内容正文:
双曲线复习讲义(一)—定义、标准方程、几何性质
一、基础知识
1、双曲线的定义、标准方程及其几何性质
说明: (1) 点轨迹是双曲线
点轨迹是射线或
点轨迹不存在
(2) 字幕最大,离心率e越大,双曲线张口越大
(3) 实轴长和虚轴长相等的双曲线称为等轴双曲线,渐近线方程:,离心率e=
(4) 一双曲线的实轴和虚轴分别是另一双曲线的虚轴和实轴,则两条双曲线共轭
(5) 等号右边先化为+1,再看左边分母正负,焦点在符号为正的对应轴上
2.
3.焦点到渐近线的距离等于b,与渐近线平行的直线与双曲线有且只有一个交点
4.直线和双曲线的位置关系
【题型1 双曲线的定义】
【例1-1】已知双曲线的两个焦点分别为,,双曲线上有一点,若,则( )
A.9 B.1 C.1或9 D.11或9
【例1-2】已知双曲线的上、下焦点分别为,过的直线与双曲线的上支交于A,B两点,若,则的周长为( )
A.14 B.12 C.10 D.8
【题型2 双曲线的标准方程】
【例2-1】已知方程 表示双曲线,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【例2-2】“”是“方程表示焦点在轴上双曲线”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【例2-3】对于方程表示的曲线,下列说法正确的是( )
A.曲线只能表示圆、椭圆或双曲线 B.若为负角,则曲线为双曲线
C.若为正角,则曲线为椭圆 D.若为椭圆,则其焦点在轴上
【题型3 求椭圆的焦点、焦距、长轴、短轴】
【例3-1】若椭圆的焦点与双曲线的焦点重合,则的值为( )
A. B. C. D.
【例3-2】若双曲线的虚轴长与实轴长相等,则的值为( )
A.4 B. C. D.1
【例3-3】已知双曲线的渐近线方程为,实轴长为4,则该双曲线的标准方程为( )
A. B.或
C. D.或
【题型4 求双曲线的轨迹方程】
【例4-1】动点与定点的距离和它到定直线的距离的比是,则动点M的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【例4-2】若动圆过定点,且和定圆外切,则动圆圆心的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【例4-3】已知 ,,直线相交于点,且直线与直线的斜率之积为1,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【题型5 等轴双曲线与渐近线】
【例5-1】等轴双曲线C的一个焦点为,则它的实轴长为( )
A. B.2 C.4 D.
【例5-2】若直线为双曲线的一条渐近线,则( )
A. B.2 C. D.4
【题型6 双曲线中焦点三角形问题】
【例6-1】已知,分别是双曲线C:的左、右两个焦点,点P在双曲线C上,且满足,则的面积是( )
A.1 B. C.3 D.
【题型7 双曲线的对称性及其应用】
【例7-1】双曲线的右焦点,过原点的直线与相交于P,Q两点,若,则的面积为( )
A. B.1 C. D.2
【例7-2】如图,在平面直角坐标系中,已知分别是双曲线的左、右焦点,点分别在C的左,右两支上,且在x轴上方,若,则C的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【题型8 求双曲线的离心率或其取值范围】
【例8-1】设双曲线,的离心率分别为,.若,则( )
A. B.2 C.4 D.8
【例8-2】已知双曲线(,)的顶点到渐近线的距离为实轴长的,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【例8-3】已知双曲线的左、右焦点分别为为双曲线上第二象限内一点,若渐近线垂直平分线段,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【例8-4】设双曲线:的右焦点为,双曲线上的两点关于原点对称,且满足,,则双曲线的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【题型9 椭圆中距离的最值问题】
【例9-1】(已知定点,且,动点满足,则的最小值是 .
【例9-2】已知双曲线:的右焦点为,点P在C的右支上,且,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
【例9-3】已知为双曲线的右支上一点,分别是圆和上的点,则的最大值( )
A.11 B.9 C.7 D.6
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双曲线复习讲义(一)—定义、标准方程、几何性质答案
一、基础知识
1、双曲线的定义、标准方程及其几何性质
说明: (1) 点轨迹是双曲线
点轨迹是射线或
点轨迹不存在
(2) 字幕最大,离心率e越大,双曲线张口越大
(3) 实轴长和虚轴长相等的双曲线称为等轴双曲线,渐近线方程:,离心率e=
(4) 一双曲线的实轴和虚轴分别是另一双曲线的虚轴和实轴,则两条双曲线共轭
(5) 等号右边先化为+1,再看左边分母正负,焦点在符号为正的对应轴上
2.
3.焦点到渐近线的距离等于b,与渐近线平行的直线与双曲线有且只有一个交点
4.直线和双曲线的位置关系
【题型1 双曲线的定义】
【例1-1】已知双曲线的两个焦点分别为,,双曲线上有一点,若,则( )
A.9 B.1 C.1或9 D.11或9
【答案】A
【解】,又,
所以或,
又,,
而或,
所以.
【例1-2】已知双曲线的上、下焦点分别为,过的直线与双曲线的上支交于A,B两点,若,则的周长为( )
A.14 B.12 C.10 D.8
【答案】B
【解】如图,由题意可得,的周长为,
由双曲线的定义可得 ,又 ,
所以 ,
所以的周长为12.
【题型2 双曲线的标准方程】
【例2-1】已知方程 表示双曲线,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解】因为方程表示双曲线,所以,解得或,
故的取值范围为.
【例2-2】“”是“方程表示焦点在轴上双曲线”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【解】若“方程表示焦点在轴上双曲线”可得,解得;
当时,方程表示焦点在轴上双曲线,
因此“”是“方程表示焦点在轴上双曲线”的充分必要条件.
【例2-3】对于方程表示的曲线,下列说法正确的是( )
A.曲线只能表示圆、椭圆或双曲线 B.若为负角,则曲线为双曲线
C.若为正角,则曲线为椭圆 D.若为椭圆,则其焦点在轴上
【答案】B
【解】对A,当,即时,曲线的方程为,
此时曲线为两条平行的直线,故A错误;
对B,若为负角,即,则,
此时曲线为双曲线,故B正确;
对C,若为正角,即,当时,,
则曲线的方程为1,是圆,故C错误;
对D,若为椭圆,则,又可变形为,
则为焦点在轴上的椭圆,故D错误.
【题型3 求椭圆的焦点、焦距、长轴、短轴】
【例3-1】若椭圆的焦点与双曲线的焦点重合,则的值为( )
A. B. C. D.
【解】由题知,椭圆的半焦距为,所以,解得.
【例3-2】若双曲线的虚轴长与实轴长相等,则的值为( )
A.4 B. C. D.1
【解】依题意,双曲线的标准方程为,即,
由于虚轴长与实轴长相等,所以,即,即,解得.
【例3-3】已知双曲线的渐近线方程为,实轴长为4,则该双曲线的标准方程为( )
A. B.或
C. D.或
【答案】B
【解】当双曲线焦点在轴上时,设双曲线方程为,
则渐近线方程为,实轴长为,
由题意得,,解得,
则该双曲线的标准方程为.
当双曲线焦点在轴上时,设双曲线方程为,
则渐近线方程为,实轴长为,
由题意得,,解得,
则该双曲线的标准方程为.
综上,该双曲线的标准方程为或.
【题型4 求双曲线的轨迹方程】
【例4-1】动点与定点的距离和它到定直线的距离的比是,则动点M的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解】由题意可得,化简得.
【例4-2】若动圆过定点,且和定圆外切,则动圆圆心的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解】定圆的圆心为,与关于原点对称.
设,由两圆外切可得,所以,
所以,点的轨迹为双曲线的右支.
设双曲线的方程为,则,,,
所以,点的轨迹方程为.
【例4-3】已知 ,,直线相交于点,且直线与直线的斜率之积为1,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解】设点,则,
化简即得:.,即点的轨迹方程为:.
【题型5 等轴双曲线与渐近线】
【例5-1】等轴双曲线C的一个焦点为,则它的实轴长为( )
A. B.2 C.4 D.
【答案】D
【解】设等轴双曲线方程为:,
注意到双曲线的焦点在轴上,则,
双曲线方程可化为,由焦点可知,,则,
于是实半轴为,于是实轴长是.
【例5-2】若直线为双曲线的一条渐近线,则( )
A. B.2 C. D.4
【答案】B
【解】由题意知,双曲线的渐近线方程为,所以.
【题型6 双曲线中焦点三角形问题】
【例6-1】已知,分别是双曲线C:的左、右两个焦点,点P在双曲线C上,且满足,则的面积是( )
A.1 B. C.3 D.
【答案】D
【解答过程】已知,分别是双曲线C:的左、右两个焦点,点P在双曲线C上,
则,,
又,
则,
即,
即,
即的面积是
【题型7 双曲线的对称性及其应用】
【例7-1】双曲线的右焦点,过原点的直线与相交于P,Q两点,若,则的面积为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】B
【解】因为双曲线,所以,设左焦点为,
由题意可知,关于原点对称,所以,
由双曲线的对称性可得,
由双曲线的定义可得,
所以,可得,
又,
所以,
所以的面积为.
【例7-2】如图,在平面直角坐标系中,已知分别是双曲线的左、右焦点,点分别在C的左,右两支上,且在x轴上方,若,则C的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解】
如图,延长交双曲线左支于点,连结,
由双曲线的对称性及知,设,,
则有,,又,
在中,,即,解得,
又在中,,即,
所以,即,所以,
所以双曲线C的渐近线方程为.
【题型8 求双曲线的离心率或其取值范围】
【例8-1】设双曲线,的离心率分别为,.若,则( )
A. B.2 C.4 D.8
【答案】B
【解】,,因为,所以,解得.
【例8-2】已知双曲线(,)的顶点到渐近线的距离为实轴长的,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解】因为双曲线C的顶点到一条渐近线的距离为,
所以,
所以,所以,双曲线C的离心率.
【例8-3】已知双曲线的左、右焦点分别为为双曲线上第二象限内一点,若渐近线垂直平分线段,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解】,渐近线方程为,即,点到渐近线的距离为,
又由题意,所以,
而渐近线是的垂直平分线,则,
所以,,
【例8-4】设双曲线:的右焦点为,双曲线上的两点关于原点对称,且满足,,则双曲线的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解】如图所示:
设双曲线的左焦点,由双曲线的对称性可知,四边形为平行四边形,
又,则,所以平行四边形为矩形,故,
设,,则,
在中,,,
所以,则,
所以,
令,得,
又由,得,
因为对勾函数在上单调递增,所以,
所以 ,即,
则,故,
所以,
所以双曲线离心率的取值范围是,
【题型9 椭圆中距离的最值问题】
【例9-1】(已知定点,且,动点满足,则的最小值是 .
【答案】6
【解】因为动点满足,
所以点P的轨迹是以A,B为焦点的双曲线的一支,
则,即,
不妨设焦点在x轴上,则双曲线方程为,
左焦点为,右焦点为,
设,则,
所以,
所以的最小值是6,
【例9-2】已知双曲线:的右焦点为,点P在C的右支上,且,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解】
由题知,,,所以,
设双曲线的左焦点为,则,,因为点P在C的右支上,
由双曲线的定义知,
所以,
当三点共线时取等号,
所以的最小值为.
【例9-3】已知为双曲线的右支上一点,分别是圆和上的点,则的最大值( )
A.11 B.9 C.7 D.6
【答案】B
【解】
由,得,,则,
则双曲线的两个焦点,,
又,分别是两个圆的圆心,两圆的半径,
所以,,
则
,
即的最大值为.
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