摘要:
本讲义聚焦双曲线的定义、标准方程及a,b,c关系这一核心知识点,作为圆锥曲线学习的关键支架,承接椭圆定义与方程的学习,通过对比距离和与差的绝对值,构建从椭圆到双曲线的认知脉络,明确焦点位置对标准方程的影响及a,b,c的数量关系。
该资料以题型归纳为特色,涵盖定义求轨迹、焦点三角形等六个题型及例题变式,助力学生用数学思维分析参数范围、最值等问题。双基达标分层设计选择填空解答题,课中便于教师实施分层教学,课后学生可通过练习查漏补缺,提升数学语言表达与问题解决的应用意识。
内容正文:
3.2.1双曲线及其标准方程
【考点梳理】
【知识梳理】
知识点一:双曲线的定义
1.定义:平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹.
2.定义的集合表示:{M|||MF1|-|MF2||=2a,0<2a<|F1F2|}.
3.焦点:两个定点F1,F2.
4.焦距:两焦点间的距离,表示为|F1F2|.
知识点二:双曲线标准方程
焦点位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
标准方程
-=1(a>0,b>0)
-=1(a>0,b>0)
焦点
(-c,0),(c,0)
(0,-c),(0,c)
a,b,c的关系
c2=a2+b2
重难点技巧:
(1),,表示双曲线;(2),,表示两条射线;
(3),表示双曲线的一支;(4),表示一条射线.
【题型归纳】
题型一:利用双曲线的定义求轨迹方程
【例1】.(25-26高二上·湖南长沙·月考)设,是平面内两个定点,动点P满足,则P点的轨迹方程是( ).
A. B.
C. D.
【变式1】.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·月考)已知圆,点在圆A上运动,设线段PB的垂直平分线和直线PA的交点为,则点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【变式2】.(24-25高二上·湖南邵阳·月考)一动圆过定点,且与已知圆:外切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
题型二:双曲线中的焦点三角形问题
【例2】.(25-26高二上·陕西咸阳·期中)已知双曲线的左、右焦点分别为、,点是双曲线左支上一点,点,则周长的最小值为( )
A. B. C. D.
【变式1】.(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.
【变式2】.(2025·江西·二模)过双曲线的中心作直线与双曲线交于、两点,设双曲线的右焦点为,已知,则的面积为( )
A. B.1 C. D.
题型三:双曲线的参数问题
【例3】.(25-26高二上·江苏南通·期中)若方程表示双曲线,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式1】.(25-26高二上·福建厦门·期中)若,则“”是“方程表示双曲线”的( )条件
A.充分不必要 B.必要不充分
C.充要 D.既不充分又不必要
【变式2】.(25-26高二上·福建福州·期中)“”是“方程表示双曲线”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
题型四:双曲线的标准方程的求法
【例4】.(24-25高二上·全国)求满足下列条件的双曲线的标准方程:
(1),焦点在轴上;
(2),经过点,焦点在轴上;
(3)双曲线过两点.
【变式1】.(23-24高二下·全国·随堂练习)根据下列条件,求双曲线的标准方程:
(1),经过点;
(2)与双曲线1有相同的焦点,且经过点;
(3)经过两点.
【变式2】.(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.
题型五:双曲线中的最值问题
【例5】.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·月考)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
【变式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
【变式2】.(2025·河北石家庄·一模)设点为双曲线右支上的动点,为该双曲线的右焦点,已知点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
题型六:双曲线方程的综合问题
【例6】.(25-26高二上·黑龙江大庆·期中)已知双曲线的左、右焦点分别为,点在双曲线右支(且不在坐标轴上),
(1)若双曲线与椭圆有共同的焦点,且双曲线过点,求该双曲线的标准方程;
(2)若,,求的值.
【变式1】.(25-26高二上·山东德州·期中)已知点在双曲线C:(,),且C的实轴长为2,,分别为C的左、右焦点.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)若P为双曲线上一点.
①当时,求的面积;
②求的取值范围.
【变式2】.(25-26高二上·贵州·期中)已知动点与定点的距离和它到定直线的距离之比为,且的轨迹为曲线.
(1)求的方程.
(2)已知第一象限内的动点在上,点.
(i)若点,求的最小值;
(ii)若,求的面积.
【双基达标】
一、单选题
1.(25-26高二上·广东广州·期中)双曲线的两个焦点分别是,,焦距为10;是双曲线上的一点,且,则的值为( )
A.1 B.13 C.1或13 D.3
2.(25-26高二上·广西柳州·期中)设点,为动点,已知直线与直线的斜率之积为定值,点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高二上·广东惠州·期中)双曲线的两个焦点分别是与,焦距为8,P是双曲线上的一点,且,则的值为( )
A.1 B.9 C.1或9 D.13
4.(25-26高二上·河北邢台·期中)已知,是双曲线:的两个焦点,为上一点,且,若的面积是,则( )
A. B. C. D.
5.(25-26高二上·湖南·期中)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2.为直角三角形且其内切圆半径为,则双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
6.(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( )
A.9 B.18 C. D.
7.(25-26高二上·河北·期中)双曲线的左、右焦点分别是,焦距为10,点是双曲线上一点,且,则( )
A.1 B.13 C.1或13 D.1或15
8.(25-26高二上·河南·月考)已知双曲线C:()的两个焦点分别是,,焦距为10,A是双曲线C上的一点,且,则的值为( )
A.14 B.13 C.13或1 D.14或1
9.(25-26高二上·山西·期中)已知双曲线的左、右焦点分别为,,点在双曲线的右支上且位于第一象限,若直线的斜率为,则的内切圆面积为( )
A. B. C. D.
10.(25-26高二上·河南南阳·期中)已知双曲线的左、右焦点分别为,,点P在双曲线的右支上且位于第一象限,若直线的斜率为,则的内切圆面积为( )
A. B. C. D.
二、多选题
11.(25-26高二上·广东清远·期中)方程表示的曲线为,下列正确的命题是( )
A.曲线不可能是圆;
B.若,则曲线为椭圆;
C.若曲线为双曲线,则或;
D.若曲线表示焦点在轴上的椭圆,则.
12.(25-26高二上·重庆大足·期中)已知点P是双曲线 左支上一点,分别为双曲线的左右焦点,的面积为20,则下列说法正确的是( )
A.点P的横坐标为 B.的周长为
C.大于 D.的内切圆半径为
13.(2025·河北·模拟预测)已知双曲线的左右焦点为,点在上,为坐标原点,则( )
A.时,为直角三角形
B.时,为锐角三角形
C.为等腰三角形时,或
D.外接圆半径为时,
14.(24-25高二上·安徽·期末)已知曲线E:,则下列选项正确的有( )
A.若,则E为椭圆 B.若E为焦点在y轴上的椭圆,则
C.若E为双曲线,则 D.若,则E为焦点在y轴上的双曲线
三、填空题
15.(25-26高二上·内蒙古包头·月考)已知方程表示焦点在轴上的双曲线,则实数的取值范围是
16.(2025高二上·广东广州·专题练习)已知双曲线的上、下焦点分别为,过的直线与双曲线的上支交于,两点,若,则的周长为 .
17.(25-26高二上·陕西榆林·期中)已知双曲线的右焦点为,点在双曲线的左支上,为线段的中点,为坐标原点,若,则 .
18.(25-26高二上·陕西渭南·期中)已知为双曲线:的左焦点,,为右支上的两点.若,点在直线上,则的周长为 .
19.(25-26高二上·福建厦门·期中)已知椭圆与双曲线有相同的焦点,,离心率分别为,,点为椭圆与双曲线在第一象限的公共点,且,若,则双曲线的方程为 .
四、解答题
20.(25-26高二上·江西抚州·期中)已知双曲线的左、右焦点分别为为上一点,当轴时,.
(1)求的方程;
(2)若,求的面积.
21.(25-26高二上·河南南阳·月考)双曲线的左、右焦点分别为,,其离心率,且双曲线过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若双曲线上一点满足,求的面积.
22.(25-26高二上·全国·单元测试)已知双曲线的左、右焦点分别为为双曲线右支上一点(不在轴上).
(1)若,求的面积;
(2)若该双曲线与椭圆有共同的焦点且过点,求内切圆圆心的横坐标.
23.(25-26高二上·河北唐山·月考)已知,分别为双曲线的左、右焦点,,离心率为,,.
(1)求双曲线的方程;
(2)若以为方向向量的直线经过,求到的距离;
(3)双曲线上是否存在点,使得?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
24.(2025·湖南长沙·三模)已知动点与定点的距离与它到定直线的距离的比是常数,
(1)求动点的轨迹;
(2)过上述轨迹上一点作轨迹的切线与两直线分别交于、两点,证明:三角形的面积是定值.
2
学科网(北京)股份有限公司
$
3.2.1双曲线及其标准方程
【考点梳理】
【知识梳理】
知识点一:双曲线的定义
1.定义:平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹.
2.定义的集合表示:{M|||MF1|-|MF2||=2a,0<2a<|F1F2|}.
3.焦点:两个定点F1,F2.
4.焦距:两焦点间的距离,表示为|F1F2|.
知识点二:双曲线标准方程
焦点位置
焦点在x轴上
焦点在y轴上
图形
标准方程
-=1(a>0,b>0)
-=1(a>0,b>0)
焦点
(-c,0),(c,0)
(0,-c),(0,c)
a,b,c的关系
c2=a2+b2
重难点技巧:
(1),,表示双曲线;(2),,表示两条射线;
(3),表示双曲线的一支;(4),表示一条射线.
【题型归纳】
题型一:利用双曲线的定义求轨迹方程
【例1】.(25-26高二上·湖南长沙·月考)设,是平面内两个定点,动点P满足,则P点的轨迹方程是( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用双曲线的定义求解即可.
【详解】由双曲线的定义可知,点P的轨迹是以,为焦点的双曲线,
因为,,所以,
所以其轨迹方程为.
故选:B
【变式1】.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·月考)已知圆,点在圆A上运动,设线段PB的垂直平分线和直线PA的交点为,则点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据垂直平分线的性质,可得,结合双曲线的定义,可得a,c的值,根据a,b,c的关系,即可求得答案.
【详解】因为圆心,,所以,
因为线段PB的垂直平分线和直线PA的交点为,
所以,
所以,
所以Q点轨迹为双曲线,且,
所以,则点的轨迹方程为.
故选:B
【变式2】.(24-25高二上·湖南邵阳·月考)一动圆过定点,且与已知圆:外切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】结合图象利用双曲线的定义判断动圆圆心的轨迹,然后再求方程即可.
【详解】圆与圆外切,如图,
,即,
,
由双曲线的定义,点的轨迹是以为焦点,为实轴长的双曲线的左支,其中,,
.
故所求轨方程为:.
故选:C.
题型二:双曲线中的焦点三角形问题
【例2】.(25-26高二上·陕西咸阳·期中)已知双曲线的左、右焦点分别为、,点是双曲线左支上一点,点,则周长的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由双曲线的定义得出,即得出的周长为,由点为线段与双曲线的交点时,周长取最小值,即可求解.
【详解】如下图所示:
在双曲线中,,,则,则、,
由双曲线的定义可得,所以,
所以的周长为
,
当且仅当点为线段与双曲线的交点时,等号成立,
故周长的最小值为.
故选:C.
【变式1】.(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.
【变式2】.(2025·江西·二模)过双曲线的中心作直线与双曲线交于、两点,设双曲线的右焦点为,已知,则的面积为( )
A. B.1 C. D.
【答案】D
【详解】设双曲线的左焦点为,连接、,由双曲线的对称性可知四边形为平行四边形,
由,则,
不妨设在双曲线的右支上,设,,又,
由双曲线的定义可得,
在中由余弦定理可得,,
即,解得,
所以.
故选:D
题型三:双曲线的参数问题
【例3】.(25-26高二上·江苏南通·期中)若方程表示双曲线,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用双曲线的标准方程即得.
【详解】由题,,解得或,
所以实数的取值范围为.
故选:A.
【变式1】.(25-26高二上·福建厦门·期中)若,则“”是“方程表示双曲线”的( )条件
A.充分不必要 B.必要不充分
C.充要 D.既不充分又不必要
【答案】A
【分析】根据方程表示双曲线求出的取值范围,再根据充分不必要条件的定义进行判断.
【详解】方程表示双曲线等价于,解得或,
所以“” 是“方程表示双曲线”的充分不必要条件,
故选:A
【变式2】.(25-26高二上·福建福州·期中)“”是“方程表示双曲线”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】B
【详解】方程,若表示为双曲线,则需满足,也即,
充分性:若,不一定能推出,因此“”不是“方程表示双曲线”的充分条件;
必要性:若方程表示双曲线,即,则一定满足,因此“”是“方程表示双曲线”的必要条件;
综上,“”是“方程表示双曲线”的必要而不充分条件.
故选:B.
题型四:双曲线的标准方程的求法
【例4】.(24-25高二上·全国)求满足下列条件的双曲线的标准方程:
(1),焦点在轴上;
(2),经过点,焦点在轴上;
(3)双曲线过两点.
【答案】(1); (2); (3).
【详解】(1)由双曲线的焦点在轴上,,,得,
所以所求双曲线的标准方程为.
(2)由双曲线的焦点在轴上,设双曲线的标准方程为,
由,且点在双曲线上,得,解得,
所以所求双曲线的标准方程为.
(3)设所求双曲线方程为,
由点在双曲线上,得,解得,
所以所求双曲线的标准方程为.
【变式1】.(23-24高二下·全国·随堂练习)根据下列条件,求双曲线的标准方程:
(1),经过点;
(2)与双曲线1有相同的焦点,且经过点;
(3)经过两点.
【答案】(1)(2)(3)
【详解】(1)由,
当焦点在x轴上时,设所求双曲线的标准方程为,
把点A的坐标代入,得,不符合题意;
当焦点在y轴上时,设所求双曲线的标准方程为,
把点A的坐标代入,得.
故所求双曲线的标准方程为:.
(2)设所求双曲线的方程为.
∵双曲线过点,∴,解得或(舍去).
故双曲线的标准方程为.
(3)可设双曲线的方程为,则有解得则双曲线的标准方程为.
【变式2】.(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.
【答案】(1)(2)
【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.
题型五:双曲线中的最值问题
【例5】.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·月考)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.
【变式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.
【变式2】.(2025·河北石家庄·一模)设点为双曲线右支上的动点,为该双曲线的右焦点,已知点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据双曲线的定义将转化成,数形结合求得最值得解.
【详解】如图,设双曲线的左焦点为,
由双曲线的定义得,
所以的最小值为.
故选:B.
题型六:双曲线方程的综合问题
【例6】.(25-26高二上·黑龙江大庆·期中)已知双曲线的左、右焦点分别为,点在双曲线右支(且不在坐标轴上),
(1)若双曲线与椭圆有共同的焦点,且双曲线过点,求该双曲线的标准方程;
(2)若,,求的值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)求出椭圆的焦点就得到了双曲线的焦点, 代入双曲线方程,计算得解;
(2)设,由双曲线的定义可得,在中,由余弦定理求出,使用数量积公式计算.
【详解】(1)椭圆的焦点为和,
所以双曲线的,所以,
又双曲线过点,所以,
由,解得,
双曲线的标准方程为.
(2)设,由双曲线的定义可得,在中,由余弦定理,
得,
所以, 则.
【变式1】.(25-26高二上·山东德州·期中)已知点在双曲线C:(,),且C的实轴长为2,,分别为C的左、右焦点.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)若P为双曲线上一点.
①当时,求的面积;
②求的取值范围.
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】(1)由点在双曲线上,和实轴长得到,求解即可;
(2)①由余弦定理得到,再由面积公式即可求解;②,得到,,结合数量积的坐标运算即可求解.
【详解】(1)由题设条件,可得,
解得,,
故双曲线C的标准方程为;
(2)
①因为P为双曲线C:上的一点,
所以,平方得 ①,
在中,由余弦定理,得
,
即 ②,
由①-②,得,即,
所以的面积;
②设,则,所以,,
因为,,,,
,
所以的取值范围是.
【变式2】.(25-26高二上·贵州·期中)已知动点与定点的距离和它到定直线的距离之比为,且的轨迹为曲线.
(1)求的方程.
(2)已知第一象限内的动点在上,点.
(i)若点,求的最小值;
(ii)若,求的面积.
【答案】(1)(或). (2)(i);(ii)3
【详解】(1)因为动点与定点的距离和它到定直线的距离之比为,
所以,
将上式两边平方,化简得,
所以的方程为(或).
(2)(i)由(1)可知分别是的左、右焦点,又,,
因为第一象限内的点在上,所以,则,
又,所以,
所以,
当且仅当在与双曲线在第一象限的交点时取等号,
所以的最小值为.
(ii)由题意得,
将①左右两边平方,得,结合②得,
所以的面积为.
【双基达标】
一、单选题
1.(25-26高二上·广东广州·期中)双曲线的两个焦点分别是,,焦距为10;是双曲线上的一点,且,则的值为( )
A.1 B.13 C.1或13 D.3
【答案】B
【分析】利用双曲线的定义求解,结合焦半径的范围得到的值.
【详解】焦距为10,,,,,
,是双曲线上的一点,,
,,或,
,舍去,.
故选:B.
2.(25-26高二上·广西柳州·期中)设点,为动点,已知直线与直线的斜率之积为定值,点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设,根据题意结合斜率公式运算求解即可.
【详解】设,
则,整理可得,
所以点的轨迹方程是.
故选:B.
3.(25-26高二上·广东惠州·期中)双曲线的两个焦点分别是与,焦距为8,P是双曲线上的一点,且,则的值为( )
A.1 B.9 C.1或9 D.13
【答案】B
【分析】由双曲线方程及焦距确定,再由双曲线定义可求.
【详解】由题设,解得,又且,
所以,所以,
又P是双曲线上的一点,所以,
又因为,所以,解得或,
当P在双曲线左支时,,
当P在双曲线右支时,,
所以,即不可能有,则.
故选:B.
4.(25-26高二上·河北邢台·期中)已知,是双曲线:的两个焦点,为上一点,且,若的面积是,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据双曲线的焦点三角形的面积公式列式求解即可.
【详解】下面证明双曲线的焦点三角形的面积公式,.
由题意,,,
则中,
由余弦定理可得:
,
则,
所以
.
由双曲线的焦点三角形的面积公式可知,解得,
即.
故选:A.
5.(25-26高二上·湖南·期中)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2.为直角三角形且其内切圆半径为,则双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意得到,结合双曲线定义得到,,再根据内切圆半径和三角形面积公式得到,,求出双曲线的方程.
【详解】在中,直线的斜率为2,故⊥,
则,故,
又,所以,,
由勾股定理得,所以.
又内切圆半径为,
由三角形等面积法可得,
解得,故,,故双曲线的方程为.
故选:A.
6.(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( )
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
7.(25-26高二上·河北·期中)双曲线的左、右焦点分别是,焦距为10,点是双曲线上一点,且,则( )
A.1 B.13 C.1或13 D.1或15
【答案】B
【分析】根据焦距及双曲线的关系,结合双曲线定义,即可求得答案.
【详解】由双曲线的性质知:,从而,
所以双曲线方程为,
故,所以或,
而,不合题意;所以.
故选:B.
8.(25-26高二上·河南·月考)已知双曲线C:()的两个焦点分别是,,焦距为10,A是双曲线C上的一点,且,则的值为( )
A.14 B.13 C.13或1 D.14或1
【答案】B
【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求解即可.
【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:B
9.(25-26高二上·山西·期中)已知双曲线的左、右焦点分别为,,点在双曲线的右支上且位于第一象限,若直线的斜率为,则的内切圆面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设的内切圆与线段,,分别相切于点,,,由,确定,进而确定直线的方程,得到,即可求解.
【详解】由题意知,,.
如图,设圆与线段,,分别相切于点,,,
则,,,
所以,所以,
从而可知内切圆的圆心在直线上.
因为的斜率为,所以倾斜角为,
因为是的平分线,所以直线的倾斜角为,
方程为,将代入,得,
所以,即圆的半径为,
得圆的面积为.
故选:C
10.(25-26高二上·河南南阳·期中)已知双曲线的左、右焦点分别为,,点P在双曲线的右支上且位于第一象限,若直线的斜率为,则的内切圆面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设圆与线段,,分别相切于点,由,确定,进而确定直线的方程,得到,即可求解.
【详解】由题意知,,.
如图,设圆与线段,,分别相切于点,则,,,
所以,
所以,从而可知内切圆的圆心C在直线上.
因为的斜率为,所以倾斜角为,
因为是的平分线,
所以直线的倾斜角为,方程为,将代入,得,
所以,即圆C的半径为,得圆C的面积为.
故选:C
二、多选题
11.(25-26高二上·广东清远·期中)方程表示的曲线为,下列正确的命题是( )
A.曲线不可能是圆;
B.若,则曲线为椭圆;
C.若曲线为双曲线,则或;
D.若曲线表示焦点在轴上的椭圆,则.
【答案】CD
【分析】根据方程的特点,结合圆、椭圆和双曲线的标准方程判断.
【详解】对于A,若曲线是圆,则,解得,故A错误;
对于B,若曲线为椭圆,则,解得且,故B错误;
对于C,若曲线为双曲线,则,解得或,故C正确;
对于D,若曲线表示焦点在x轴上的椭圆,则,解得,故D正确;
故选:CD.
12.(25-26高二上·重庆大足·期中)已知点P是双曲线 左支上一点,分别为双曲线的左右焦点,的面积为20,则下列说法正确的是( )
A.点P的横坐标为 B.的周长为
C.大于 D.的内切圆半径为
【答案】BD
【分析】对于A,利用的面积,先求出点P的纵坐标,代入双曲线方程计算即得其横坐标;对于B,利用双曲线的焦半径长的公式求出两焦半径,即得的周长,对于C,利用余弦定理求出,结合余弦函数的图象单调性即可判断;对于D,利用等面积运算即可求得.
【详解】如图,由可得,双曲线的离心率为.
对于A,因,则的面积为,
解得,代入,因,则,故A错误;
对于B,因,,
又的周长为.故B正确;
对于C,由余弦定理可得,,
因,则,故C错误;
对于D,设的内切圆半径为,
则,解得,故D正确.
故选:BD.
13.(2025·河北·模拟预测)已知双曲线的左右焦点为,点在上,为坐标原点,则( )
A.时,为直角三角形
B.时,为锐角三角形
C.为等腰三角形时,或
D.外接圆半径为时,
【答案】AC
【分析】设点,利用得可判断A;举反例可判断B;不妨设点在双曲线右支上时,只能是,或,分情况利用余弦定理求出可判断C;由正弦定理求出,再由余弦定理求出,再利用的坐标运算求出可判断D.
【详解】对于A,,所以,设点,
由得,,
得,所以,
即,所以为直角三角形,故A正确;
对于B, 当时,满足,,,
所以,即,所以为直角三角形,故B错误;
对于C,不妨设点在双曲线右支上时,则,
只能是,或,
当时,可得,
因为,由余弦定理得,
即,解得,
当,可得,
因为,由余弦定理得,即
,解得,
综上为等腰三角形时,或,故C正确;
对于D,设外接圆半径为,由正弦定理得,
所以,则或,
设点,,,
由余弦定理得,
即,解得,
当时,,
则,
即,所以,
当时,,
,
则,
即,所以,综上或,故D错误.
故选:AC.
14.(24-25高二上·安徽·期末)已知曲线E:,则下列选项正确的有( )
A.若,则E为椭圆 B.若E为焦点在y轴上的椭圆,则
C.若E为双曲线,则 D.若,则E为焦点在y轴上的双曲线
【答案】BD
【分析】根据方程表示椭圆得到不等式组即可判断A,再限制其焦点即可判断B;根据方程表示双曲线得到不等式即可判断C,
【详解】对于A,若方程表示椭圆,则满足,解得或,
当时,此时方程表示圆,所以A不正确;
对于B中,当方程表示焦点在轴上的椭圆,则满足,解得,所以B正确;
对于C中,当为双曲线时,,则或,所以C错误;
对于D中,当,曲线E:,其中,则焦点在轴上,所以D正确.
故选:BD.
三、填空题
15.(25-26高二上·内蒙古包头·月考)已知方程表示焦点在轴上的双曲线,则实数的取值范围是
【答案】
【分析】由题意可知,计算求解即可.
【详解】因为方程表示焦点在轴上的双曲线,
则,解得,即,
故答案为:.
16.(2025高二上·广东广州·专题练习)已知双曲线的上、下焦点分别为,过的直线与双曲线的上支交于,两点,若,则的周长为 .
【答案】12
【分析】根据双曲线的定义求的周长.
【详解】如图,
由题意可得,的周长为,
由双曲线的定义可得,又,
所以.
所以的周长为12.
故答案为:12
17.(25-26高二上·陕西榆林·期中)已知双曲线的右焦点为,点在双曲线的左支上,为线段的中点,为坐标原点,若,则 .
【答案】
【分析】根据中位线的性质得出,再结合双曲线的定义求解即可.
【详解】设双曲线的左焦点为,连接,如下图所示:
因为、分别为、的中点,所以,
在双曲线中,,由双曲线的定义可得,
故.
故答案为:.
18.(25-26高二上·陕西渭南·期中)已知为双曲线:的左焦点,,为右支上的两点.若,点在直线上,则的周长为 .
【答案】36
【分析】利用双曲线的定义先求出的值,由此即可求出的周长.
【详解】由已知,,则,所以是双曲线的右焦点,,,则
,
所以,
所以的周长为.
故答案为:.
19.(25-26高二上·福建厦门·期中)已知椭圆与双曲线有相同的焦点,,离心率分别为,,点为椭圆与双曲线在第一象限的公共点,且,若,则双曲线的方程为 .
【答案】
【分析】设,根据椭圆定义以及余弦定理计算可得,再由双曲线定义可得,即可得双曲线的方程.
【详解】设椭圆的长半轴长为,双曲线实半轴长为,,如图所示:
因为,所以,
根据椭圆的定义得:,
在中,根据余弦定理有:,
即,即,
又,所以,所以,
又可转化为,
所以,
因为点在第一象限,所以
又根据双曲线的定义得:,所以,
又双曲线的半焦距,所以双曲线的虚半轴长为,
所以双曲线的方程为,
故答案为:
四、解答题
20.(25-26高二上·江西抚州·期中)已知双曲线的左、右焦点分别为为上一点,当轴时,.
(1)求的方程;
(2)若,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设,由点在上和即可求解;
(2)由点在上和数量积运算即可求出点P,再由即可计算求解.
【详解】(1)设,
由题意可知,当时,,
由点在上可得,即,
又,所以,
所以的方程为.
(2)
由(1)可知,
则,
由题得,
解得,
所以的面积.
21.(25-26高二上·河南南阳·月考)双曲线的左、右焦点分别为,,其离心率,且双曲线过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若双曲线上一点满足,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)代点的坐标入曲线方程,结合离心率和的关系建立方程组,求得的值,即可得到曲线方程;
(2)由双曲线上的点到两焦点距离差为,两焦点间的距离,结合余弦定理即可求得,然后得到三角形面积.
【详解】(1)由题意知: ,
解得,
故双曲线的方程为:.
(2)由题意得,,
在中,由余弦定理得:
即:,,
,
所以的面积为.
22.(25-26高二上·全国·单元测试)已知双曲线的左、右焦点分别为为双曲线右支上一点(不在轴上).
(1)若,求的面积;
(2)若该双曲线与椭圆有共同的焦点且过点,求内切圆圆心的横坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设,,利用双曲线的定义,结合余弦定理,求得,再由求解,(也可以用二级结论,其中求解);
(2)由双曲线的定义和圆的切线长定理,得到内切圆圆心的横坐标为a,再根据该双曲线与椭圆有共同的焦点,且过点求解.
【详解】(1)设,,由双曲线的定义可得,
在中,由余弦定理,得,
可得,则的面积.
(可用二级结论验证:若为双曲线的两个焦点,为双曲线上一点,则双曲线焦点三角形的面积,其中,此题中,则).
(2)如图所示,,,
设内切圆与轴的切点为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.
设内切圆圆心的横坐标为,则点的横坐标为,故,可得.
由该双曲线与椭圆有共同的焦点,且过点,
可得,,
解得,,
可得内切圆圆心的横坐标为.
23.(25-26高二上·河北唐山·月考)已知,分别为双曲线的左、右焦点,,离心率为,,.
(1)求双曲线的方程;
(2)若以为方向向量的直线经过,求到的距离;
(3)双曲线上是否存在点,使得?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【详解】(1)由题意可知:,,所以,
则,可知双曲线的方程为.
(2)因为为直线的方向向量,则直线的斜率,
且点在直线上,则直线的方程为,即
又由题意可知,
所以到的距离.
(3)由题意可知:,,设,
则,.
因为,整理得:,
由点在双曲线上,则,
可得:,即,,
所以,无解,所以不存在点,使得.
24.(2025·湖南长沙·三模)已知动点与定点的距离与它到定直线的距离的比是常数,
(1)求动点的轨迹;
(2)过上述轨迹上一点作轨迹的切线与两直线分别交于、两点,证明:三角形的面积是定值.
【详解】(1)根据题意得,则可得,
将上式两边平方,得,
整理得,所以,
所以
(2)设点M坐标为,设曲线在点M处的切线方程为,
与双曲线方程联立,消去,可得,
整理得,
所以且,
解得,代入,得,
所以切线方程为,
与联立得,与联立得,
故.
2
学科网(北京)股份有限公司
$