内容正文:
双曲线中的定点问题、定值问题、定直线问题专项训练
双曲线中的定点问题、定值问题、定直线问题专项训练
考点目录
双曲线中的定点问题
双曲线中的定值问题
双曲线中的定直线问题
考点一 双曲线中的定点问题
例1.(2026·上海长宁·二模)双曲线经过点,不垂直轴的直线与交于不同于的、两点,直线、分别与轴交于点、.
(1)求的离心率;
(2)设直线与轴交于点,且,求点的横坐标;
(3)若、关于原点对称,证明:直线经过定点.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)将点的坐标代入双曲线方程求得,进而利用公式可得离心率;
(2)设出点的坐标,利用坐标运算,结合向量关系,联立求解即可;
(3)先求得,设直线,与双曲线方程联立,由韦达定理得,即可求解定点.
【详解】(1)将代入双曲线方程可得:,
因为双曲线中,所以,
即离心率: ;
(2)
设,直线方程为,
令,得,即可知,
令,得,即可知,
由,可得:,
则由纵坐标对应相等可得 ,
由(1)知双曲线化简为,代入得,
解得或(因为此时与点重合故舍去),即;
(3)设,由关于原点对称得,
计算得直线的斜率可得
所以有,
设直线,联立,
可得:,
设,
由韦达定理得,
由可得:,
整理得:,
所以,
所以,
代入韦达定理可得:,
所以,
所以,
所以,
所以,则或,
当时,直线恒过点,不符合题意,
故,此时直线恒过点.
例2.(2026·安徽马鞍山·二模)已知双曲线过点,且渐近线方程为.
(1)求的标准方程;
(2)点的坐标为,过点的直线与的左支交于,两点,直线,分别与的右支交于,两点.
(ⅰ)的左顶点为,记直线,的斜率分别为,,求;
(ⅱ)证明:直线过定点.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)过定点,证明见解析.
【分析】(1)根据双曲线的渐近线方程为,得,结合双曲线过定点,联立求解得到双曲线的标准方程;
(2)(ⅰ)设过定点的直线方程,与双曲线方程联立,得到关于的一元二次方程,根据韦达定理得到两点纵坐标的和与积的关系式;根据斜率公式,得到,,从而计算出的值;
(ⅱ)分别设过定点的直线,方程,分别与双曲线方程联立求出点与点,点与点的横、纵坐标之间的关系式,根据,,三点共线,则求出定点。
【详解】(1)双曲线过点,渐近线方程为,
,解得;
的标准方程为.
(2)(ⅰ),的左顶点;
直线过点,设直线方程为,,;
,联立方程得,
,
则,;
直线与的左支交于,两点,,;
即,解得;
综上所述,的值为.
(ⅱ)直线过点,设直线的方程为,,,则;
,联立方程得,
则,得;
;
同理可求得,;
①当直线斜率存在时,如图所示:
,,三点共线,,即,
则,化简得;
令,即,即直线过定点;
②当直线斜率不存在时,如图所示:
此时,则,解得,;
直线的方程为,也过定点;
直线恒过定点.
例3.(25-26高三下·江苏无锡·月考)已知点,是直线外的一个动点,,垂足为,且在线段外,,记点的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)已知直线交于两点,关于轴的对称点为,若直线和的斜率之商为2,证明以下问题:
①过定点;
②不可能为锐角三角形.
【答案】(1)
(2)①证明见解析;②证明见解析
【分析】(1)先设动点坐标,将几何关系转化为坐标关系后可得曲线的方程;
(2)①设直线方程并联立,代入双曲线方程得到关于的一元二次方程,利用韦达定理化简目标代数式后可得定点;
②利用向量的数量积可判断三角形的形状.
【详解】(1)设,因为,且,垂足为,则点坐标为.
则,
已知,即.
因为在线段外,所以,
则,整理可得曲线的方程为.
(2)①设,则.
显然的斜率不为零,否则有,
此时,而直线和的斜率之商为2,有矛盾.
故可设,由得,
依题意,且,
∴且.
由得,
所以
因为直线TB和NA的斜率之商为2,所以
因为点M在C上,所以,即,
所以,即,
化简可得,解得.
此时恒成立,所以,过定点.
②由(2)知,.
①当,即时,,
∴均在的右支,如图.
此时
,
∴是钝角,是钝角三角形.
②当,即或时,,
∴分别在的两支.不妨设在的右支,则,如图.
设,则,
∴.
∵过点,∴,
∴是钝角,是钝角三角形.
综上可知,不可能是锐角三角形.
变式1.(2026·山东潍坊·一模)已知双曲线的焦距为,渐近线方程为.
(1)求的方程;
(2)过点作两条互相垂直的直线,若与的右支交于两点,与的右支交于两点,线段与的中点分别为,且在第一象限.
(i)证明:直线过定点;
(ii)直线与交于点,求面积的最小值.
【答案】(1)
(2)(i)直线过定点,证明见解析;(ii)6
【分析】(1)根据双曲线的焦距,渐近线方程及离心率分别求解即可求解;
(2)(i)设方程为,与双曲线方程联立,得出韦达定理,求得点的坐标,分类讨论,当时得出直线过,当时,得出直线方程,令即可证明;
(ii)先说明,再由弦长公式得出,进而得出,求解最小值即可.
【详解】(1)由题可知,,所以,又,
所以,所以的方程为.
(2)(i)由题意可知斜率存在且都不为0,
设方程为,联立,
消去并整理得,,且,,
设,则,
所以,所以,
又直线互相垂直,用替换,则可得,
当,即时,直线的方程为,直线过;
当时,直线的斜率为,
所以直线的方程为,
令,
所以直线过.
(ii)取中点,设交点为,交点为,
因为分别为的中点,所以,
所以,则,
同理可得,所以,
由(i)得,
,
则,
同理可得,,
所以
(*),
因为直线与双曲线右支交于两点,
所以,解得,
同理直线与双曲线右支交于两点,则,解得,
所以,
所以(*)同时除以得,,
因为,当且仅当时,等号成立,
所以设,则,
设函数
,
因为,所以,
所以,当时取得最小值.
变式2.(25-26高二下·湖北襄阳·月考)在平面直角坐标系中,已知动点满足下列方程:;该方程的曲线与x轴的交点分别为两点(在的左侧),不过的直线l与该曲线交于两点,记直线的斜率分别为;直线的斜率分别为.
(1)求该曲线的标准方程;
(2)若,求的值;
(3)若,求证:直线l过定点,并求出定点坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析,定点
【分析】(1)利用双曲线定义可得,即可得出标准方程;
(2)利用点在双曲线上可求得,代入即可求出的值;
(3)设直线l的方程为,,联立双曲线与直线方程并结合韦达定理化简得出的表达式,可得,解得,可证明直线l过定点;
另解:由(2)中的计算可知,得,设直线l的方程为,,联立双曲线与直线方程,利用韦达定理可得
,解得,因此直线l过定点.
【详解】(1)由双曲线的定义,易知该曲线是以为焦点的双曲线,
其中;
故该曲线的标准方程为
(2)设,
由题易得,且得,
代入可得,
同理可得,
故,又,
可得;
(3)由题知.
设直线l的方程为,,如下图:
直线与双曲线联立得,
可得,因此且;
则可得,,
因此,
由,,
∴
,
解得;
所以直线的方程为过定点.
另解:
由(2)中的计算可知,得,
则,即;
设直线l的方程为,;
与双曲线联立得,
可得,因此且;
则可得,,
因此,
又,
所以
,
也即,
解得.
因此直线l过定点;
变式3.(25-26高三上·广东·期末)已知双曲线的中心为坐标原点,焦点在轴上,离心率等于2,右焦点到其渐近线的距离等于.
(1)求双曲线的方程;
(2)经过点的直线与双曲线交于、两点,以为直径的圆记作.
(ⅰ)求证:恒过某个定点,并求出此定点的坐标;
(ⅱ)是否存在某个定圆与相切,若存在,请求出此定圆的方程,若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)(ⅰ)证明见解析,定点坐标为;(ⅱ)存在,定圆为,理由见解析.
【分析】(1)根据离心率和焦点到渐近线距离得到方程,结合求出,得到双曲线方程;
(2)(ⅰ)当斜率不为0时,设为,联立,求出两根之和,两根之积,求出方程,由对称性可知,过的定点应在轴上,故令得或,当直线斜率为0时,直线为,此时方程为,求出所过定点;
(ⅱ)先考虑斜率为0和斜率不存在时,求出的方程,由对称性猜想出与相切的定圆方程为:,再进行证明,得到当时,与外切,当时,与内切,故存在某个定圆与相切,此定圆的方程为.
【详解】(1)设双曲线方程为,
故右焦点坐标为,渐近线方程为,
故到的距离为,
又离心率等于2,故,又,解得,
故双曲线方程为;
(2)(ⅰ),当过点的直线斜率不为0时,设为,
联立与得,
整理可得,
要想直线与双曲线交于、两点,
需满足,解得,
设,则,
所以,
所以,,
,
故以为直径的圆的圆心为,半径为,
所以方程为,
由对称性可知,过的定点应在轴上,
故中,令得
,解得或,
故与轴交点为,,
当直线斜率为0时,直线为,
此时的坐标分别为,则方程为,经过点,
综上,恒过某个定点,此定点的坐标为;
(ⅱ)当直线斜率为0时,方程为,
当直线的斜率不存在时,方程为,
中,令得,故设,
故的圆心为,半径为3,所以方程为,
由对称性可知,与相切的定圆方程为:,下面进行证明,
由(ⅰ)知,圆心为,半径为,
故两圆圆心距为,
当,即或时,与的半径之和为,
此时与外切,
当,即时,与的半径之差为,
此时与内切,
故存在某个定圆与相切,此定圆的方程为.
考点二 双曲线中的定值问题
例1.(25-26高二下·上海·期中)已知双曲线的左、右焦点分别为,点为双曲线上一动点.
(1)若斜率为1的直线过点,且与双曲线交于两点,求的面积;
(2)设直线过原点,且与双曲线交于两点.若直线的斜率分别为,求证:为定值.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【分析】设出直线方程,利用韦达定理和三角形的面积公式即可求解;
设出直线方程,利用点在双曲线上,找到等量关系,代入斜率乘积式即可求解.
【详解】(1)
如图所示,由题可知:,,所以,所以,,
不妨设,则联立方程:,解得:,所以,,
则 ,所以
由弦长公式可得:,
点到直线距离为:
则.
(2)
如图所示,不妨设,,,则,
则,,所以,
点和均在双曲线上,所以,,
解得:,,
所以 ,即:为定值3.
例2.(2026·山东枣庄·三模)已知双曲线的实轴长为,且经过点.
(1)求的渐近线方程;
(2)设曲线,点,分别是,上的动点,且满足,若原点到直线的距离为定值,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意求出的方程,再求渐近线方程即可;
(2)当直线轴时,根据等面积法求得到直线的距离;当直线与轴不垂直时,设出直线的方程,分别代入双曲线和椭圆的方程,求得,利用等面积法求得到直线的距离,结合点到直线的距离为定值求出.
【详解】(1)根据题意,,解得,
则,
所以双曲线的渐近线方程为;
(2)设点到直线的距离为,
当直线轴时,,
根据等面积法得,解得;
当直线与轴不垂直时,设直线的方程为(显然),
则直线的方程为,由,得,
所以①,
同理,由可求得②,
根据等面积法得,即,
即 ,即③,
将①②代入③得,
又点到直线的距离为定值,
所以,解得,
时,,即,
综上所述,时,点到直线的距离为定值.
例3.(2026·陕西西安·模拟预测)已知为坐标原点,双曲线的离心率为为的左顶点,过右焦点的直线与的右支交于两点,当直线垂直于轴时,的面积为9.
(1)求的方程.
(2)求面积的最小值.
(3)试问轴上是否存在定点,使得为定值,若存在,求出的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)6
(3)存在定点
【分析】(1)当直线垂直于轴时,求出,通过面积和离心率求出双曲线方程.
(2)设出直线方程,与双曲线方程联立,写出面积表达式,从而求得最值.
(3)设,整理表达式,由分子分母系数比例关系可求出.
【详解】(1)设的焦距为,则.当直线垂直于轴时,
将代入的方程,得,解得,
所以,又,
所以的面积为.
由,解得,
所以的方程为.
(2)由(1)知,易知直线斜率不为0,
设直线.
由,得,
,
易知,所以.
,
设,则,
因为函数在上单调递减,
所以当时,取得最大值,最大值为1,
则,所以面积的最小值为6.
(3)假设存在,不妨设,
则
将和代入,
可得
若为定值,则,
解得,此时,
所以轴上存在定点,使得为定值.
变式1.(2026·河北雄安·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,直线过点且与双曲线交于第一象限的点.
(1)若直线与双曲线的左半支交于点,,且,求实数的值;
(2)若点的横坐标为,且满足,证明:直线的斜率为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用双曲线的定义求出,再在中由余弦定理即可求出;
(2)方法一:设,与双曲线方程联立,将代入方程中化简即可;方法二:求出点坐标,再化简直线的斜率即可.
【详解】(1)点在双曲线右支上,,
由,得.
又直线与双曲线的左半支交于点,所以,得,
在中由余弦定理得
,
整理得,解得或(舍去).
实数的值为.
(2)方法一:设直线的斜率为,则直线,
联立,整理得.
因为点的横坐标为,所以恰是该方程的解,
,
整理得,即.
又,所以,
直线过点且与双曲线交于第一象限的点,
,即直线的斜率为定值.
方法二:点的横坐标为,在第一象限,且在双曲线上,
,解得,故,
因为直线过点,所以直线的斜率为.
因为,所以直线的斜率为,即直线的斜率为定值.
变式2.(24-25高三上·陕西·期中)已知双曲线(,)的焦距为4,过右焦点且垂直于轴的直线交双曲线于,两点(在轴上方),
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过点的动直线交的左支于点,交的右支于点,直线和的交点为.
(i)求证:的面积为定值;
(ii)求面积的最小值.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)证明见解析;(ⅱ)
【分析】(1)根据题意求出即可求解;
(2)(i)分直线与轴重合和不重合两种情况讨论,当直线不与轴重合时,设:,与双曲线方程联立,进而得,求直线的方程和直线的方程,进而求点的横坐标,最后利用三角形的面积公式即可得证;
(ⅱ)当直线与轴重合时,求,当直线不与轴重合时,求,进而求解.
【详解】(1)由题意,知,,,,
又,解得,
所以双曲线的标准方程为;
(2)(ⅰ)当直线与轴重合时,有,,
进而得直线的方程为,直线的方程为,
由,解得,所以.
当直线不与轴重合时,设:,
所以,整理得,
设,
所以,,由题意得,即,
直线的方程为①,
直线的方程为②,
由①②相减有:,
即,有,即,
综上,可知点在直线上.
因此,的面积为;
(ⅱ)当直线与轴重合时,,,,
所以;
当直线不与轴重合时,由
,
即,有;
综上,有,即面积的最小值为.
考点三 双曲线中的定直线问题
例1.(2026·广东中山·三模)双曲线的一个顶点在直线上,且其离心率为.
(附:双曲线以点为切点的切线方程为)
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若一条直线与双曲线恰有一个公共点,且该直线与双曲线的渐近线不平行,则定义该直线为双曲线的切线,定义该公共点为切线的切点,已知点在直线上,且过点恰好可作双曲线的两条切线,设这两条切线的切点分别为和.
(i)设点的横坐标为,求的取值范围;
(ii)设直线和直线分别与直线交于点和点,证明:直线和直线交点在定直线上.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)证明见解析
【分析】(1)先令直线方程中求出直线与轴交点得实半轴,再由已知离心率算出半焦距,最后利用双曲线的关系求出,进而写出双曲线的标准方程.
(2)(i)先检验切线斜率不存在时特殊点的情况,均不符合两条切线的题意,再设斜率均存在的切线方程,与双曲线联立后利用相切判别式为零化简,得到关于斜率的一元二次方程,依据有两个相异斜率的条件,结合二次项系数不为零、判别式大于零及排除渐近线对应取值,最终求出的取值范围.
(ii)先写出双曲线在、处的切线方程,联立求出切点弦交点坐标,再由在定直线上得到坐标关系式,接着求出点坐标并写出直线方程,联立定直线求得交点的横坐标,同理写出直线与定直线交点的横坐标,借助已得关系式分别化简、横坐标的分子与分母,证得二者分别相等,从而推出、重合,证明两直线交点恒在定直线上.
【详解】(1)直线方程中,令,则,
则直线与轴交于,所以,离心率,
所以,故.
所以双曲线的标准方程为.
(2)(i)经检验,当一条切线斜率不存在时,
若,显然另一条切线方程斜率存在,设切线方程为,
联立双曲线方程得,
则,
解得,而双曲线渐近线方程为,则此时不符合题意,
当时,此时只有一条切线,显然不合题意,
则两条切线斜率均存在,设切线斜率为,切线方程为,
与双曲线方程联立得:,
令
整理得:,由于,所以且.
上式整理得:.
由题意,有两个相异实根,所以,
且.
整理得:,解得:.
综上所述,的取值范围是.
(ii)设.
直线和方程分别为和.
联立得点.
又点在直线上,代入整理得:.①
在直线方程中,令,则,得点.
故直线方程为:.
设直线与直线交点为,联立两直线方程:.
解得:.
设直线与直线交点为,
同理可得:.
由①式,计算的分子之差有
计算的分母之差有
则可得和表达式的分子分母分别相等.
故两点重合,所以直线与的交点在定直线上.
例2.(2026·黑龙江哈尔滨·三模)已知分别是双曲线:的左、右顶点,点是双曲线上的一点,且.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知过点的直线:,交双曲线的左、右两支于两点(异于).
(ⅰ)求的取值范围;
(ⅱ)设直线与直线交于点,求证:点在定直线上.
【答案】(1)
(2)(i)的取值范围为;(ii)证明见解析.
【分析】(1)根据求出或,验证后不符合题意舍去,然后求出,得到双曲线方程;
(2)(i)由题意知,直线的方程为,设,,联立双曲线和直线方程,结合根的判别式和得到不等式组,从而求出的取值范围;
(ii)在(i)的基础上,得到两根之和,两根之积,得到,表达出直线与直线的方程,联立得到,将代入,化简得到即可得证.
【详解】(1)
由题意可知,,,
因为,解得或,
若,则双曲线的方程为,
因为是上一点,所以,解得,不满足题意;
若,则双曲线的方程为,
因为是上一点,所以,解得,满足题意;
所以双曲线的方程为;
(2)
(ⅰ)由题意知,直线的方程为,设,,
联立,化简得,
因为直线与双曲线左右两支相交,所以,
所以,解得或,
所以的取值范围为;
(ⅱ),,则,
直线的方程为①,直线的方程为②,
联立①②得,所以,
化简得,
所以,
所以点的横坐标始终为,故点在定直线上.
例3.(2026·河北·二模)已知双曲线的离心率为点在上.
(1)求的方程.
(2)已知A,B分别为的左、右顶点,过点的直线与Γ的右支交于C,D两点.
(i)若直线BC和BD的斜率分别为,求;
(ii)若直线BC交直线于点N,直线AD和直线MN的交点为Q,证明:点Q在定直线上.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)证明见解析
【分析】(1)通过离心率与点在曲线上的条件求解双曲线方程;
(2)(i)联立直线与双曲线方程,利用韦达定理计算斜率乘积;
(ii)联立直线方程,结合韦达定理关系化简,确定交点横坐标为定值.
【详解】(1)由双曲线离心率,得.
结合,得,故.
将点代入双曲线方程,得,
解得,则.
故双曲线的方程为.
(2)(i)双曲线的左右顶点为,.
设过的直线为,与交于,.
联立方程,消去得,,
由韦达定理,,.
直线、的斜率分别为,,则,
代入,,
得
,
因此.
(ii)直线的方程为,令,得.
直线的方程为,
直线的方程为.
联立两直线方程:,
代入,,结合,
即,
所以,
,
,
,
,
,即,
因在右支,不恒为,故.
即点在定直线上.
变式1.(24-25高三上·河南许昌·期中)已知双曲线过点,.
(1)求的方程.
(2)若直线与的右支交于点,,以线段为边向右侧作,其中,均与一条渐近线平行,得到点,再过点作与平行的直线交于,,以线段为边向右侧作,其中,均与一条渐近线平行,得到点,…,以此类推,可以得到一列点
(i)证明:点在定直线上.
(ii)证明:为定值.
【答案】(1);
(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析;
【分析】(1)令双曲线为,将所过的点代入列方程组求参数,即可得方程;
(2)(i)设且,联立直线与双曲线,应用韦达定理得,联立直线、求得,令,则,同理求得,依次类推即可证所有点都在定直线上;(ii)同理的推理过程可得,,且,结合整理化简只含的表达式,即可证定值.
【详解】(1)令,则,可得,故双曲线方程为;
(2)(i)设且,联立,则,
所以,如下图,由双曲线的渐近线为,
则,,
联立有,可得,即,
所以,即,故在直线上,
由题设,令,则,联立,
所以,整理得,
若,则,
同理有,,
联立有,可得,即,
所以,即,故也在直线上,
同上过程,可推得均在直线上,得证;
(ii)根据(i)知:,联立,整理得,
根据题意有,,且,
所以
,得证.
变式2.(2026·广东东莞·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,实轴长为2,为的右支上一点,且.
(1)求的方程;
(2)设的左、右顶点分别为,直线与交于两点,与轴交于点,直线与交于点,证明:点在定直线上.
【答案】(1).
(2)证明见解析
【分析】(1)由双曲线定义将条件转化为最小值,从而利用求最小值解即可;
(2)由直线过设方程联立椭圆方程利用韦达定理得坐标关系式,再设直线与方程并联立求得点坐标的表达式,利用点横、纵坐标关系可证明点在定直线上.
【详解】(1)由题知,即,
又为的右支上一点,则,
所以,
故当最小时,最小,
而,故,
即,故,故的方程为.
(2)
当直线的斜率为0时,不满足题意;
当直线的斜率不为0时,由过点,可设其方程为,
联立消去得,
设,,
则,,故(),
由(1)知,,
则直线的方程为,直线的方程为,
联立消去得,
将,代入上式得,
得,将()代入化简得
,
即,所以点在定直线上.
变式3.(24-25高三上·江西南昌·开学考试)已知双曲线的焦距为4,过右焦点且垂直轴的直线交曲线的右支于两点(在轴上方),,过右焦点的动直线交的左支于点,交的右支于点,直线和的交点为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)证明点在定直线上,并求出该定直线的方程.
【答案】(1)
(2)证明见解析;
【分析】(1)由焦距与通径长转化为的方程组求解可得;
(2)设动直线方程,与双曲线方程联立,利用韦达定理得根与系数的关系,再用求解直线的方程,联立解的坐标,代入韦达定理表达式证明横坐标为常数即可.
【详解】(1)由双曲线焦距为4可得,,即①.
故右焦点为,由,
令,得,则②,
联立①②解得,.
故双曲线的标准方程为;
(2)由题意知,过右焦点的动直线若与左、右两支都相交,故直线斜率存在,
可设方程为,
联立,消得,
则由题意,且,
设,
由韦达定理知,,
由直线与左、右两支都相交,则,得.
又,
直线的方程为③,
直线的方程为④,
④③得,,
由
,
故,解得,
当时,不论取何值,点横坐标为常数,
即直线和的交点为在定直线上.
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双曲线中的定点问题、定值问题、定直线问题专项训练
考点目录
双曲线中的定点问题
双曲线中的定值问题
双曲线中的定直线问题
考点一 双曲线中的定点问题
例1.(2026·上海长宁·二模)双曲线经过点,不垂直轴的直线与交于不同于的、两点,直线、分别与轴交于点、.
(1)求的离心率;
(2)设直线与轴交于点,且,求点的横坐标;
(3)若、关于原点对称,证明:直线经过定点.
例2.(2026·安徽马鞍山·二模)已知双曲线过点,且渐近线方程为.
(1)求的标准方程;
(2)点的坐标为,过点的直线与的左支交于,两点,直线,分别与的右支交于,两点.
(ⅰ)的左顶点为,记直线,的斜率分别为,,求;
(ⅱ)证明:直线过定点.
例3.(25-26高三下·江苏无锡·月考)已知点,是直线外的一个动点,,垂足为,且在线段外,,记点的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)已知直线交于两点,关于轴的对称点为,若直线和的斜率之商为2,证明以下问题:
①过定点;
②不可能为锐角三角形.
变式1.(2026·山东潍坊·一模)已知双曲线的焦距为,渐近线方程为.
(1)求的方程;
(2)过点作两条互相垂直的直线,若与的右支交于两点,与的右支交于两点,线段与的中点分别为,且在第一象限.
(i)证明:直线过定点;
(ii)直线与交于点,求面积的最小值.
变式2.(25-26高二下·湖北襄阳·月考)在平面直角坐标系中,已知动点满足下列方程:;该方程的曲线与x轴的交点分别为两点(在的左侧),不过的直线l与该曲线交于两点,记直线的斜率分别为;直线的斜率分别为.
(1)求该曲线的标准方程;
(2)若,求的值;
(3)若,求证:直线l过定点,并求出定点坐标.
变式3.(25-26高三上·广东·期末)已知双曲线的中心为坐标原点,焦点在轴上,离心率等于2,右焦点到其渐近线的距离等于.
(1)求双曲线的方程;
(2)经过点的直线与双曲线交于、两点,以为直径的圆记作.
(ⅰ)求证:恒过某个定点,并求出此定点的坐标;
(ⅱ)是否存在某个定圆与相切,若存在,请求出此定圆的方程,若不存在,请说明理由.
考点二 双曲线中的定值问题
例1.(25-26高二下·上海·期中)已知双曲线的左、右焦点分别为,点为双曲线上一动点.
(1)若斜率为1的直线过点,且与双曲线交于两点,求的面积;
(2)设直线过原点,且与双曲线交于两点.若直线的斜率分别为,求证:为定值.
例2.(2026·山东枣庄·三模)已知双曲线的实轴长为,且经过点.
(1)求的渐近线方程;
(2)设曲线,点,分别是,上的动点,且满足,若原点到直线的距离为定值,求的值.
例3.(2026·陕西西安·模拟预测)已知为坐标原点,双曲线的离心率为为的左顶点,过右焦点的直线与的右支交于两点,当直线垂直于轴时,的面积为9.
(1)求的方程.
(2)求面积的最小值.
(3)试问轴上是否存在定点,使得为定值,若存在,求出的坐标;若不存在,请说明理由.
变式1.(2026·河北雄安·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,直线过点且与双曲线交于第一象限的点.
(1)若直线与双曲线的左半支交于点,,且,求实数的值;
(2)若点的横坐标为,且满足,证明:直线的斜率为定值.
变式2.(24-25高三上·陕西·期中)已知双曲线(,)的焦距为4,过右焦点且垂直于轴的直线交双曲线于,两点(在轴上方),
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过点的动直线交的左支于点,交的右支于点,直线和的交点为.
(i)求证:的面积为定值;
(ii)求面积的最小值.
考点三 双曲线中的定直线问题
例1.(2026·广东中山·三模)双曲线的一个顶点在直线上,且其离心率为.
(附:双曲线以点为切点的切线方程为)
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若一条直线与双曲线恰有一个公共点,且该直线与双曲线的渐近线不平行,则定义该直线为双曲线的切线,定义该公共点为切线的切点,已知点在直线上,且过点恰好可作双曲线的两条切线,设这两条切线的切点分别为和.
(i)设点的横坐标为,求的取值范围;
(ii)设直线和直线分别与直线交于点和点,证明:直线和直线交点在定直线上.
例2.(2026·黑龙江哈尔滨·三模)已知分别是双曲线:的左、右顶点,点是双曲线上的一点,且.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知过点的直线:,交双曲线的左、右两支于两点(异于).
(ⅰ)求的取值范围;
(ⅱ)设直线与直线交于点,求证:点在定直线上.
例3.(2026·河北·二模)已知双曲线的离心率为点在上.
(1)求的方程.
(2)已知A,B分别为的左、右顶点,过点的直线与Γ的右支交于C,D两点.
(i)若直线BC和BD的斜率分别为,求;
(ii)若直线BC交直线于点N,直线AD和直线MN的交点为Q,证明:点Q在定直线上.
变式1.(24-25高三上·河南许昌·期中)已知双曲线过点,.
(1)求的方程.
(2)若直线与的右支交于点,,以线段为边向右侧作,其中,均与一条渐近线平行,得到点,再过点作与平行的直线交于,,以线段为边向右侧作,其中,均与一条渐近线平行,得到点,…,以此类推,可以得到一列点
(i)证明:点在定直线上.
(ii)证明:为定值.
变式2.(2026·广东东莞·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,实轴长为2,为的右支上一点,且.
(1)求的方程;
(2)设的左、右顶点分别为,直线与交于两点,与轴交于点,直线与交于点,证明:点在定直线上.
变式3.(24-25高三上·江西南昌·开学考试)已知双曲线的焦距为4,过右焦点且垂直轴的直线交曲线的右支于两点(在轴上方),,过右焦点的动直线交的左支于点,交的右支于点,直线和的交点为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)证明点在定直线上,并求出该定直线的方程.
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