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专题06双曲线小题汇总
目录
专题06双曲线小题汇总
双曲线定义的理解
类型二、双曲线的标准方程
类型三、判断方程是否为双曲线
类型四、和差最值问题
类型五、双曲线的渐近线
类型六、焦点三角形
类型七、双曲线的离心率
类型八、双曲线离心率的取值范围
类型九、双曲线的几何性质
类型十、直线与双曲线的位置关系
类型十一、直线与双曲线的位置关系求参数
类型十二、中点弦问题
类型十三、直线与双曲线的弦长问题
类型十四、双曲线中的面积问题
类型十五、双曲线中的角度问题
类型十六、定值问题
类型十七、利用圆锥曲线的参数求最值
压轴专练
典例详解
类型一、双曲线定义的理解
双曲线的第二定义是:平面内到一个定点的距离与到一条定直线的距离之比值为定值,且定值大于1的动
点的轨迹为双曲线。这个定点被称为双曲线的一个焦点,这条定直线被称为双曲线的一条准线,定值即
为双曲线的离心率
例1.24-25高二上~云南曲靖宣威第十中学期末)双曲线x2-若=1上一点P到它的一个焦点的距离为4,
那么点P到另一个焦点的距离为()
A.2
B.6
C.2或6
D.4
变式1-1.2425高二上河南许昌期末已知双曲线E:等器=1(a>0,b>0,圆C:x-1)2+y2=9与
x轴的交点分别为E的一个顶点和一个焦点,设F出F2分别为E的左,右焦点,若P为E右支上任意一点,则
PF
PF+16的取值范围为()
A.(1,号]
B.(0,]
c.[,1)
D.[0,1)
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变式1-2.(2324高二下甘肃靖远县第二中学期末)设双曲线C:x2.器=16>0)的左,右焦点分别为
FyF2过F1的直线分别交双曲线左右两支于点M,N,连接MF2NF2,若
M京2·N2=0,|M序引=|N匠2,则b=()
A.1
B.2
C.3
D.2
变式1-3.2425高二上:贵州安顺期末椭圆C1:器+写=1(m>0)与双曲线C2:器-y2=1(n>0)有
相同的焦点FF2,点P为C1C2的一个公共点,则P序1PF2=
类型二、双曲线的标准方程
用待定系数法求双曲线方程的一般步骤为:
<定位置
根据条件确定双曲线的焦点在哪条坐标
轴上,还是两种都有可能
设方程
根据焦点位置设方程为品诚号系】
(a>0,b>0),焦点不定时,亦可设为
mx2+ny2=1(mn<0)
<寻关系根据已知条件列出关于a,b,c(m,n)的方程组
得方程
解方程组,将a,b,c(m,n)代入所设方程
即得所求
例2.(23-24高二上陕西威阳西北农林科技大学附中期末与椭圆C:斧+若=1共焦点且过点P(2,V2)
的双曲线的标准方程为()
A.器号=18.号号=1
c.号-g-1
D.号8=1
变式2-1.24-25高二上江苏南通通州区、启东、如东县等期末)双曲线C:等=1(a>0,b>0)的左、
右焦点分别为F1,F2,以F1F2为直径的圆与C在第一象限相交于点P若直线PF1的斜率为,△PF1F的
面积为8,则双曲线C的方程为」
变式2-2.(24-25高二上贵州贵阳普通中学期末)已知圆A:(x+2)+y2=r2,P(xy)在圆A上运动,点
B(2,0),线段PB的垂直平分线1与直线AP相交于点C.当r=6时,点C轨迹的标准方程为
当
r=2时,点C轨迹的标准方程为
变式23(23-24高二上甘肃白银靖远县第一中学期末)已知点F1(-V5,0),F2(V5,0)分别为双曲线
C:等器=a>0,b>0)的左右焦点,若双曲线C上一点P满足P丽·P下2=4,P序P丽2=2,则
PF2l=
,
双曲线C的标准方程为
牙类型三、判断方程是否为双曲线
例3.(24-25高二上上海彭浦中学期末)已知实数x,y满足型+yy川=1,则x+2y的取值范围是
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变式31.24-25高=上北京朝用区期末已知曲线C:器+器=1(m∈Z且m≠士2).若C为双曲线,
则m的一个取值为】
;
若C为椭圆,则m的所有可能取值为】
变式3-2.(24-25高二上山东烟台期末)(多选)在平面直角坐标系x0y中,若一曲线的方程为
(1-1)x2+y2=1,则()
A.当0<入<1时,该曲线为椭圆
B.当入<0时,该曲线为焦点在x轴上的双曲线
C.当>1时,该曲线为焦点在y轴上的双曲线
D.无论取何值,该曲线不可能为等轴双曲线
变式3-3.(21-22高二上广东广州荔湾区·期末)(多选)己知m∈R,曲线C:
(m-1x2+(3-my2=(m-103-m),则()
A.当m=3时,C是x轴
B.当1<m<3时,C是椭圆
C.当m<1时,C是双曲线,焦点在x轴上
D.当m>3时,C是双曲线,焦点在y轴上
类型四、和差最值问题
例4.(24-25高二上山西太原期末)已知双曲线E:等-y2=1的左焦点为F,点M是E右支上的动点,点
N是圆x2+(y-2)2=3上的动点,则|MN-MF列的最大值为」
变式41.(24-25高二上广东茂名高州期末)已知0为坐标原点,B(0,3),且动点P(xy)在双曲线
x2.号=1的右支上,动点Q(m)满足Q0=2Q卧,则√x-m+y-n+k2+y2+4x+4的最小
值为■
变式4-2.(22-23高二下广东韶关期末)已知点F1,F2是双曲线C:x2-号=1的左、右焦点,点P是双曲
线C右支上一点,过点F2向∠F1PF2的角平分线作垂线,垂足为点Q,则点A-V3,1)和点Q距离的最大
值为()
A.2
B.万
C.3
D.4
变式4-3.(23-24高二上江苏泰州期末)(多选)下列结论正确的是()
A.椭圆器+号-1上任意一点到两个焦点的距离之和为8
B.椭圆器+号=1上一点到右焦点的距离的最大值为6
C.双曲线器若=1上一点M到一个焦点的距离为1,则点M到另一个焦点的距离为17
D.双曲线器若=1上一点M到一个焦点的距离为17,则点M到另一个焦点的距离为1
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类型五、双曲线的渐近线
1.x2a2-y2b2=1(a>0,b>0),新近线:y=ba
2.y2a2-x2b2=1(a>0,b>0),渐近线:y=±abx
例5.(多选)已知双曲线C:等器=1〔a>0,b>0)经过点(5,》,且右焦点为F(V5,0,c的虚轴为线
段B1B2,P为C上在意一点,平面内一动点M满足MB=V⑤MB,则()
A.C的渐近线方程为x士2y=0
B.动点M的轨迹与C无公共点
C.FM的最大值为6
D.PM的最小值为5sE
5
变式5-1.(24-25高二下山西名校联考·期末)(多选)在平面直角坐标系x0y中,双曲线
E:等器=1(b>0)的左、右焦点分别为P1,F2,点B(2,b),直线x=4交E于C,D两点若
△BCD的重心在以F1F2为直径的圆上,则()
A.E的焦距为4V3
B.E的渐近线方程为y=±V2x
C.△BCD的外接圆的面积为73π
D.过点A(4,0)作直线1交E于A,B两点,且∠A0B=90,则AB|=8V5
变式5-2.(24-25高二上山东烟台期末)若过点(-3,0)的直线1与双曲线器-后=1(a>0,b>0)相交于
AB两点,且AB关于直线x十y-5=0对称,则该双曲线的渐近线方程为()
A.y=±3x
B.y=±2x
c.y=±V3x
D.y=±V2x
变式53.2425商二上广东部分学校期末利)(多透)已知双曲线C:x2导=1(b>0)的左,右焦点分
别为FF2,圆(x-1)+y2=星与C的渐近线相切.P为C右支上的动点,过点P作C的两渐近线的垂线,
垂足分别为A,B,则()
A.C的离心率为2
B.C的两渐近线倾斜角分别为60°和120°
C.|PA·|PB|为定值2
D.1AB1≥号
么类型六、焦点三角形
求双曲线中焦点三角形面积的方法:
①根据双曲线的定义求出P℉1-lP℉2=2a:
②利用余弦定理表示出P℉,P℉2,FF2之间满足的关系式:
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③利用公式S5=12XPR,·P℉2lsin∠F,P平2求得面积.利用公式S听5=12×F,P2×P为P
点的纵坐标)求得面积
SaPF,F:=a喝
b
④结论:
例6.(2425高二上河北衡水枣强县河北枣强中学期末已知0为坐标原点,双曲线C:等-若=1a>0)的
左、右焦点分别为F1,F2,以线段F1F2为直径的圆与C在第一象限内的交点为P若cos∠PF2F1=,则
点O到直线PF的距离为()
A.吉
B.1
c.
D.2
变式61.(23-24高二下福建福州联盟校期末已知FF2分别为双曲线C:等-器=1a>0,b>0)的左.
右焦点,过F1的直线与双曲线C的左支交于AB两点,若|AF1=2F1B|=4,AB|=BF2引,则双曲线
C的焦距为()
A.22
B.4y21
c.5
3
3
2
D.2W5
变式6-2.(23-24高二上上海新川中学期未已知点P为双曲线器-号=1右支上一点,FF2分别为双曲
线的左、右焦点,1为△PF1F2的内心,若S△PR,=S△P:十AS△F,成立,则7的值为
变式63.(23-24高二上上海育才中学期末)已知P是双曲线号-若=1右支上任意一点,F,F2分别为左、
右焦点,设∠PF1F2=&,∠PFzR1=B,则an
方类型七、双曲线的离心率
1.双曲线的离心率是双曲线最重要的几何性质,求双曲线的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种
方法:
求出a,c,代入公式e=;
2.只需要根据一个条件得到关于a,b,c的齐次式,结合c2=a2+b转化为a,c的齐次式,然后等式(不
等式)两边分别除以a或a2转化为关于e的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e(e的取值范围)
例7.24-25高二下内蒙古包头期末)(多选)已知F1,F2是双曲线C:等器=1(a>0,b>0)的左、
右焦点,过F1作C的一条渐近线的垂线1,垂足为H且1与双曲线右支相交于点P,若cos∠FPF2=且
|PF2=5.则下列说法正确的是().
A.双曲线的实轴长为4
B.双曲线的离心率为年
2
C.四边形0F2PH的面积为15
D.PH=2HF1
变式7-1.(24-25高二上江苏南京南京师范大学附属中学期末)已知双曲线
C:器-罗=1(a,b>0,a≠b)左、右顶点分别为A,B.若直线1:y=x+a与两条海近线分别交于
M,N,且M=2N,则双曲线C的离心率为()
A.V2
B.5
C.2
D.5
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变式7-2.已知双曲线C:等斧=1(a>0,b>0)的右焦点为F,右顶点为4,过点F且与x轴垂直的直
线与C在第一象限交于点E,直线AE与C的渐近线在第一象限交于点D,若E是AD的中点,则C的离心
率为()
A.2
B.3
C.
D.
变式73.2425商二下陕西商洛期未(多选)已知双曲线C:等常=1(a>0,b>0)的右顶点为4
右焦点为F2,以A为圆心,b为半径作圆A,圆A与双曲线C的一条渐近线交于M,N两点.若
∠MAN=60°,过F2作FP⊥MN于点P,则下列说法正确的是()
A.作AK⊥MN于点K,则AK=号b
B.F2P=b
C.双曲线C的离心率为5
D.若AP2=2-V3,过F的直线1交两条渐近线分别于点,R,若∠RH0=罗(O为原点),则
HR|=3
方类型八、双曲线离心率的取值范围
例8.R1,F2是双曲线等器=(a>0,b>0)的左右焦点,若双曲线上存在点P满足P·P下2=a2,
则双曲线离心率的取值范围为()
A.[V5,+m)B.[V2,+∞)
c.(1,V5]
D.(1,V2]
变式81.24-25商二下湖南部分县期末已知椭圆C1:等+行=1(a1>b1>0)与双曲线
C2:等苦=1(2>0,b2>0)有相同的焦点R1,P2,椭圆C,的离心率为e1,双曲线C2的离心率为e2,
点P为椭图C与双曲线C2的交点,且∠F,PP2=青,则当告+号取最大值时,e+e2的值为(),
A.V3
B.4
c.22
D.2+6
V
0
变式8-2.24-25高二上渐江金华十校期末已知双曲线等器=1(b>0),若直线1:y=x-2交双曲线
右支于A,B两点,则双曲线的离心率范围为()
A.(1,V2)B.(1,V5)
c.(1,5)
D.(V5,+0)
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变式83.2425高二上江医新余期村(多选)已知只1,P是稀图罩+黄=1(a1>b,>0)和双曲
,2
线萄=1(a2>0,b2>0)的公共焦点,P是他们的一个公共点,且∠RPR2=手,则以下结论正确
的是()
A.a-b=a好+b好
B.b=3b好
cà+编=1
D.+的最小值为1+吗
类型九、双曲线的儿何性质
例9.24-25高二下贵州铜仁设0为坐标原点,直线x=b与双曲线C:爷-等=1(a>0,b>0)的两条
渐近线分别交于AB两点,若△OAB的面积为8,则双曲线C焦距的最小值为()
A.4
B.8
C.16
D.32
变式9-1.(24-25高二下.云南玉溪期末)已知双曲线C:x2-y2=1的左、右焦点分别为F1,F2,过点F2且
斜率为k(k>1)的直线与C的右支交于AB两点,且A在第四象限,AB1=星,则哈翳
变式9-2.24-25高二上浙江杭州西潮区绿城育华期末已知椭圆C:等+爷=1(a>b>0)的短轴长为4,
上顶点为B,0为坐标原点,点D为OB的中点,曲线E:器-器=1(m>0,n>0)的左、右焦点分别与
椭圆C的左、右顶点A1A2重合,点P是双曲线E与椭圆C在第一象限的交点,且A1P,D三点共线,直
线PA的斜率kP4,=-号,则双曲线E的实轴长为()
A.号V10
B.10
c.V10-1
D.V10-2
变式9-3.(24-25高二上陕西咸阳·期末)(多选)双曲线具有如下光学性质:如图F1,F2分别为双曲线的
左,右焦点,从右焦点F2发出的光线m交双曲线右支于点P,经双曲线反射后,反射光线的反向延长线过
左焦点尽R1,若双曲线C的方程为号贺=1,则()
A.|PF1-|PF2=4
B.双曲线C的右焦点F2到渐近线的距离为21
C.当反射光线n过点Q(3,√17)时,光线由F2→P→Q所经过的路程为5
D.设反射光线n所在直线的斜率为k,则1k∈[0,耍)
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方类型十、直线与双曲线的位置关系
将直线的方程y=kx+m与双曲线的方程等-=1,a>0,b>0联立成方程组,消元转化为关于x或
y的一元二次方程,其判别式为△.
(b2-a2k2)x2-2a2mkx-a2m2-a2b2=0
若-a=0即=±名
,直线与双曲线渐近线平行,直线与双曲线相交于一点;
若-0,即,
①△>0直线和双曲线相交~直线和双曲线相交,有两个交点;
②△=0~直线和双曲线相切~直线和双曲线相切,有一个公共点;
③△<0直线和双曲线相离÷直线和双曲线相离,无公共点.
例10.(24-25高二上安徽芜湖第一中学.期末)已知曲线E:☒-yy=2,则下列结论中错误的是()
A.曲线E与直线y=X无公共点
B.曲线E上的点到直线y=x的最大距离是V反
C.曲线E关于直线y=-x对称
D.曲线E与圆x2+y2=3有三个公共点
变式10-1.(24-25高二上广东深圳龙华区·期末)(多选)已知双曲线C的一条渐近线方程为y=2x,且C
过点3,2,则()
A.C的焦点在y轴上
B.C的方程为号-号=1
C.C的焦点到其渐近线的距离为2y2
D.直线2x-y-1=0与C有两个公共点
变式10-2.2425高二上甘肃肤阳环县第一中学期末)已知F为双圃线C:等器=1(a>0,b>0)的
右焦点,A为C的左顶点,点B在C上,且BF垂直于x轴,若AB的斜率为1,则C的实轴长与虚轴长的
比值为()
A号
B.V3
c.
D.V2
变式10-3.(23-24高二上山东泰安期末)已知直线l:y=-艺+m与曲线C:y=V4-x21恰有三个不同
交点,则实数m的取值范围是()
A.(V2,0)U(0,2)
B.[1,V2)
c.(0,V2)D.(1,2)
类型十一、直线与双曲线的位置关系求参数
例11.(24-25高二上江苏南通期末)设直线1:ax+by+1=0与双曲线C:等-y2=1恰有一个公共点,则
满足题设的一组实数对(a,b)可以是
变式11-1.(24-25高二上上海进才中学.期末)若方程Vx2+1=a(x-1)恰有两个不同的实数根,则实数a
的取值范围是()
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A.(1,)
8.()
c.(-1,1
o.【-1号)
变式11-2.(24-25高二上安徽屯溪一中期末)(多选)下列说法正确的是()
A.当点P(3,2)到直线mx-y+1-2m=0的距离最大时,m的值为-1
B.离心率为V3的双曲线的渐近线方程为y=±√2x
C.若直线:mx+y-m-1=0与直线x+5y+13=0相交,且交点的横坐标的范围为[-3,2],则
实数m的取值范围是(-∞,-]U[4,+∞)
D.设b为实数,若直线y=x+b与曲线x=V1-y2恰有一个公共点,则-1<b≤1
变式11-3.2425高二上广东湛江期未)(多选)已知椭圆C1:等+=1(a>b>0)的离心率为方,双
曲线C2:器-#=1(m>0,n>0)的顶点与椭圆C的焦点重合,一条海近线与椭圆C1的一个交点为
A(5),则()
A.椭圆C1的方程为等+号=1
B.双曲线C2的离心率为V5
C.过椭圆C1右顶点且垂直于x轴的直线被双曲线C2截得的弦长为V3
D.椭圆C1上到直线0A(0为原点)距离最大的点有2个
么类型十二、中点弦问题
双曲线中点弦的斜率公式:
设6为双曲线弦B(B不平行y辅)的中点,则有七会
:设A(x,)B在y),则有8无二书,后二是=1
x2-£_-2=0
证明:
两式相减得:
a'
-
y+y0y-2)-b
整理得:-。a,即G+-x)云,因为M(,)是弦B的中点,
所以:
学-要袋,所以名
例12.(24-25高二上甘肃兰州第一中学期末)设AB为双曲线x2.号=1上两点,如下三个点:
P(1,1,P《-1,2,P{-1,-4)中,可作为线段AB中点的是
(请将所有满足条件的点填入)
变式12-1.(23-24高二上河南开封五校期末)已知点AB,C是离心率为2的双曲线
T:等谷=1(a>0,b>0)上的三点,直线AB,AC,BC的斜率分别是kk2kg,点D,EF分别是线段
AB,ACBC的中点,0为坐标原点,直线0D,0B0F的斜率分别是k1:k2,kg,若六+启+六=5,
则k1十k2十k3=
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变式12-2.(24-25商二上江西景德镇期末离心率为5的双曲线C:等器=1(a>0,b>0)与直线交于
M,N两点,已知双曲线的焦点为F1F2,且△MOF1与△MOF2的周长之差的绝对值为2.若线段MN的
中点为(1,2),则直线1的方程为」
变式123.2324高二上山东济南山东实验中学期未已知椭圆C1:等+发=1〔1>b1>0)与双曲线
C2器置=1(a2>0,D>0)其有相同的无、右焦点R1、P2点P为它们在第一象限的交点,动点Q
在曲线C1上,若记曲线C1,C2的离心率分别为e1,e2,满足e1'e2=1,且直线PF1与y轴的交点的坐标
为(0,号),则∠RQF2的最大值为
类型十三、直线与双曲线的弦长问题
x2 y2
设直线y=k+m交双曲线一云e>6>0)于点P,),B人两点,则
1PB=VG-x)2+(-y)
=V6-61+(的=巧
x-3,=+F1x-5
同理可得V+京-为任0
这里-y的求法通常使用韦达定理,需作以下变形:
1x-x2=Vx1+x2)2-4xx2
1y-2卡Vy+y)2-4yy2
例13.2,23高二上安徽马鞍山第二中学期末)已知0为坐标原点,双曲线等-器=1〔a>0,b>0)的左焦
点为F,右顶点为A:过点F向双曲线的一条渐近线作垂线,垂足为P,且FP=OA,直线AP与双曲线的
左支交于点B,则∠PFB的大小为()
A.30o
B.45o
C.60
D.75°
变式13-1.24-25高二下渐江温州十校联合体期末)如图所示,已知双曲线等=1(ab>0)的左右焦
点分别为F1和F2,过F1和F2分别作两条互相平行的直线l1和2,1与双曲线的左支交于A、B两点(A在x
轴上方),2与双曲线的右支交于C、D两点(C在x轴上方),若周=美,∠R,CD+3∠CP,D=元,则
e2(e是双曲线的离心率)等于
变式132.(24-25高二上四川成都期末)已知椭圆E:等+y2=1的左右顶点分别为A1,A2,且B,C为E
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专题06双曲线小题汇总
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专题06双曲线小题汇总
类型一、双曲线定义的理解
类型二、双曲线的标准方程
类型三、判断方程是否为双曲线
类型四、和差最值问题
类型五、双曲线的渐近线
类型六、焦点三角形
类型七、双曲线的离心率
类型八、双曲线离心率的取值范围
类型九、双曲线的几何性质
类型十、直线与双曲线的位置关系
类型十一、直线与双曲线的位置关系求参数
类型十二、中点弦问题
类型十三、直线与双曲线的弦长问题
类型十四、双曲线中的面积问题
类型十五、双曲线中的角度问题
类型十六、定值问题
类型十七、利用圆锥曲线的参数求最值
压轴专练
类型一、双曲线定义的理解
双曲线的第二定义是:平面内到一个定点的距离与到一条定直线的距离之比值为定值,且定值大于1的动点的轨迹为双曲线。这个定点被称为双曲线的一个焦点,这条定直线被称为双曲线的一条准线,定值即为双曲线的离心率
例1.(24-25高二上·云南曲靖宣威第十中学·期末)双曲线上一点到它的一个焦点的距离为4,那么点到另一个焦点的距离为( )
A.2 B.6 C.2或6 D.4
【答案】B
【分析】根据双曲线的定义求出点到另一个焦点的距离,再结合双曲线的性质舍去不符合条件的值.
【详解】双曲线,.
设双曲线的两个焦点为,,已知,由双曲线定义,即.
当时,可得;
当时,可得.所以或.
在双曲线中,双曲线上的点到焦点的距离存在最小值,这个最小值为.
对于双曲线,可得.
那么,因为,,所以.
这就说明双曲线上的点到焦点的距离不可能为,所以要舍去这个值.
因此,即点到另一个焦点的距离等于.
故选:B
变式1-1.(24-25高二上·河南许昌·期末)已知双曲线,圆与轴的交点分别为的一个顶点和一个焦点,设分别为的左,右焦点,若为右支上任意一点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意求出双曲线方程,令,根据双曲线定义可得:,然后利用函数的单调性即可求出结果.
【详解】圆与轴的交点分别为
故,根据双曲线定义得,即,
令,则,
又函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,故,
所以 .
故选:C
【点睛】关键点点睛:先根据双曲线定义得出,再换元令,得出所求式子关于参数t的表达式,利用函数的单调性即可求得结果.
变式1-2.(23-24高二下·甘肃靖远县第二中学·期末)设双曲线的左,右焦点分别为,过的直线分别交双曲线左右两支于点,连接,若,则( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【分析】利用双曲线的几何定义,结合图中等腰直角三角形,能求解出的长,从而问题可求解.
【详解】
结合题意可知,设,则,
结合双曲线的定义可得,则,
又由双曲线的定义可得,则,解得,
所以,,,
在中,则余弦定理得:
,
所以,则,即.
故选:B.
变式1-3.(24-25高二上·贵州安顺·期末)椭圆与双曲线有相同的焦点,点为的一个公共点,则 .
【答案】2
【分析】由条件结合椭圆与双曲线定义可得,,然后由数量积的运算结果余弦定理求解即可.
【详解】如下图所示:
依题意由椭圆定义可得,所以;
即;
依题意由双曲线定义可得,所以;
即;
因此可得;
又易知,即可得;
因此
.
故答案为:2
类型二、双曲线的标准方程
用待定系数法求双曲线方程的一般步骤为:
例2.(23-24高二上·陕西咸阳西北农林科技大学附中·期末)与椭圆C:共焦点且过点的双曲线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据椭圆方程先求解出焦点坐标,然后根据定义求解出的值,结合可求的值,则双曲线方程可求.
【详解】因为椭圆的焦点坐标为,即,所以,
记,所以,
所以,所以,
所以双曲线的标准方程为,
故选:C.
变式2-1.(24-25高二上·江苏南通通州区、启东、如东县等·期末)双曲线的左、右焦点分别为,,以为直径的圆与C在第一象限相交于点若直线的斜率为,的面积为8,则双曲线C的方程为 .
【答案】
【分析】由、直线的斜率为得,再由的面积为8,解得、,由双曲线的定义求出、勾股定理求出可得答案.
【详解】因为以为直径的圆与C在第一象限相交于点P,
所以
在中,由直线的斜率为,
得,即
由的面积为8,
根据三角形面积公式,
将代入上式,可得,
即,解得,
由双曲线的定义知,故
在中,,
即,
故,即
所以,
所以双曲线C的方程为
故答案为:
变式2-2.(24-25高二上·贵州贵阳普通中学·期末)已知圆在圆上运动,点,线段的垂直平分线与直线相交于点.当时,点轨迹的标准方程为 ;当时,点轨迹的标准方程为 .
【答案】
【分析】利用椭圆和双曲线的定义求解.
【详解】解:如图所示:
当时,,
所以点轨迹是以A,B为焦点的椭圆,
则,,
所以方程为;
如图所示:
当时,,
所以点轨迹是以A,B为焦点的双曲线,
则,,
所以方程为.
故答案为:,
变式2-3(23-24高二上·甘肃白银靖远县第一中学·期末)已知点分别为双曲线的左、右焦点,若双曲线上一点满足,,则 ,双曲线的标准方程为 .
【答案】
【分析】由题意可得,即有;由双曲线定义可得,结合余弦定理即可解得,又即可得.
【详解】因为,,所以,
即,则,所以;
则,
设,所以,
由余弦定理知,解得,
因为,所以,即双曲线的方程为.
故答案为:;.
类型三、判断方程是否为双曲线
例3.(24-25高二上·上海彭浦中学·期末)已知实数满足,则的取值范围是
【答案】
【分析】就的正负分类讨论后可得方程对应的曲线,从而可求的取值范围.
【详解】根据题意,对于方程,
当时,原方程为,为椭圆在第一象限的部分;
当时,原方程为,为双曲线在第四象限的部分;
当时,原方程为,为双曲线在第二象限的部分;
当时,原方程无解,曲线在第三象限没有图象,
所以方程对应的曲线的图象如图所示,
记,动直线与双曲线的渐近线平行,
当动直线与第一象限内的椭圆相切时取最大值,
由可得,
令,解得(负值舍去),
故相切时,
结合曲线图形可得
故答案为:
【点睛】思路点睛:对于曲线方程对应的曲线刻画,应该根据解析式的特征合理变形化简,以便用常用的曲线刻画前者.
变式3-1.(24-25高二上·北京朝阳区·期末)已知曲线且.若为双曲线,则的一个取值为 ;若为椭圆,则的所有可能取值为 .
【答案】 3(答案不唯一)
【分析】由双曲线和椭圆的方程性质结合题意列不等式组可得;
【详解】若为双曲线,则,解得或,
又,所以的一个取值可能为3;
若为椭圆,则,解得且,
又,所以的所有可能取值为;
故答案为:3(答案不唯一);.
变式3-2.(24-25高二上·山东烟台·期末)(多选)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.
变式3-3.(21-22高二上·广东广州荔湾区·期末) (多选)已知,曲线:,则( )
A.当时,是轴
B.当时,是椭圆
C.当时,是双曲线,焦点在轴上
D.当时,是双曲线,焦点在轴上
【答案】CD
【分析】通过的取值范围,判断选项正误即可.
【详解】,曲线:,
对于A,当时,方程化为,是轴,故A错误;
对于B,当时,方程化为,当时,曲线是圆,故B错误;
对于C,当时,是双曲线,方程化为,焦点在轴上,故C正确;
对于D,当时,是双曲线,方程化为,焦点在轴上,故D正确,
故选:CD.
类型四、和差最值问题
例4.(24-25高二上·山西太原·期末)已知双曲线E:的左焦点为F,点M是E右支上的动点,点N是圆上的动点,则的最大值为 .
【答案】
【分析】结合双曲线的定义与三角形三边关系可得,再根据定点到圆上一动点的距离最值的解法即可求解.
【详解】设双曲线E:的右焦点为,则,.
由双曲线定义可得,即.
,
当且仅当三点共线时,取得最大值.
∵点N是圆上的动点,
∴圆心设为,半径,
,.
故答案为:.
变式4-1.(24-25高二上·广东茂名高州·期末)已知为坐标原点,,且动点在双曲线的右支上,动点满足,则的最小值为 .
【答案】
【分析】依题意,求出的运动轨迹,结合表示的几何意义求解.
【详解】
因为,,
所以,即,
即,
所以的运动轨迹为以为圆心,半径为2的圆,
因为动点在双曲线的右支上,
所以,即,
因为,
最小值几何意义为点到圆上点与到距离和的最小值,
又因为,
所以表示为最小,
即最小,
所以当三点共线时符合题意,
即,
所以的最小值为,
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:本题重点在于几何意义的理解,转化为点共线时最小.
变式4-2.(22-23高二下·广东韶关·期末)已知点,是双曲线的左、右焦点,点P是双曲线C右支上一点,过点向的角平分线作垂线,垂足为点Q,则点和点Q距离的最大值为( )
A.2 B. C.3 D.4
【答案】C
【分析】延长,交于点T,则可得,再结合双曲线的定义得,连接,则,而为定值,所以由图可知,从而可求得结果.
【详解】如图所示,延长,交于点T,则因为平分,,所以,,
因为P在双曲线上,所以,所以,
连接,则,
因为,
所以,当三点共线时取等号,
即点和点Q距离的最大值为3,
故选:C
【点睛】关键点点睛:此题考查双曲线的几何性质的应用,解题的关键是利用已知条件结合双曲线的性质可得,,考查数形结合的思想,属于中档题.
变式4-3.(23-24高二上·江苏泰州·期末) (多选)下列结论正确的是( )
A.椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和为8
B.椭圆上一点到右焦点的距离的最大值为6
C.双曲线上一点到一个焦点的距离为1,则点到另一个焦点的距离为
D.双曲线上一点到一个焦点的距离为17,则点到另一个焦点的距离为1
【答案】AC
【分析】利用椭圆和双曲线的定理逐个判断即可.
【详解】对于A:椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和为,正确;
对于B:椭圆上一点到右焦点的距离的最大值为,B错误;
对于C:根据双曲线的定义,双曲线上一点到两个焦点的距离之差的绝对值为,这里,所以到另一个焦点的距离为,C正确;
对于D:根据双曲线的定义,双曲线上一点到两个焦点的距离之差的绝对值为,这里,所以到另一个焦点的距离为或,D错误.
故选:AC.
类型五、双曲线的渐近线
1. -=1(a>0,b>0),渐近线:y=±x
2. -=1(a>0,b>0),渐近线:y=±x
例5.(多选)已知双曲线经过点,且右焦点为,的虚轴为线段,为上任意一点,平面内一动点满足,则( )
A.的渐近线方程为 B.动点的轨迹与无公共点
C.的最大值为6 D.的最小值为
【答案】ABD
【分析】求出双曲线方程及其渐近线方程判断A;求出点的轨迹方程,与双曲线方程联立由解的情况判断B;利用圆的性质,结合两点间距离公式求解判断CD.
【详解】设双曲线半焦距为,则,由双曲线经过点,得,
而,解得,因此双曲线的方程为,
对于A,双曲线的渐近线方程为,即,A正确;
对于B,由对称性不妨令,设,由,
得,整理得,
点的轨迹是以为圆心,半径为的圆,由,
消去得,,因此动点的轨迹与无公共点,B正确;
对于C,点到圆心的距离,因此的最大值为,C错误;
对于D,设双曲线上任一点,则,到圆心的距离为:
,
当且仅当时取等号,因此的最小值为,D正确.
故选:ABD
变式5-1.(24-25高二下·山西名校联考·期末) (多选)在平面直角坐标系中,双曲线的左、右焦点分别为,,点,直线交于C,D两点.若的重心在以为直径的圆上,则( )
A.的焦距为
B.的渐近线方程为
C.的外接圆的面积为
D.过点作直线交于,两点,且,则
【答案】ABD
【分析】由题设求得的重心的坐标为代入圆,结合,求得,进而得的焦距和渐近线方程,即可判断A、B;由题设得,令,,进而可求的外接圆的圆心,从而得半径、面积即可判断C;设直线,,,联立利用韦达定理结合求得,再利用弦长公式求得即可判断D.
【详解】由题意易得C,D两点的坐标为,,
又,所以的重心的坐标为,
记,则以线段为直径的圆的方程为,
所以,所以 ,
所以,所以的焦距为,,
故的渐近线方程为,故A、B均正确;
不妨令,,
又,所以线段的垂直平分线的方程为,
线段的垂直平分线的方程为,
令,得,所以的外接圆的圆心为,
所以的外接圆的半径为,
所以的外接圆的面积为,故C错误;
由上面分析知的方程为,由题知直线的斜率不为0,
设直线,,,
联立,整理得,
则,,,,
所以,
因为,所以,
所以,
即,整理得,即,
所以 ,故D正确.
故选:ABD.
变式5-2.(24-25高二上·山东烟台·期末)若过点的直线与双曲线相交于两点,且关于直线对称,则该双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用已知可求得直线的方程为,设,将直线的方程代入双曲线方程,求得点,利用点在直线上,可得,可求渐近线方程.
【详解】因为过点的直线与双曲线相交于关于直线对称,
所以直线的斜率为,所以直线的方程为,即,
代入双曲线方程得,化简整理得,
设,所以,所以的中点的横坐标为,
所以,所以,所以,
又因为点在直线上,所以,
所以,解得,
所以双曲线的渐近线方程为.
故选:B.
变式5-3.(24-25高二上·广东部分学校·期末) (多选)已知双曲线的左,右焦点分别为,圆与的渐近线相切.为右支上的动点,过点作的两渐近线的垂线,垂足分别为,,则( )
A.的离心率为2
B.的两渐近线倾斜角分别为和
C.为定值2
D.
【答案】ABD
【分析】由圆心到渐近线的距离等于半径求得,再计算出可得离心率判断A,根据渐近线的斜率得倾斜角判断B,设,计算后判断C,利用余弦定理及基本不等式求解判断D.
【详解】A选项,与的渐近线相切,所以圆心到渐近线的距离等于圆的半径,即,解得,所以,离心率,故A正确;
B选项,因为的渐近线为,即两渐近线的倾斜角分别为和,故B正确;
C选项,设,则为定值,故C错误;
D选项,因为,则,由余弦定理可得 ,
可得,当且仅当时等号成立,此时点为双曲线的右顶点,故D正确.
故选:ABD.
类型六、焦点三角形
求双曲线中焦点三角形面积的方法:
①根据双曲线的定义求出||PF1|-|PF2||=2a;
②利用余弦定理表示出|PF1|,|PF2|,|F1F2|之间满足的关系式;
③利用公式=×|PF1|·|PF2|sin∠F1PF2求得面积.利用公式=×|F1F2|×|yP|(yP为P点的纵坐标)求得面积
④结论:
例6.(24-25高二上·河北衡水枣强县河北枣强中学·期末)已知为坐标原点,双曲线的左、右焦点分别为,,以线段为直径的圆与在第一象限内的交点为.若,则点到直线的距离为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】C
【分析】根据给定条件,用半焦距c表示,再结合双曲线定义求出,进而求得答案.
【详解】依题意,,双曲线的半焦距,
由,得,则,而,
于是,即,解得,而点是线段中点,
所以点到直线的距离为.
故选:C
变式6-1.(23-24高二下·福建福州联盟校·期末)已知分别为双曲线的左、右焦点,过的直线与双曲线的左支交于两点,若,则双曲线的焦距为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用双曲线定义、已知条件求出、,设,由余弦定理、求出可得答案.
【详解】如图,由于,
有4,可得,
又由,可得,设,
在中,由余弦定理有.
在中,由余弦定理有.
又由,有,
可得,解得,所以双曲线的焦距为.
故选:B.
变式6-2.(23-24高二上·上海新川中学·期末)已知点为双曲线右支上一点,分别为双曲线的左、右焦点,为的内心,若成立,则的值为 .
【答案】/0.8
【分析】由条件结合内心的定义及三角形面积公式可得,再根据双曲线的定义化简可求.
【详解】设的内切圆半径为,
由双曲线的定义得
由题意得,
故,
又双曲线的,
代入上式得:,
故答案为:.
变式6-3.(23-24高二上·上海育才中学·期末)已知P是双曲线右支上任意一点,,分别为左、右焦点,设,,则= .
【答案】/0.25
【分析】根据内切圆的性质,由切线长以及双曲线定义可得,即可利用锐角三角函数求解.
【详解】由可得,
如图:作出的内切圆与三边分别交于,
则,
又,
所以,所以轴,
由内切圆的性质可得,,
,所以,
故答案为:
类型七、双曲线的离心率
1.双曲线的离心率是双曲线最重要的几何性质,求双曲线的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法:
求出a,c,代入公式;
2.只需要根据一个条件得到关于a,b,c的齐次式,结合转化为a,c的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a或a2转化为关于e的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e(e的取值范围)
例7.(24-25高二下·内蒙古包头·期末) (多选)已知,是双曲线的左、右焦点,过作C的一条渐近线的垂线l,垂足为H且l与双曲线右支相交于点P,若且.则下列说法正确的是( ).
A.双曲线的实轴长为4 B.双曲线的离心率为
C.四边形的面积为15 D.
【答案】ACD
【分析】根据题意作图,利用双曲线性质和给定条件,解出,利用三角形边角关系解出;从而依次对各选项内容进行计算和判断,选项A,B,根据双曲线性质,实轴长为,离心率;选项C:根据面积等于的面积减去的面积计算;选项D:根据三角形边角关系得出,且共线且方向相同,得出.
【详解】
已知H是过作C的一条渐近线的垂线l的垂足,其渐近线方程为:,,
根据点到直线距离公式,,.
过点向做垂线,垂足为Q,因为,所以,
又O为中点且,则.
由,可得,,
在中,,解得,
又
所以:实轴长,故A对;离心率,故B错;
的面积,
,
所以,故C对.
中,,,为中点,
为中点,即,
又,,
,又共线且方向相同,,故D对.
故选:ACD.
变式7-1.(24-25高二上·江苏南京南京师范大学附属中学·期末)已知双曲线左、右顶点分别为.若直线与两条渐近线分别交于,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】D
【分析】将双曲线渐近线分别与直线联立,求得两点的横坐标,结合可得,运算得解.
【详解】因为渐近线方程,所以,解得,同理,
由,则,即,整理得,
所以离心率.
故选:D.
变式7-2.已知双曲线的右焦点为F,右顶点为A,过点F且与x轴垂直的直线与C在第一象限交于点E,直线与C的渐近线在第一象限交于点D,若E是的中点,则C的离心率为( )
A.2 B.3 C. D.
【答案】D
【分析】由双曲线的相关概念、焦点坐标与通径以及中点坐标公式,可得所有点的坐标,再将点的坐标带入渐近线方程,根据离心率的计算,可得答案.
【详解】
由题意可得,.因为E是的中点,所以,
经过第一象限的渐近线方程为,所以,所以.
故选:D.
变式7-3.(24-25高二下·陕西商洛·期末) (多选)已知双曲线C:的右顶点为A,右焦点为,以A为圆心,b为半径作圆A,圆A与双曲线C的一条渐近线交于M,N两点.若,过作于点P,则下列说法正确的是( )
A.作于点K,则
B.
C.双曲线C的离心率为
D.若,过的直线l交两条渐近线分别于点H,R,若(O为原点),则
【答案】ABD
【分析】由题意得为等边三角形,求出即可判断A;为双曲线C的特征三角形,求得可判断B,由得,由此求离心率可判断C;由条件求得,双曲线C渐近线的斜率,可得,进而求可判断D.
【详解】如图,
因为,,所以为等边三角形.
若于点K,则,所以A正确.
因为于点P,
如图,双曲线的一条渐近线为,即,
到该渐近线的距离为,即,故B正确,
因为,所以,,
所以离心率,故C不正确.
若,则.
因为,所以,
所以双曲线C渐近线的斜率,可知,
则,所以,
直角中,,则,
又因为,所以,
所以.故D正确.
故选:ABD.
类型八、双曲线离心率的取值范围
例8.,是双曲线的左右焦点,若双曲线上存在点满足,则双曲线离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,先由双曲线的定义,再利用余弦定理,由题意可得,最后再用可得、的不等关系,可得离心率.
【详解】由题,不妨取点为右支上的点,设,
根据双曲线的定义知:,
在三角形中,由余弦定理可得:,
又因为 可得,即,
又因为, 所以
即,.
故选:B.
变式8-1.(24-25高二下·湖南部分县·期末)已知椭圆与双曲线 有相同的焦点,,椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,点为椭圆与双曲线的交点,且,则当取最大值时,的值为( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设为第一象限的交点,,,由椭圆、双曲线定义可得,,结合余弦定理、离心率公式可得,由不等式及其取等条件即可求解.
【详解】设为第一象限的交点,,,
则,,解得,,
在中,由余弦定理得,
,,
,,,
,即,
当且仅当,即,时等号成立,此时,
故选:D
变式8-2.(24-25高二上·浙江金华十校·期末)已知双曲线,若直线交双曲线右支于A,B两点,则双曲线的离心率范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先求得双曲线的渐近线与右顶点,再利用由渐近线的性质得到,从而利用齐次式法求得双曲线的离心率范围,由此得解.
【详解】因为的渐近线为,右顶点为,
显然直线过双曲线的右顶点,且斜率为,
所以由渐近线的性质可得,
所以双曲线的离心率为,
又,所以,
故选:A
变式8-3.(24-25高二上·江西新余·期末) (多选)已知,是椭圆()和双曲线(,)的公共焦点,是他们的一个公共点,且,则以下结论正确的是( )
A. B.
C. D.的最小值为
【答案】ABD
【分析】由椭圆与双曲线的几何性质可判断A,B项,由,得,可判断C项,D项利用C项的结论及基本不等式求解即可.
【详解】对A:因为椭圆与双曲线由公共焦点,所以,故A正确;
对B:不妨设为第一象限的点,再设,.如图:
由椭圆及双曲线的定义可得: .
因为,所以,
所以 .
又,
所以 ,故B正确;
对C:由 ,即.故C错误;
对D:因为,所以 (当且仅当,时取“”).故D正确.
故选:ABD
【点睛】方法点睛:关于圆锥曲线的焦点三角形的问题,若知道,一般可利用余弦定理列式.
类型九、双曲线的几何性质
例9.(24-25高二下·贵州铜仁·)设为坐标原点,直线与双曲线的两条渐近线分别交于两点,若的面积为8,则双曲线焦距的最小值为( )
A.4 B.8 C.16 D.32
【答案】B
【分析】由的面积为8可得,然后由重要不等式可得答案.
【详解】联立,解得,不妨令,,则,
边上的高为b,所以,,
故的焦距.
故选:B
变式9-1.(24-25高二下·云南玉溪·期末)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,且在第四象限,,则 .
【答案】
【分析】由题意联立直线与双曲线方程,写出韦达定理,根据弦长公式,建立方程求得斜率,求得交点坐标,从而求得线段长,可得答案.
【详解】
设,,,设直线的方程为,
联立,可得,,
由韦达定理可得,
,则,
,解得,,
,由,则,,
由可知,则,,即.
故答案为:.
变式9-2.(24-25高二上·浙江杭州西湖区绿城育华·期末)已知椭圆的短轴长为4,上顶点为 B ,O为坐标原点,点D为OB的中点,曲线的左、右焦点分别与椭圆 C 的左、右顶点重合,点P是双曲线E与椭圆C在第一象限的交点,且三点共线,直线的斜率,则双曲线E的实轴长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设点,则求得,利用三点共线求,则,求得的值,此时直线,椭圆的方程可求,则点坐标可求,最后利用双曲线的定义求实轴长.
【详解】椭圆的短轴长为4,则,
设,,
则
因三点共线,则,则,
因,则,
则直线,联立椭圆,解得,则点
则实轴长为,
故选:D.
变式9-3.(24-25高二上·陕西咸阳·期末) (多选)双曲线具有如下光学性质:如图,分别为双曲线的左,右焦点,从右焦点发出的光线交双曲线右支于点,经双曲线反射后,反射光线的反向延长线过左焦点.若双曲线的方程为,则( )
A.
B.双曲线的右焦点到渐近线的距离为21
C.当反射光线过点时,光线由所经过的路程为5
D.设反射光线所在直线的斜率为,则
【答案】ACD
【分析】依据双曲线的定义判断选项A;利用点到直线的距离公式求右焦点到渐近线的距离判断选项B;结合双曲线定义求光线经过的路程判断选项C;通过分析渐近线斜率与反射光线斜率的关系判断选项D.
【详解】对于双曲线,根据双曲线的标准方程(,),其中为双曲线的实半轴长,为双曲线的虚半轴长.可得,则.
由双曲线的定义:对于双曲线右支上的点,有,所以,选项A正确.
由双曲线可得,,则,右焦点.
双曲线的渐近线方程为,即.
右焦点到渐近线的距离,选项B错误.
由双曲线定义知,即.
光线由所经过的路程为.
当,,三点共线时,取得最小值,,,
根据两点间距离公式,可得.
所以光线由所经过的路程为,选项C正确.
设左、右顶点分别为A、B.如图示:
双曲线的渐近线斜率为.
当与同向共线时,的方向为,此时,最小.
因为P在双曲线右支上,所以n所在直线的斜率为.
则斜率满足,选项D正确.
故选:ACD.
类型十、直线与双曲线的位置关系
将直线的方程与双曲线的方程联立成方程组,消元转化为关于x或y的一元二次方程,其判别式为Δ.
若即,直线与双曲线渐近线平行,直线与双曲线相交于一点;
若即,
①Δ>0直线和双曲线相交直线和双曲线相交,有两个交点;
②Δ=0直线和双曲线相切直线和双曲线相切,有一个公共点;
③Δ<0直线和双曲线相离直线和双曲线相离,无公共点.
例10.(24-25高二上·安徽芜湖第一中学·期末)已知曲线,则下列结论中错误的是( )
A.曲线E与直线无公共点
B.曲线E上的点到直线的最大距离是
C.曲线E关于直线对称
D.曲线E与圆有三个公共点
【答案】D
【分析】联立方程组即可判断A,根据点到平面距离结合圆的半径即可判断B,将点代入曲线判断C,应用分象限讨论得出曲线E得出与圆的交点个数判断D.
【详解】对于A选项,联立,
将代入,得,所以曲线E与直线无公共点,A选项正确;
对于B选项,曲线E上的点到直线的最大距离是,即圆弧的半径,所以B选项正确.
对于C选项,点满足直线对称的对称点是,将点代入
得,整理得,所以曲线E关于直线对称,C选项正确;
曲线,曲线E是双曲线一部分和圆的一部分构成的图象,圆的圆心为,半径是,
当,时,曲线方程可化为,与圆一个交点;
当,时,曲线方程可化为,无轨迹;
当,时,曲线方程可化为,与圆无交点;
当,时,曲线方程可化为,与圆一个交点;
对于D选项,可知曲线E与圆有两个公共点,D选项错误;
故选:D.
变式10-1.(24-25高二上·广东深圳龙华区·期末) (多选)已知双曲线C的一条渐近线方程为,且C过点,则( )
A.C的焦点在y轴上 B.C的方程为
C.C的焦点到其渐近线的距离为 D.直线与C有两个公共点
【答案】BC
【分析】根据点在直线下方即可判断A选项,根据渐近线方程和C过点求出和即可判断B选项,求出的焦点到其渐近线的距离即可判断C选项,根据直线与渐近线平行即可判断D选项.
【详解】点在直线下方,
的焦点在x轴上,A选项错误;
,解得,
,的方程为,选项正确;
的焦点到其渐近线的距离为,选项正确;
直线与渐近线平行,
直线与C有一个公共点,选项错误.
故选:
变式10-2.(24-25高二上·甘肃庆阳环县第一中学·期末)已知F为双曲线(,)的右焦点,A为C的左顶点,点B在C上,且BF垂直于x轴,若AB的斜率为1,则C的实轴长与虚轴长的比值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,利用椭圆方程求得点的坐标,结合AB的斜率得到,从而得到关于的齐次方程,进而得到,,由此得解.
【详解】依题意可知,在第一象限,,
将点代入椭圆方程,得,则,
则,又因为AB的斜率为1,所以,
又,所以,即,
解得或(舍去),则,
所以的实轴长为与虚轴长的比值为.
故选:A.
变式10-3.(23-24高二上·山东泰安·期末)已知直线与曲线恰有三个不同交点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】通过对曲线方程转化后,就的范围进行分类讨论,作出其图象,结合图象由题考虑两种临界情况即得参数范围.
【详解】曲线可化为 ,
当时,,则,
故此时曲线为椭圆的上半部分;
当时,,则,
故此时曲线为双曲线的上半部分,且渐近线方程为;
直线,表示一组斜率为的平行直线,
如图,当直线过点时,,解得;
当直线与椭圆上半部分相切时,
由,消化简得,
由,解得,
又直线与椭圆上半部分相切,则,故,
要使直线与曲线恰有三个不同交点,
结合图形可得,实数的取值范围为.
故选:D.
类型十一、直线与双曲线的位置关系求参数
例11.(24-25高二上·江苏南通·期末)设直线与双曲线恰有一个公共点,则满足题设的一组实数对可以是 .
【答案】(答案不唯一)
【分析】若直线与双曲线恰有一个公共点,则该直线与双曲线相切或与渐近线平行,先考虑特殊直线或时的情况,再考虑时,分该直线与双曲线渐近线平行及该直线与双曲线相切进行讨论,该直线与双曲线渐近线平行时可直接得到关系,该直线与双曲线相切时,则需联立直线与双曲线方程,借助进行计算.
【详解】若,则,此时与轴平行,故与双曲线有两个公共点,不符;
若,则,此时与轴垂直,故需,即,故实数对或符合;
若,当,即时,直线与双曲线的渐近线平行,
又此时直线不过原点,故直线与双曲线必有唯一公共点,符合要求,
此时,例如实数满足条件;
当时,联立,
消去可得,
则需,化简得,
则,则有,则,则,
由,故,则,
故直线与双曲线必有唯一公共点,
故满足且的实数对符合要求;
又,时满足,
故可得实数对只需满足或即可.
故答案为:.(答案不唯一)
变式11-1.(24-25高二上·上海进才中学·期末)若方程恰有两个不同的实数根,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据方程两侧对应的曲线性质,数形结合研究临界值求参数范围.
【详解】,即为,表示双曲线的上支,
,表示过且斜率为的直线,
由题意知与的图象恰有两个不同的交点,
即直线与双曲线的两个交点都在轴上方,当直线与双曲线相切时,
由,得,
则,解得,
当时,切点在轴下方,舍去;
当时,直线与双曲线的渐过线平行,直线与双曲线只有一个交点,
所以当直线与双曲线有两个交点且都在轴上方时,.
故选:A
变式11-2.(24-25高二上·安徽屯溪一中·期末) (多选)下列说法正确的是( )
A.当点到直线的距离最大时,的值为
B.离心率为的双曲线的渐近线方程为
C.若直线与直线相交,且交点的横坐标的范围为 ,则实数的取值范围是
D.设为实数,若直线与曲线恰有一个公共点,则
【答案】AC
【分析】根据直线所过定点,即可判断A,根据双曲线的性质,以及的关系,即可判断B,联立两直线方程求交点的横坐标,求解不等式,即可判断C,利用数形结合,判断D.
【详解】A选项,直线过定点,
所以点到直线的距离最大时垂直于直线,
即,所以,故A正确;
B选项,离心率为的双曲线,可得,即,
所以,所以双曲线的渐近线方程为:或,故B不正确;
C选项,由,解得,
因为交点的横坐标的范围为,
所以,
,解得或,故C正确;
D选项,曲线,即表示一个半径为的半圆,如图所示:
当直线经过点时,求得,
当直线经过点和时,求得,
当直线和半圆相切于点时,由圆心到直线的距离等于半径,
可得,求得或 舍去,
故当直线与曲线合有一个公共点时,的取值范围是,故D错误.
故选:AC
变式11-3.(24-25高二上·广东湛江·期末) (多选)已知椭圆的离心率为,双曲线的顶点与椭圆的焦点重合,一条渐近线与椭圆的一个交点为,则( )
A.椭圆的方程为
B.双曲线的离心率为
C.过椭圆右顶点且垂直于轴的直线被双曲线截得的弦长为
D.椭圆上到直线(为原点)距离最大的点有2个
【答案】ACD
【分析】由题意求出椭圆及双曲线的方程,再由弦长公式判断C项,再由直线与椭圆相切来判断D项.
【详解】解:
如图所示:
由,得,
则椭圆的方程为:,故A项正确;
双曲线的渐近线方程为:,
则,得,
则双曲线的方程为:,
得双曲线的离心率为:,故B项错误;
对于C项,的右顶点为,
由,得,
得被双曲线截得的弦长为:,故C项正确;
对于D项,直线的方程为:,
设与直线平行且与椭圆相切的直线方程为:,
由,消去得,,
由,
得,故D项正确.
故选:ACD
类型十二、中点弦问题
双曲线中点弦的斜率公式:
设为双曲线弦AB(AB不平行y轴)的中点,则有
证明:设,,则有, 两式相减得:
整理得:,即,因为是弦AB的中点,
所以: , 所以
例12.(24-25高二上·甘肃兰州第一中学·期末)设为双曲线上两点,如下三个点:中,可作为线段中点的是 .(请将所有满足条件的点填入)
【答案】(写也可以)
【分析】根据给定条件,利用点差法列式,再将的坐标代入并求出对应的直线方程,与双曲线方程联立验证得解.
【详解】设,则线段的中点坐标为,直线的斜率,
由在双曲线上,得,两式相减可得,
因此,
对于,得,此时,
此时直线的方程为,即,
由,消去得,
此时,即直线与双曲线没有交点,不符合题意;
对于,得,此时,
此时直线的方程为,即,
由,消去得,
此时,直线与双曲线没有交点,不符合题意;
对于,得,此时,
此时直线的方程为,即,
联立,消去可得,
此时,所以直线与双曲线有两个交点,符合题意,
所以可作为线段中点的是.
故答案为:
变式12-1.(23-24高二上·河南开封五校·期末)已知点是离心率为2的双曲线上的三点,直线的斜率分别是,点分别是线段的中点,为坐标原点,直线的斜率分别是,若,则 .
【答案】15
【分析】由点差法得到,同理得到,从而得到.
【详解】因为双曲线的离心率为2,所以,
不妨设,
因为点在上,所以,两式相减,
得,
因为点是的中点,所以,
所以,即,
所以,同理,
因为,所以.
故答案为:15
变式12-2.(24-25高二上·江西景德镇·期末)离心率为的双曲线与直线交于两点,已知双曲线的焦点为,且与的周长之差的绝对值为2.若线段的中点为,则直线的方程为 .
【答案】
【分析】根据给定条件,求出双曲线的方程,再利用点差法求出直线的方程.
【详解】由的周长为,的周长为,
依题意,,即,由的离心率为,得的半焦距,
则,双曲线,设,则,
又,两式相减得,
于是,直线的斜率为1,方程为,即,
经验证直线与双曲线交于两点,所以直线的方程为.
故答案为:
变式12-3.(23-24高二上·山东济南山东实验中学·期末)已知椭圆与双曲线(,)具有相同的左、右焦点、,点为它们在第一象限的交点,动点在曲线上,若记曲线,的离心率分别为,,满足,且直线与轴的交点的坐标为,则的最大值为 .
【答案】/
【分析】根据椭圆、双曲线的定义得,结合离心率得,在中利用余弦定理得,结合椭圆性质知:当为短轴顶点时取到最大值,分析求解即可.
【详解】由题设,又,
直线与轴的交点的坐标为,则,
中 ,
综上, ,整理得,可得或(舍),
由,则,
由椭圆性质知:当为短轴顶点时取到最大,此时,
由,则,即,故.
故答案为:
【点睛】关键点点睛:关键在于找到的两种表达方式,构造了关于的方程,从而得解.
类型十三、直线与双曲线的弦长问题
设直线交双曲线于点两点,则
==
同理可得
这里的求法通常使用韦达定理,需作以下变形:
例13.(22-23高二上·安徽马鞍山第二中学·期末)已知为坐标原点,双曲线的左焦点为,右顶点为;过点向双曲线的一条渐近线作垂线,垂足为,且,直线与双曲线的左支交于点,则的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出左焦点到渐近线的距离并得出直线的方程,联立直线和双曲线方程解得点横坐标,可知轴,即可求出的大小为.
【详解】如下图所示:
不妨取渐近线,则左焦点到渐近线距离;
又,于是,可得,故离心率,
因此渐近线方程为,直线斜率为1,其方程为,可得,
又,则,所以直线的方程为,
联立双曲线方程整理可得;
易知是该方程的一个实数根,另一根即为;
所以,可得,
于是轴,又因为
所以.
故选:B
变式13-1.(24-25高二下·浙江温州十校联合体·期末)如图所示,已知双曲线的左右焦点分别为和,过和分别作两条互相平行的直线和,与双曲线的左支交于A、B两点(A在x轴上方),与双曲线的右支交于C、D两点(C在x轴上方),若,,则(e是双曲线的离心率)等于 .
【答案】
【分析】根据题意可设,则,由,可得,作的角平分线,在和中,利用正弦定理建立方程可求,再在中,利用余弦定理即可求.
【详解】设的角平分线交与,
,,设,
则,
又,,
所以,,
又为的角平分线,所以,
,,
在中,,
在中,,
所以,
整理得,,解得(舍去),
所以,
在中,,
又,
所以,
所以.
故答案为:.
变式13-2.(24-25高二上·四川成都·期末)已知椭圆的左右顶点分别为,,且,为上不同两点(,位于轴右侧),,关于轴的对称点分别为为,,直线、相交于点,直线、相交于点,已知点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】根据题意,求得点,的轨迹为双曲线的右支,进而根据双曲线的性质得解.
【详解】设点,则,,
则,
,
,
点的轨迹方程为,
即点的轨迹方程为,
同理可得,点也在双曲线上,
点恰为双曲线的左焦点,
设双曲线的右焦点为,
根据双曲线定义可得:
,
当且仅当三点共线时,即得,
的最小值为.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:解题的关键是距离的转化,应用双曲线的定义得到,结合图形特征即可得解.
变式13-3.(23-24高二上·福建宁德·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为、,过点作倾斜角为的直线与的左、右两支分别交于点、,若的角平分线交于点,且,则双曲线的离心率为 .
【答案】
【分析】推导出,结合图象,根据双曲线的定义,找出各边的关系,列出等式,求解.
【详解】如图所示,因为若的角平分线交于点,且,
则为的中点,且,
因为,即,
所以,,则,
由题得,,设,,,
在中,,,则,,
由双曲线的性质可得,解得,
则,所以在中,,
又,,所以,
即,整理得,所以.
故答案为:.
【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.
类型十四、双曲线中的面积问题
例14.(22-23高二下·四川自贡·期末)已知是双曲线的左焦点,过倾斜角为的直线与双曲线渐近线相交于、两点,为坐标原点,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】不妨设点在直线上,点在直线上,将直线的方程与两渐近线方程联立,求出点、的坐标,分析可知,,求出、的值,利用三角形的面积公式可求得的面积.
【详解】在双曲线中,,,则,
则,双曲线的渐近线方程为,
不妨设点在直线上,点在直线上,
由题意可知,直线的方程为,
联立可得,即点,
联立可得,即点,
,
因为,,则,所以,,
且,所以,,
故选:D.
变式14-1.(24-25高二下·福建漳州双语高级中学·期末)已知双曲线,点为上一点,过分别作的两条渐近线的垂线,垂足分别为,则四边形(为原点)的面积为( )
A.1 B.2 C.4 D.6
【答案】B
【分析】先确定四边形为矩形,然后点,求出其到两个渐近线的距离,相乘计算即可得答案.
【详解】双曲线C:,即,为等轴双曲线,渐近线的夹角为,
则四边形为矩形,
设点,且,
点到渐近线的距离为,
点到渐近线的距离为,
则四边形的面积为.
故选:B.
变式14-2.(24-25高二下·湖南永州新田德恒高级中学·期末)已知点P是曲线在第一象限内的一点,A为的左顶点,R为PA的中点,F为的右焦点.若直线OR(O为原点)的斜率为,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设,根据条件列方程组求出点坐标,进而可得的面积.
【详解】设,
所以,
因为直线OR的斜率为,所以,
化简得,,与联立解得,或3,其中舍去,
所以P点的坐标为,又,
所以的面积为.
故选:A.
变式14-3.(24-25高二上·山东滨州·期末)已知双曲线的左,右焦点分别为,,过作一条渐近线的垂线,垂足为A,延长与另一条渐近线交于点,若(为坐标原点),则该双曲线的渐近线方程为 .
【答案】
【分析】利用已知条件求出点坐标,求出点到渐近线的距离,结合可以得到点到渐近线的距离为,进而利用点到直线的距离公式求出与的关系,然后求解该双曲线的渐近线方程即可.
【详解】
由题意知,双曲线的两条渐近线方程分别为:与,
过点且与渐近线垂直的直线方程为,
联立,可解得,
点到渐近线的距离,
因为,所以点到渐近线的距离为,
所以,即,所以,
即双曲线的渐近线方程为:.
故答案为:
类型十五、双曲线中的角度问题
例15.(23-24高二上·江苏南京第九中学·期末)在平面直角坐标系中,已知双曲线的左、右顶点分别为、,点在双曲线上且位于第一象限,若且,则的值是 .
【答案】
【分析】设,则,由得出,再由正弦定理有,即可得出.
【详解】如图所示,设,则,
设,则,即,
由双曲线方程可得,
所以,
又,,
则,解得,则,
在中,由正弦定理得,
可得.
故答案为:.
变式15-1.(23-24高二上·浙江温州·期末)已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,l:是C的一条渐近线,是C第一象限上的点,直线与l交于点,,则 .
【答案】/
【分析】作出图形,合理转化条件,硬解出点的纵坐标,利用焦点三角形面积相等求解即可.
【详解】如图连接
设,易知是C的一条渐近线,,则,
而,故,
则双曲线的方程为,,,
则,,
由得,解得,则,
故,则的方程为,化简得,
联立方程组,,设,,
可得,故,,
由图易得,则,解得,
易知,
由焦点三角形面积公式得,
故,解得.
故答案为:
变式15-2.(23-24高二上·河北邯郸·期末)已知双曲线的左焦点为,过点的直线分别与渐近线和交于点,且(是坐标原点).若,则的值为 .
【答案】或
【分析】分类讨论,即分别在轴两侧或在轴左侧,求出,,分别确定和,结合解直角三角形,求出的关系,即可求得答案.
【详解】若分别在轴两侧(如图),
到的距离.
由,得.
设的倾斜角为,则,且,
在中,,所以,
所以,,所以.
若均在轴左侧(如图),
在中,,,
所以,
所以,,
所以,
故答案为:或
类型十六、定值问题
例16.(23-24高二上·河南商丘第二高级中学·月考)(多选)已知动点在双曲线上运动,则下列结论正确的是( )
A.双曲线的离心率为
B.双曲线的渐近线方程为
C.焦点到渐近线的距离为1
D.动点到两渐近线的距离之积为定值
【答案】AD
【分析】根据双曲线的离心率、渐近线等知识对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】双曲线,对应,
所以双曲线的离心率为,A选项正确.
渐近线方程为,B选项错误.
左右焦点坐标为,到渐近线的距离为:
,所以C选项错误.
设,
到渐近线的距离之积为为定值,D选项正确.
故选:AD
变式16-1.(24-25高二上·山西运城·期末) (多选)已知为双曲线上一点,为其左右焦点,过点作的一条渐近线的垂线,垂足为,则下列说法正确的是( )
A.有最大值
B.的内心为,到轴的距离为1
C.若,则的面积为
D.点到双曲线的两条渐近线的距离之积为定值
【答案】ABD
【分析】由双曲线的定义结合二次函数的性质可得A正确;由双曲线的定义结合几何关系可得B正确;由双曲线的定义结合余弦定理和三角形的面积公式可得C错误;由渐近线方程和点到直线的距离可得D正确;
【详解】对于A,由双曲线的定义可得设,,
令,,则,
因为,所以,
所以,故A正确;
对于B,设的内切圆半径为,在右上,由双曲线方程可知,,
设三角形内切圆三边的切点分别为,如图,
由几何关系可得,
所以,解得,
所以,所以到轴的距离为1,故B正确;
对于C,设
则由余弦定理可得,
即,
又,所以,所以,故C错误;
对于D,设,渐近线方程,
点到渐近线的距离,
同理到渐近线的距离,
所以,
因为点在双曲线上,所以,代入上式可得点到双曲线的两条渐近线的距离之积为定值,故D正确;
故选:ABD.
变式16-2.(24-25高二上·云南大理白族大理·期末) (多选)双曲线的左、右焦点分别为,.若点是关于的一条渐近线的对称点,且恰在另一条渐近线上,则( )
A.双曲线的渐近线方程为
B.双曲线的离心率为
C.的面积为
D.若为双曲线上的一动点,则到两条渐近线的距离之积为定值
【答案】CD
【分析】对于A:根据题意可知渐近线的倾斜角分别为,,进而可得渐近线方程;对于B:可知,进而可求离心率;对于C:根据题意可得,,进而可求面积;对于D:可得双曲线方程为,结合点到直线的距离公式分析判断.
【详解】对于选项A,因为点是关于的一条渐近线的对称点,且恰在另一条渐近线上,
可知,则渐近线的倾斜角分别为,,
所以双曲线的渐近线方程为,故A错误;
对于选项B,由选项A可知,
所以双曲线的离心率为,故B错误;
对于选项C,因为,且,
可知,且,
在中,可得,,
所以的面积为,故C正确;
对于选项D,由及,得,,
则双曲线的方程为.
设,则,
所以到两条渐近线的距离之积为,故D正确;
故选:CD.
变式16-3.(23-24高二上·四川成都实验外国语学校·期末) (多选)已知曲线 ,将曲线用函数表示,则下列说法正确的是( )
A.在上单调递减;
B.的图象关于对称;
C.的最小值为;
D.若直线 与的图象没有交点,则实数为定值.
【答案】ACD
【分析】分段讨论确定所表示的曲线方程作出图象,由图象判断A,B,D选项;求出的表达式求其最小值判断C选项;
【详解】当时, 不存在,故在第一象限内无图象;
当时, ,在第二象限内为双曲线的一部分,其渐近线为,
此时,即,
所以;
当时, ,在第三象限内为椭圆的一部分;
此时,即,
所以
当时, ,在第四象限内为双曲线的一部分,其渐近线为 ;
此时,即,
所以;
综上:的最小值为,故C正确;
图象如图所示:
对于A:由图象可得在上单调递减,故A正确;
对于B,由图象可得图象不关于直线成轴对称图形,也可以求得关于直线对称的点不在图象上, 故B错误;
对D:若直线 与的图象没有交点,则直线与渐近线平行,
即为定值,否则直线与渐近线相交,则一定会与的图象相交,故D正确.
故选:ACD
【点睛】关键点点睛:本题关键是能根据的正负去掉绝对值符号得到曲线方程,作出图象,数形结合分析.
类型十七、利用圆锥曲线的参数求最值
例17.(24-25高二上·江苏苏州部分校·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.
变式17-1.(24-25高二上·安徽十联考·期末)已知曲线,为上一点,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】由双曲线渐近线性质、椭圆方程,利用利用的几何意义,运用点到直线距离公式、两平行线间的距离公式,结合三角换元可求出取值范围.
【详解】曲线化为
画出图形如下,其中直线为曲线对应双曲线的渐近线,
表示曲线上点到直线的距离的2倍,
又直线与直线平行且距离为,
于是,随着的增大,值无限接近于3,
当在上时,该点到直线的距离可取得最小值,
设,,,
则到直线的距离为,
当且仅当时取等号,
所以的取值范围为.
故答案为:
压轴专练
1.(24-25高二下·广西桂林桂林中学·期末)已知分别为双曲线的左,右焦点,为双曲线右支上一点且满足,直线与圆()有公共点,则下列说法正确的是( )
A.双曲线的虚轴长为
B.12
C.的取值范围为
D.过且与双曲线有一个公共点的直线有条
【答案】C
【分析】对于A由双曲线的标准方程得即可判断,对于B根据曲线方程得出,,得出,又,得出,即可求出的值;对于C先求直线的方程,利用几何法即可判断,对于D,分直线的斜率存在与不存在两种情况分析判断.
【详解】对于A,双曲线标准方程为,虚轴长,故A错误;
对于B,因为,其中,所以,,
所以. 又因为,故.
那么,故B错误;
对于C,由双曲线定义知:,
则.设,
由选项B知,,则,,
由题意取为,则直线的方程为,即,
故圆心到直线的距离,又因为直线与圆共点,则有,故.故C正确;
对于D,若直线的斜率不存在,显然直线满足题意;
若直线的斜率存在,可设直线方程为,联立直线方程与双曲线方程,
消去得,
若满足题意;
若,则当时满足题意,
化简整理得,解得.
综上,过且与双曲线有一个公共点的直线有4条,故D错误.
故选:C.
2.(24-25高二下·江苏盐城·期末)双曲线的离心率为2,其中一条渐近线与圆相交于A,B两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据双曲线的几何性质,求得渐近线方程,结合直线与圆的位置关系,以及点到直线的距离公式和圆的弦长公式,即可求解.
【详解】由双曲线的离心率为,可得,
可得,所以双曲线的渐近线方程为,即,
又由圆,可得圆心为,半径,
当时,即,可得圆心到渐近线的距离为,
此时直线与圆不相交,不符合题意;
当当时,即,可得圆心到渐近线的距离为,
此时直线与圆相交,符合题意,
所以.
故选:D.
3.(24-25高二上·江苏部分高中·期末)已知曲线E:+=1,是曲线E上任意一点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】分类讨论可得曲线轨迹,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】由,当时,方程为,
当时,方程为,当时,方程为,
如图,曲线在第二、四象限是双曲线的一部分,在第一象限是椭圆的一部分,
双曲线的一条渐近线方程为,
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,则.
故选:C.
4.(24-25高二下·河南濮阳·期末)已知双曲线的离心率为,左、右焦点分别为,,过点且斜率为k的直线l交E的两条渐近线于A,B两点,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由双曲线方程得到渐近线方程为,设,的中点为,将点代入渐近线方程,利用点差法得到,设直线的倾斜角为,根据推出,即得,即得,解之即得直线的斜率.
【详解】
如图,由可得双曲线的渐近线方程为,
不妨设,的中点为,则,
两式相减,得:,即,
即(*),因,则,在中,,
设直线的倾斜角为,则直线的倾斜角为,
则由(*)可得,即,解得,
即,也即.
故选:B.
5.(24-25高二下·湖南永州第四中学·期末)(多选)已知是椭圆和双曲线的公共焦点是他们的一个公共点,且则以下结论正确的是( )
A. B.
C. D.的最小值为
【答案】ABD
【分析】对,设,由椭圆和双曲线的标准方程可得和,由此即可判定;对B,由题意和双曲线的定义结合余弦定理联立方程组求解即可判定;对C,由B中结论转化为离心率即可判定;对D,由C中结论,利用构造互为倒数的类型,再利用基本不等式求最值即可判定.
【详解】对于,设,因为是椭圆的焦点,所以;
又因为是双曲线的焦点,所以
所以,故A正确;
对于B,由题意可得,两式平方整理得,
在中,由,得,即,
又由,,可得,解得,故B正确;
对于C,由B可得,即,即,故C错误;
对于D,由C可得,
所以 ,
当且仅当时等号成立,即的最小值为,故D正确.
故选:ABD.
6.(24-25高二下·广东揭阳·期末) (多选)已知双曲线,其左、右焦点分别是,过点的直线与交于,两点,则( )
A.的离心率为
B.当的倾斜角为时,
C.直线的斜率可以为
D.上存在点,使
【答案】ABD
【分析】根据双曲线离心率的定义,圆锥曲线弦长公式,直线与双曲线的交点情况,以及焦点三角形的性质,逐一判断各选项正误,求出结果.
【详解】已知,则,则离心率,所以A正确;
如图所示,已知,,得直线解析式为,
联立方程组得,消去得,
可知,
设交点,则,
根据弦长公式可得,所以B正确;
双曲线渐近线方程为,当时,直线与双曲线仅有一个交点,不符合题意,所以C错误;
设,可知,
根据正弦定理可知,
可知,则,
因为,所以,
化简得,
化简得,
化简,解得,此时,
所以上存在点,使,所以D正确;
故选:ABD.
7.(24-25高二下·湖南衡阳·期末) (多选)已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,位于第二象限的点M在C上,且的周长为12,线段与y轴交于点H.若,则( )
A.C的焦距为4 B.C的实轴长为
C.C的离心率为 D.
【答案】ACD
【分析】对于A:根据方程可得,即可得焦距;对于D:根据题意结合双曲线的定义可得,,结合余弦定理运算求解;对于BC:根据题意结合几何知识分析可得,即可得实轴长和离心率.
【详解】对于选项A:由题意可知:,即,
所以C的焦距为,故A正确;
对于选项D:因为的周长为12,
则,可得,
又因为,可得,,
设,
又因为,可得,
所以,故D正确;
对于选项BC:设,则,
由等面积法可得,即,解得,
由,整理可得,
因为,所以解得,
所以C的实轴长为, C的离心率,故B错误,C正确.
故选:ACD.
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