内容正文:
专题06 双曲线的方程11大考点
考点01求双曲线的标准方程
考点02双曲线定义的判断及应用
考点03双曲线的筒单性质
考点04双曲线的焦点三角形
考点05双曲线的轨迹方程
考点06双曲线的离心率问题
考点07双曲线的渐近线问题
考点08直线与双曲线的位置关系
考点09双曲线的弦长问题
考点10双曲线的中点弦问题
考点11双曲线的解答题综合
考点01求双曲线的标准方程
1.已知双曲线经过点,离心率为,则双曲线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】因为双曲线经过点,所以双曲线的焦点在轴上,
所以,又因为离心率为,
即,解得,
所以,
所以双曲线的标准方程为.
故选:D.
2.从某个角度观察篮球(如图1),可以得到一个对称的平面图形,如图2所示,篮球的外形形状为圆O,将篮球表面的粘合线看成坐标轴和双曲线的一部分,若坐标轴和双曲线与圆O的交点将圆O的周长八等分,,视AD所在直线为x轴,则双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】依题意,设双曲线方程为,
因为,则,
显然圆O的半径为3,
又因为坐标轴和双曲线与圆O的交点将圆O的周长八等分,
双曲线与圆O交于第一象限内的点为,
于是,解得,
所以双曲线的方程为.
故选:A
3.与椭圆共焦点且过的双曲线方程为 .
【答案】
【详解】因为在椭圆中,
所以,
所以椭圆的焦点为
所以所求双曲线的焦点也为
设所求双曲线的方程为,
则有,
解得,
所以所求双曲线方程为.
故答案为:
4.已知双曲线过点,且与双曲线有相同的渐近线,则双曲线的标准方程为 .
【答案】
【详解】设与双曲线有相同的渐近线的双曲线方程为,
将代入得,
故所求双曲线方程为,即.
故答案为:
5.求满足下列条件的双曲线的标准方程.
(1)焦点在x轴上,经过点,;
(2)与双曲线有相同的渐近线,且过点.
【答案】(1);
(2).
【分析】
【详解】(1)依题意,设双曲线方程为,由该双曲线过点,
得,解得,所以所求双曲线标准方程为.
(2)设与双曲线有相同的渐近线的双曲线方程为,
由该双曲线过点,得,
所以所求双曲线的标准方程为,即.
考点02双曲线定义的判断及应用
6.已知双曲线的左、右焦点分别为,,点在双曲线上, .
【答案】
【详解】点在双曲线上,而,则点在该双曲线的左支上,
又,分别为该双曲线的左、右焦点,因此,
所以.
故答案为:
7.已知双曲线的上、下焦点分别为,,点P在双曲线C上,若,则( )
A.3 B.17 C.3或15 D.1或17
【答案】C
【详解】由题意有:,,,
由双曲线的定义有:,且,
所以,所以或.
故选:C.
8.已知点的坐标满足,则动点P的轨迹是( )
A.椭圆 B.双曲线 C.两条射线 D.双曲线的一支
【答案】D
【详解】设点,点,
而方程的几何意义是点到两定点M,N的距离之差为,
即,
∴动点的轨迹是双曲线的一支.
故选:D.
9.在平面直角坐标系中,已知点,,点是平面内一个动点,则下列说法正确的是( )
A.若,则点的轨迹为椭圆
B.若,则点的轨迹为椭圆
C.若,则点的轨迹为直线
D.若,则点的轨迹为双曲线的一支
【答案】D
【详解】由,结合椭圆的定义,显然的轨迹不是椭圆而是线段,故A错误;
设,由,所以,
整理得,所以点的轨迹为以为圆心,为半径的圆,故B错误;
由,则点的轨迹为以为端点(向右)的射线,故C错误;
由,根据双曲线的定义,则点的轨迹为双曲线的右支,故D正确.
故选:D
考点03双曲线的筒单性质
10.已知双曲线的虚轴长为4,则双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】双曲线即,
又虚轴长为,所以,
则双曲线方程为,所以双曲线的渐近线方程为.
故选:B
11.双曲线的一条渐近线方程为,则C的焦距为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由双曲线可知,其渐近线方程为,
由题意可知,,
所以,则,解得,
所以双曲线C的焦距为.
故选:D.
12.双曲线与的( )
A.实轴长相等 B.虚轴长相等
C.渐近线方程相同 D.焦距相等
【答案】C
【详解】对于双曲线的实轴长为4,虚轴长为,
焦距为,渐近线方程为;
对于双曲线,当时,实轴长为,
虚轴长为,焦距为,渐近线方程为;
当时,实轴长为,虚轴长为,
渐近线方程为,焦距为.
故选:C
13.(多选)已知双曲线,则( )
A.的虚轴长为
B.的离心率为
C.与直线仅有1个公共点
D.关于直线对称
【答案】BC
【详解】由题意知的虚轴长为,A错误;
双曲线的离心率为,B正确;
为的渐近线,所以与平行,故与仅有一个公共点,C正确;
交换位置后的方程与原来的方程不同,故不关于直线对称,D错误.
故选:BC
14.已知双曲线:的两条渐近线的倾斜角均小于,则的焦距的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由双曲线可知,焦距为,
该双曲线的渐近线方程为,
因为,
所以直线的斜率,所以倾斜角为锐角,符合题意;
直线的斜率为,设直线的倾斜角为,
所以,
因为,
所以由题意可知,
所以、
,
故选:A
考点04双曲线的焦点三角形
15.已知双曲线的两个焦点是双曲线上一点,且,则双曲线的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】设,,
则由已知得,
又,
所以,又因为,所以,
所以双曲线的标准方程为.
故选:C.
16.已知点分别是双曲线的左、右焦点,若点是双曲线左支上的点,且的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】点是双曲线左支上的点,,
又,设,,解得,,
又双曲线,,,
,
,
.
故选:D.
17.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
【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.
18.已知双曲线的左、右焦点分别为,抛物线以为焦点,与的一个交点为,若的周长为,则 .
【答案】.
【详解】设双曲线的半焦距为,,由题可知,则;
如图,过点作轴的垂线,过点作的垂线,垂足为点,则为的准线,所以;
由题可知,解得,所以;
在中,由勾股定理可得,又,所以;
所以,整理可得,解得,因为,所以,即;
故答案为:.
19.设双曲线的左,右两个焦点分别为,,是双曲线上任意一点,过的直线与的平分线垂直,垂足为,则线段的长度为 .
【答案】4
【详解】设直线交的延长线于点,如图所示,
因为为的平分线,,所以为的中点,,
又因为为的中点,
则
故答案为:
20.设双曲线,,是其两个焦点,点P在双曲线右支上.若,
(1)求双曲线的渐近线方程.
(2)求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)由双曲线,则,故,
即,则双曲线的渐近线方程为.
(2)由(1)知,,则,
由双曲线定义得,
两边平方得①,
由余弦定理得,
即②,
②①得:,
所以.
考点05双曲线的轨迹方程
21.已知点到直线和的距离之积为3,记的轨迹为曲线,则( )
A.是两条互相垂直的直线 B.是焦点在轴上的椭圆
C.是离心率为2的双曲线 D.上的点与原点之间的距离不小于2
【答案】D
【详解】设点,由题意知,即,
故点的轨迹为和,
这两个方程分别表示焦点在轴和轴上的双曲线,离心率分别为和2,故A,B,C均错误;
因为双曲线上的点到原点的距离不小于双曲线的顶点到原点的距离,
两个双曲线的顶点坐标分别为和,所以C上的点与原点之间的距离不小于2,D正确.
故选:D.
22.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
【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
23.已知,一炮弹在某处爆炸,在处听到爆炸声的时间比在处早,设声速为340.则爆炸点所在曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由题意可知,爆炸点到的距离比到的距离少,
又,由双曲线定义可知,爆炸点为双曲线的左支,
其中,,则,
又,故爆炸点所在曲线的方程为.
故选:B.
24.动圆过定点,与定圆外切,则动圆圆心的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题设,圆的半径为,则,
所以,点的轨迹是以,为焦点,
所以,的双曲线的左支,
又,则,故,
动圆圆心的轨迹方程为.
故选:C
25.方程的化简结果为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据,
可得点到点的距离差的绝对值等于,
结合双曲线的定义知,点的轨迹是以为焦点的双曲线,
,则,,所以,,
故方程为:,
故选:A.
考点06双曲线的离心率问题
26.已知椭圆和双曲线有公共焦点(为左焦点),与在第三象限交于点,直线交轴于点,且平分,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】
由题可知,,即,,,得.
设,因为平分,由角平分线定理可知,
,即,整理得.
在中,设,根据余弦定理,有:
,
又因为在中,,
故可得,整理得,
解得或(舍去),
故的离心率.
故选:B.
27.已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,以为圆心,为半径的圆与双曲线C的渐近线相切,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】C
【详解】设半焦距为,依题意,得右焦点到渐近线的距离为,
即,
.
故选:C.
28.已知双曲线的左、右焦点分别是,,过点的直线与双曲线的右支交于,两点,若,则双曲线离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据双曲线的定义,有,
两式相加得,
又,所以,
又,所以,
当轴时最小,此时,
所以,又,
则,整理得,
又,两边除以得,解得,
又双曲线的离心率,所以双曲线的离心率取值范围是.
故选:D
29.已知是双曲线左支上的一点,是的左焦点,点关于原点的对称点为,延长交于点,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设,因为,所以.
由于,所以.
设双曲线的右焦点为,因为点关于原点的对称点为,所以原点为的中点,
所以,所以.
因为,所以与全等,
所以,所以,
所以,所以.
对于点,根据双曲线定义得,即.
对于点,根据双曲线定义得,即.
在中,根据勾股定理得,
又,
代入得,解得.
在中,根据勾股定理得,
即,
将代入得,化简得,
解得.
故选:D.
30.设分别为双曲线的左、右焦点,点在的右支上,直线与的右支的另一个交点为,若,则双曲线的离心率为 .
【答案】/
【详解】由双曲线的定义,
所以,,
设,则,
在中,由余弦定理得,
即,整理得,
所以,
在中,,
即,即,所以.
故答案为:
31.已知,是双曲线的左、右焦点,点在上,与x轴垂直,若的外接圆半径是其内切圆半径的倍,则E的离心率为 .
【答案】或
【详解】
设,与x轴垂直,,
代入双曲线方程得,解得,,
点在双曲线的右支上,则,
,
是直角三角形,外接圆半径,
设内切圆的半径为,又,
则,即,解得,
的外接圆半径是其内切圆半径的倍,,即,
整理得,两边同时除以,得,
解得或.
故答案为:或.
考点07双曲线的渐近线问题
32.双曲线(,)的左、右焦点分别为,,点是以为直径的圆与双曲线的一个交点,若,则双曲线的渐近线为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】
【详解】如图,不妨设在第一象限,则①,又②,
由①②得到,又由题知,
所以,整理得到,
所以,则,即,所以双曲线的渐近线为,
故选:D.
33.已知,分别为双曲线的左、右焦点,过作的两条渐近线的平行线,与渐近线交于、两点.若,则的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】易知点,关于轴对称,令,,
,,
,(负值舍去),
由,可得,则,
,渐近线方程为.
故选:B.
34.已知双曲线的左、右焦点分别为,过的直线与的左支交于A,B两点,且,则的渐近线为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】如图.设,则,,,
在中,由勾股定理:,即,
在中,由勾股定理:,即,
即,解得,∴,
则,所以渐近线方程:.
故选:C.
35.如图,双曲线:的左焦点为,过原点的直线与交于,两点(点位于第二象限),为的中点,直线为的一条渐近线,且,则直线的方程为 .
【答案】
【详解】设的右焦点为,连接,.
因为,分别是,的中点,所以.
又直线是的一条渐近线,所以,故.
由双曲线的对称性,得.
由,得.
又,所以,.
在中,由余弦定理得,整理得,
所以,,所以直线的方程为.
故答案为:.
36.已知双曲线的左、右焦点分别为,一条渐近线为,设过点且与垂直的直线为,交于点,交双曲线右支于点,若,则双曲线的两条渐近线方程为 .
【答案】
【详解】由题可得渐近线的一条方程为,即,
则由题可得到该渐近线的距离为,
又,所以,
由题知为的中点,则,所以,
故,
又因为,所以,所以即,
所以双曲线的渐近线方程为.
故答案为:.
37.已知,分别为双曲线的左、右焦点,O为坐标原点,以点为圆心且与C的渐近线相切的圆与C在第一象限交于点A,B为的中点,若,则C的渐近线的斜率为 .
【答案】
【详解】由题意,双曲线的一条渐近线为,则点到渐近线的距离,即圆的半径为,连接,则,
由双曲线的定义知,所以,
在中,为的中点,B为的中点,所以,
,则为.
在中,,
在中,,
因为,所以,所以,
所以渐近线斜率.
故答案为:
考点08直线与双曲线的位置关系
38.如果直线与双曲线的右支有两个公共点,求的取值范围( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】将直线代入到双曲线中消得:,
若直线与双曲线右支相切时,,则(负值舍),
由的渐近线为,则时直线与双曲线右支有一个交点,如下图示,
要使直线与双曲线的右支有两个公共点,由图知.
故选:
39.已知双曲线与直线无交点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】,可得,
当时,,此时方程为一次方程,有一个解,不符合题意,
当时,即时,,
即,解得.
故选:B.
40.双曲线与直线l: (m∈R)的公共点的个数为 .
【答案】0或1
【详解】因为双曲线的渐近线方程为,
所以当时,直线l:与渐近线重合,此时直线与双曲线无交点;
当时,直线l与渐近线平行,此时直线l与双曲线有一个交点.
故答案为:0或1.
41.已知直线与双曲线交于异支两点,则的取值范围为 .
【答案】
【详解】由题设,有,得,
因为直线与双曲线的两支交于不同的两点,故,解得,
故答案为:
42.已知双曲线.
(1)若双曲线的离心率为,求的值;
(2)若直线与圆相切,证明:直线与双曲线的左右两支各有一个公共点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】
【详解】(1)由题意可得,因为,解得.
(2)因为直线与圆相切,所以,可得,
联立得,即,
则,所以方程有两个不等的实根,
设这两个实根分别为、,则,
因此,直线与双曲线的左右两支各有一个公共点.
考点09双曲线的弦长问题
43.已知双曲线的左、右焦点分别为,,焦距为6,离心率.过点且倾斜角为的直线与双曲线交于A,B两点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题意得,,
所以,,所以,,,
所以双曲线的方程为,
因为,直线过点且倾斜角为,则直线的斜率,
所以直线l的方程为,
与双曲线的方程联立,消去,整理得,
解得,,
所以.
故选:D.
44.已知双曲线的离心率为2,过右焦点作斜率为1的直线与交于两点,若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【详解】因为双曲线离心率,所以.
由,得,所以双曲线方程为,右焦点为.
由题意知,直线的方程为,设,
联立,得,
所以,
则
,所以.
故选:A.
45.(多选)已知双曲线的上、下焦点分别为,实轴长为4,点为上一点,且,则( )
A.的焦距为 B.
C.的面积为 D.的纵坐标为
【答案】BCD
【详解】A,依题意,知双曲线的焦点在轴上,,所以,
由,得,所以焦距为,故A错误;
B,因为,所以点为双曲线上支的一点,
故由双曲线的定义,可得,则,故B正确;
C,在中,,
所以,故的面积为,故C正确;
D,由的面积为,即,解得,
结合点为双曲线上支的一点,代入双曲线的方程,可得点的纵坐标为,故D正确.
故选:BCD
46.双曲线的左、右焦点分别为,点在双曲线右支上,直线的斜率为2.若是直角三角形,且面积为8,则双曲线的方程为 ,其焦距为 .
【答案】
【详解】如下图:由题可知,点必落在第四象限,,
设,因为,
所以,
则由,得,
由,得,
则,
所以,,
所以双曲线的方程为,焦距为,
故答案为:;.
47.已知曲线,两条直线均过坐标原点O,和曲线C交于M,N两点,和曲线C交于P,Q两点,若的面积为,则四边形的面积为 .
【答案】
【详解】曲线可化为,为双曲线的标准方程.因为双曲线关于原点对称,直线过原点,且与双曲线交于两点,所以两点关于原点对称;直线过原点,且与双曲线交于两点,所以两点关于原点对称,
所以,
由,得,
由,得,又
所以,
所以.
故答案为:
48.已知双曲线:的离心率为,实轴长为2.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线被双曲线截得的弦长为,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)由条件可知,,所以,,,
所以双曲线的方程为;
(2)联立,得,
设直线被双曲线交于点,
恒成立,
,,
,
,
解得:
考点10双曲线的中点弦问题
49.若经过点的直线与双曲线相交于,两点,且弦被点平分,则此直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】设端点,,作图如下:
由,在双曲线上,则,两式做差可得,
即,又弦被点平分,
则,代入上式可得,则,
即直线方程为,化简可得,
故选:D.
50.已知双曲线,斜率为4的直线与双曲线相交于点,,且弦的中点坐标为,则双曲线的离心率为( )
A.2 B. C.4 D.5
【答案】B
【详解】设,,
则,①;,②,
①-②得,
则
弦中点坐标为
直线的斜率为 ,即,
则.
故选:B.
51.若双曲线不存在以点为中点的弦,则正实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】假设以为中点的弦存在且与双曲线交于,则,
由,两式作差得:,
即,
因为双曲线的渐近线方程为,
所以过点的直线斜率或时,直线与双曲线只有一个交点或无交点,
因为不存在该中点弦,所以,得;
故选:C
52.双曲线的右焦点为,过的直线与的右支相交于两点,点为线段的中点,若的中垂线与轴交于点,则的横坐标为( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】C
【详解】由题意,设,
则,相减得,
因为点为线段的中点,所以,
所以,所以,
因为的中点为,结合,
所以的中垂线斜率为,
由题意,即,解得,即的横坐标为3.
故选:C
53.已知直线与双曲线相交于两点.若弦被直线平分,则实数的值为 .
【答案】
【详解】设,可得,
两式相减,可得,可得
因为,可得,所以
设的中点,则,所以,
因为点在上,可得,
可得,即,解得,所以,即,
又因为在直线上,可得,解得.
故答案为:.
54.已知双曲线的一条渐近线方程为,且经过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线与双曲线相交于两点,且线段的中点坐标为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)因为双曲线的一条渐近线方程为,
即,又双曲线的渐近线方程为,所以,即.
而双曲线经过点,所以有,解得.
所以双曲线的方程为.
(2)设,将其代入双曲线方程中得
,两式相减得
因为线段的中点坐标为,所以.
所以,设直线的斜率为,则.
所以直线的方程为,即.
55.已知双曲线的焦点与椭圆的焦点重合,其渐近线方程为.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)过点作直线与曲线C相交于P,Q两点,点N能否是线段PQ的中点?若能,求直线PQ的方程;若不能,请说明理由.
【答案】(1);
(2)不能,理由见解析.
【分析】
【详解】(1)由题意得,椭圆焦点坐标为.
∵双曲线渐近线方程为,
∴,解得,
∴双曲线C的标准方程为.
(2)假设点N能是线段的中点,设,则,
由得 ,
∴,
∴直线的斜率为,
∴直线的方程为,即,
由得,
∵,∴直线与双曲线无交点,
∴点N不能是线段的中点.
考点11双曲线的解答题综合
56.已知双曲线:的离心率为,点在双曲线上.
(1)求的方程;
(2)已知直线,交于,两点,
①是否存在直线满足,若存在求出直线的方程,若不存在请说明理由;
②若,求的面积的最小值.
【答案】(1)
(2)①不存在,详见解析
②
【分析】
【详解】(1)因为,故.
由,代入得,则.
又因为在双曲线上,代入,得,则,
故双曲线方程为.
(2)由题可设,将代入双曲线中,
整理得,由根与系数关系得,
,
.
①不存在符合的直线.
令,
由得,即,
将代入上式得,
,
展开并整理,
将根与系数关系代入,
化简整理得,解得.
因此直线方程为.
检验,此时直线与双曲线的两个交点为,与重合,不构成垂直关系,
因此不存在满足条件的直线.
②弦长,
到直线的距离,
,
令,可知在单调递增,
故,所以的面积最小值为.
57.已知双曲线过点,一条渐近线方程为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若点为双曲线左支上一点,,求的最小值;
(3)过点的直线与双曲线的右支交于,两点,求证:为定值.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】
【详解】(1)因为双曲线过点,一条渐近线方程为,
所以,解得,
则双曲线的标准方程为;
(2)因为点为双曲线左支上一点,
设,,则,即,又因为,
所以,
因为,,
则时,取得最小值.
(3)证明:当过点的直线斜率不存在时,直线方程为,
此时可取,,则;
当过点的直线斜率存在时,
设直线方程为,,,不妨设,,
因为直线过双曲线的右焦点,且双曲线的一条渐近线方程为,
则或,
联立,消去并整理得,
所以,
由韦达定理得,
所以
.
综上所述,为定值.
58.在平面内,动点到定点的距离和它到定直线的距离之比是常数,记动点的轨迹为曲线.
(1)求的方程.
(2)设斜率为1的直线与曲线交于两点,记线段的中点为为坐标原点,判断直线的斜率是否为定值.若是,求出该定值;若不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)是,.
【分析】
【详解】(1)由题可得,,两边平方得,
整理得,故的方程为:.
(2)
直线的斜率是否为定值,下证:
设,则,则有,作差得,
等式两边同除,得:,
即,因此,
因此,直线的斜率为定值,定值是.
59.已知双曲线,右焦点为,左、右顶点分别为,,过垂直于轴的弦长为6.
(1)求的方程;
(2)过的直线与的右支交于,两点,直线,交于点,证明:在定直线上.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】
【详解】(1)由双曲线 的右焦点为 ,得 ,
即 ,
过 垂直于 轴的弦长为 6,
可得点在双曲线上,即
,
联立,解方程组得:,
故双曲线 的方程为
(2)由(1)知双曲线 ,右焦点 ,
左顶点 ,右顶点 ,
设过 的直线方程为 (),
代入双曲线方程得
整理得
设 ,,则 是上述方程的两个实根,
且
直线 的方程为,
直线 的方程为,
两式相除得,
代入 , 计算:
由韦达定理,,代入得
,
利用 ,解得 ,
代入得:,
因此 ,解得 ,
即 ,.
故交点 的横坐标恒为 ,即 在定直线 上.
60.已知双曲线的离心率为,且焦点到渐近线的距离为2.
(1)求双曲线的方程;
(2)若动直线与双曲线恰有1个公共点,且与双曲线的两条渐近线分别交于,两点,为坐标原点,证明:的面积为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】
【详解】(1)设右焦点为,一条渐近线的方程为,即,
所以右焦点到该渐近线的距离为,
因为,,所以,,
所以双曲线的方程为.
(2)证明:当直线的斜率不存在时,直线的方程为,
而两条渐近线方程为,
不妨设与的交点为,与的交点为,
则或,
则;
当直线的斜率存在时,不妨设直线,且,
由,得,
由,得.
由,得.
不妨设与的交点为,则.
同理可得,所以.
因为原点到直线的距离,所以,
因为,所以,则.
综上所述,故的面积是定值,定值为.
61.已知双曲线的离心率为2,右焦点为.
(1)求的方程.
(2)若动直线过点,且与交于,两点(在第一象限,在第四象限),过点作直线的垂线,垂足为.
(i)证明:直线恒过点;
(ii)设为坐标原点,的面积为,求的最小值.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)15.
【分析】
【详解】(1)设的半焦距为,由知.
又离心率,所以,从而.
所以的方程为.
(2)
(i)设,点,,.
由可得,
因为与在第一象限和第四象限各有一个交点,所以,
且,.
直线,
令,得,
又,
所以直线恒过点.
(ii)如图,设,
则.
设,则,
在上单调递增,
所以当,即时,取得最小值,最小值为15.
2 / 11
学科网(北京)股份有限公司
$
专题06 双曲线的方程11大考点
考点01求双曲线的标准方程
考点02双曲线定义的判断及应用
考点03双曲线的筒单性质
考点04双曲线的焦点三角形
考点05双曲线的轨迹方程
考点06双曲线的离心率问题
考点07双曲线的渐近线问题
考点08直线与双曲线的位置关系
考点09双曲线的弦长问题
考点10双曲线的中点弦问题
考点11双曲线的解答题综合
考点01求双曲线的标准方程
1.已知双曲线经过点,离心率为,则双曲线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
2.从某个角度观察篮球(如图1),可以得到一个对称的平面图形,如图2所示,篮球的外形形状为圆O,将篮球表面的粘合线看成坐标轴和双曲线的一部分,若坐标轴和双曲线与圆O的交点将圆O的周长八等分,,视AD所在直线为x轴,则双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
3.与椭圆共焦点且过的双曲线方程为 .
4.已知双曲线过点,且与双曲线有相同的渐近线,则双曲线的标准方程为 .
5.求满足下列条件的双曲线的标准方程.
(1)焦点在x轴上,经过点,;
(2)与双曲线有相同的渐近线,且过点.
考点02双曲线定义的判断及应用
6.已知双曲线的左、右焦点分别为,,点在双曲线上, .
7.已知双曲线的上、下焦点分别为,,点P在双曲线C上,若,则( )
A.3 B.17 C.3或15 D.1或17
8.已知点的坐标满足,则动点P的轨迹是( )
A.椭圆 B.双曲线 C.两条射线 D.双曲线的一支
9.在平面直角坐标系中,已知点,,点是平面内一个动点,则下列说法正确的是( )
A.若,则点的轨迹为椭圆
B.若,则点的轨迹为椭圆
C.若,则点的轨迹为直线
D.若,则点的轨迹为双曲线的一支
考点03双曲线的筒单性质
10.已知双曲线的虚轴长为4,则双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
11.双曲线的一条渐近线方程为,则C的焦距为( )
A. B. C. D.
12.双曲线与的( )
A.实轴长相等 B.虚轴长相等
C.渐近线方程相同 D.焦距相等
13.(多选)已知双曲线,则( )
A.的虚轴长为
B.的离心率为
C.与直线仅有1个公共点
D.关于直线对称
14.已知双曲线:的两条渐近线的倾斜角均小于,则的焦距的取值范围是( )
A. B. C. D.
考点04双曲线的焦点三角形
15.已知双曲线的两个焦点是双曲线上一点,且,则双曲线的标准方程是( )
A. B.
C. D.
16.已知点分别是双曲线的左、右焦点,若点是双曲线左支上的点,且的面积为( )
A. B. C. D.
17.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.
18.已知双曲线的左、右焦点分别为,抛物线以为焦点,与的一个交点为,若的周长为,则 .
19.设双曲线的左,右两个焦点分别为,,是双曲线上任意一点,过的直线与的平分线垂直,垂足为,则线段的长度为 .
20.设双曲线,,是其两个焦点,点P在双曲线右支上.若,
(1)求双曲线的渐近线方程.
(2)求的面积.
考点05双曲线的轨迹方程
21.已知点到直线和的距离之积为3,记的轨迹为曲线,则( )
A.是两条互相垂直的直线 B.是焦点在轴上的椭圆
C.是离心率为2的双曲线 D.上的点与原点之间的距离不小于2
22.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.
23.已知,一炮弹在某处爆炸,在处听到爆炸声的时间比在处早,设声速为340.则爆炸点所在曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
24.动圆过定点,与定圆外切,则动圆圆心的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
25.方程的化简结果为( )
A. B. C. D.
考点06双曲线的离心率问题
26.已知椭圆和双曲线有公共焦点(为左焦点),与在第三象限交于点,直线交轴于点,且平分,则的离心率为( )
A. B. C. D.
27.已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,以为圆心,为半径的圆与双曲线C的渐近线相切,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C.2 D.
28.已知双曲线的左、右焦点分别是,,过点的直线与双曲线的右支交于,两点,若,则双曲线离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
29.已知是双曲线左支上的一点,是的左焦点,点关于原点的对称点为,延长交于点,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
30.设分别为双曲线的左、右焦点,点在的右支上,直线与的右支的另一个交点为,若,则双曲线的离心率为 .
31.已知,是双曲线的左、右焦点,点在上,与x轴垂直,若的外接圆半径是其内切圆半径的倍,则E的离心率为 .
考点07双曲线的渐近线问题
32.双曲线(,)的左、右焦点分别为,,点是以为直径的圆与双曲线的一个交点,若,则双曲线的渐近线为( )
A. B. C. D.
33.已知,分别为双曲线的左、右焦点,过作的两条渐近线的平行线,与渐近线交于、两点.若,则的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
34.已知双曲线的左、右焦点分别为,过的直线与的左支交于A,B两点,且,则的渐近线为( )
A. B.
C. D.
35.如图,双曲线:的左焦点为,过原点的直线与交于,两点(点位于第二象限),为的中点,直线为的一条渐近线,且,则直线的方程为 .
36.已知双曲线的左、右焦点分别为,一条渐近线为,设过点且与垂直的直线为,交于点,交双曲线右支于点,若,则双曲线的两条渐近线方程为 .
37.已知,分别为双曲线的左、右焦点,O为坐标原点,以点为圆心且与C的渐近线相切的圆与C在第一象限交于点A,B为的中点,若,则C的渐近线的斜率为 .
考点08直线与双曲线的位置关系
38.如果直线与双曲线的右支有两个公共点,求的取值范围( )
A. B.
C. D.
39.已知双曲线与直线无交点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
40.双曲线与直线l: (m∈R)的公共点的个数为 .
41.已知直线与双曲线交于异支两点,则的取值范围为 .
42.已知双曲线.
(1)若双曲线的离心率为,求的值;
(2)若直线与圆相切,证明:直线与双曲线的左右两支各有一个公共点.
考点09双曲线的弦长问题
43.已知双曲线的左、右焦点分别为,,焦距为6,离心率.过点且倾斜角为的直线与双曲线交于A,B两点,则( )
A. B. C. D.
44.已知双曲线的离心率为2,过右焦点作斜率为1的直线与交于两点,若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
45.(多选)已知双曲线的上、下焦点分别为,实轴长为4,点为上一点,且,则( )
A.的焦距为 B.
C.的面积为 D.的纵坐标为
46.双曲线的左、右焦点分别为,点在双曲线右支上,直线的斜率为2.若是直角三角形,且面积为8,则双曲线的方程为 ,其焦距为 .
47.已知曲线,两条直线均过坐标原点O,和曲线C交于M,N两点,和曲线C交于P,Q两点,若的面积为,则四边形的面积为 .
48.已知双曲线:的离心率为,实轴长为2.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线被双曲线截得的弦长为,求实数的值.
考点10双曲线的中点弦问题
49.若经过点的直线与双曲线相交于,两点,且弦被点平分,则此直线方程为( )
A. B.
C. D.
50.已知双曲线,斜率为4的直线与双曲线相交于点,,且弦的中点坐标为,则双曲线的离心率为( )
A.2 B. C.4 D.5
51.若双曲线不存在以点为中点的弦,则正实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
52.双曲线的右焦点为,过的直线与的右支相交于两点,点为线段的中点,若的中垂线与轴交于点,则的横坐标为( )
A.2 B. C.3 D.
53.已知直线与双曲线相交于两点.若弦被直线平分,则实数的值为 .
54.已知双曲线的一条渐近线方程为,且经过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线与双曲线相交于两点,且线段的中点坐标为,求直线的方程.
55.已知双曲线的焦点与椭圆的焦点重合,其渐近线方程为.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)过点作直线与曲线C相交于P,Q两点,点N能否是线段PQ的中点?若能,求直线PQ的方程;若不能,请说明理由.
考点11双曲线的解答题综合
56.已知双曲线:的离心率为,点在双曲线上.
(1)求的方程;
(2)已知直线,交于,两点,
①是否存在直线满足,若存在求出直线的方程,若不存在请说明理由;
②若,求的面积的最小值.
57.已知双曲线过点,一条渐近线方程为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若点为双曲线左支上一点,,求的最小值;
(3)过点的直线与双曲线的右支交于,两点,求证:为定值.
58.在平面内,动点到定点的距离和它到定直线的距离之比是常数,记动点的轨迹为曲线.
(1)求的方程.
(2)设斜率为1的直线与曲线交于两点,记线段的中点为为坐标原点,判断直线的斜率是否为定值.若是,求出该定值;若不是,说明理由.
59.已知双曲线,右焦点为,左、右顶点分别为,,过垂直于轴的弦长为6.
(1)求的方程;
(2)过的直线与的右支交于,两点,直线,交于点,证明:在定直线上.
60.已知双曲线的离心率为,且焦点到渐近线的距离为2.
(1)求双曲线的方程;
(2)若动直线与双曲线恰有1个公共点,且与双曲线的两条渐近线分别交于,两点,为坐标原点,证明:的面积为定值.
61.已知双曲线的离心率为2,右焦点为.
(1)求的方程.
(2)若动直线过点,且与交于,两点(在第一象限,在第四象限),过点作直线的垂线,垂足为.
(i)证明:直线恒过点;
(ii)设为坐标原点,的面积为,求的最小值.
2 / 11
学科网(北京)股份有限公司
$