内容正文:
双曲线知识点总结
差的绝对值
定点
a<c
a=c
a>c
(1,+∞)
c2=a2+b2
2a
2b
D
D
6
D
C
BC
A
D
[知识总结]
1.双曲线的定义
平面内与两个定点F1,F2的距离的 等于非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线.这两个 叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.
集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0.
(1)若 ,则集合P表示双曲线;
(2)若 ,则集合P表示两条射线;
(3)若 ,则集合P为空集.
2.双曲线的标准方程和几何性质
标准方程
-=1
(a>0,b>0)
-=1
(a>0,b>0)
图形
几
何
性
质
范围
x≤-a或x≥a,y∈R
y≤-a或y≥a,x∈R
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),A2(0,a)
渐近线方程
离心率
e=,e∈
a,b,c的关系
实虚轴
线段A1A2叫做双曲线的实轴,它的长等于 ;
线段B1B2叫做双曲线的虚轴,它的长等于 ;
a叫做双曲线的实半轴长,b叫做双曲线的虚半轴长
y=±x
y=±x
3.常用结论
(1)双曲线的焦点到其渐近线的距离为b.
(2)若P是双曲线右支上一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,则|PF1|min=a+c,|PF2|min=c-a.
(3)若P是双曲线上异于顶点的任意一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,则S△PF1F2=,其中∠F1PF2=θ.
(4)等轴双曲线
①定义:实轴与虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线.
②性质:①a=b;②e=;③渐近线互相垂直;④等轴双曲线上任意一点到中心的距离是它到两焦点距离的等比中项.
(5)利用待定系数法求双曲线标准方程的常用方法
①与双曲线-=1(a>0,b>0)共渐近线的双曲线方程可设为-=λ(λ≠0);
②若双曲线的渐近线方程为y=±x,则双曲线的方程可设为-=λ(λ≠0);
③若双曲线过两个已知点,则双曲线的方程可设为+=1(mn<0)或mx2+ny2=1(mn<0).
[基础训练]
1.若双曲线-=1(a>0,b>0)的一条渐近线经过点(3,-4),则此双曲线的离心率为( ).
A. B.
C. D.
2.(易错题)已知双曲线C:-=1(a>0)的一条渐近线方程为2x-y=0,F1,F2分别是双曲线C的左、右焦点,P为双曲线C上一点,若=5,则=( ).
A.1 B.1或9
C.3或9 D.9
3.已知双曲线x2-=1上一点P到它的一个焦点的距离等于4,那么点P到另一个焦点的距离等于 .
4.若双曲线-=1(a>0,b>0)的虚轴长为2,焦距为2,则双曲线的渐近线方程为 .
5.已知双曲线过点(4,),且渐近线方程为y=±x,那么该双曲线的标准方程为 .
y=±x
-y2=1
题型1 双曲线的标准方程
【例1】(1)(广州调研)已知双曲线-=1(a>0,b>0)的下焦点到渐近线的距离为3,离心率为2,则该双曲线的标准方程为( ).
A.-x2=1 B.y2-=1
C.-=1 D.-=1
(2)(2024·天津卷)双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,P是双曲线右支上一点,且直线PF2的斜率为2,△PF1F2是面积为8的直角三角形,则双曲线的方程为( ).
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
求双曲线的标准方程的方法
(1)定义法:由题目条件判断出动点轨迹是双曲线,确定2a,2b或2c,从而求出a2,b2.
(2)待定系数法:“先定型,再定量”,如果焦点位置不好确定,可将双曲线方程设为-=λ(λ≠0),与双曲线-=1(a>0,b>0)有公
共焦点的双曲线方程可设为-=1(-a2<λ<b2);与双曲线-=1具有相同渐近线的双曲线方程可设为-=λ(λ≠0).
【变式】(无锡江阴期末)在平面直角坐标系xOy中,直线l:y=2x+10与双曲线-=1(a>0,b>0)的一条渐近线平行,且双曲线的一个焦点在直线l上,则双曲线的标准方程为 .
-=1
题型2 双曲线的渐近线
【例2】(多选)(2025·南昌质检)已知双曲线的方程为-=1,则( ).
A.渐近线方程为y=±x
B.焦距为8
C.离心率为
D.焦点到渐近线的距离为8
【解析】由题意,双曲线的实半轴长a=8,虚半轴长b=4,半焦距c==4,且焦点在y轴上,则渐近线方程为y=±x=±2x,A错误;焦距为2c=8,B正确;离心率e==,C正确;焦点到渐近线的距离为4,D错误.
题型3 双曲线的离心率
【例3】(1)(2025·天津卷)双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,以右焦点F2为焦点的抛物线y2=2px(p>0)与双曲线交于第一象限的点P,若|PF1|+|PF2|=3|F1F2|,则双曲线的离心率e=( ).
A.2 B.5
C. D.
(2)(2025·重庆联考)已知双曲线E:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点P在E上,若|PF1|+|PF2|≥4a-4b,则E的离心率的取值范围为( ).
A.(2,+∞) B.
C. D.
【解析】不妨设点P在E的右支上,由双曲线的定义可得|PF1|-|PF2|=2a,即|PF1|=|PF2|+2a,由|PF1|+|PF2|≥4a-4b,可得2|PF2|+2a≥4a-4b,即|PF2|≥a-2b,又|PF2|的最小值为c-a,故c-a≥a-2b,即2a-c≤2b.当2a-c≤0,即≥2时,显然成立;当2a-c>0,即1<<2时,(2a-c)2≤4b2=4c2-4a2,得≤<2.综上可知,E的离心率的取值范围为.
双曲线的弦长问题
【例题】已知直线y=ax+1与双曲线3x2-y2=1相交于A,B两点.
(1)若a=2,求线段AB的长;
(2)当a为何值时,以AB为直径的圆经过坐标原点?
【解析】(1)由题意得直线方程为y=2x+1,联立直线方程与双曲线方程,消失y并整理得x2+4x+2=0,所以Δ=16-4×2=8>0,所以xA+xB=-4,xAxB=2,所以|AB|=·=×=2.
(2)联立直线方程与双曲线方程得3x2-(ax+1)2=1,整理有(3-a2)x2-2ax-2=0,由题意得Δ=4a2+8(3-a2)=24-4a2>0,且3-a2≠0,即-<a<,且a≠±,所以xA+xB=,xAxB=-,所以yAyB=a2xAxB+a(xA+xB)+1=-++1=1,若以AB为直径的圆经过坐标原点,则·=0,即xAxB+yAyB=1-=0,所以a=±1,满足要求.
【变式】已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的两个焦点分别为F1(-2,0),F2(2,0),点P(5,)在双曲线C上.
(1)求双曲线C的方程;
(2)记O为坐标原点,过点Q(0,2)的直线l与双曲线C交于不同的两点A,B,若△OAB的面积为2,求直线l的方程.
【解析】(1)依题意,c=2,所以a2+b2=4,则双曲线C的方程为-=1(0<a2<4),将点P(5,)代入上式,得-=1,解得a2=50(舍去)或a2=2,故双曲线C的方程为-=1.
(2)依题意,可设直线l的方程为y=kx+2,代入双曲线C的方程并整理,得(1-k2)x2-4kx-6=0.因为直线l与双曲线C交于不同的两点A,B,所以解得(*)
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=-,所以|AB|=·=·.
又原点O到直线l的距离d=,所以S△OAB=d·|AB|=××·=.又S△OAB=2,所以=1,所以k4-k2-2=0,解得k=±,满足(*).故满足条件的直线l有两条,其方程分别为y=x+2和y=-x+2.
$