第8章 第48讲 双曲线(课件PPT)-【金版新学案】2027年高考数学高三总复习大一轮复习(广东专版)
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教辅
摘要:
该高中数学高考复习课件聚焦“双曲线”专题,依据课程标准梳理了定义、标准方程、几何性质等核心考点,对接高考评价体系分析离心率、渐近线等高频考点权重,归纳定义应用、方程求解、性质综合等常考题型,体现备考的系统性与针对性。
课件亮点在于高考真题整合与应试技巧指导,如结合2023新课标Ⅰ卷离心率题,用定义法和余弦定理构建解题模型,培养学生数学思维(推理能力)和数学语言(模型观念)。设规律方法总结和易错点分析,帮助学生掌握得分技巧,教师可据此精准教学,助力高效冲刺。
内容正文:
第48讲 双曲线
高三总复习数学 广东专版
第八章 平面解析几何
课程标准
1.了解双曲线的实际背景,感受双曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用.
2.了解双曲线的定义、几何图形和标准方程,以及它的简单几何性质.
3.通过双曲线与方程的学习,进一步体会数形结合的思想.
03
课时分层测评
02
考点探究 能力提升
教材梳理 夯实基础
01
内容索引
教材梳理 夯实基础
返回
1.双曲线的定义
把平面内与两个定点F1,F2的距离的差的_________等于非零常数(_______
|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的______,两焦点间的距离叫做双曲线的______.
集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a,0<2a<|F1F2|},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0.
(1)当2a<|F1F2|时,P点的轨迹是双曲线;(2)当2a=|F1F2|时,P点的轨迹是两条射线;(3)当2a>|F1F2|时,P点不存在.
绝对值
小于
焦距
焦点
2.双曲线的标准方程和简单几何性质
标准方程 -=1(a>0,b>0) -=1(a>0,b>0)
图形
性质 焦点 ________________________ ________________________
焦距 ________________
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
|F1F2|=2c
标准方程 -=1(a>0,b>0) -=1(a>0,b>0)
性质 范围 ________或______,y∈R y≤-a或y≥a,x∈R
对称性 对称轴:________;对称中心:______
顶点 ____________________ ____________________
轴 实轴:线段________,长:____;虚轴:线段B1B2,长:____;实半轴长:___,虚半轴长:___
渐近线 ________ ________
离心率 e=∈___________
a,b,c的关系 c2=________(c>a>0,c>b>0)
x≤-a
x≥a
坐标轴
原点
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),A2(0,a)
A1A2
2a
2b
a
b
y=±x
y=±x
(1,+∞)
a2+b2
1.双曲线方程的常见设法
(1)与双曲线-=1共渐近线的方程可设为-=λ.
(2)若渐近线的方程为y=±x,则可设双曲线方程为-=λ.
2.双曲线中的常用结论
(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.
常用结论
(3)同支的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于实轴的弦),其长为.
(4)若P是双曲线上不同于实轴两端点的任意一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,则,其中θ为∠F1PF2.
1.(多选)下列说法正确的是
A.平面内到点F1(0,4),F2(0,-4)的距离之差的绝对值等于8的点的轨迹为双曲线
B.方程-=1(mn>0)表示焦点在x轴上的双曲线
C.双曲线-=1(m>0,n>0)的渐近线方程是±=0
D.等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率等于
√
√
自测诊断
2.(链接人教A选择性必修一P127T1)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____.
设双曲线的焦点为F1,F2,|PF1|=4,则||PF1|-|PF2||=2,故|PF2|=6或2.又双曲线上的点到它的焦点的距离的最小值为c-a=-1>2,故|PF2|=6.
6
3.(链接人教A选择性必修一P121T3)若方程=1表示双曲线,则实数m的取值范围是____________.
因为方程=1表示双曲线,所以(2+m)(m+1)<0,即-2<m<-1.
(-2,-1)
4.(多空题)(链接人教A选择性必修一P124例3)双曲线-=1的实轴长为_____,离心率为____,渐近线方程为__________.
双曲线-=1中a=5,b2=24,c2=25+24=49,则c=7,所以实轴长为2a=10,离心率e=,渐近线方程为y=±x.
10
y=±x
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考点探究 能力提升
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(1)已知定点F1(-2,0),F2(2,0),N是圆O:x2+y2=1上任意一点,点F1关于点N的对称点为M,线段F1M的中垂线与直线F2M相交于点P,则点P的轨迹为
A.椭圆 B.双曲线
C.抛物线 D.圆
考点一 双曲线的定义及其应用 师生共研
√
典例1
如图,连接ON.由题意可得|ON|=1,且N为MF1的中点.又O为F1F2的中点,所以|MF2|=2.因为点F1关于点N的对称点为M,线段F1M的中垂线与直线F2M相交于点P.由垂直平分线的性质可得|PM|=
|PF1|,所以||PF2|-|PF1||=||PF2|-|PM||=
|MF2|=2<|F1F2|,所以由双曲线的定义可得,点P的轨迹是以F1,F2为焦点的双曲线.故选B.
(2)设F1,F2是双曲线C:x2-=1的两个焦点,O为坐标原点,点P在C上且|OP|=2,则△PF1F2的面积为___.
双曲线的焦点为F1(-2,0),F2(2,0).因为|OP|=2=|F1F2|,所以点P在以F1F2为直径的圆上,即△PF1F2是以P为直角顶点的直角三角形,故|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2,即|PF1|2+|PF2|2=16.又||PF1|-|PF2||=2a=2,所以4=||PF1|-|PF2||2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|=16-2|PF1|·|PF2|,解得|PF1|·|PF2|=6,所以|PF1|·|PF2|=3.
3
(3)已知双曲线C:-=1的左焦点为F1,M为双曲线C右支上任意一点,D点的坐标为(3,1),则|MD|-|MF1|的最大值为_____.
根据题意,知双曲线C的实半轴长a=2.设右焦点为F2(3,0),所以
|MD|-|MF1|=|MD|-(|MF2|+2a)=(|MD|-|MF2|)-2a≤|F2D|-2a=-4=-3,当且仅当M为DF2的延长线与双曲线交点时取等号.
-3
双曲线定义的主要应用
1.在“焦点三角形”中,常利用正弦定理、余弦定理,结合||PF1|-|PF2||=2a,运用平方的方法,建立与|PF1|·|PF2|的联系.
2.与双曲线两焦点有关的问题常利用定义求解.
3.如果题设条件涉及动点到两定点的距离,求轨迹方程时可考虑能否应用定义求解.
规律方法
对点练1.如果双曲线-=1上一点P到它的右焦点的距离是8,那么点P到它的左焦点的距离为
A.4 B.12
C.4或12 D.不确定
设双曲线-=1的左、右焦点分别为F1,F2,则a=2,c==4,则|PF2|=8.由双曲线定义可得||PF1|-|PF2||=2a=4,即||PF1|-8|=4,所以|PF1|=4或|PF1|=12.由于c-a=2,故点P到它的左焦点的距离是4或12.故选C.
√
对点练2.已知动圆M与两圆x2+y2=1和x2+y2-6x+7=0都外切,则动圆M的圆心轨迹为
A.双曲线 B.双曲线的一支
C.抛物线 D.以上都不对
题中两圆分别记为圆A:x2+y2=1以及圆B:x2+y2-6x+7=0,整理得(x-3)2+y2=2,设动圆圆心为M(x,y),半径为r,则于是|MB|-|MA|=-1<|AB|,即差为定值,因此动圆M的圆心轨迹是双曲线的一支.故选B.
√
对点练3.已知F为双曲线C:-=1的左焦点,P为其右支上一点,点A(0,-6),则△APF周长的最小值为
A.4+6 B.4+6
C.6+6 D.6+6
设双曲线的右焦点为M.由双曲线的方程可得a2=4,b2=5,
则a=2,b=,c=3,所以F(-3,0),M(3,0),且|PF|
-|PM|=2a=4,所以|PF|=|PM|+4.△APF的周长
为|PA|+|PF|+|AF|=|PA|+|PM|+4+|AF|
=|PA|+|PM|+4+3≥|AM|+4+3=4+6,当且仅当点P在线段AM上时取等号,则△APF周长的最小值为4+6.故选B.
√
如图,F为双曲线C:-=1的左焦点,双曲线C上的点Pi与P7-i(i=1,2,3)关于y轴对称,则|P1F|+|P2F|+|P3F|-|P4F|-|P5F|-|P6F|=_____.
教师备选
18
设双曲线的右焦点为F2.因为双曲线C上的点Pi与P7-i(i=1,2,3)关于y轴对称,所以|PiF2|=|P7-iF|(i=1,2,3).又双曲线的实轴长为2a=2×3=6,根据双曲线的定义可得|P1F|+|P2F|+|P3F|-|P4F|-|P5F|-|P6F|=(|P1F|-|P6F|)+(|P2F|-
|P5F|)+(|P3F|-|P4F|)=(|P1F|-|P1F2|)+(|P2F|-
|P2F2|)+(|P3F|-|P3F2|)=2a+2a+2a=6a=18.
(1)已知双曲线-=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
考点二 双曲线的标准方程 师生共研
典例2
√
根据题意,知∠F1PF2=90°.又直线PF2的斜率为2,可得tan∠PF2F1==2.根据双曲线定义|PF1|-|PF2|=2a,得|PF1|=4a,|PF2|=2a,|PF1||PF2|=4a×2a=4a2.又=8,所以a2=2,所以|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2=(4a)2+(2a)2=20a2=40.又|F1F2|2=4c2,所以c2=10.又a2+b2=c2,所以b2=8,所以双曲线的方程为-=1.故选C.
(2)已知双曲线的离心率e=,且该双曲线经过点(2,2),则该双曲线的标准方程为___________.
根据题意,知e=,解得a=2b.当焦点在x轴上时,设双曲线的标准方程为-=1(a>0,b>0).因为点(2,2)在该双曲线上,所以-=1,即-=1,此方程无解;当焦点在y轴上时,设双曲线的标准方程为-=1(a>0,b>0).因为点(2,2)在该双曲线上,所以-=1,即-=1,解得b=1,所以a=2,所以该双曲线的标准方程为-x2=1.
-x2=1
(3)经过点P(3,2),Q(-6,7)的双曲线的标准方程为____________.
设双曲线方程为mx2-ny2=1(mn>0).所以-=1.
-=1
求双曲线标准方程的常用方法
1.定义法:根据双曲线的定义确定a2,b2的值,再结合焦点位置,求出双曲线方程.
2.待定系数法:先确定焦点在x轴上还是y轴上,设出双曲线的标准方程,再由条件确定a2,b2的值,即“先定型,再定量”.如果焦点的位置不确定,可将双曲线的方程设为-=λ(λ≠0)或mx2-ny2=1(mn>0),再根据条件求解.
规律方法
对点练4.已知圆C1:(x+3)2+y2=1,C2:(x-3)2+y2=9,动圆M同时与圆C1和圆C2相外切,则动圆圆心M的轨迹方程为
A.x2-=1 B.-y2=1
C.x2-=1(x≤-1) D.x2-=1(x≥1)
√
设动圆M的半径为r.由动圆M同时与圆C1和圆C2相外切,得|MC1|=1+r,|MC2|=3+r,|MC2|-|MC1|=2<6,所以动圆圆心M的轨迹是以点C1(-3,0)和C2(3,0)为焦点的双曲线的左支,且2a=2,解得a=1.又c=3,则b2=c2-a2=8,所以动圆圆心M的轨迹方程为x2-=1(x≤-1).故选C.
对点练5.(一题多解)若双曲线经过点(1,),其渐近线方程为y=±2x,则双曲线的方程为____________.
法一:根据题意知,①若双曲线的焦点在x轴上,则可设-=1(a>0,b>0),则-=1且=2,联立解得a=,b=1,则双曲线的方程为4x2-y2=1;②若双曲线的焦点在y轴上,则可设-=1(a>0,b>0),则-=1,且=2,此时无解.综上,双曲线的方程为4x2-y2=1.
法二:根据题意,可设双曲线方程为4x2-y2=λ(λ≠0).因为双曲线经过点(1,),所以λ=4×12-()2=1,所以双曲线方程为4x2-y2=1.
4x2-y2=1
角度1 渐近线
1.(2021·全国甲卷)点(3,0)到双曲线-=1的一条渐近线的距离为
A. B.
C. D.
考点三 双曲线的几何性质(高考超重点) 多维探究
根据题意,知双曲线的渐近线方程为3x±4y=0.点(3,0)到直线3x+4y=0的距离d=.故选A.
√
2.(2022·北京卷)已知双曲线y2+=1的渐近线方程为y=±x,则m=______.
y2+=1表示双曲线,则m<0,即y2-=1.可知焦点在y轴上,故渐近线方程为y=±.所以,解得m=-3.
-3
3.(2021·新高考Ⅱ卷)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率e=2,则双曲线C的渐近线方程为__________.
因为双曲线的方程是-=1(a>0,b>0),所以双曲线的渐近线方程为y=±x.由离心率为e==2,可得c=2a,所以c2=4a2,即a2+b2=4a2,可得b=a,由此可得双曲线的渐近线方程为y=±x.
y=±x
角度2 离心率
(1)(2024·新课标Ⅰ卷)设双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦
点分别为F1,F2,过F2作平行于y轴的直线交C于A,B两点.若|F1A|=
13,|AB|=10,则C的离心率为____.
典例3
如图,根据题意,知|F2A|=5,|F1F2|==12.由双曲线的定义,得2a=|F1A|-|F2A|=8,2c=|F1F2|=12,所以离心率e=.
(2)(一题多解)(2023·新课标Ⅰ卷)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2.点A在C上,点B在y轴上,⊥,=-,则C的离
心率为______.
法一:根据题意,设|AF2|=2m,则|BF2|=3m=|BF1|,
|AF1|=2a+2m,|AB|=5m.在Rt△ABF1中,9m2+(2a+
2m)2=25m2,则(a+3m)(a-m)=0,故a=m或a=-3m(舍去),
所以|AF1|=4a,|AF2|=2a,|BF2|=|BF1|=3a,则
|AB|=5a,故cos∠F1AF2=.所以在△AF1F2中,cos∠F1AF2=,整理得5c2=9a2,故e=.
法二:根据题意,得F1(-c,0),F2(c,0),令A(x0,y0),B(0,t),因为=-,所以(x0-c,y0)=-(-c,t),则x0=c,y0=-t.又⊥,所以·=(c,-t)·(c,t)=c2-t2=0,则t2=4c2.又点A在C上,则-=1,整理得-=1,则-=1,所以25c2b2-16c2a2=9a2b2,即25c2(c2-a2)-16a2c2=9a2(c2-a2),整理得25c4-50c2a2+9a4=0,则(5c2-9a2)(5c2-a2)=0,解得5c2=9a2或5c2=a2.又e>1,所以e=或e=(舍去),故e=.
角度3 几何性质的综合应用
(1)(多选)(2025·全国二卷)双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别是F1,F2,左、右顶点分别为A1,A2,以F1F2为直径的圆与C的一条渐近线交于M,N两点,且∠NA1M=,则
A.∠A1MA2=
B.|MA1|=2|MA2|
C.C的离心率为
D.当a=时,四边形NA1MA2的面积为8
典例4
√
√
√
不妨设渐近线为y=x,M在第一象限,N在第三象限.对
于A,由双曲线的对称性可得A1MA2N为平行四边形,故
∠A1MA2=π-,故A正确;对于B,法一:因为M
在以F1F2为直径的圆上,故F1M⊥F2M且|MO|=c.设
M(x0,y0),则故MA2⊥A1A2.由A得∠A1MA2
=,故|MA2|=|MA1|,即 |MA1|=|MA2|,故B错误;
法二:因为tan∠MOA2=,又c2=a2+b2,则cos∠MOA2=.又因为以F1F2为直径的圆与C的一条渐近线交于M,N,则OM=c,则若过点M往x轴作垂线,垂足为H,则|OH|=c·=a=|OA2|,则点H与A2重合,则MA2⊥x轴,又∠A1MA2=,所以|MA1|=|MA2|,故B
错误;
法三:在△OMA2中利用余弦定理知,=|OM|2+-2|OM||OA2|cos∠MOA2,即=c2+a2-2ac·=b2,则|MA2|=b,则△A1A2M为直角三角形,且∠A1MA2=,则2|MA2|=|MA1|,故B错误;对于C,法一:因为),故4+2·,由B可知|MA2|=b,|MA1|=b,故4c2=b2+b2+2×bbb2=(c2-a2)即c2=13a2,故离心率e=,故C正确;
法二:因为,则=2,则e=,故C正确;对于D,当a=时,由C可知e=,故c=,故b=2,故四边形NA1MA2的面积为2=222=8,故D正确.故选ACD.
(2)(2025·湖北武汉测试)已知点M(-5,0),点P在曲线-=1(x>0)上运动,点Q在曲线C:(x-5)2+y2=1上运动,则的最小值为______.
如图,在双曲线-=1中,a=3,b=4,c==5,圆(x-5)2+y2=1的圆心为C(5,0),半径r=1.所以双曲线-=1的左、右焦点分别为M,C.
20
由双曲线的定义可得|PM|=|PC|+2a=|PC|+6,|PQ|≤
|PC|+1,所以≥=(|PC|+1)++10≥2+10=20,当且仅当|PC|=4时,等号成立,故的最小值为20.
1.渐近线的求法:求双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线的方法是令-=0,即得两渐近线方程±=0(y=±x).
2.求双曲线的离心率时,将提供的双曲线的几何关系转化为关于双曲线基本量a,b,c的方程或不等式,利用c2=a2+b2和e=转化为关于e的方程(或不等式),通过解方程(或不等式)求得离心率的值(或范围).
规律方法
3.与双曲线有关的最值(范围)问题的解题思路
(1)若条件中存在不等关系,则借助此关系直接变换转化求解.
(2)若条件中没有不等关系,要善于发现隐含的不等关系或借助曲线中不等关系来解决.
规律方法
对点练6.(2021·全国甲卷)已知F1,F2是双曲线C的两个焦点,P为C上一点,且∠F1PF2=60°,|PF1|=3|PF2|,则C的离心率为
A. B.
C. D.
设|PF2|=m,|PF1|=3m,则|F1F2|
m,所以C的离心率e=.故选A.
√
对点练7.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
围是
A.(2,+∞) B.(1,]
C.[,2) D.[,+∞)
√
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,而|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12时,(2a-c)2≤4b2=4c2-4a2,得≤2.综上可知,E的离心率的取值范围是[,+∞).故选D.
对点练8.(多选)(2026·江苏南通调研)已知双曲线C:-=1(b>0)的右焦点为F,直线l:x+by=0是C的一条渐近线,P是l上一点,则
A.C的虚轴长为2 B.C的离心率为
C.|PF|的最小值为2 D.直线PF的斜率不等于-
√
√
已知双曲线C:-=1(b>0)的渐近线方程为x=±y.又直线l:x+by=0是C的一条渐近线,所以=b.又b>0,所以b=,故双曲线C的方程为-=1.对于A,C的虚轴长为2,故A正确;
对于B,设双曲线C的半焦距为c,则c=,所以C的离心率为,故B错误;对于C,由已知有F(,0),所以|PF|的最小值为,故C错误;对于D,C的两条渐近线的斜率分别为,
-,当直线PF的斜率等于-时,PF∥l,与P在l上矛盾,所以直线PF的斜率不等于-,故D正确.故选AD.
(多选)已知双曲线C:-=1(m>0),则下列说法正确的是
A.双曲线C的实轴长为2
B.若双曲线C的两条渐近线相互垂直,则m=2
C.若(2,0)是双曲线C的一个焦点,则m=2
D.若m=2,则双曲线C上的点到焦点距离的最小值为2
√
教师备选
√
对于A,由双曲线C:-=1且m>0,得实轴长为2a=2,故A错误;对于B,渐近线方程为y=±x,若渐近线相互垂直,则-=
-1⇒m=2,故B正确;对于C,若(2,0)为焦点,则c=2,则2+m=c2=4⇒m=2,故C正确;对于D,若m=2,则双曲线C:-=1,故双曲线C上的点到焦点距离的最小值为c-a=2-,故D错误.故选BC.
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课 时 分 层 测 评
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1.(2025·全国一卷)已知双曲线C的虚轴长是实轴长的倍,则C的离心
率为
A. B.2
C. D.2
√
根据题意,得b=a.又c2=a2+b2,所以c2=a2+(a)2=8a2,即c=2a,故e=2.故选D.
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
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13
14
2.已知双曲线mx2-y2=1(m>0)的实轴长为1,则该双曲线的渐近线方程为
A.y=±2x B.y=±x
C.y=±x D.y=±x
√
根据题意,知双曲线的实轴长为2,则2=1,解得m=4,所以该双曲线的渐近线方程为y=±2x.故选A.
2
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1
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(2025·八省联考)双曲线x2-=1的渐近线方程为
A.y=±x B.y=±2x
C.y=±3x D.y=±4x
√
教师备选
双曲线-=1的渐近线方程为±=0,代入此题可知渐近线方程为y=±3x.故选C.
2
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3.经过点M(2,2)且与双曲线-=1有相同渐近线的双曲线方程为
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
√
根据题意,可设所求的双曲线方程为-=λ(λ≠0).因为点M(2,2)在双曲线上,所以-=λ,解得λ=-6,故所求的双曲线方程是-=1.故选D.
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4.(2026·辽宁省部分重点中学协作体考试)已知双曲线C的离心率为,F1,F2为C的两个焦点,过F2作C的一条渐近线的垂线,垂足为P,O为坐标原点,则=
A. B.
C.2 D.
√
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根据题意知,e=,则c=a,b==a,
可知渐近线方程为y=±x,即x±y=0,且F2(a,0),
则|PF2|==a,|F1F2|=2a,∠POF2=,
可得|OP|==a,∠PF2F1=.在△PF1F2中,由余弦定理可得-2|PF2|·|F1F2|·
cos∠PF2F1=a2+8a2-2a×2a=5a2,即|PF1|=a,所以.故选D.
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5.(多选)已知曲线C的方程为-=1,下列说法正确的是
A.若曲线C为焦点在x轴上的椭圆,则m>-n>0
B.曲线C可能是圆
C.若mn<0,则曲线C一定是双曲线
D.若曲线C为双曲线,则渐近线方程为y=±x
√
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对于A,曲线C为焦点在x轴上的椭圆,则=1,即-n>m>0,故A错误;对于B,当m=-n>0时,曲线C表示圆,故B正确;对于C,若m=-n=1,满足mn<0,曲线C的方程为x2+y2=1,表示圆,故C错误;对于D,若曲线C为双曲线,则mn>0,其渐近线方程为-=0,即y=±x.故D正确.故选BD.
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6.(多选)(2025·安徽蚌埠一模)已知双曲线C:-=1(m>0)的一条渐近线方程为x-2y=0,点F1,F2分别是C的左、右焦点,点A1,A2分别是C的左、右顶点,过点F2的直线l与C相交于P,Q点,其中点P在第一象限内,记直线PA1的斜率为k1,直线PA2的斜率为k2,则
A.双曲线C的焦距为2
B.|PF1|-|PF2|=4
C.|PQ|>4
D.k1k2=
√
√
√
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对于A,双曲线C:-=1(m>0)的渐近线方程为y=±x.又一条渐近线方程为x-2y=0,故,解得m=8,故c2=8+2=10,解得c=,故双曲线C的焦距为2,故A正确;对于B,由A知,a==2.由双曲线定义得|PF1|-|PF2|=2a=4,故B正确;
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对于C,F2(,0),当直线l与x轴垂直时,-=1中,令x=时,y=±,故|PQ|=4,故C错误;对于D,A1(-2,0),A2(2,0),设P(m,n),则-=1,即n2=-2,k1k2=·,故D正确.故选ABD.
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7.(多题同解)(1)(一题多解)(2024·全国甲卷改编)已知双曲线的两个焦点分别为(0,4),(0,-4),点(-6,4)在该双曲线上,则该双曲线的离心率____.
法一:根据焦点坐标可知c=4,根据焦点在y轴上,可设双曲线的方程为-=1(a>0,b>0),则所以离心率e==2.
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法二:根据双曲线的定义,得2a=|-|=|6-10|=4,根据焦点坐标可知c=4,所以离心率e==2.
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(2)(2025·安徽江淮十校联考)设双曲线C:-=1(a>0,b>0)的两条渐近线的倾斜角分别为α,β,若α=3β,则C的离心率为_____.
因为α=3β,α+β=π,所以α=,β=,双曲线C:-=1(a>0,b>0)的两条渐近线方程分别为y=±x,所以y=x的倾斜角为β,y=
-x的倾斜角为α,即tan β==1,解得e=,则C的离心率为.
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8.(多题同解)(1)若F1,F2分别是双曲线-=1的左、右焦点,AB是双曲线左支上过点F1的弦,且|AB|=4,△ABF2的周长是20,则m=______.
根据题意得m>0,根据双曲线定义得|AF2|-|AF1|=2a=2,|BF2|-|BF1|=2a=2,上述两式相加得(|AF2|+
|BF2|)-(|AF1|+|BF1|)=4,|AF2|+|BF2|-|AB|=4,即|AF2|+|BF2|-4=4,所以|AF2|+|BF2|=4+4,所以△ABF2的周长为|AF2|+|BF2|+|AB|=4+4+4=20,解得m=9.
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(2)(2025·山东济南二模)双曲线C:-=1的左焦点为F,点A(0,4),若P为C右支上的一个动点,则|PA|+|PF|的最小值为_____.
设双曲线C:-=1的右焦点为F2.对于双曲线C:-=1,可得a2=4,则a=2.
因为点P在双曲线的右支上,所以|PF|-|PF2|=2a=4,即|PF|=
|PF2|+4.则|PA|+|PF|=|PA|+|PF2|+4.根据三角形三边关系:两边之和大于第三边,可得|PA|+|PF2|≥|AF2|,当且仅当A,P,F2三点共线时取等号.已知F2(3,0),A(0,4),根据两点间距离公式,可得|AF2|==5.所以|PA|+|PF|=|PA|+|PF2|+4≥|AF2|+4=5+4=9,即|PA|+|PF|的最小值为9.
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已知F1,F2为双曲线C:x2-y2=2的左、右焦点,点P在C上,∠F1PF2=60°,则△F1PF2的面积为_______.
教师备选
不妨设点P在双曲线的右支上,则|PF1|-|PF2|=2a=2.在△F1PF2中,由余弦定理的推论,得cos∠F1PF2=,所以|PF1|·|PF2|=8,所以|PF1|·|PF2|·sin 60°=2.
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9.(10分)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的焦距为10,F为双曲线的右焦点,且点F到渐近线的距离为4.
(1)求双曲线C的方程;
解:-=1的渐近线的方程为y=±x,即bx±ay=0.
由双曲线的对称性不妨取渐近线为bx-ay=0,则点F(c,0)到bx-ay=0的距离d==b=4.
又因为焦距2c=10,所以c=5,所以a2=c2-b2=9,
所以双曲线C的方程为-=1.
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(2)若点A(12,0),点P为双曲线C左支上一点,求|PA|+|PF|的最
小值.
解:记双曲线C的左焦点为F0,则F0(-5,0),
|PA|+|PF|=|PA|+|PF0|+2a=|PA|+|PF0|+6,
当F0,P,A三点共线时,|PA|+|PF0|最小,且最小值为|AF0|=17.
故|PA|+|PF|的最小值为17+6=23.
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10.(2025·甘肃武威一模)已知双曲线C的焦点为F1(-,0),F2(,0),过点F2的直线与双曲线C交于A,B两点.若|BF2|=2|F2A|,|AB|=|AF1|,则双曲线的渐近线方程为
A.y=±x B.y=±x
C.y=±x D.y=±x
因为双曲线C的焦点坐标为F1(-,0),F2(,0).设双
曲线的方程为-=1(a>0,b>0),所以c=,过点
F2的直线与双曲线C右支交于A,B两点如图所示.
√
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由|BF2|=2|F2A|,|AB|=|AF1|,设|BF2|=2|F2A|=2t,则|AB|=|AF1|=3t.由双曲线的定义知|AF1|-|AF2|=3t-t=2t=2a,所以t=a,|BF1|=4a.在△BAF1中,|AB|=|AF1|=3a,|BF1|=4a,cos∠F1AB=.在△F2AF1中,由余弦定理可得|F1F2|2=|F1A|2+|F2A|2-2|F1A|·|F2A|cos∠F1AF2,即28=9a2+a2-2×3a2,解得a2=3,b2=c2-a2=4,
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所以双曲线C的方程为-=1,双曲线的渐近线方程为y=±x.当过点F2的直线与双曲线C两支交于A,B两点如图所示,由|BF2|=
2|F2A|,|AB|=|AF1|,得|AB|=|AF1|=|AF2|,与双曲线定义不符,故此种情况不成立.综上,双曲线的渐近线方程为y=±x.故选A.
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11.(多选)已知A为双曲线C:-=1上位于第一象限内的点,过点A作x轴的垂线,垂足为M,点B与点A关于原点对称,F为双曲线C的左焦点,则下列结论正确的有
A.若|AB|=10,则AF⊥BF
B.若AF⊥BF,则△ABF的面积为9
C.>2
D.|AF|-|AM|的最小值为8
√
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设双曲线的右焦点为F1,根据题意,四边形AFBF1为
平行四边形,如图.由双曲线C:-=1知a=4,
b=3,c=5.对于A,|AB|=10=|FF1|,则四边
形AFBF1为矩形,AF⊥BF,故A正确;对于B,由双曲线定义得|AF|-|AF1|=8.而|FF1|=10,AF⊥BF,则|AF|2+|AF1|2=
|FF1|2,即(|AF|-|AF1|)2+2|AF||AF1|=|FF1|2,于是|AF||AF1|=18,因此△ABF的面积S=|AF||AF1|=9,故B
正确;
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对于C,在Rt△AFM中,
,双曲线C:-=1的渐近线方程为
y=±x,直线AF的斜率为,即有,,故C错误;对于D,|AF|-|AM|=8+|AF1|-
|AM|≥8,当且仅当|AF1|=|AM|时取等号,故D正确.故选ABD.
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12.(15分)已知点F1,F2分别为双曲线C:x2-=1(b>0)的左、右焦点,过F2作垂直于x轴的直线,在x轴的上方交双曲线C于点M,且∠MF1F2=30°.
(1)求双曲线C的方程;
解:在Rt△MF1F2中,因为∠MF1F2=30°,所以tan∠MF1F2=.
又a=1,a2+b2=c2,联立解得c=,b=,
所以双曲线C的方程为x2-=1.
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(2)过双曲线C上任意一点P作该双曲线两条渐近线的垂线,垂足分别为P1,P2,求·的值.
解:设P(x0,y0)是双曲线C上任意一点,故有2-=2,
两条渐近线方程为l1:x-y=0,l2:x+y=0,设l1:x-y=0的倾斜角为α,故tan α=.
设两条渐近线在第一、四象限的夹角为θ,所以cos θ=cos 2α==-,于是有cos,>=-cos θ=.
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因为P到双曲线两条渐近线的距离为|PP1|=,|PP2|=,所以···cos,>=·.
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13.(多选)(2025·山东济宁一模)若双曲线C:x2-=1的左、右焦点分别为F1,F2,过C的右支上一点P作圆(x-3)2+y2=1的切线,切点为A,B,则下列结论正确的是
A.若·=0,则△PF1F2的面积为9
B.若Q为圆(x-3)2+y2=1上的一动点,则|PF2|+|PQ|的最小值为3
C.四边形PAF2B面积的最小值为
D.·的最小值为2-3
√
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圆(x-3)2+y2=1的圆心为(3,0),半径为1,双曲线的
焦点(±3,0).对于A,由双曲线焦点三角形的面积公
式可得=8,故A错误;对
于B,由双曲线的定义可得|PF2|+|PQ|=|PF1|+|PQ|-2≥5-2=3,当P,F1,Q三点共线时取等号,故B正确;对于C,=2=2|PA|×1,所以当|PA|最小时,四边形的面积最小.由双曲线的性质可得当点P位于右顶点时, |PA|最小,
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所以|PA|=,所以四边形PAF2B面
积的最小值为,故C正确;对于D,·=
||2cos2∠APF2=(|PF2|2-1)(1-2sin2∠APF2)
=(-1)(1-2·)=-3≥
2-3=2-3,当时取等号,但|PF2|≥2,所以取不到等号,故D错误.故选BC.
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14.双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过F2作F1F2的垂线,交双曲线于A,B两点,D是双曲线的右顶点,连接AD,BD并延长,分别交y轴于点M,N.若点P(-3a,0)在以MN为直径的圆上,则双曲线C的离心率为_____.
2
由-=1得y2=b2,即y=±,不妨
设A,而D(a,0),所以直线AD的方程为y-0
=(x-a),y=(x-a).
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令x=0得y=,则M,同理可求得N,
所以以MN为直径的圆的方程为x2+y2=,将P(-3a,
0)代入上式得9a2==(c+a)2,即c2+2ac-8a2=0,即(c-2a)(c+4a)=0,则c=2a,即离心率为=2.
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谢 谢 观 看
双曲线
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