内容正文:
双曲线中的定点问题、定值问题、向量问题专项训练
双曲线中的定点问题、定值问题、向量问题专项训练
考点目录
双曲线中的定点问题
双曲线中的定值问题
双曲线中的向量问题
考点一 双曲线中的定点问题
例1.(2026·湖北武汉·三模)已知圆和定点,动点是圆上任意一点,线段的垂直平分线与直线交于点,设曲线为点的轨迹.
(1)求曲线的方程;
(2)设,斜率为的直线与曲线交于,两点,直线,分别与曲线交于,两点;
(ⅰ)若直线,的斜率之和为0,证明:直线过定点;
(ⅱ)若,证明:直线过定点.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析
【分析】(1)根据垂直平分线性质得,结合Q在直线PE上,分Q在线段延长线和线段上两种情况,推导为定值,对照双曲线定义确定曲线类型,再计算参数得轨迹方程;
(2)(ⅰ)设直线方程,与曲线Γ的方程联立,得韦达定理关系;根据直线,的斜率之和为0,列出方程求得直线中参数,确定定点,证明结论;(ⅱ)设直线的方程,与曲线Γ联立,利用韦达定理可求出A点坐标,同理求B点坐标;结合直线斜率为2的条件,得到坐标满足的方程,即可得直线的方程,从而证明结论.
【详解】(1)圆的圆心为,半径,
线段的垂直平分线与直线交于点,故,
当线段的垂直平分线与射线相交时,,
当线段的垂直平分线与射线相交时,,
所以,
故点的轨迹是以为焦点的双曲线,设其方程为,
则,则,
故点的轨迹的方程为;
(2)(i)设直线,
联立,得,
则,,
,
所以
,解得,
故直线l的方程为,即直线过定点;
(ii)设,则直线的方程为,其中,
联立,可得,
则,将以及代入可得:
,
则,所以,则,
同理,
设直线,代入点A的坐标得,
整理得,同理可得,
所以可知直线的方程为,即,
令,解得,
即直线过定点.
例2.(25-26高二下·上海·期中)已知双曲线的右顶点为,左焦点为,过点且斜率为的直线与双曲线的左支交于,两点,为双曲线右支上的一动点;
(1)求双曲线的实轴长与离心率;
(2)求面积的最小值;
(3)设直线与双曲线交于,两点,且.证明:直线过定点;
【答案】(1)实轴长,离心率
(2).
(3)证明见解析
【分析】(1)由双曲线方程求得,再根据实轴长及离心率的定义求解;
(2)先求出弦长,再求出点到直线的最小距离,即可得到 面积的最小值,而点到直线的最小距离,可转化为平行于直线且与双曲线的右支相切的切点到直线的距离;
(3)设,的坐标分别为,,由利用向量垂直分析确定直线的斜率不为,并设直线的方程为,与双曲线方程联立消去后,利用韦达定理结合条件,根据垂直向量数量积的性质求得,得到直线的方程即可求得其所经过的定点.
【详解】(1)由题意,得,,
所以双曲线的实轴长离心率;
(2)由(1)知,直线的方程为,
设,由,消去得,
,
设平行于直线且与双曲线的右支相切的切线方程为,切点为.
联立,消去,得,
令,得 解得,
当时,直线与双曲线的左支相切,不符合题意,
因此, ,.
因此点到直线的距离,
所以的面积的最小值为.
(3)证明:由(1)知,设,的坐标分别为,.
当直线的斜率为时,,,
则
当时,
,解得,
则,中一个点与重合,此时不成立,所以直线的斜率不为;
设直线的方程为,
联立方程,消去后整理,得,
则,,
,
由,得,
所以 ,
即 ,
化简,得解得或.
当时,直线过点,不合题意;
当时,直线的方程为,所以直线过定点.
例3.(25-26高三上·贵州毕节·期中)已知双曲线:的一条渐近线为:,且右焦点到直线的距离为2.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知是的右顶点,、是上与不重合的两点,且,直线斜率存在,证明:直线过定点,并求出定点的坐标.
【答案】(1)
(2)证明见解析,
【分析】(1)根据双曲线的性质,结合已知条件求出,进而求出双曲线的方程;
(2)联立直线与双曲线方程,利用韦达定理和判别式构造方程,进而求出直线方程,证明结论.
【详解】(1)双曲线:的一条渐近线为:,
,即,
右焦点到直线的距离为,解得,
由,即,得,故,
双曲线的方程为.
(2)证明:由题得,设,,
设的方程为,
联立消去并化简得,
,即,
且,,
,
,即
,
化简得,
解得或,且均满足,
当时,直线的方程为,过定点,与已知矛盾;
当时,直线的方程为,过定点,
综上,直线过定点,且定点的坐标为.
变式1.(2026·浙江绍兴·模拟预测)已知双曲线的离心率为是双曲线上关于原点对称的两个动点(在第一象限),当的斜率为1时,.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)已知为双曲线的右焦点,连接交双曲线于另一点,连接交双曲线于另一点.
①求证:直线恒过定点;
②记直线的倾斜角为,直线的倾斜角为,当取最小值时,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)①证明见解析 ;②
【分析】(1)通过双曲线的基本量关系假设曲线方程,将曲线方程与直线联立,利用韦达定理,结合弦长公式求解.
(2)①设为,则直线:,与曲线方程联立,利用韦达定理可得点坐标,同理可求得点坐标,再将直线表示出来,化简求解;
②由(i)知,,结合正切的两角和公式及基本不等式可求解.
【详解】(1)由题意知,,所以,
则双曲线为.设直线为,
由,得,解得
,则,
故双曲线为.
(2)
(i)设为,则为,
设直线:,直线:,
由,得
又式可化简为
故,故,
代入直线得:
所以.同理,
则.
直线:,整理得,
故直线恒过定点.
(ii)由(i)知,,
当且仅当时,即取等号.
故直线为.
变式2.(2026·安徽池州·二模)已知双曲线过点和.
(1)求双曲线的方程;
(2)是双曲线上一点,设,,直线交于另一点,直线交于另一点,且,(各点均不重合).
(ⅰ)证明:直线过轴上的定点;
(ⅱ)记直线,的斜率分别为,,证明:为定值.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)证明见解析;(ⅱ)证明见解析
【分析】(1)根据双曲线的性质和经过的点可得双曲线方程;
(2)(ⅰ)先设各点的坐标,再结合向量的关系可求得直线经过的定点;(ⅱ)法一:通过设相关点,再结合向量关系可得,进而可证明定值;法二:通过设相关点,再结合向量关系及点差法可得,进而可证明定值;法三:先设直线的方程为,再利用根与系数关系可得及向量关系可得,从而证明定值;法四:直接设直线,再根据系数关系及向量关系可得,进而可证明定值.
【详解】(1)因为双曲线过点,所以点是双曲线的右顶点,得,
又因为双曲线过点,所以,解得.
所以双曲线的方程为.
(2)(i)设点,,,,,如图:
因为,
由得,即.
又因为,
由得,即.
设直线过轴上的定点,则,,
所以直线过轴上的定点
(ⅱ)解法一:(设点法一相关点)
设点,,,由得①
因为点在上,所以,即②,如图:
由①②得
又点在上,所以,即
由题意知,所以③
同理得④
由③-④得,
因为,即⑤
由得,即⑥
联立⑤⑥解得,
所以
解法二:(设点法——定比点差)
设点,,
由得①,由得②
一方面,由得③
将①②代入③得④
另一方面,由得⑤
将①代入⑤得⑦
联立①⑦得⑧,同理得⑨
联立⑧⑨得⑩
由④⑩得
所以
.
解法三:(设线法一设线解点)
设点,,,一方面,由得①
另一方面,联立得(其中)
所以
所以②
由①②得,即③
同理得④
由得⑤
由③-④得⑥
联立⑤⑥得
所以
解法四:(设线法——韦达定理)
由(ⅰ)可设直线
联立得由韦达定理得③
由①②得
④
将③代入④得⑤
又因为点在上,所以⑥
联立⑤⑥得,,
,解得⑦或(舍)
所以
.
所以.
变式3.(25-26高三下·四川成都·开学考试)在平面直角坐标系中,已知点,,若动点满足,设动点的轨迹为.
(1)求曲线的方程;
(2)设点为直线上一点,过作曲线的两条切线,切点分别为、.
①证明:直线过定点;
②若直线与以点为圆心的圆相切,且切点为线段的中点,求四边形的面积.
【答案】(1)
(2)① 证明见解析;②21或
【分析】(1)利用双曲线的定义可知动点轨迹是以点、为左、右焦点双曲线的右支,求出、的值,即可得出轨迹方程;
(2)①先证明过双曲线上一点的切线方程为,设点的坐标为,切点,由切线方程结论及特征法求得直线的方程即可证明结论;
②分两种情况讨论:情况1:直线轴时,将四边形的面积拆分为与的面积和即可;
情况2:直线不垂直于轴时,的方程为,与双曲线方程联立,利用韦达定理可得点的坐标,由,结合向量化简可得,从而得到,求出点和点到直线的距离,由四边形的面积为与的面积和:,即可求解.
【详解】(1)根据双曲线的定义,动点满足,
因此轨迹为双曲线的右支,
由得;由焦点得,
根据双曲线的基本关系,可得,
因此,曲线的方程为;
(2)①先证明引理:过双曲线上一点的切线方程为.
当切线斜率存在时,设过双曲线上一点的切线方程为,
联立双曲线方程消去,得.
因为直线与双曲线相切,故,化简得切线斜率,
将代入点斜式并整理,得,
将代入得.
当切线斜率不存在时,切线为,代入上述方程得,等式成立;
综上所述,过双曲线上一点的切线方程为.
设点的坐标为,切点,
由引理,知双曲线在切点处的切线方程为,
由于点在切线、上,因此满足:,
上述两式表明,点、均在直线上,整理得直线的方程,
令,解得(与无关),故直线恒过定点.
②分两种情况讨论:情况1:直线轴时,的方程为(过定点),
将其代入双曲线方程得,
即、,中点,
由直线的方程,令得,即,
将四边形的面积拆分为与的面积和,因此,总面积为;
情况2:直线不垂直于轴时,的方程为,联立双曲线方程,消去并整理,得,
设,中点,
由韦达定理得,
因此,中点的坐标为,,
由,向量,向量的方向向量为,
故,代入,并化简,
即,即,
又,代入,得,,因此,.
当时,由直线的方程与等价,
得,即,点到直线的距离为,
则,同理,点到直线的距离为,则,
四边形的面积为与的面积和:,
代入数值化简;
当时,由对称性,知面积仍为.
综上所述,四边形的面积为21或.
考点二 双曲线中的定值问题
例1.(25-26高三上·河南·阶段检测)已知双曲线的实轴的长为,离心率.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过点的直线与双曲线交于两点,求线段的中点的轨迹方程;
(3)设为双曲线上任意一点,过作的两条渐近线的垂线,垂足分别为.的面积是否为定值?若是,求出此定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)或
(3)是,
【分析】1)根据实轴的长为,离心率,求出即可求得双曲线的标准方程;
(2)假设直线的方程与双曲线的标准方程联立,通过韦达定理表示出线段的中点的坐标,从而求出轨迹方程;
(3)设,求出点双曲线两条渐近线的距离,再利用分别取两条渐近线的法向量为求出两条渐近线的夹角,由于与两条渐近线垂直,故与该夹角互补,从而表示出面积,再判断是否为定值.
【详解】(1)由双曲线的实轴的长为,得,所以,
又,所以,所以,
所以双曲线的标准方程为.
(2)当直线的斜率不存在时,不符合题意;
当直线的斜率存在时,设斜率为,则直线的方程为,
联立,消去并整理,得 ,
由直线与双曲线有两个交点,得,
且 ,解得且.
设,则,故,
由且,得或,
将代入,整理得,
因为,所以,即 ,
故线段的中点的轨迹方程为或.
(3)的面积是定值.理由如下:
设,则,双曲线的渐近线方程分别为 .
点到两条渐近线的距离分别为,
故.分别取两条渐近线的法向量为,
则,
由于与两条渐近线垂直,所以,与该夹角互补
故,
所以的面积,
故的面积为定值.
例2.(25-26高三下·上海·阶段检测)已知双曲线过点,点为其渐近线上一点.过点的直线与双曲线交于,两点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若与的面积相等,求出M的坐标;
(3)直线AM,AN分别与y轴交于P,Q两点,记PQ的中点为E,判断的外接圆面积是否为定值?若是,求出定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)的外接圆面积为定值,理由见解析
【分析】(1)点代入双曲线方程,点代入渐近线方程,求出得双曲线的方程;
(2)与的面积相等,则M是BN的中点,利用中点坐标公式和双曲线方程求出M的坐标;
(3)把直线l方程代入双曲线方程,利用韦达定理表示出P,Q两点,得到中点E的坐标, 可求的外接圆方程和面积.
【详解】(1)双曲线过点,则有,
双曲线的渐近线方程为,点为渐近线上一点,得,解得,
因此双曲线C的方程为.
(2)由三点共线,和共顶点A,有公共边,底边都在直线l上,
两个三角形的高(点A到直线l的距离)相等,由面积相等可得底边长,
即M是BN的中点,
设,若M是BN中点,则N的坐标为,
将代入双曲线方程:,解得,
代入双曲线方程得,,即.
(3)设过点的直线l方程为,设,
联立直线与双曲线方程得,
整理得,
由韦达定理得,,
直线AM的方程为,令得,同理得,
因为,,
,
所以PQ中点E的纵坐标恒为,即E为定点,
已知均为定点,
设外接圆方程为,代入三点坐标,
解得,所以外接圆方程为,即,
外接圆半径的平方,因此外接圆面积,为定值.
例3.(2026·广东深圳·模拟预测)已知角的顶点为,在的两边上截取,连接,在线段上取一点,使得,记的中点为,以为中心,为顶点作离心率为2的双曲线,以为圆心,为半径作圆,与双曲线左支交于点(射线在内部),则.在上述作法中,以为原点,直线为轴建立如图所示的平面直角坐标系,若,点在轴的上方.
(1)求双曲线的方程;
(2)若过点且与轴垂直的直线交轴于点,点到直线的距离为.
证明:①为定值;
②.
【答案】(1)
(2)①证明见解析;②证明见解析
【分析】(1)根据题设直接求出,即可求出结果;
(2)①根据条件得到直线的方程为,设,则,利用两点间的距离公式及,即可证明结果;②根据条件得到,从而得到,再利用几何关系,即可证明结果.
【详解】(1)设双曲线的方程为,
由及,可得,所以,
因为双曲线的离心率为2,所以,解得,
所以双曲线的方程为.
(2)①由题可得,
因为,所以直线的方程为,
设,则,
所以,
,
所以,为定值.
②因为,由①得,
因为,所以,
又都是锐角,所以,
所以,所以.
变式1.(25-26高三下·浙江杭州·阶段检测)已知双曲线:的离心率为2,左、右顶点分别为,,右焦点到其中一条渐近线的距离为.过的直线与双曲线交于,两点,直线,交于点,直线,交于点,设点为中点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)求直线的方程;
(3)是否为定值?若是,请证明;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)为定值,证明见解析
【分析】(1)根据离心率及焦点到渐近线的距离求解即可.
(2)设出直线方程及,,与双曲线方程联立,求出和,求出直线、方程,联立求出,同理求得,即可得到直线的方程.
(3)结合(2)求出、及点,分别求出、,结合韦达定理化简求解即可.
【详解】(1)由双曲线的离心率为2,得,即.
渐近线方程为,
则右焦点到其中一条渐近线的距离为,则.
又,即,解得,.
故双曲线的标准方程为.
(2)由(1)知,,,.
设过的直线方程为,,.
联立,整理得,
则,.
直线方程为,直线方程为,
联立解得
,
即点的横坐标为.
同理可得,点的横坐标为.
所以直线的方程为.
(3)为定值.
证明:由(2)知,,,则.
将代入直线方程中,可得,
同理可得,
所以
,即.
.
,
所以.
而,
所以.
故为定值,该定值为2.
变式2.(2026·河南·二模)已知双曲线的右焦点到渐近线的距离为1.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)点为坐标原点,过点的直线与双曲线交于两点.
(ⅰ)若的面积为,求直线l的方程;
(ⅱ)双曲线E的左右顶点分别为A,B,直线AM与直线BN交于点P,记直线AM,BN,PF的斜率分别为、、,探究是否为定值,若为定值,求出该定值,若不是定值请说明理由.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)或(ⅱ)是定值2
【分析】(1)利用点到直线的距离公式结合条件求出的值,即得双曲线方程;
(2)(ⅰ)【法一】考虑直线的斜率不存在时,检验直线符合题意;当斜率存在时,设,与双曲线方程联立,写出韦达定理,求出弦长与点到直线的距离,利用列方程求解即得;【法二】基本步骤同法一,利用列方程求解;【法三】设直线的方程为,与法一同法列方程求解;【法四】设直线的方程为,与法二利用列方程求解;(ⅱ)设,与双曲线方程联立,消去,写出韦达定理,分别写出直线,的方程,联立推得,利用斜率公式化简计算即得.
【详解】(1)由已知得渐近线方程为,右焦点,知.
且,则得,又,
故双曲线的标准方程为;
(2)
(ⅰ)【法一】当直线的斜率不存在时,直线方程为,代入双曲线方程,
求得,不妨设,,则,又,
故的面积,即直线符合题意;
当直线的斜率存在时,设其方程为,
将其与双曲线方程联立:,消元可得
则,设,,
则,,
故,
而点到直线的距离,
故的面积为:
,
整理得,化简得
解得,
所以直线方程为.
综上当时,直线的方程为或.
【法二】当直线的斜率不存在时,与上同法得到直线符合题意;
当直线的斜率存在时,与上同法得到:,
因,
故的面积,
即,
整理得,解得,则得直线方程为.
综上当时,直线的方程为或.
【法三】由题意设直线的方程为,
直线与双曲线交于两点,所以,
另设,
则,.
故
点到直线的距离,
故的面积,
即,
解得或,
所以当时,直线的方程为或.
【法四】由题意设直线的方程为,
直线与双曲线交于两点,所以,
另设,,
则,.
故的面积,
即,
解得或,
所以当时,直线的方程为或.
(ⅱ)
由题意知,,故可设,直线与双曲线方程联立得,
又因为直线与双曲线交于两点,则,,
设,,
则,,
所以直线,的方程分别为,,
联立得
得,
则可设点,故可得,,
所以,
所以为定值2.
变式3.(25-26高三上·江西南昌·阶段检测)已知双曲线:(,)上有两点,.
(1)求的方程;
(2)过点的直线与交于,两点(异于点),证明:直线与的斜率之积为定值.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【分析】(1)由点,在双曲线上,列出方程组,联立求解,即可得到双曲线的方程;
(2)设直线的方程为,与双曲线联立,结合韦达定理,代入直线与的斜率之积,化简即可证明.
【详解】(1)由题意,因为点,在双曲线:(,)上,
所以,解得,
故的方程为.
(2)证明:由题意,易知的斜率不为0,
设的方程为,,,
与双曲线联立,即,化简可得,
则,,.
故直线与的斜率之积为
.
即直线与的斜率之积为定值.
考点三 双曲线中的向量问题
例1.(2026·江苏·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,其渐近线方程为.设是上的动点,且不在轴上.
(1)求的方程;
(2)点分别在直线与上,且满足.
①证明:三点共线;
②求的最小值.
【答案】(1)
(2)①证明:设,,则.又,∴,,∵,∴,解得,∴.又,且,∴,解得,∴.∴直线的斜率,直线的斜率,∴三点共线.
②4
【分析】(1)根据双曲线渐近线方程与参数关系即可求解;
(2)①通过点的坐标,根据向量的运算计算、两点坐标,证明即可;
②通过两点间的距离公式,表示出,计算最值即可.
【详解】【小题1】∵双曲线的焦点分别为,其渐近线方程为,
∴,
解得,
∴双曲线的方程为
【小题2】①略
②由①知,,
∴,
∵,∴,
令,则,
当且仅当,即,即时,取“”,
∴的最小值为.
例2.(2026·湖南长沙·二模)已知双曲线,,左右顶点分别为,过点的直线交双曲线于,两点.
(1)若离心率时,求的值;
(2)若,为等腰三角形时,且点在第一象限,求点的坐标;
(3)连接并延长,交双曲线于点,若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据双曲线离心率公式求出;
(2)分类讨论等腰三角形的情况,确定点的坐标;
(3)设直线方程并联立双曲线,应用韦达定理,计算向量数量积,代入韦达定理结果得到参数关系,求的取值范围.
【详解】(1)由题意得,则,
.
(2)当时,双曲线,
其中,,
因为为等腰三角形,则
①当以为底时,显然点在直线上,
这与点在第一象限矛盾,故舍去;
②当以为底时,,
设,联立解得或或,
因为点在第一象限,显然以上均不合题意,舍去;
(或者由双曲线性质知,矛盾,舍去);
③当以为底时,,
设,其中,,
解得,即,
综上所述:.
(3)由题知,,
当直线的斜率为时,此时,不合题意,则,
则设直线,
设点,,延长线交双曲线于点,
根据双曲线对称性知,
联立,
显然二次项系数,
其中,
①,②,
则,,
则,
因为,在直线上,
则,,
即,即,
将①②代入有,
即
化简得,
所以,代入到,
得,所以,
且,解得,
又因为,则,
综上知,,
所以.
变式1.(2026·广东揭阳·二模)已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,实轴长为,点到双曲线的渐近线的距离为1,过的直线与交于右支两点.
(1)求双曲线的方程;
(2)证明存在轴上的一点,使得为定值;
(3)求的最大值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)求出双曲线的基本量后可得双曲线的方程;
(2)设,,联立直线方程和双曲线方程,结合韦达定理化,根据该值为定值可求的坐标;
(3)先求、,再根据两角和的正切公式结合韦达定理可求,故可求的最大值.
【详解】(1)因为实轴长为,故,
而点到双曲线C的渐近线的距离为1,故,
故双曲线的方程为:.
(2)设为半焦距,则,故,
因为与双曲线的右支相交于两个不同的点,故可设,,
由可得即,
故且,所以.
又.
设,则,,
故
为定值当且仅当,故,
故存在轴上的一点,使得为定值且定值为.
(3)由双曲线的对称性不妨设,,
故,,
故
,其中,
设,则,
故,
而,故,
注意到,故的最大值为.
变式2.(2026·福建泉州·模拟预测)已知双曲线C的中心是坐标原点,对称轴为坐标轴,且过,两点.
(1)求C的方程;
(2)设P,M,N三点在C的右支上,,,证明:
(ⅰ)存在常数,满足;
(ⅱ)的面积为定值.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)证明见解析;(ⅱ)证明见解析
【分析】(1)设C的方程为,其中.由C过A,B两点,代入解得,即可.
(2)(ⅰ)设,,,其中,,.因为,所以直线BM的斜率为,方程为.
联立结合韦达定理得到,.
同理,.再结合向量运算即可解决.
(ⅱ)结合前面结论,运用点到直线距离公式,三角形面积公式可解.
【详解】(1)设C的方程为,其中.
由C过A,B两点,故,,解得,.
因此C的方程为.
(2)(ⅰ)设,,,其中,,i=0,1,2.
因为,所以直线BM的斜率为,方程为.
由,得,
所以,
.
因此.
同理可得直线AN的斜率为,直线AN的方程为.
由,得,
所以,
,
因此
.
则,即存在,满足.
(ⅱ)由(ⅰ),直线MN的方程为,
所以点P到直线MN的距离.
而,
所以的面积为定值.
2
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$双曲线中的定点问题、定值问题、向量问题专项训练
双曲线中的定点问题、定值问题、向量问题专项训练
考点目录
双曲线中的定点问题
双曲线中的定值问题
双曲线中的向量问题
考点一 双曲线中的定点问题
例1.(2026·湖北武汉·三模)已知圆和定点,动点是圆上任意一点,线段的垂直平分线与直线交于点,设曲线为点的轨迹.
(1)求曲线的方程;
(2)设,斜率为的直线与曲线交于,两点,直线,分别与曲线交于,两点;
(ⅰ)若直线,的斜率之和为0,证明:直线过定点;
(ⅱ)若,证明:直线过定点.
例2.(25-26高二下·上海·期中)已知双曲线的右顶点为,左焦点为,过点且斜率为的直线与双曲线的左支交于,两点,为双曲线右支上的一动点;
(1)求双曲线的实轴长与离心率;
(2)求面积的最小值;
(3)设直线与双曲线交于,两点,且.证明:直线过定点;
例3.(25-26高三上·贵州毕节·期中)已知双曲线:的一条渐近线为:,且右焦点到直线的距离为2.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知是的右顶点,、是上与不重合的两点,且,直线斜率存在,证明:直线过定点,并求出定点的坐标.
变式1.(2026·浙江绍兴·模拟预测)已知双曲线的离心率为是双曲线上关于原点对称的两个动点(在第一象限),当的斜率为1时,.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)已知为双曲线的右焦点,连接交双曲线于另一点,连接交双曲线于另一点.
①求证:直线恒过定点;
②记直线的倾斜角为,直线的倾斜角为,当取最小值时,求直线的方程.
变式2.(2026·安徽池州·二模)已知双曲线过点和.
(1)求双曲线的方程;
(2)是双曲线上一点,设,,直线交于另一点,直线交于另一点,且,(各点均不重合).
(ⅰ)证明:直线过轴上的定点;
(ⅱ)记直线,的斜率分别为,,证明:为定值.
变式3.(25-26高三下·四川成都·开学考试)在平面直角坐标系中,已知点,,若动点满足,设动点的轨迹为.
(1)求曲线的方程;
(2)设点为直线上一点,过作曲线的两条切线,切点分别为、.
①证明:直线过定点;
②若直线与以点为圆心的圆相切,且切点为线段的中点,求四边形的面积.
考点二 双曲线中的定值问题
例1.(25-26高三上·河南·阶段检测)已知双曲线的实轴的长为,离心率.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过点的直线与双曲线交于两点,求线段的中点的轨迹方程;
(3)设为双曲线上任意一点,过作的两条渐近线的垂线,垂足分别为.的面积是否为定值?若是,求出此定值;若不是,请说明理由.
例2.(25-26高三下·上海·阶段检测)已知双曲线过点,点为其渐近线上一点.过点的直线与双曲线交于,两点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若与的面积相等,求出M的坐标;
(3)直线AM,AN分别与y轴交于P,Q两点,记PQ的中点为E,判断的外接圆面积是否为定值?若是,求出定值;若不是,请说明理由.
例3.(2026·广东深圳·模拟预测)已知角的顶点为,在的两边上截取,连接,在线段上取一点,使得,记的中点为,以为中心,为顶点作离心率为2的双曲线,以为圆心,为半径作圆,与双曲线左支交于点(射线在内部),则.在上述作法中,以为原点,直线为轴建立如图所示的平面直角坐标系,若,点在轴的上方.
(1)求双曲线的方程;
(2)若过点且与轴垂直的直线交轴于点,点到直线的距离为.
证明:①为定值;
②.
变式1.(25-26高三下·浙江杭州·阶段检测)已知双曲线:的离心率为2,左、右顶点分别为,,右焦点到其中一条渐近线的距离为.过的直线与双曲线交于,两点,直线,交于点,直线,交于点,设点为中点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)求直线的方程;
(3)是否为定值?若是,请证明;若不是,请说明理由.
变式2.(2026·河南·二模)已知双曲线的右焦点到渐近线的距离为1.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)点为坐标原点,过点的直线与双曲线交于两点.
(ⅰ)若的面积为,求直线l的方程;
(ⅱ)双曲线E的左右顶点分别为A,B,直线AM与直线BN交于点P,记直线AM,BN,PF的斜率分别为、、,探究是否为定值,若为定值,求出该定值,若不是定值请说明理由.
变式3.(25-26高三上·江西南昌·阶段检测)已知双曲线:(,)上有两点,.
(1)求的方程;
(2)过点的直线与交于,两点(异于点),证明:直线与的斜率之积为定值.
考点三 双曲线中的向量问题
例1.(2026·江苏·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,其渐近线方程为.设是上的动点,且不在轴上.
(1)求的方程;
(2)点分别在直线与上,且满足.
①证明:三点共线;
②求的最小值.
例2.(2026·湖南长沙·二模)已知双曲线,,左右顶点分别为,过点的直线交双曲线于,两点.
(1)若离心率时,求的值;
(2)若,为等腰三角形时,且点在第一象限,求点的坐标;
(3)连接并延长,交双曲线于点,若,求的取值范围.
变式1.(2026·广东揭阳·二模)已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,实轴长为,点到双曲线的渐近线的距离为1,过的直线与交于右支两点.
(1)求双曲线的方程;
(2)证明存在轴上的一点,使得为定值;
(3)求的最大值.
变式2.(2026·福建泉州·模拟预测)已知双曲线C的中心是坐标原点,对称轴为坐标轴,且过,两点.
(1)求C的方程;
(2)设P,M,N三点在C的右支上,,,证明:
(ⅰ)存在常数,满足;
(ⅱ)的面积为定值.
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