内容正文:
双曲线
双曲线 2
【知识梳理】 2
知识点1:双曲线的定义 2
知识点2:双曲线标标准方程 2
知识点3:求解双曲线方程 3
知识点4:双曲线的简单几何性质 3
【题型演练】 5
【题型一:双曲线定义与方程】 5
【题型二:双曲线焦点、焦距、焦半径及渐近线】 10
【题型三:双曲线中的最值】 17
【题型四:双曲线的离心率】 24
双曲线
【知识梳理】
知识点1:双曲线的定义
双曲线的定义:平面内与两个定点的距离的差的绝对值等于非零常数(小于)的点的轨迹叫作双曲线.这两个定点叫作双曲线的焦点,两焦点间的距离叫作双曲线的焦距.
【注意】
设集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数,且a>0,c>0;
(1)当a<c时,P点的轨迹是 双曲线;
(2)当a=c时,P点的轨迹是 两条射线;
(3)当a>c时,集合P是 空集.
【定义拓展】
双曲线第二定义:平面内到一个定点的距离与一条定直线的距离之比值为定值,且定值大于1的动点的轨迹为双曲线。即,这个定点为双曲线的一个焦点,这条定直线为双曲线的一条准线,定值为双曲线的离心率。
双曲线第三定义:A,B为关于原点对称的两个定点,一动点到A,B两点的斜率之积为常数,当>1时,该动点的轨迹为双曲线。
知识点2:双曲线标标准方程
标准方程
-=1
(a>0,b>0)
-=1
(a>0,b>0)
图形
知识点3:求解双曲线方程
(1)用定义法求双曲线的标准方程
根据双曲线的定义,确定的值,结合焦点位置可写出双曲线的标准方程.
(2)用待定系数法求双曲线的标准方程
用待定系数法求双曲线的标准方程时,先确定焦点在x轴还是y轴上,设出标准方程,再由条件确定a2,b2的值,即“先定型,再定量”,如果焦点的位置不好确定,可将双曲线的方程设为或,再根据条件求解.
知识点4:双曲线的简单几何性质
1. 双曲线的简单几何性质
图形
标准方程
范围
x≥a或x≤-a,y∈R
y≥a或y≤-a,x∈R
对称性
关于x轴、y轴对称,关于原点中心对称
顶点
A1(-a,0),A2 (a,0)
A1(0,-a),A2 (0,a)
半轴长
实半轴长为a,虚半轴长为b
离心率
渐近线方程
2. 双曲线的离心率
(1)定义:双曲线的焦距与实轴长的比,叫作双曲线的离心率.
(2)双曲线离心率的范围:e>1.
(3)离心率的意义:离心率的大小决定了渐近线斜率的大小,从而决定了双曲线的开口大小.
因为,所以e越大,越大,则双曲线的开口越大.
(4)等轴双曲线的两渐近线互相垂直,离心率.
【注意】离心率问题的求解技巧
求解双曲线离心率问题的核心技巧在于“构建关于 a,c 的齐次方程”。由于离心率 ,解题时应避免直接求 a,b,c的具体值,而是利用已知条件(如焦点三角形、几何性质、渐近线等)建立包含 a,b,c的等式或不等式。接着,巧妙运用双曲线的基本关系 ,将式子中的 b 消去,转化为仅含 a,c 的齐次方程。最后,等式两边同除以 a或 ,即可将其化为关于 e 的一元方程或不等式,从而精准求出离心率的值或范围。
3. 双曲线中必记结论
(1) 双曲线的通径: 过双曲线的焦点且与双曲线实轴垂直的直线被双曲线截得的线段,称为双曲线的通径.通径长为.
(2)双曲线常考性质
性质1:双曲线的焦点到两条渐近线的距离为常数b;顶点到两条渐近线的距离为常数;
性质2:双曲线上的任意点P到双曲线C的两条渐近线的距离的乘积是一个常数;
(3)双曲线焦点三角形面积为(可以这样理解,顶点越高,张角越小,分母越小,面积越大)
(4)双曲线的切线
点在双曲线上,过点M作双曲线的切线方程为.若点在双曲线外,则点M对应切点弦方程为
【题型演练】
【题型一:双曲线定义与方程】
1.以双曲线的焦点为顶点,且渐近线互相垂直的双曲线的标准方程为( ).
A. B. C. D.或
【答案】C
【知识点】求双曲线的焦点坐标、根据双曲线的渐近线求标准方程
【分析】根据两个曲线性质和方程的关系,转化求解双曲线方程即可.
【详解】解:双曲线,可得焦点坐标,
所求双曲线的顶点,即,且两条渐近线互相垂直,
解得:,
所以双曲线的方程为:.
故选:C.
2.已知点,,,动圆与直线切于点,分别过点且与圆相切的两条直线相交于点,则点的轨迹方程为_______.
【答案】
【知识点】切线长、利用双曲线定义求方程
【分析】设PM,PN分别与圆C相切与R,Q,利用圆的切线长定理,再利用双曲线的定义求解.
【详解】如图所示:
设PM,PN分别与圆C相切与R,Q,
由圆的切线长定理得PQ=PR,MR=MB,NQ=NB,
所以,
所以点P的轨迹是以M,N为焦点的双曲线(去除顶点),且c=3,a=1,
所以点的轨迹方程为
故答案为:.
3.已知,,,以C为焦点的椭圆过A、B两点,则椭圆的另一个焦点F的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】求平面轨迹方程、利用双曲线定义求方程
【分析】由两点间距离公式可得 ,根据题中条件,得到,结合双曲线的定义,即可得出结果.
【详解】因为,,,
所以,,,
因为 都在椭圆上,
所以,,
故的轨迹是以,为焦点的双曲线的下支,
又,,即,,所以,
因此的轨迹方程是().
故选:A.
【点晴】方法点睛:
求轨迹方程的常见方法有:
①直接法,设出动点的坐标,根据题意列出关于的等式即可;
②定义法,根据题意动点符合已知曲线的定义,直接求出方程;
③参数法,把分别用第三个变量表示,消去参数即可;
④逆代法,将代入.
4.已知等轴双曲线的对称轴为坐标轴,右焦点为,则双曲线的方程为______.
【答案】
【知识点】等轴双曲线、根据a、b、c求双曲线的标准方程
【分析】设所求双曲线的方程为,根据该双曲线的焦点坐标求出的值,即可得出所求双曲线的标准方程.
【详解】由于所求等轴双曲线的焦点在轴上,
可设所求双曲线的方程为,
则,解得,
因此,所求等轴双曲线的方程为.
故答案为:.
5.过点的等轴双曲线的方程为________________.
【答案】
【知识点】等轴双曲线、根据双曲线过的点求标准方程
【分析】根据题意设出双曲线方程,代入点的坐标,利用待定系数法求解即可.
【详解】因为双曲线为等轴双曲线,
所以设双曲线方程为,,
将点代入得,解得,
所以双曲线方程为,
故答案为:
6.(多选)已知方程表示的曲线为C,则下列四个结论中正确的是( )
A.当时,曲线C是椭圆
B.当或时,曲线C是双曲线
C.若曲线C是焦点在x轴上的椭圆,则
D.若曲线C是焦点在y轴上的椭圆,则
【答案】BC
【知识点】根据方程表示椭圆求参数的范围、根据方程表示双曲线求参数的范围
【分析】根据椭圆和双曲线的标准方程形式依次判断选项即可.
【详解】当曲线C是椭圆时,,解得或,故A错误;
当曲线C是双曲线时,,解得或,故B正确;
若曲线C是焦点在轴上的椭圆,则,解得,故C正确;
若曲线C是焦点在轴上的椭圆,则,解得,故D错误.
故选:BC
7.(多选)已知曲线,,则下列说法正确的是( )
A.若,则曲线表示两条直线
B.若,则曲线是椭圆
C.若,则曲线是双曲线
D.若,则曲线的离心率为
【答案】ACD
【知识点】判断方程是否表示椭圆、等轴双曲线、判断方程是否表示双曲线、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】根据的取值范围,将曲线化为标准方程,进而进行判断即可.
【详解】由题意,曲线,,
若,则,此时曲线,表示两条直线,故A正确;
若,又,则,
曲线,可化为,
当时,则曲线表示圆,
当时,则曲线表示椭圆,故B错误;
若,又,则,则曲线表示双曲线,故C正确;
若,又,
所以,
则曲线为,
则曲线为等轴双曲线,离心率为,故D正确.
故选:ACD.
8.(多选)已知曲线与曲线,则下列说法正确的是( )
A.曲线的焦点到其渐近线的距离是3
B.当时,两曲线的焦距相等
C.当时,曲线为椭圆
D.当时,曲线为双曲线
【答案】AC
【知识点】判断方程是否表示椭圆、求双曲线的焦距、已知方程求双曲线的渐近线
【分析】求出曲线的焦点坐标和渐近线方程,进而求出距离即可判断A;
求出两条曲线的焦距即可判断B;
根据题意求出的范围即可判断C,D.
【详解】对A,曲线的左右焦点为,渐近线方程是,则焦点到渐近线的距离,A正确;
对B,由A,曲线的焦距为10,若,则曲线是焦点在x轴上的双曲线,焦距为,B错误;
对C,若,则,即曲线为焦点在x轴上的椭圆,C正确;
对D,若,则,不表示任何图形,D错误.
故选:AC.
9.(多选)设方程则下列说法正确的是( )
A.时,方程 C表示一条直线 B.时,方程 C表示圆
C.时,方程 C表示椭圆 D.或时,方程C表示双曲线
【答案】ABD
【知识点】判断方程是否表示椭圆、判断方程是否表示双曲线
【分析】对于A、B选项,将的值代入方程即可判断;对于C,由椭圆方程特点可分析取值范围;对于D,由双曲线方程特点可分析取值范围.
【详解】选项A:当时,方程C化为,即,表示x轴,故A正确;
选项B:当时,方程C化为,表示以原点为圆心、半径为1的圆,故B正确;
选项C:当时,方程C化为,
当时,方程表示圆,并非椭圆,故C错误;
选项D:当时,、,
方程C化为,表示焦点在x轴上的双曲线;
当时,、,
方程C化为表示焦点在y轴上的双曲线,故D正确.
故选:ABD
【题型二:双曲线焦点、焦距、焦半径及渐近线】
10.关于双曲线C:下列说法正确的是( )
A.C的渐近线方程为
B.C的离心率为
C.C的焦点坐标为
D.C的实轴长是虚轴长的4倍
【答案】B
【知识点】求双曲线的焦点坐标、求双曲线的实轴、虚轴、已知方程求双曲线的渐近线、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】根据双曲线方程求出、、,再根据双曲线的渐近线、离心率、焦点以及实轴与虚轴的定义一一判断即可.
【详解】双曲线,则,,,
所以渐近线方程为,故A不正确;
离心率为,故B正确;
焦点坐标为,故C错误;
实轴长为,虚轴长为,所以的实轴长是虚轴长的倍,故D错误.
故选:B
11.(多选)已知双曲线C的方程为,则( )
A.双曲线C的焦点坐标为, B.双曲线C的渐近线方程为
C.双曲线C的离心率为 D.双曲线C上的点到焦点的距离的最小值为1
【答案】ACD
【知识点】求双曲线的焦点坐标、已知方程求双曲线的渐近线、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】根据双曲线的几何性质,由标准方程明确,,则可得答案.
【详解】对于A:由双曲线,则,即,
所以双曲线的焦点坐标为,故A正确;
对于B:双曲线的渐近线方程为,故B错误;
对于C:双曲线C的离心率,故C正确;
对于D:双曲线C上的点到焦点的距离的最小值为,故D正确.
故选:ACD.
12.若椭圆与双曲线的焦点重合,则正实数的值是__________.
【答案】1
【知识点】根据椭圆方程求a、b、c、求椭圆的焦点、焦距、根据双曲线方程求a、b、c、求双曲线的焦点坐标
【分析】分别求出椭圆和双曲线的焦点即可求参.
【详解】双曲线的焦点在x轴上,
椭圆中,
所以,
可得.
故答案为:1.
13.已知双曲线的虚轴长是实轴长的2倍,则的渐近线为__________.
【答案】
【知识点】求双曲线的实轴、虚轴、已知方程求双曲线的渐近线
【详解】由双曲线方程为,知:双曲线的实轴长为,虚轴长为,
由题意得:,解得,
双曲线的渐近线方程为,
因此,的渐近线为.
14.若椭圆与双曲线的焦点相同,则的值为( )
A.25 B.16 C.5 D.4
【答案】C
【知识点】根据椭圆方程求a、b、c、根据双曲线方程求a、b、c
【分析】通过双曲线求出焦点,根据椭圆中的关系,得到的值.
【详解】双曲线焦点为,所以,
所以,
故选:C.
【点睛】
15.若双曲线的焦距为6,则( )
A.5或 B.3 C.5 D.
【答案】D
【知识点】根据方程表示双曲线求参数的范围、求双曲线的焦距
【分析】根据双曲线焦点的不同位置分类,列出不等式组,解之即得.
【详解】若双曲线的焦点在轴上,
依题意可得,解得;
若双曲线的焦点在轴上,
依题意可得,解得.
综上可得:.
故选:D.
16.双曲线的两个焦点分别是,,焦距为10;是双曲线上的一点,且,则的值为( )
A.1 B.13 C.1或13 D.3
【答案】B
【知识点】双曲线定义的理解、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值
【分析】利用双曲线的定义求解,结合焦半径的范围得到的值.
【详解】焦距为10,,,,,
,是双曲线上的一点,,
,,或,
,舍去,.
故选:B.
17.(多选)已知双曲线(),则不因k的变化而变化的是( )
A.顶点坐标 B.渐近线方程 C.焦距 D.离心率
【答案】BD
【知识点】求双曲线的焦距、求双曲线的顶点坐标、已知方程求双曲线的渐近线、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】把方程化成标准形式,再逐项分析判断即得.
【详解】双曲线化为:,实半轴长,虚半轴长,
双曲线的顶点随k的变化而变化,焦距随k的变化而变化,AC不是;
而,渐近线方程不因k的变化而变化,离心率为常数,BD是.
故选:BD
18.(多选)已知焦点在轴上的等轴双曲线(对称中心为坐标原点)的实轴长与圆的半径相等,与圆在第一、二、三、四象限分别交于四点,且,则( )
A.的渐近线方程为 B.
C.的焦距为4 D.四边形的面积为
【答案】ABD
【知识点】双曲线的对称性、等轴双曲线、已知方程求双曲线的渐近线
【分析】根据等轴双曲线的性质判断A,设等轴双曲线和圆的方程,联立后求双曲线方程,以及交点的坐标,即可判断BCD.
【详解】A.等轴双曲线的渐近线方程为,故A正确;
B.设等轴双曲线,圆,,,,,,,
联立,得,,
,得,所以,故B正确;
C. 等轴双曲线中,,所以焦距为,故C错误;
D.由对称性可知,四边形是矩形,所以四边形的面积为,故D正确.
故选:ABD
19.(多选)已知点在双曲线上,分别是左、右焦点,若的面积为20,则下列判断正确的有( )
A.点到轴的距离为 B.
C.为钝角三角形 D.
【答案】BC
【知识点】余弦定理解三角形、双曲线定义的理解、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题
【分析】设点,根据求得判断A;求出点的坐标,利用两点距离求出,根据双曲线定义求出,即可判断B;结合B选项,利用余弦定理求得,则为钝角,即可判断C;由得,即可判断D.
【详解】设点.
因为双曲线,所以,,,.
对于A,,所以,
所以点到轴的距离为4,错误.
对于B,将代入得,则.
由双曲线的对称性,不妨取点的坐标为,得.
由双曲线的定义得,所以,正确.
对于C,结合B选项,在中,,
且,则为钝角,
所以为钝角三角形,正确.
对于D,由,得,且,
所以,所以,错误.
故选:BC
20.(多选)已知双曲线:()的左右两个焦点分别是,,焦距为8,则( )
A.
B.双曲线的离心率为2
C.双曲线的渐近线方程为
D.若是双曲线上一点,且,则的周长为22或14
【答案】BC
【知识点】利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、已知方程求双曲线的渐近线、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】先根据题意,求出的值,再由选项内容逐一判断A,B,C项;对于D,需要按照点在双曲线的左支还是右支进行分类,结合双曲线上的点到焦点距离的范围进行判断取舍即可.
【详解】对于A,因双曲线的焦距为,即得,由:()可得,
则,故A错误;
对于B,由上分析,,故B正确;
对于C,由上分析可得,,则该双曲线的渐近线方程为,即,故C正确;
对于D,若点在双曲线的左支上,由可得,
此时,的周长为;
若点在双曲线的右支上,因,这与已知不符,故D错误.
故选:BC.
【题型三:双曲线中的最值】
21.记双曲线的右焦点为为上一点,则的最小值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【知识点】双曲线定义的理解、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值
【分析】首先判断出点在右支的右侧,根据双曲线定义以及三点共线可求出的最小值.
【详解】记的左焦点为,显然,
而,于是点在右支的右侧,如下图:
则.
当且仅当三点共线时,等号成立.
故选:B.
22.已知是双曲线的左焦点,,是双曲线右支上的动点,则的最小值为______.
【答案】
【知识点】利用定义求双曲线中线段和、差的最值
【分析】根据双曲线的定义转化为可求解.
【详解】设右焦点为,则,则,
依题意有,
,(当在线段与双曲线的交点时,取等号).
故的最小值为9.
故答案为:.
23.已知双曲线的右焦点为为上一点,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【知识点】利用定义求双曲线中线段和、差的最值
【分析】根据焦点坐标可求,结合双曲线的定义可得答案.
【详解】因为右焦点为,所以,即;
设双曲线的左焦点为,则;由双曲线的定义得,
所以,当三点共线时,有最小值,
最小值为,所以的最小值为.
24.是双曲线的右支上一点,、分别是圆和上的点,则的最大值为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】D
【知识点】圆上点到定直线(图形)上的最值(范围)、利用定义求双曲线中线段和、差的最值
【分析】根据题设及双曲线定义、圆的性质确定点到圆上点距离差的最大值.
【详解】双曲线中,如图所示:
,,,设左、右焦点为,,
,,
,
,三点共线且在之间时取等号,
,则,共线且在之间时取等号,
所以.
故选:D
25.(多选)已知双曲线的渐近线与圆相切,分别为的左、右焦点,动点在的左支上,则( )
A. B.为等腰直角三角形
C.的最小值为 D.的最小值为
【答案】BCD
【知识点】由直线与圆的位置关系求参数、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、已知方程求双曲线的渐近线
【分析】根据双曲线的渐近线的方程和直线与圆相切的条件,求出参数,写出双曲线标准方程,根据点的坐标,双曲线的性质,两点间的距离公式,逐一判断各选项正误.
【详解】由题意知双曲线的渐近线方程为,取其中与圆心为,半径为1的圆相切,
可得,由于,解得,所以A错误;
可得双曲线方程为,设双曲线的半焦距为,
则,所以,
因为,所以,,可知,所以为等腰直角三角形,B正确;
动点在的左支上,则,则,
所以,当三点共线时,最小,此时,
此时,所以的最小值为,所以C正确;
设,可得,即,
则,
当时,的最小值,此时,所以D正确;
故选:BCD.
26.(多选)已知双曲线:经过点,为的右焦点,为坐标原点,则( )
A.直线的斜率为
B.的离心率为
C.的两条渐近线的夹角小于
D.若点,是左支上一点,则的最小值为
【答案】BCD
【知识点】已知两点求斜率、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、已知方程求双曲线的渐近线、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】利用题给已知条件,结合双曲线的基本性质(离心率、渐近线、定义等)对各选项进行分析判断.
【详解】
双曲线经过点,
,解得,
,故A错误;
的离心率,,
,故B正确;
双曲线的渐近线方程为,代入,则,
设渐近线的倾斜角为,则,,
,
,
两渐近线的夹角为:,故C正确;
,左焦点,右焦点,
又 因为是左支上一点,
,
,当且仅当三点共线,且在线段上时,等号成立.
,
的最小值为,故D正确.
故选:.
27.(多选)已知双曲线的左、右焦点为,点为右支上一动点,则下列说法正确的是( )
A.双曲线与双曲线有相同的渐近线
B.若,则的周长为
C.若,则的面积为2
D.若为圆上一点,则的最大值为7
【答案】ABD
【知识点】双曲线定义的理解、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、已知方程求双曲线的渐近线
【分析】直接求解渐近线方程判断A;结合双曲线的定义求解即可判断B;设,则,结合勾股定理得,再求解面积判断C;根据题意得为双曲线的左焦点,再结合双曲线的定义求解即可.
【详解】对于A:双曲线,渐近线方程为;
双曲线的渐近线方程为,故A正确;
对于B:由题意得,,
由双曲线的定义得,,
故的周长为,故B正确;
对于C:在右支上,设,则,
因为,所以,解得(负值舍去),
所以的面积为,故C错误;
对于D:圆的圆心的坐标为,半径为1,
易知为双曲线的左焦点;故,
则,
当为线段的延长线与圆的交点时等号成立,
所以的最大值为7,故D正确.
28.已知双曲线的左、右焦点分别为是上的动点,则的最小值为___________.
【答案】/
【知识点】利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题
【分析】不妨设点在双曲线的右支,令,则,令,得,利用函数的单调性求解.
【详解】不妨设点在双曲线的右支,令,
则,得,而,
则,
令,得
而函数在上单调递增,得,
故的最小值为.
故答案为:
【题型四:双曲线的离心率】
29.已知双曲线的离心率为,则C的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】根据离心率求双曲线的标准方程、根据a,b,c齐次式关系求渐近线方程
【分析】根据离心率求出,即可得双曲线线的渐近线方程..
【详解】因为,
所以,即,
因为双曲线的渐近线方程为
所以C的渐近线方程为.
30.双曲线和有相同的渐近线,离心率分别为和,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围、根据a,b,c齐次式关系求渐近线方程
【详解】若双曲线和的焦点在同一坐标轴上,则离心率相等,不合题意,
不妨设双曲线,,,,,,
则对于,其半焦距为,实半轴为,则;
对于,其半焦距为,实半轴为,则,
所以,又,所以,所以,所以.
31.已知,是双曲线C的两个焦点,P为C上一点,且,,则C的离心率为( )
A. B. C. D.3
【答案】C
【知识点】利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】根据双曲线定义可得,,即可在焦点三角形中,利用余弦定理求解,由离心率公式即可求解.
【详解】根据题意可知点在右支上,则,又,
,,
,则在中,,
,故.
故选:C.
32.双曲线的左顶点为A,点P,Q均在C上,且关于y轴对称、若直线AP,AQ的斜率之积为,则C的离心率为( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】根据给定条件,设出点的坐标,再利用斜率坐标公式及双曲线方程求出离心率.
【详解】依题意,,设,则,,
由直线AP,AQ的斜率之积为,得,
解得,所以双曲线C的离心率为.
故选:D
33.设双曲线的左、右焦点分别为,若的右支上任意一点,恒成立,则双曲线的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】双曲线定义的理解、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】根据给定条件,借助双曲线的定义及几何性质列出不等式求出离心率范围.
【详解】依题意,由双曲线定义得,而,则,
令双曲线的半焦距为,则,于是,解得,
所以双曲线的离心率的取值范围是.
34.若双曲线不存在以点为中点的弦,则该双曲线离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】先判断点在双曲线外部或在双曲线上,得,再结合过该中点的直线斜率可得另一不等式,最后求解出的范围,结合离心率等式即可求解.
【详解】由题意得点在双曲线外部或在双曲线上,则,得,
假设存在以为中点的弦,设弦与双曲线交于点,,
则,,
由点,在双曲线上,得,
两式作差得,
所以,
因为不存在该中点弦,所以直线AB与双曲线至多一个交点,
则,也即,
所以,则.
故选:C.
35.已知点在双曲线:(,)上,到两渐近线的距离为,,若恒成立,则的离心率的取值范围为______.
【答案】
【知识点】求点到直线的距离、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】设双曲线上的点,可得,利用点到直线的距离公式可求得,由恒成立可得,从而可求得离心率的取值范围.
【详解】双曲线:(,)的两条渐近线的方程为和,
点到两条渐近线的距离之积为,
而恒成立,又因为的最小值为,
故只需,又点满足双曲线的方程,
,,即,
则的离心率,.
2
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双曲线
双曲线 1
【知识梳理】 1
知识点1:双曲线的定义 1
知识点2:双曲线标标准方程 1
知识点3:求解双曲线方程 2
知识点4:双曲线的简单几何性质 2
【题型演练】 4
【题型一:双曲线定义与方程】 4
【题型二:双曲线焦点、焦距、焦半径及渐近线】 5
【题型三:双曲线中的最值】 7
【题型四:双曲线的离心率】 9
双曲线
【知识梳理】
知识点1:双曲线的定义
双曲线的定义:平面内与两个定点的距离的差的绝对值等于非零常数(小于)的点的轨迹叫作双曲线.这两个定点叫作双曲线的焦点,两焦点间的距离叫作双曲线的焦距.
【注意】
设集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数,且a>0,c>0;
(1)当a<c时,P点的轨迹是 双曲线;
(2)当a=c时,P点的轨迹是 两条射线;
(3)当a>c时,集合P是 空集.
【定义拓展】
双曲线第二定义:平面内到一个定点的距离与一条定直线的距离之比值为定值,且定值大于1的动点的轨迹为双曲线。即,这个定点为双曲线的一个焦点,这条定直线为双曲线的一条准线,定值为双曲线的离心率。
双曲线第三定义:A,B为关于原点对称的两个定点,一动点到A,B两点的斜率之积为常数,当>1时,该动点的轨迹为双曲线。
知识点2:双曲线标标准方程
标准方程
-=1
(a>0,b>0)
-=1
(a>0,b>0)
图形
知识点3:求解双曲线方程
(1)用定义法求双曲线的标准方程
根据双曲线的定义,确定的值,结合焦点位置可写出双曲线的标准方程.
(2)用待定系数法求双曲线的标准方程
用待定系数法求双曲线的标准方程时,先确定焦点在x轴还是y轴上,设出标准方程,再由条件确定a2,b2的值,即“先定型,再定量”,如果焦点的位置不好确定,可将双曲线的方程设为或,再根据条件求解.
知识点4:双曲线的简单几何性质
1. 双曲线的简单几何性质
图形
标准方程
范围
x≥a或x≤-a,y∈R
y≥a或y≤-a,x∈R
对称性
关于x轴、y轴对称,关于原点中心对称
顶点
A1(-a,0),A2 (a,0)
A1(0,-a),A2 (0,a)
半轴长
实半轴长为a,虚半轴长为b
离心率
渐近线方程
2. 双曲线的离心率
(1)定义:双曲线的焦距与实轴长的比,叫作双曲线的离心率.
(2)双曲线离心率的范围:e>1.
(3)离心率的意义:离心率的大小决定了渐近线斜率的大小,从而决定了双曲线的开口大小.
因为,所以e越大,越大,则双曲线的开口越大.
(4)等轴双曲线的两渐近线互相垂直,离心率.
【注意】离心率问题的求解技巧
求解双曲线离心率问题的核心技巧在于“构建关于 a,c 的齐次方程”。由于离心率 ,解题时应避免直接求 a,b,c的具体值,而是利用已知条件(如焦点三角形、几何性质、渐近线等)建立包含 a,b,c的等式或不等式。接着,巧妙运用双曲线的基本关系 ,将式子中的 b 消去,转化为仅含 a,c 的齐次方程。最后,等式两边同除以 a或 ,即可将其化为关于 e 的一元方程或不等式,从而精准求出离心率的值或范围。
3. 双曲线中必记结论
(1) 双曲线的通径: 过双曲线的焦点且与双曲线实轴垂直的直线被双曲线截得的线段,称为双曲线的通径.通径长为.
(2)双曲线常考性质
性质1:双曲线的焦点到两条渐近线的距离为常数b;顶点到两条渐近线的距离为常数;
性质2:双曲线上的任意点P到双曲线C的两条渐近线的距离的乘积是一个常数;
(3)双曲线焦点三角形面积为(可以这样理解,顶点越高,张角越小,分母越小,面积越大)
(4)双曲线的切线
点在双曲线上,过点M作双曲线的切线方程为.若点在双曲线外,则点M对应切点弦方程为
【题型演练】
【题型一:双曲线定义与方程】
1.
以双曲线的焦点为顶点,且渐近线互相垂直的双曲线的标准方程为( ).
A. B.
C. D.或
2.
已知点,,,动圆与直线切于点,分别过点且与圆相切的两条直线相交于点,则点的轨迹方程为_______.
3.已知,,,以C为焦点的椭圆过A、B两点,则椭圆的另一个焦点F的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
4.已知等轴双曲线的对称轴为坐标轴,右焦点为,则双曲线的方程为______.
5.过点的等轴双曲线的方程为________________.
6.(多选)已知方程表示的曲线为C,则下列四个结论中正确的是( )
A.当时,曲线C是椭圆
B.当或时,曲线C是双曲线
C.若曲线C是焦点在x轴上的椭圆,则
D.若曲线C是焦点在y轴上的椭圆,则
7.(多选)已知曲线,,则下列说法正确的是( )
A.若,则曲线表示两条直线
B.若,则曲线是椭圆
C.若,则曲线是双曲线
D.若,则曲线的离心率为
8.(多选)已知曲线与曲线,则下列说法正确的是( )
A.曲线的焦点到其渐近线的距离是3
B.当时,两曲线的焦距相等
C.当时,曲线为椭圆
D.当时,曲线为双曲线
9.(多选)设方程则下列说法正确的是( )
A.时,方程 C表示一条直线 B.时,方程 C表示圆
C.时,方程 C表示椭圆 D.或时,方程C表示双曲线
【题型二:双曲线焦点、焦距、焦半径及渐近线】
10.关于双曲线C:下列说法正确的是( )
A.C的渐近线方程为
B.C的离心率为
C.C的焦点坐标为
D.C的实轴长是虚轴长的4倍
11.(多选)已知双曲线C的方程为,则( )
A.双曲线C的焦点坐标为, B.双曲线C的渐近线方程为
C.双曲线C的离心率为 D.双曲线C上的点到焦点的距离的最小值为1
12.若椭圆与双曲线的焦点重合,则正实数的值是__________.
13.已知双曲线的虚轴长是实轴长的2倍,则的渐近线为__________.
14.若椭圆与双曲线的焦点相同,则的值为( )
A.25 B.16 C.5 D.4
15.若双曲线的焦距为6,则( )
A.5或 B.3 C.5 D.
16.双曲线的两个焦点分别是,,焦距为10;是双曲线上的一点,且,则的值为( )
A.1 B.13 C.1或13 D.3
17.(多选)已知双曲线(),则不因k的变化而变化的是( )
A.顶点坐标 B.渐近线方程 C.焦距 D.离心率
18.(多选)已知焦点在轴上的等轴双曲线(对称中心为坐标原点)的实轴长与圆的半径相等,与圆在第一、二、三、四象限分别交于四点,且,则( )
A.的渐近线方程为 B.
C.的焦距为4 D.四边形的面积为
19.(多选)已知点在双曲线上,分别是左、右焦点,若的面积为20,则下列判断正确的有( )
A.点到轴的距离为 B.
C.为钝角三角形 D.
20.(多选)已知双曲线:()的左右两个焦点分别是,,焦距为8,则( )
A.
B.双曲线的离心率为2
C.双曲线的渐近线方程为
D.若是双曲线上一点,且,则的周长为22或14
【题型三:双曲线中的最值】
21.记双曲线的右焦点为为上一点,则的最小值为( )
A.2 B. C. D.
22.已知是双曲线的左焦点,,是双曲线右支上的动点,则的最小值为______.
23.已知双曲线的右焦点为为上一点,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.
24.是双曲线的右支上一点,、分别是圆和上的点,则的最大值为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
25.(多选)已知双曲线的渐近线与圆相切,分别为的左、右焦点,动点在的左支上,则( )
A. B.为等腰直角三角形
C.的最小值为 D.的最小值为
26.(多选)已知双曲线:经过点,为的右焦点,为坐标原点,则( )
A.直线的斜率为
B.的离心率为
C.的两条渐近线的夹角小于
D.若点,是左支上一点,则的最小值为
27.(多选)已知双曲线的左、右焦点为,点为右支上一动点,则下列说法正确的是( )
A.双曲线与双曲线有相同的渐近线
B.若,则的周长为
C.若,则的面积为2
D.若为圆上一点,则的最大值为7
28.
已知双曲线的左、右焦点分别为是上的动点,则的最小值为___________.
【题型四:双曲线的离心率】
29.已知双曲线的离心率为,则C的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
30.双曲线和有相同的渐近线,离心率分别为和,若,则( )
A. B. C. D.
31.已知,是双曲线C的两个焦点,P为C上一点,且,,则C的离心率为( )
A. B. C. D.3
32.双曲线的左顶点为A,点P,Q均在C上,且关于y轴对称、若直线AP,AQ的斜率之积为,则C的离心率为( )
A.2 B. C. D.
33.设双曲线的左、右焦点分别为,若的右支上任意一点,恒成立,则双曲线的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
34.若双曲线不存在以点为中点的弦,则该双曲线离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
35.已知点在双曲线:(,)上,到两渐近线的距离为,,若恒成立,则的离心率的取值范围为______.
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