜率为 .
四、解答题
4.(24-25高二上·重庆九龙坡区·)已知双曲线:(,)的实轴长为2,点到双曲线的渐近线的距离为.
(1)求双曲线的方程;
(2)过点的动直线交双曲线于、两点,设线段的中点为,求点的轨迹方程.
5.(22-23高二上·重庆·期末)已知双曲线的离心率为,且经过点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)经过点的直线交双曲线于、两点,且为的中点,求的方程.
地 城
考点04
双曲线中的综合问题
一、多选题
1.(23-24高二上·重庆第八中学校·期末)已知双曲线,过左焦点作一条渐近线的垂线,垂足为,过右焦点作一条直线交双曲线的右支于两点,的内切圆与相切于点,则下列选项正确的是( )
A.线段的最小值为
B.的内切圆与直线相切于点
C.当时,双曲线的离心率为
D.当点关于点的对称点在另一条渐近线上时,双曲线的渐近线方程为
二、填空题
2.(23-24高二上·重庆第一中学校·期末)已知双曲线的上、下焦点分别为,,点在上,且轴,过点作的平分线的垂线,与直线交于点,若点在圆上,则的值为 .
3.(23-24高二上·重庆巴蜀中学校·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,倾斜角为且过点的直线与双曲线的右支交于两点,设内切圆的半径为的内切圆的半径为,则圆心的横坐标为 (填或),若,则双曲线离心率的最小值为 .
三、解答题
4.(24-25高二上·重庆第八中学校·期末)已知双曲线,按照如下方式依次构造点:直线与双曲线E的右支交于两点(在的上方),过且斜率为的直线与过且斜率为1的直线交于点,过点作平行于的直线.
(1)求的取值范围;
(2)判断是否共线,并说明理由;
(3)证明:为定值.
5.(24-25高二上·重庆南开中学校·期末)如图,已知椭圆的左,右焦点分别为,双曲线以椭圆的焦点为顶点,且离心率为.
(1)求双曲的标准方程;
(2)过作斜率不为0的直线与双曲线交于不同两点,设直线的斜率分别为.
①证明:为定值;
②直线与椭圆交于两点,直线与椭圆交于两点,求的最大值.
6.(23-24高二上·重庆部分学校·调研)已知双曲线的左、右焦点分别为,过作直线交双曲线右支于两点,当直线与轴垂直时,.过作直线分别交双曲线两支于两点,且的最小值为.
(1)求双曲线的方程;
(2)设线段的中点分别为,记的面积为,的面积为(为双曲线的中心),若直线的斜率分别为且,求证:为定值,并求出这个定值.
7.(23-24高二上·重庆巴蜀中学校·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,点为双曲线上一点,且
(1)求双曲线的标准方程;
(2)已知直线与双曲线交于两点,且,其中为坐标原点,求的值.
8.(23-24高二上·重庆·期末)已知双曲线的渐近线为,双曲线与双曲线C的渐近线相同,过双曲线的右顶点的直线与,在第一、四象限围成三角形面积的最小值为8.
(1)求双曲线的方程;
(2)点P是双曲线上任意一点,过点P作依次与双曲线C和交于A,B两点,再过点P作依次与双曲线C和交于E,F两点,证明:为定值.
9.(23-24高二上·重庆第十八中学·期末)已知双曲线的右焦点,渐近线方程.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)过点F的直线l与双曲线C的右支交于A、B两点,交y轴于点P,若,,求证:为定值;
(3)在(2)的条件下,若点Q是点P关于原点O的对称点,求面积的取值范围.
10.(23-24高二上·重庆南开中学校·期末)已知点,动点到直线l:的距离为d,且,记S的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)若,分别为曲线C的左、右顶点,M,N两点在直线上,且.连接,分别与C交于点P,Q,求证:直线PQ过定点,并求出定点坐标.
11.(23-24高二上·重庆九龙坡区·)设双曲线的右焦点为,,为坐标原点,过的直线与的右支相交于两点.
(1)若,求的离心率的取值范围;
(2)若恒为锐角,求的实轴长的取值范围.
12.(23-24高二上·重庆·期末)设点是椭圆的左、右顶点,动点P使得直线与的斜率之积为2,记点P的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)设过原点O的直线l与动点P的轨迹交于A,B两点,与椭圆C交于E,F两点,若,求直线l的方程.
13.(23-24高二上·重庆部分区·期末)已知双曲线的实轴长为2,且其渐近线方程为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过点且斜率不为0的直线与双曲线的左、右两支分别交于点,,点在线段上,且,为线段的中点,记直线,(为坐标原点)的斜率分别为,,求是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
试卷第1页,共3页
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