微专题2:双曲线中常考的二级结论【10个常考结论+证明过程+例题训练】讲义-2025-2026学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册
2025-12-07
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2份
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58页
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 高中数学人教A版选择性必修第一册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 3.2双曲线 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.19 MB |
| 发布时间 | 2025-12-07 |
| 更新时间 | 2025-12-07 |
| 作者 | 数海拾光 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-12-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55308043.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中数学双曲线微专题复习讲义通过“题型分类-结论推导-例题应用”的逻辑框架构建知识体系,以思维导图呈现10大常考二级结论题型,涵盖焦点三角形面积、焦半径、离心率等核心考点,用推导过程揭示公式内在联系,突出重难点分布。
讲义亮点在于“结论生成-思维训练-分层提升”的三阶设计,如焦点三角形面积公式推导培养逻辑推理(数学思维),经典例题结合期中、模拟真题,小试牛刀分基础与提升题,助力学生用数学眼光发现问题规律,教师可据此实施精准分层教学,提升复习效率。
内容正文:
2025-2026年人教A版高二数学上学期常考题型归纳
【微专题2:双曲线中常考的二级结论】
总览
题型梳理
题型分类
知识讲解与常考题型
【题型1:双曲线焦点三角形面积公式】
【公式推导过程】
核心结论:双曲线(),焦点、(),,则:
简易证明:
1.双曲线定义:,平方得
2.余弦定理:
3.两式相减:,得
4.面积公式,代入三角恒等变换,得结论
(25-26高二上·河北邢台·期中)已知,分别是双曲线的左、右焦点,点在上,且,的面积为18,则( )经典例题例题
A.9 B.18 C. D.
【答案】C
【分析】由题意得到,求解即可.
【详解】如图:
设的焦距为,由题意得,
又,
可得,得.
故选:C
(25-26高二上·北京西城·期中)双曲线的左右焦点分别为,,已知点在双曲线上,满足,,则 .小试牛刀1
【答案】2
【分析】先由题设和双曲线定义求出,接着由勾股定理求出,再由即可求解.
【详解】由题可得,
又,所以,
所以.
故答案为:2
(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 .小试牛刀2
【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:
【题型2:双曲线的焦点到渐近线的距离为定值】
【公式推导过程】
核心结论:双曲线的焦点到任一条渐近线的距离为
简易证明:
1.渐近线方程:,右焦点
2.点到直线距离公式:(左焦点同理)
(25-26高二上·重庆·期中)已知双曲线(,)的离心率为,过右焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点.设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为和,且,则双曲线的方程为( )经典例题例题
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据梯形中位线的性质,结合点到直线的距离公式可得,即可根据离心率求解.
【详解】由题意可得图象如图,是双曲线的一条渐近线,
即,,,,,
则四边形是梯形,F是的中点,
,,所以,
双曲线的离心率为,
可得,可得:,解得,
则双曲线的方程为.
故选:C.
(2025·上海虹口·一模)已知双曲线的焦点分别为和,若点为上的点,且满足,,则点到的一条渐近线的距离为 .小试牛刀1
【答案】
【分析】利用勾股定理和双曲线的定义及的关系,先求出双曲线的方程及渐近线的方程,再根据点到直线的距离公式计算即可.
【详解】因为双曲线的焦点分别为和,
所以,所以.
因为,,所以在中,有.
设,则由勾股定理可得
,所以,
所以,所以.
又由,可得,
所以双曲线的方程为.
其渐近线方程为,即.
取渐近线,则点到该直线的距离为
.
故答案为:
(25-26高二上·浙江·期中)已知O为坐标原点,双曲线C:的上焦点为F,下顶点为A,过F作C的一条渐近线的垂线,垂足为P.若,则C的渐近线方程为 .小试牛刀2
【答案】
【分析】应用点到直线的距离得,结合的关系得,在中应用余弦定理得,进而有,即得渐近线斜率,根据双曲线参数关系求渐近线方程.
【详解】由题意,,双曲线的渐近线为,如图,
设点在上,则,故,
所以,则,
故,
所以,故,
所以C的渐近线方程为
故答案为:
【题型3:与坐标有关的焦半径/弦长结论】
【公式推导过程】
核心结论:双曲线,离心率,点:
1.焦半径(区分支):
右支():,
左支():,
2.通径(过焦点⊥实轴的弦):
简易证明:
1.焦半径:由双曲线第二定义(点到焦点距离/到准线距离=),右准线,距离,代入得
2.通径:代入到双曲线方程,解得,弦长为两纵坐标差的绝对值
(23-24高二上·福建泉州·期中)已知双曲线:焦距为,左、右焦点分别为,点在上且轴,的面积为,点为双曲线右支上的任意一点,则的取值范围是 经典例题例题
【答案】
【分析】先计算双曲线的标准方程,再由焦半径公式计算即可.
【详解】由题意可知,
代入双曲线方程有,
又的面积为,即,
所以双曲线方程为:,
设,
则,
同理,
因为,则,
故答案为:.
(2025高三·全国·专题练习)设双曲线,其中两焦点坐标为,经过右焦点的直线交双曲线于A、B两点,求弦长|AB|.小试牛刀1
【答案】答案见解析
【分析】讨论弦AB所在直线的斜率k存在,以及直线与同支、异支相交,结合第二定义即可得到弦长.
【详解】(1)当弦AB所在直线的斜率k存在时, 设直线AB为y = k( x- c) ,
双曲线方程可化为①,
将直线y = k( x- c) 代入①整理得,,
设,
当时, 弦AB的两个端点同在右支曲线上(如图1) , 于是
∴,
当时, 弦AB的两个端点在左右两支曲线上(如图2) , 于是
.
(2)当弦AB所在直线的斜率k不存在时, 弦AB 与x 轴垂直,
(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线的右支上的点,满足,分别是双曲线的左右焦点),则为双曲线的半焦距)的取值范围是( )小试牛刀2
A., B., C., D.,
【答案】B
【分析】根据得,,再换元利用函数的单调性求解.
【详解】解:由双曲线的第二定义可知,,
右支上的点,满足,
由,解得,
在右支上,可得,可得,即,则,
令,,可得
而在,单调递减,,,,
故选:B
【题型4:与倾斜角有关的焦半径/弦长结论】
【公式推导过程】
核心结论:过右焦点的直线倾斜角为,交双曲线于A、B:
1.与两支相交():
2.与右支相交():
简易证明:
1.设直线参数方程,代入双曲线得关于的二次方程
2.韦达定理得、,弦长:
两支相交():
右支相交():
3.代入化简,最终得弦长公式(通径验证:时,,与题型3一致)
(2024高二·全国·专题练习)过双曲线的右焦点的直线与双曲线交于两点,若,则 .经典例题例题
【答案】2
【分析】设,利用焦半径公式可得,进而计算可求得.
【详解】设,因为,所以点必在双曲线右支上,
由焦半径公式,,解得,所以,
从而,双曲线的渐近线的斜率为,因为,
所以点也在双曲线的右支上.如图,由图可知,,
所以.
(24-25高二·全国·课堂例题)过双曲线的右焦点F作倾斜角为30°的直线,交双曲线于A,B两点,则弦长 .小试牛刀1
【答案】8
【分析】写出直线方程,联立双曲线方程,利用弦长公式求解即可.(也可以直接使用双曲线焦点弦长公式代值求解)
【详解】由双曲线,得,,
焦点为,倾斜角,
法一:直线斜率,直线方程为,
联立消得,,
由韦达定理知,
代入弦长公式,
得.
法二:.
故答案为:8.
(2024全国·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,,离心率为,点是双曲线上一点,则双曲线的焦距为 ;连接,过点作交双曲线于点,若,则 .小试牛刀2
【答案】 4 5
【分析】根据双曲线过定点,及其离心率,可求双曲线参数,进而求焦距,法一:设的倾斜角为,由求,利用余弦定理,结合双曲线的定义可得,即可得;法二:延长与双曲线交于另一点,易知,设直线联立双曲线方程求E点坐标,即可求,进而可求.
【详解】由题设,知:,解得,,即,则,
∴双曲线的焦距为4,且,直线的斜率为,
解法一:∵,
∴直线的斜率为,可设的倾斜角为,易得.
连接,在中,由余弦定理得,又,
∴,于是.
解法二:延长与双曲线交于另一点,
由双曲线的对称性,知:,易得直线的方程为,
∴,消去,整理得.
设,则,得,则,
∴,于是,于是.
故答案为:4,5
【点睛】关键点点睛:根据双曲线过点、及离心率求双曲线方程,应用余弦定理及双曲线定义求焦半径长度,或根据双曲线对称性,结合韦达定理求B点的对称点E坐标,再求焦半径长度.
【题型5:与焦半径有关的定值问题】
【公式推导过程】
核心结论:过右焦点的直线交右支于A、B,则
简易证明:
1.设,,直线方程代入双曲线得韦达定理、
2.通分
3.代入和,化简后分子分母约去公因子,得定值
(2025·海南·模拟预测)在直角坐标系中,已知点,,动点满足,记动点的轨迹为.经典例题例题
(1)求的标准方程;
(2)设直线与的另一个交点为,证明:为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据双曲线的定义即可确定C的方程;
(2)设方程为,联立双曲线方程,利用韦达定理和两点距离公式表示,化简计算即可证明.
【详解】(1)由,得,,
由双曲线的定义知,点的轨迹是以为左右焦点的双曲线的右支,
且,则,,所以,
所以C的方程为;
(2)设方程为,,
,消去x得,
则,,,
又,
由两点距离公式得,
,
所以
,即证.
(2024·山东·模拟预测)如图,过双曲线的左、右焦点作两条相互平行的直线,其中点在双曲线的左支上,点在双曲线的右支上,且点在轴上方,则的最小值为 .当的倾斜角为时,四边形的面积为 .小试牛刀1
【答案】 1
【分析】①设直线,通过直线与双曲线相交于同支,可求出的范围,设根据对称性可知,则,进而利用韦达定理表示为关于的函数,求出最小值即可;②由对称性,知四边形的面积为平行四边形面积的一半,进而转化为三角形面积的2倍.当的倾斜角为时,求出弦的长度,以及点到直线的距离,代入三角形面积公式计算即可.
【详解】
对于空①:由双曲线可得,
则,设直线,,
联立方程得消去得,
则
,由题意,,解得.
根据对称性可知,
则
,则,可得,即
可得,
当且仅当时取等号.故的最小值为1.
对于空②:如图,连接,根据题意可知四边形为平行四边形,
且,则点到直线的距离,
,
当的倾斜角为时,,即,
可得,,
故四边形的面积
附注:本题空①还有如下解法.
由,得,,设,,
由对称性可得,
由双曲线的定义可得,,
在中,由余弦定理,,
在中,由余弦定理,.
又,故,化简得:,
由,可得,当且仅当时,等号成立,
可得的最小值为1.
故答案为:1;.
(24-25高三上·重庆·月考)已知双曲线的左、右焦点分别为双曲线上存在M,N两点(在x轴同侧)使得,且与交于P点,则 ,的最小值为 .小试牛刀2
【答案】
【分析】第一空,根据对称性转化为同一焦点弦的两条焦半径之间的关系,利用焦半径公式即可求得定值;
第二空,通过相似比求出为定值,即点的轨迹为椭圆的一部分,从而求得的最小值.
【详解】延长交双曲线于点,由可知,点与点关于原点对称,即,设直线的倾斜角为,由焦半径公式可知:
,
所以.
又因为,所以,设,
则,
所以,
所以,
所以点的轨迹为椭圆的一部分,椭圆方程为,
所以,
故答案为:,.
(24-25高三上·江苏苏州·月考)已知双曲线,焦点到一条渐近线的距离为,离心率,过左焦点F的直线l交双曲线C的同一支于A,B两点,若,则 .小试牛刀3
【答案】
【分析】根据给定条件,求出双曲线方程及左焦点坐标,再按直线斜率存在与否分类设出其方程,并与双曲线方程联立,结合韦达定理求出即可计算得解.
【详解】令双曲线左焦点,其渐近线方程为,
依题意,,又,解得,
双曲线的方程为,,当直线斜率存在时,设其方程为,
由消去得,
设,则,显然,
,,
由,得
,
当直线时,由,得,,
所以.
故答案为:
【题型6:双曲线的第三定义/点差法】
【公式推导过程】
核心结论:
1.第三定义:A、B关于原点对称,在双曲线上(异于A、B),则
2.中点弦斜率:弦中点,则
简易证明:
1.第三定义:设、、,代入双曲线方程相减,得,即斜率乘积
2.点差法:设、,代入方程相减,利用中点、,化简得斜率
(25-26高二上·重庆·期中)已知直线l过双曲线C:的左焦点F,与C的左、右两支分别交于A、B两点,且P为线段中点,设O为坐标原点,若是以为底边的等腰三角形,则直线l的斜率为( )经典例题例题
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据双曲线的方程求得左焦点,设,利用点差法,求得点的坐标满足;由是以为底边的等腰三角形,得,得到点的坐标满足,两式联立,求出中点坐标.由,即可求出直线的斜率.
【详解】由题可知,,则,则得.
设直线的方程为,依题意设,
则,,
由,两式相减整理得,
化简得,即(*).
依题意,,即得(**),
代入(*),可得,化简得.
解得(舍去),或,将其代入(**),解得.
所以.
故选:C.
(25-26高二上·江苏无锡·期中)已知双曲线:()的左顶点为,离心率为3,,是上的两点.小试牛刀1
(1)求的标准方程;
(2)若线段的中点为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用离心率公式和双曲线的关系得到双曲线方程;
(2)根据点差法结合线段中点坐标解得直线的斜率,从而解得答案.
【详解】(1)因为,,得,
所以双曲线的方程为.
(2)设,,由题,
则,两式相减得,即,
又,,所以,
所以直线的方程为,即,
将代入双曲线方程,消去,得,
,此时直线与双曲线C有两个交点,满足题意,则直线的方程为.
(25-26高三上·山东聊城·开学考试)已知双曲线C:的右焦点为F,是双曲线C右支上的两点,若,且F为的重心,则MN的中点坐标为 ,直线MN的方程为 .小试牛刀2
【答案】
【分析】设,,由F为的重心,得,,可求MN的中点坐标;点差法求出直线MN的斜率,得直线方程.
【详解】由题知,,设M点的坐标为,N点的坐标为,
因为F为的重心,所以, ,
即,,
所以MN的中点坐标为;
因为M,N是双曲线C右支上的两点,所以,
两式相减并化简得,
所以直线MN的方程为,即.
故答案为:;
【题型7:双曲线的切点弦方程】
【公式推导过程】
核心结论:过双曲线外点作两条切线,切点弦的方程:
简易证明:
1.设切点,双曲线在处切线为
2.切线过,故,同理满足同式,故直线为切点弦方程
(2025高二上·全国·专题练习)过点作双曲线: 的两条切线,切点分别为,,求直线的方程.经典例题例题
【答案】
【分析】设,求得直线的方程为,同理的方程为,通过在切线上,可得到直线的方程.
【详解】设,易得两条切线的斜率存在,设的斜率为,
则,联立方程,
消去可得:,
整理可得:,
因为与双曲线相切,
所以,
,,
即,
,
,
代入可得:,即,
所以,
,即,
同理,切线的方程为,
在切线上,所以有,
满足直线方程,而两点唯一确定一条直线,
直线的方程为.
(25-26高三上·海南海口·月考)已知双曲线:,点为双曲线右支上第一象限内的一个点,过点且与双曲线相切的直线分别与双曲线的两条渐近线交于,两点,是坐标原点.小试牛刀1
(1)求双曲线的实轴长和离心率;
(2)证明:直线的方程为;
(3)求的面积.
【答案】(1)实轴长,离心率.
(2)证明见解析
(3)2
【分析】(1)由方程标准形式即可求解;
(2)由导数工具求出点处切线斜率即可由点斜式求解化简即可.
(3)设直线与轴的交点为,联立直线l与渐近线方程,利用韦达定理依次求出和即可由计算求解.
【详解】(1)方程可化为,
所以,,,
故,,,
所以实轴长,离心率.
(2)第一象限内双曲线的右支对应的方程可以表示为,
则,,
所以在点的切线斜率,
所以切线的方程为:,整理得
因为在双曲线上,所以,
所以,即直线的方程为;
(3)因为双曲线方程为,所以其渐近线方程为,
由(2)直线的方程为,联立,消整理得,
由题意,设,,则,,
设直线与轴的交点为,在方程为中,令得,
所以,
所以
.
(2024·陕西安康·模拟预测)已知双曲线:的离心率为,其左、右焦点分别为,,过焦点且与轴垂直的直线交于,两点,且.小试牛刀2
(1)求的方程;
(2)已知在上一点处的切线方程为.过点分别作的左、右两支的切线,切点分别为,,连接,过线段的中点再分别作的左、右两支的切线,切点分别为,,判断点与直线的位置关系,并说明理由.
【答案】(1)
(2)在直线上,理由见解析
【分析】(1)设过与轴垂直的直线交于,两点,可得,再根据离心率以及,,的关系求解即可;
(2)设,,由已知可得在上一点处的切线方程,可得直线的方程为,联立直线的方程与双曲线方程,利用韦达定理即可求解的坐标,由双曲线在,两点处的切线方程可得直线的方程,代入即可求解.
【详解】(1)在中,不妨令,解得,所以,
又,解得,,
所以双曲线的方程为;
(2)点在直线上,证明如下:
设,,
由题可知双曲线在点处的切线方程为,
同理,在点处的切线方程为,
又两切线交点为,所以,
所以直线的方程为,
联立,得,
因为,满足,,
则,,所以,
所以,设,,
由题可知双曲线在,两点处的切线方程分别为,,
又两切线交点为,所以,
可得直线的方程为,即,
当时,,所以点在直线上.
【题型8:双曲线中的面积定值】
切线与渐近线围成的面积定值
核心结论:设双曲线方程为(),双曲线上任取一点,过作双曲线的切线,该切线与双曲线的两条渐近线和交于A、B两点,则原点与A、B围成的的面积为定值
简易证明:
1.双曲线在点处的切线方程:(因在双曲线上,满足)
2.求切线与渐近线的交点:
联立切线方程与渐近线(即),代入得,化简得,对应,即交点
联立切线方程与渐近线(即),同理得交点
3.计算的面积:
利用三角形面积公式,代入A、B坐标:
由双曲线方程,变形得,代入上式:
故面积,为定值
(2024·河南周口·模拟预测)已知双曲线过点,.经典例题例题
(1)求双曲线C的渐近线方程.
(2)若过双曲线C上的动点作一条切线l,证明:直线l的方程为.
(3)若双曲线C在动点Q处的切线交C的两条渐近线于A,B两点,O为坐标原点,求的面积.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)将点的坐标代入双曲线方程即可求解双曲线的标准方程,然后求解渐近线即可;
(2)分类讨论,设出切线方程,联立方程利用判别式法求得斜率,即可求出切线方程;
(3)联立方程求得点A和B的坐标,进而求出,结合渐近线的夹角,代入三角形面积公式即可求解.
【详解】(1)因为双曲线过点,,所以,
解得,所以双曲线C的标准方程为,所以双曲线C的渐近线方程为.
(2)当切线斜率存在时,不妨设切线方程为,因为点在双曲线C上,
所以,联立,
消去y并整理得,
此时,即,
所以,又,所以,
解得,
所以切线方程为,即;
当切线斜率不存在时,即时,切点为,切线方程为,满足;
综上,直线l的方程为.
(3)由(1)知双曲线C的渐近线方程为,此时两渐近线与x轴的夹角均为,
即,设,由(2)可知切线方程为,
联立,解得,即,
此时,同理可得,
所以的面积
.
【多选题】(23-24高二下·重庆·月考)已知双曲线的左、右焦点分别为、,左、右顶点分别为、,P为双曲线右支上的一点,且直线与的斜率之积等于2,过点P作双曲线C的切线与双曲线的渐近线交于M、N两点,则下列说法正确的有( )小试牛刀1
A.
B.若,则的面积为
C.
D.的面积为
【答案】BCD
【分析】设点,利用斜率公式求出的值,可得出双曲线的方程,根据为双曲线渐近线的夹角求出对应的值即可判断A选项,根据三角形面积公式可判断B选项;根据题意写出切线方程,求出点的横坐标,证明出点为线段的中点,可判断C选项;利用三角形的面积公式可判断D选项.
【详解】根据题意,设点,则,且,
易知点、,则,
因为,解得,所以,双曲线的方程为,
对于A选项,因为双曲线的方程为,
所以双曲线的渐近线方程为,
设双曲线的渐近线与轴的夹角为,则,
所以,所以,故选项A错误;
对于B选项,因为,
根据双曲线定义可得,所以,,
又因为,所以,所以,
所以,故选项B正确;
对于C选项,先证明双曲线在点处的切线方程为,
联立可得,
又因为,整理可得,解得,
可知双曲线与直线有一个交点,
所以,双曲线在点处的切线方程为,
联立可得,即,
联立可得,即,
所以,,
所以,点为线段的中点,即,故选项C正确;
对于D选项,,
点到直线的距离为,
因为点为线段的中点,
所以,故选项D正确.
故选:BCD.
【点睛】关键点点睛:本题解题关键是结合图形利用几何关系简化运算.
【多选题】(23-24高二上·江西上饶·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为、,左、右顶点分别为、,为双曲线右支上的一点,且直线与的斜率之积等于,过点的切线与双曲线的渐近线交于、两点,则下列说法正确的有( )小试牛刀2
A.双曲线的渐近线方程为 B.
C.离心率 D.
【答案】BCD
【分析】设点,利用斜率公式求出的值,可得出双曲线的渐近线方程,可判断A选项;写出切线方程,求出点、的横坐标,证明出点为线段的中点,可判断B选项;利用双曲线的离心率公式可判断C选项;利用三角形的面积公式可判断D选项.
【详解】对于A选项,设点,则,且,
易知点、,则,
因为,解得,所以,双曲线的渐近线方程为,A错;
对于B选项,接下来证明双曲线在点处的切线方程为,
联立可得,
又因为,整理可得,解得,
所以,双曲线在点处的切线方程为,
联立可得,即,
联立可得,即,
所以,,
所以,点为线段的中点,即,B对;
对于C选项,离心率,C对;
对于D选项,,
点到直线的距离为,
所以,,D对.
故选:BCD.
【点睛】方法点睛: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9:与双曲线有关的离心率结论】
(1)焦点三角形中的离心率公式
核心结论:设双曲线()的焦点为、,双曲线上一点满足,则离心率
简易证明:
1.由双曲线定义:,设,,则
2.焦点三角形中由正弦定理:(,且,因、对称)
3.故,,代入得,结合,化简得
(2)离心率与渐近线夹角的关系
核心结论:设双曲线渐近线的倾斜角为,两条渐近线的夹角为(),则离心率或()
简易证明:
1.渐近线斜率,故,得
2.渐近线夹角()或(),均有,故
(3)离心率与焦比的关系
核心结论:设双曲线()的焦点为、,双曲线上一点满足焦比(,),,则离心率
简易证明:
1.由焦比定义得,结合双曲线定义(在右支,),解得,
2.焦点三角形中由余弦定理:,代入
3.化简得,两边除以得,开方得结论(在左支时,绝对值保证)
(25-26高二上·江苏淮安·期中)已知是双曲线的左、右焦点,点是左支上的一点,若为等腰三角形,且,则双曲线的离心率为 .经典例题例题
【答案】
【分析】结合双曲线定义与余弦定理可得、有关齐次式,再利用离心率定义计算即可得.
【详解】由双曲线定义可得,,
由为等腰三角形,则,
则,
则有,
即,整理得,
故,故,
又,故.
故答案为:.
(25-26高三上·广东中山·期中)已知双曲线的左焦点为F,过点F且斜率为的直线与C的两条渐近线分别交于点M,N,且M,N分别位于第二、三象限,若,则C的离心率为 小试牛刀1
【答案】/
【分析】由,得,令,中,由正弦定理解得,可求双曲线离心率.
【详解】设O为坐标原点,
因为,可得,
且两渐近线关于轴对称,则,
又因为直线斜率为,则,
令,则,,
在中,由正弦定理得,
可得,解得,
可得,所以的离心率.
故答案为:.
(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线的左、右焦点分别为,过点且斜率为的直线与的右支交于两点,且,则双曲线的离心率为( )小试牛刀2
A. B. C. D.2
【答案】B
【分析】连接,根据直线的斜率有,从而得到,.设,则,根据双曲线定义,在和中,由余弦定理得①.②.两式结合得,计算离心率即可.
【详解】如图,连接,因为直线的斜率为,所以,
结合,所以,.
设,则,因为,,
所以,
在中,由余弦定理得,
即,
整理得①.
在中,由余弦定理得,
即,整理得②.
由①②可得,即,所以的离心率为.
故选:B.
【题型10:双曲线中焦点三角形内切圆有关结论】
【公式推导过程】
(1)内切圆圆心的坐标性质
核心结论:设双曲线(),焦点、(),焦点三角形的内切圆圆心为,则:
1.(圆心在实轴上);
2.在右支时,在左支时(圆心横坐标为双曲线顶点坐标).
详细证明:
1.设内切圆与、、分别切于、、,由切线长定理:,,.
2.设,,,在右支时:
,解得,.
3.切点在轴上,坐标为,内切圆圆心向轴作垂线垂足为,故,.
4.在左支时,同理得,解得,故,.
(2)内切圆半径的三种常考表达式
核心结论:设,焦半径、,半周长,则:
1.;
2.;
3.。
详细证明:
证明1:
1.由切线长定理得,记为.
2.圆心在的角平分线上,中,故.
3.由双曲线定义,结合、,得,又,故?简化推导:在右支时,,,相加得,故.
4.结合焦点三角形面积,联立,代入,且(由推导),化简得.
证明2:
1.焦点三角形面积(题型1结论).
2.三角形面积另一种表达:(半周长×内切圆半径).
3.在右支时,,由,(焦半径公式),得,故.
4.代入,结合,化简得,即.
证明3:
1.由三角形面积公式:.
2.又.
3.两式联立得.
(3)内切圆与实轴切点的唯一性
核心结论:的内切圆与实轴的切点,恒为双曲线的顶点(右支切于,左支切于),与点位置无关.
详细证明:
1.由题型10-1的证明过程,切点的横坐标(在右支时),而,故.
2.无论在右支的哪个位置,是定值(由和联立解得,与坐标无关).
3.同理,在左支时,,切点横坐标,故切点恒为顶点.
(4)内切圆半径与离心率的关系
核心结论:(为双曲线离心率).
详细证明:
1.由题型10-2的结论1:.
2.离心率,故,代入得.
3.因此,直接建立半径与离心率、夹角的关联.
(25-26高二上·浙江杭州·期中)双曲线的右支上一点在第一象限,分别为双曲线的左、右焦点,若内切圆与轴相切,为双曲线的左顶点,则直线AI的方程为( )经典例题例题
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】首先利用双曲线的定义和切线长定理推出的横坐标为,再由圆的性质求得内心的坐标为,再利用点斜式求解方程即可.
【详解】如图所示,可设、,设内切圆与轴的切点是点,
、与内切圆的切点分别为、,
由双曲线的定义可得,
由圆的切线长定理知,,,
故,即,
设内切圆的圆心横坐标为,则点的横坐标为,
故,解得.
由双曲线得,,,
因为内切圆与轴相切,所以内切圆的半径为3,
而轴,得到,即,而,
则,可得方程为,
整理得,故D正确.
故选:D
【多选题】(25-26高二上·安徽·期中)已知点在双曲线的右支上,,分别为其左、右焦点,则( )小试牛刀1
A.
B.有最大值3
C.若点,则周长的最小值为12
D.的内心到轴的距离为1
【答案】ACD
【分析】根据焦点坐标及a,b,c的关系,可求得b值,即可判断A的正误;根据双曲线定义及的范围,化简整理,即可判断B的正误;因为,代入周长表达式,化简计算,即可判断C的正误;根据内切圆的性质及题中数据,分析计算可得,焦点三角形内切圆与轴切于右顶点,分析即可得判断D的正误.
【详解】选项A:由右焦点坐标可知,且,则,
所以,故A正确;
选项B:因为点是双曲线右支上一点,由双曲线的定义知:,
所以,
因为 ,即,
所以有最大值2;故B错误;
选项C:因为,
所以,故C正确;
选项D:由双曲线方程知,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,,,
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,故D正确.
故选:ACD
(25-26高二上·河北·期中)已知分别是双曲线的左、右焦点,过斜率不为0的直线与双曲线的左、右两支分别交于两点,记与的内切圆面积分别是和,若,则双曲线的离心率为( )小试牛刀2
A. B.2
C. D.3
【答案】D
【分析】内切圆半径分别是,过分别向轴作垂线,垂足分别是,连接,由题意可证得与相似,可得,结合已知可求双曲线的离心率.
【详解】设与的内切圆的圆心分别是,
内切圆半径分别是,过分别向轴作垂线,垂足分别是,连接,
在中,设内切圆与的三边的切点分别为,
则切线长定理可得,
,所以,
故点为双曲线的左顶点,同理可得:点为双曲线的右顶点.
而点均在的平分线上,所以与相似,故,
因为与的内切圆面积分别是和,若,所以,
所以,从而.
故选:D.
【多选题】(25-26高二上·河北沧州·期中)已知点是双曲线:的右支上一点,,为双曲线的左、右焦点,的面积为20,则下列说法正确的有( )小试牛刀3
A.点的横坐标为 B.的周长为
C.的内切圆半径为1 D.的内切圆圆心的横坐标为4
【答案】ABD
【分析】根据三角形的面积,及焦距的长求得点的纵坐标,代入双曲线的方程,求得点的横坐标,判断A;由点的纵坐标及两点间距离公式,求得,利用双曲线的定义求得,进而求得的周长判断B;由等面积法求得的内切圆半径,判断C;结合圆的切线的性质和双曲线的定义,求得的内切圆圆心的横坐标,判断D.
【详解】因为,所以,所以.
设,
对于A,因为的面积为20,即,所以.
代入双曲线:,得,所以.故A正确;
对于B,由A知,所以.
所以的周长为.故B正确;
对于C,设的内切圆半径为,则,解得.故C错误;
对于D,设的内切圆在上的切点分别为.
则
设,则,解得.所以D正确.
故选:ABD.
【点睛】
(25-26高二上·江苏扬州·期中)已知点、分别为双曲线的左、右焦点,过点的直线与双曲线的左支和右支分别交于,两点,设、分别为、的内切圆半径,则内切圆圆心的横坐标为 ;、的内切圆半径比值 .小试牛刀4
【答案】
【分析】①根据内心的性质得到,然后结合双曲线的性质得到的坐标;②根据内心的性质得到,然后利用相似的性质求半径比.
【详解】
设内切圆与边分别相切于,
所以,,,
,
又,所以,则,即,
所以内切圆圆心的横坐标为-2;
②同理可证,的内切圆圆心的横坐标为,
设、分别为、的内切圆半径,
设点、分别为、的内心,
根据双曲线的定义可知内切圆与轴相切于点,
所以轴,同理,轴;
又点、分别为、的内心,所以直线平分,
注意到,在中,,,
在中,,,所以.
【点睛】关键点睛:本题的解题关键在于根据内心的性质得到,然后结合双曲线的性质解题即可.
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
【微专题2:双曲线中常考的二级结论】
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题型梳理
题型分类
知识讲解与常考题型
【题型1:双曲线焦点三角形面积公式】
【公式推导过程】
核心结论:双曲线(),焦点、(),,则:
简易证明:
1.双曲线定义:,平方得
2.余弦定理:
3.两式相减:,得
4.面积公式,代入三角恒等变换,得结论
(25-26高二上·河北邢台·期中)已知,分别是双曲线的左、右焦点,点在上,且,的面积为18,则( )经典例题例题
A.9 B.18 C. D.
(25-26高二上·北京西城·期中)双曲线的左右焦点分别为,,已知点在双曲线上,满足,,则 .小试牛刀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 .小试牛刀2
【题型2:双曲线的焦点到渐近线的距离为定值】
【公式推导过程】
核心结论:双曲线的焦点到任一条渐近线的距离为
简易证明:
1.渐近线方程:,右焦点
2.点到直线距离公式:(左焦点同理)
(25-26高二上·重庆·期中)已知双曲线(,)的离心率为,过右焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点.设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为和,且,则双曲线的方程为( )经典例题例题
A. B. C. D.
(2025·上海虹口·一模)已知双曲线的焦点分别为和,若点为上的点,且满足,,则点到的一条渐近线的距离为 .小试牛刀1
(25-26高二上·浙江·期中)已知O为坐标原点,双曲线C:的上焦点为F,下顶点为A,过F作C的一条渐近线的垂线,垂足为P.若,则C的渐近线方程为 .小试牛刀2
【题型3:与坐标有关的焦半径/弦长结论】
【公式推导过程】
核心结论:双曲线,离心率,点:
1.焦半径(区分支):
右支():,
左支():,
2.通径(过焦点⊥实轴的弦):
简易证明:
1.焦半径:由双曲线第二定义(点到焦点距离/到准线距离=),右准线,距离,代入得
2.通径:代入到双曲线方程,解得,弦长为两纵坐标差的绝对值
(23-24高二上·福建泉州·期中)已知双曲线:焦距为,左、右焦点分别为,点在上且轴,的面积为,点为双曲线右支上的任意一点,则的取值范围是 经典例题例题
(2025高三·全国·专题练习)设双曲线,其中两焦点坐标为,经过右焦点的直线交双曲线于A、B两点,求弦长|AB|.小试牛刀1
(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线的右支上的点,满足,分别是双曲线的左右焦点),则为双曲线的半焦距)的取值范围是( )小试牛刀2
A., B., C., D.,
【题型4:与倾斜角有关的焦半径/弦长结论】
【公式推导过程】
核心结论:过右焦点的直线倾斜角为,交双曲线于A、B:
1.与两支相交():
2.与右支相交():
简易证明:
1.设直线参数方程,代入双曲线得关于的二次方程
2.韦达定理得、,弦长:
两支相交():
右支相交():
3.代入化简,最终得弦长公式(通径验证:时,,与题型3一致)
(2024高二·全国·专题练习)过双曲线的右焦点的直线与双曲线交于两点,若,则 .经典例题例题
(24-25高二·全国·课堂例题)过双曲线的右焦点F作倾斜角为30°的直线,交双曲线于A,B两点,则弦长 .小试牛刀1
(2024全国·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,,离心率为,点是双曲线上一点,则双曲线的焦距为 ;连接,过点作交双曲线于点,若,则 .小试牛刀2
【题型5:与焦半径有关的定值问题】
【公式推导过程】
核心结论:过右焦点的直线交右支于A、B,则
简易证明:
1.设,,直线方程代入双曲线得韦达定理、
2.通分
3.代入和,化简后分子分母约去公因子,得定值
(2025·海南·模拟预测)在直角坐标系中,已知点,,动点满足,记动点的轨迹为.经典例题例题
(1)求的标准方程;
(2)设直线与的另一个交点为,证明:为定值.
(2024·山东·模拟预测)如图,过双曲线的左、右焦点作两条相互平行的直线,其中点在双曲线的左支上,点在双曲线的右支上,且点在轴上方,则的最小值为 .当的倾斜角为时,四边形的面积为 .小试牛刀1
(24-25高三上·重庆·月考)已知双曲线的左、右焦点分别为双曲线上存在M,N两点(在x轴同侧)使得,且与交于P点,则 ,的最小值为 .小试牛刀2
(24-25高三上·江苏苏州·月考)已知双曲线,焦点到一条渐近线的距离为,离心率,过左焦点F的直线l交双曲线C的同一支于A,B两点,若,则 .小试牛刀3
【题型6:双曲线的第三定义/点差法】
【公式推导过程】
核心结论:
1.第三定义:A、B关于原点对称,在双曲线上(异于A、B),则
2.中点弦斜率:弦中点,则
简易证明:
1.第三定义:设、、,代入双曲线方程相减,得,即斜率乘积
2.点差法:设、,代入方程相减,利用中点、,化简得斜率
(25-26高二上·重庆·期中)已知直线l过双曲线C:的左焦点F,与C的左、右两支分别交于A、B两点,且P为线段中点,设O为坐标原点,若是以为底边的等腰三角形,则直线l的斜率为( )经典例题例题
A. B. C. D.
(25-26高二上·江苏无锡·期中)已知双曲线:()的左顶点为,离心率为3,,是上的两点.小试牛刀1
(1)求的标准方程;
(2)若线段的中点为,求直线的方程.
(25-26高三上·山东聊城·开学考试)已知双曲线C:的右焦点为F,是双曲线C右支上的两点,若,且F为的重心,则MN的中点坐标为 ,直线MN的方程为 .小试牛刀2
【题型7:双曲线的切点弦方程】
【公式推导过程】
核心结论:过双曲线外点作两条切线,切点弦的方程:
简易证明:
1.设切点,双曲线在处切线为
2.切线过,故,同理满足同式,故直线为切点弦方程
(2025高二上·全国·专题练习)过点作双曲线: 的两条切线,切点分别为,,求直线的方程.经典例题例题
(25-26高三上·海南海口·月考)已知双曲线:,点为双曲线右支上第一象限内的一个点,过点且与双曲线相切的直线分别与双曲线的两条渐近线交于,两点,是坐标原点.小试牛刀1
(1)求双曲线的实轴长和离心率;
(2)证明:直线的方程为;
(3)求的面积.
(2024·陕西安康·模拟预测)已知双曲线:的离心率为,其左、右焦点分别为,,过焦点且与轴垂直的直线交于,两点,且.小试牛刀2
(1)求的方程;
(2)已知在上一点处的切线方程为.过点分别作的左、右两支的切线,切点分别为,,连接,过线段的中点再分别作的左、右两支的切线,切点分别为,,判断点与直线的位置关系,并说明理由.
【题型8:双曲线中的面积定值】
切线与渐近线围成的面积定值
核心结论:设双曲线方程为(),双曲线上任取一点,过作双曲线的切线,该切线与双曲线的两条渐近线和交于A、B两点,则原点与A、B围成的的面积为定值
简易证明:
1.双曲线在点处的切线方程:(因在双曲线上,满足)
2.求切线与渐近线的交点:
联立切线方程与渐近线(即),代入得,化简得,对应,即交点
联立切线方程与渐近线(即),同理得交点
3.计算的面积:
利用三角形面积公式,代入A、B坐标:
由双曲线方程,变形得,代入上式:
故面积,为定值
(2024·河南周口·模拟预测)已知双曲线过点,.经典例题例题
(1)求双曲线C的渐近线方程.
(2)若过双曲线C上的动点作一条切线l,证明:直线l的方程为.
(3)若双曲线C在动点Q处的切线交C的两条渐近线于A,B两点,O为坐标原点,求的面积.
【多选题】(23-24高二下·重庆·月考)已知双曲线的左、右焦点分别为、,左、右顶点分别为、,P为双曲线右支上的一点,且直线与的斜率之积等于2,过点P作双曲线C的切线与双曲线的渐近线交于M、N两点,则下列说法正确的有( )小试牛刀1
A.
B.若,则的面积为
C.
D.的面积为
【多选题】(23-24高二上·江西上饶·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为、,左、右顶点分别为、,为双曲线右支上的一点,且直线与的斜率之积等于,过点的切线与双曲线的渐近线交于、两点,则下列说法正确的有( )小试牛刀2
A.双曲线的渐近线方程为 B.
C.离心率 D.
【题型9:与双曲线有关的离心率结论】
(1)焦点三角形中的离心率公式
核心结论:设双曲线()的焦点为、,双曲线上一点满足,则离心率
简易证明:
1.由双曲线定义:,设,,则
2.焦点三角形中由正弦定理:(,且,因、对称)
3.故,,代入得,结合,化简得
(2)离心率与渐近线夹角的关系
核心结论:设双曲线渐近线的倾斜角为,两条渐近线的夹角为(),则离心率或()
简易证明:
1.渐近线斜率,故,得
2.渐近线夹角()或(),均有,故
(3)离心率与焦比的关系
核心结论:设双曲线()的焦点为、,双曲线上一点满足焦比(,),,则离心率
简易证明:
1.由焦比定义得,结合双曲线定义(在右支,),解得,
2.焦点三角形中由余弦定理:,代入
3.化简得,两边除以得,开方得结论(在左支时,绝对值保证)
(25-26高二上·江苏淮安·期中)已知是双曲线的左、右焦点,点是左支上的一点,若为等腰三角形,且,则双曲线的离心率为 .经典例题例题
(25-26高三上·广东中山·期中)已知双曲线的左焦点为F,过点F且斜率为的直线与C的两条渐近线分别交于点M,N,且M,N分别位于第二、三象限,若,则C的离心率为 小试牛刀1
(2025高三·全国·专题练习)已知双曲线的左、右焦点分别为,过点且斜率为的直线与的右支交于两点,且,则双曲线的离心率为( )小试牛刀2
A. B. C. D.2
【题型10:双曲线中焦点三角形内切圆有关结论】
【公式推导过程】
(1)内切圆圆心的坐标性质
核心结论:设双曲线(),焦点、(),焦点三角形的内切圆圆心为,则:
1.(圆心在实轴上);
2.在右支时,在左支时(圆心横坐标为双曲线顶点坐标).
详细证明:
1.设内切圆与、、分别切于、、,由切线长定理:,,.
2.设,,,在右支时:
,解得,.
3.切点在轴上,坐标为,内切圆圆心向轴作垂线垂足为,故,.
4.在左支时,同理得,解得,故,.
(2)内切圆半径的三种常考表达式
核心结论:设,焦半径、,半周长,则:
1.;
2.;
3.。
详细证明:
证明1:
1.由切线长定理得,记为.
2.圆心在的角平分线上,中,故.
3.由双曲线定义,结合、,得,又,故?简化推导:在右支时,,,相加得,故.
4.结合焦点三角形面积,联立,代入,且(由推导),化简得.
证明2:
1.焦点三角形面积(题型1结论).
2.三角形面积另一种表达:(半周长×内切圆半径).
3.在右支时,,由,(焦半径公式),得,故.
4.代入,结合,化简得,即.
证明3:
1.由三角形面积公式:.
2.又.
3.两式联立得.
(3)内切圆与实轴切点的唯一性
核心结论:的内切圆与实轴的切点,恒为双曲线的顶点(右支切于,左支切于),与点位置无关.
详细证明:
1.由题型10-1的证明过程,切点的横坐标(在右支时),而,故.
2.无论在右支的哪个位置,是定值(由和联立解得,与坐标无关).
3.同理,在左支时,,切点横坐标,故切点恒为顶点.
(4)内切圆半径与离心率的关系
核心结论:(为双曲线离心率).
详细证明:
1.由题型10-2的结论1:.
2.离心率,故,代入得.
3.因此,直接建立半径与离心率、夹角的关联.
(25-26高二上·浙江杭州·期中)双曲线的右支上一点在第一象限,分别为双曲线的左、右焦点,若内切圆与轴相切,为双曲线的左顶点,则直线AI的方程为( )经典例题例题
A. B.
C. D.
【多选题】(25-26高二上·安徽·期中)已知点在双曲线的右支上,,分别为其左、右焦点,则( )小试牛刀1
A.
B.有最大值3
C.若点,则周长的最小值为12
D.的内心到轴的距离为1
(25-26高二上·河北·期中)已知分别是双曲线的左、右焦点,过斜率不为0的直线与双曲线的左、右两支分别交于两点,记与的内切圆面积分别是和,若,则双曲线的离心率为( )小试牛刀2
A. B.2
C. D.3
【多选题】(25-26高二上·河北沧州·期中)已知点是双曲线:的右支上一点,,为双曲线的左、右焦点,的面积为20,则下列说法正确的有( )小试牛刀3
A.点的横坐标为 B.的周长为
C.的内切圆半径为1 D.的内切圆圆心的横坐标为4
(25-26高二上·江苏扬州·期中)已知点、分别为双曲线的左、右焦点,过点的直线与双曲线的左支和右支分别交于,两点,设、分别为、的内切圆半径,则内切圆圆心的横坐标为 ;、的内切圆半径比值 .小试牛刀4
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