专题2.2.2 双曲线的简单几何性质(高效培优讲义)数学北师大版高二选择性必修第一册

2026-09-02
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摘要:

本讲义聚焦双曲线的简单几何性质这一核心知识点,系统梳理范围、对称性、顶点、实轴、虚轴、渐近线、离心率等基础性质,结合等轴双曲线、共轭双曲线等特殊类型,并通过与椭圆性质对比构建知识网络,形成从基础到综合应用的学习支架。 资料含思维导图辅助知识梳理,通过表格对比、即学即练及8类分层题型(如渐近线高频题、离心率重难点),引导学生用数学眼光观察几何特征,用数学思维推理性质关系,课中辅助教师系统教学,课后助力学生通过变式练习查漏补缺,提升解析几何应用能力。

内容正文:

专题2. 2.2双曲线的简单几何性质 教学目标 掌握双曲线的范围、对称性、顶点、实轴、虚轴、渐近线、离心率等几何性质。 会根据双曲线标准方程写出几何性质;能利用几何性质求双曲线方程。 理解离心率e对双曲线开口大小的影响,掌握渐近线方程的求法。 了解等轴双曲线、共轭双曲线的概念与性质。 教学重难点 1.重点 双曲线的范围、对称性、顶点、渐近线、离心率。 渐近线方程的书写;离心率的计算。 2.难点 渐近线概念的理解与记忆,区分焦点在x轴、y轴的渐近线。 由双曲线方程求离心率;已知渐近线求双曲线方程。 离心率范围、渐近线、a,b,c之间的综合转化。 以标准方程:(焦点在x轴)为例;。 知识点 1:双曲线的几何性质 表格 性质 焦点在x轴 焦点在y轴 范围 对称性 关于x轴、y轴对称,关于原点中心对称 关于x轴、y轴对称,关于原点中心对称 顶点 实轴 实轴长2a,实半轴长a 实轴长2a,实半轴长a 虚轴 虚轴长2b,虚半轴长b 虚轴长2b,虚半轴长b 渐近线 离心率 离心率补充: ;e越大,越大,双曲线开口越开阔;e越接近1,开口越扁窄。 。 【即学即练】 双曲线的顶点坐标是(   ) A., B., C., D., 知识点 2:渐近线常用小结论 求渐近线快速方法:将标准方程右边的1改为0,因式分解直接得到渐近线。 共渐近线双曲线系:与有相同渐近线的双曲线方程可设为: 焦点在x轴;焦点在y轴。 【即学即练】 双曲线的渐近线方程为(    ) A. B. C. D. 知识点 3:特殊双曲线 等轴双曲线 定义:实轴长等于虚轴长,即; 方程:; 渐近线:;离心率。 共轭双曲线 以已知双曲线的虚轴为实轴,实轴为虚轴的双曲线叫原双曲线的共轭双曲线; 特点:①有共同渐近线;②各自离心率满足。 【即学即练】 已知等轴双曲线过点,且对称轴都在坐标轴上,则它的标准方程为______. 知识点 4:椭圆与双曲线性质对比 表格 椭圆 双曲线 关系式 ,a最大 ,c最大 离心率 0<e<1 e>1 渐近线 无渐近线 有渐近线 题型 01由双曲线标准方程求几何性质 【典例1】 【变式1】双曲线的实轴长为(   ) A.1 B. C.2 D. 【变式2】若双曲线C:的实轴长与虚轴长相等,则____. 【变式3】已知双曲线的离心率是2,则(    ) A. B.3 C.2 D. 题型 02由几何性质求双曲线标准方程 【典例1】与双曲线有相同渐近线,且经过点的双曲线的方程是_________ 【变式1】根据下列条件求双曲线的标准方程. (1)双曲线经过点,,焦点在x轴上; (2)经过点,且与双曲线有相同的焦点. 【变式2】  求适合下列条件的双曲线的标准方程. (1)焦点在轴上,,经过点; (2)经过、两点. (3)过点,且与椭圆有相同焦点双曲线方程. 【变式3】求适合下列条件的双曲线的标准方程: (1)顶点在轴上,焦距为10,离心率是; (2)一个顶点的坐标为,一个焦点的坐标为. 题型 03:渐近线相关问题(高频) 【典例1】已知双曲线的一条渐近线的斜率为,则双曲线的离心率为( ) A.2 B. C. D.3 【变式1】若双曲线的两条渐近线与圆共有3个公共点,则的离心率为(    ) A. B. C. D. 【变式2】  已知双曲线的一个焦点坐标是,则该双曲线的渐近线方程为(    ) A. B. C. D. 【变式3】已知焦点在x轴上的双曲线M与双曲线N:有共同的渐近线,且点在双曲线M上,则双曲线M的方程为____________. 已知双曲线与有相同的渐近线,则数对可以为_____. 题型 04:离心率求值、求离心率的范围(重难点) 【典例1】已知双曲线的左右焦点为,,为上一点,若,且,则双曲线的离心率为(    ) A. B. C. D. 【变式1】已知双曲线的左、右焦点分别为是双曲线上一点,,的平分线与轴交于点,则双曲线的离心率为(    ) A. B. C. D. 【变式2】已知双曲线(,)的左、右焦点分别为,,直线()与轴交于点,若A为右支上的一点,且,则的离心率的取值范围为______. 【变式3】已知双曲线C:(,)的左、右焦点分别为,,直线l:与C相交于点M,若,则离心率e的取值范围为__________. 题型 05:等轴双曲线、共轭双曲线问题 【典例1】经过点,并且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线的标准方程为(    ) A. B. C. D. 【变式1】等轴双曲线C的左、右焦点分别为,,以为直径的圆O与双曲线C交于M,N,P,Q四点.设四边形的面积为,圆O的面积为,O为坐标原点,则(    ) A. B. C. D. 【变式2】经过点,且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线的标准方程是_____________. 【变式3】 题型 06:双曲线焦点三角形综合 【典例1】已知和分别为双曲线的左顶点和左焦点,B,C两点在上,,若,则__________. 【变式1】在平面直角坐标系中,分别为双曲线的左、右焦点,过的直线交于两点.若,则的值为_____. 【变式2】  已知双曲线:的左、右焦点为 ,点 在双曲线 的右支上,点 关于原点的对称点为 ,则 _____ 【变式3】已知双曲线:焦距为,左、右焦点分别为,点在上且轴,的面积为,点为双曲线右支上的任意一点,则的取值范围是__________ 题型 07:直线与双曲线简单位置关系 【典例1】设动点与定点的距离和到直线的距离的比是. (1)求动点的轨迹方程; (2)过点的直线与动点的轨迹相交于两点,且恰好是线段的中点,求直线的方程. 【变式1】已知中心是坐标原点的双曲线的两个焦点为,且的离心率为3. (1)求的方程; (2)设直线与交于两点,若,求的值. 题型 08:双曲线中点问题 【典例1】设为双曲线上两点,下列四个点中,可以作为线段中点的是(    ) A. B. C. D. 【变式1】过点的直线与圆相切于点,与曲线交于点R.若的中点为,则__________. 1.设点是双曲线上的动点,定点,则的最小值为(    ) A. B.3 C.12 D. 2.已知为双曲线上一动点,过原点的直线交双曲线于,两点,其中,则的最小值为(    ) A. B. C. D. 3.若,则的最小值为(    ) A.1 B.2 C.4 D. 4.双曲线的实轴长、虚轴长与焦距的和为8,则半焦距的取值范围是(   ) A. B. C. D. 5.双曲线的顶点坐标为(    ) A. B. C. D. 6.已知双曲线C:的左、右顶点分别为A,B,点P在C上且在第一象限内,设直线AP与BP的斜率分别为,,则的最小值为(    ) A. B. C.1 D.2 7.函数与的图象在第一象限的公共点为,则(    ) A. B. C. D. 8.已知曲线是中心在坐标原点,对称轴为坐标轴的等轴双曲线,点在上,则的实轴长为(    ) A.2 B. C.4 D. 10.实轴长为6,虚轴长为8,焦点在x轴上的双曲线方程为(  ) A. B. C. D. 1.已知两定点和,双曲线以,为焦点且经过动点,若在直线上运动,则双曲线的离心率的取值范围为_______. 2.双曲线的焦距为2c,直线l过点和,且点到直线l的距离与点到直线l的距离之和,则双曲线离心率e的取值范围为______. 3.曲线的离心率为,则______. 4.已知双曲线过点,且与双曲线有相同的离心率,则双曲线的标准方程为______. 5.两条渐近线为,的双曲线,则被直线截得弦长为,双曲线方程为__________. 6.已知双曲线焦点在x轴上,且焦距为6,,则 (1)求双曲线标准方程; (2)判断点在不在双曲线上,并说明理由. 7.已知双曲线中,,且经过点,焦点在轴上,求该双曲线的标准方程. 8.已知双曲线的实半轴长为2,半焦距为4. 求双曲线C的方程; 判断点是否在双曲线C上. 9.已知双曲线的焦点在轴上,焦距为. (1)求的值; (2)求双曲线的顶点坐标与渐近线方程. 10.已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.求C的方程. 11.若双曲线标准方程为的离心率为,且过点, (1)求双曲线标准方程 (2)点P为双曲线右支上第一象限的点,轴,点A为双曲线左顶点,为左右焦点,求直线AP方程 12.根据下列条件,求双曲线方程: (1)与双曲线有公共焦点,且过点; (2)与双曲线有公共渐近线,且过点. 7 / 7 学科网(北京)股份有限公司 $ 专题2. 2.2双曲线的简单几何性质 教学目标 掌握双曲线的范围、对称性、顶点、实轴、虚轴、渐近线、离心率等几何性质。 会根据双曲线标准方程写出几何性质;能利用几何性质求双曲线方程。 理解离心率e对双曲线开口大小的影响,掌握渐近线方程的求法。 了解等轴双曲线、共轭双曲线的概念与性质。 教学重难点 1.重点 双曲线的范围、对称性、顶点、渐近线、离心率。 渐近线方程的书写;离心率的计算。 2.难点 渐近线概念的理解与记忆,区分焦点在x轴、y轴的渐近线。 由双曲线方程求离心率;已知渐近线求双曲线方程。 离心率范围、渐近线、a,b,c之间的综合转化。 以标准方程:(焦点在x轴)为例;。 知识点 1:双曲线的几何性质 表格 性质 焦点在x轴 焦点在y轴 范围 对称性 关于x轴、y轴对称,关于原点中心对称 关于x轴、y轴对称,关于原点中心对称 顶点 实轴 实轴长2a,实半轴长a 实轴长2a,实半轴长a 虚轴 虚轴长2b,虚半轴长b 虚轴长2b,虚半轴长b 渐近线 离心率 离心率补充: ;e越大,越大,双曲线开口越开阔;e越接近1,开口越扁窄。 。 【即学即练】 双曲线的顶点坐标是(   ) A., B., C., D., 【答案】D 【分析】利用双曲线方程直接求解即可. 【详解】由双曲线方程可知顶点在y轴上,且, ∴则顶点坐标为,. 故选:D. 知识点 2:渐近线常用小结论 求渐近线快速方法:将标准方程右边的1改为0,因式分解直接得到渐近线。 共渐近线双曲线系:与有相同渐近线的双曲线方程可设为: 焦点在x轴;焦点在y轴。 【即学即练】 双曲线的渐近线方程为(    ) A. B. C. D. 【答案】A 【分析】化双曲线方程为标准方程即可求解. 【详解】由题意得双曲线标准方程为, 即得, 所以双曲线的渐近线方程为. 知识点 3:特殊双曲线 等轴双曲线 定义:实轴长等于虚轴长,即; 方程:; 渐近线:;离心率。 共轭双曲线 以已知双曲线的虚轴为实轴,实轴为虚轴的双曲线叫原双曲线的共轭双曲线; 特点:①有共同渐近线;②各自离心率满足。 【即学即练】 已知等轴双曲线过点,且对称轴都在坐标轴上,则它的标准方程为______. 【答案】 【分析】依题意设双曲线方程为,代入点的坐标求出的值,即可得解. 【详解】依题意设双曲线方程为, 因为等轴双曲线经过点,所以,解得, 所以双曲线的标准方程为. 故答案为:. 知识点 4:椭圆与双曲线性质对比 表格 椭圆 双曲线 关系式 ,a最大 ,c最大 离心率 0<e<1 e>1 渐近线 无渐近线 有渐近线 题型 01由双曲线标准方程求几何性质 【变式1】双曲线的实轴长为(   ) A.1 B. C.2 D. 【答案】D 【分析】根据已知条件求得,进而求得实轴长. 【详解】双曲线,对应, 所以,所以实轴长为. 【变式2】若双曲线C:的实轴长与虚轴长相等,则____. 【答案】1 【分析】根据双曲线知识并结合实轴长与虚轴长相等,从而求解. 【详解】由题可知:, 解之得:或(舍去). 故答案为:1. 【变式3】已知双曲线的离心率是2,则(    ) A. B.3 C.2 D. 【答案】B 【详解】已知双曲线方程为,则, , ,解得. 题型 02由几何性质求双曲线标准方程 【典例1】与双曲线有相同渐近线,且经过点的双曲线的方程是_________. 【答案】 【分析】设双曲线方程为,将点坐标代入求值即可. 【详解】设双曲线方程为, 将点代入得,得, 故双曲线方程为. 故答案为: 【变式1】根据下列条件求双曲线的标准方程. (1)双曲线经过点,,焦点在x轴上; (2)经过点,且与双曲线有相同的焦点. 【答案】(1); (2). 【分析】(1)根据给定条件,将点代入双曲线的方程,计算作答. (2)由已知设所求双曲线的方程为,再将点代入求解作答. 【详解】(1)因双曲线的焦点在轴上,且,则设所求双曲线的方程为, 而双曲线过点,则有,解得, 所以所求双曲线的标准方程为. (2)所求双曲线与双曲线有相同的焦点,则设所求双曲线的方程为, 而此双曲线过点,于是有,解得或(舍去), 所以所求双曲线的标准方程为. 【变式2】  求适合下列条件的双曲线的标准方程. (1)焦点在轴上,,经过点; (2)经过、两点. (3)过点,且与椭圆有相同焦点双曲线方程. 【答案】(1) (2) (3) 【分析】(1)设双曲线的标准方程为,将点代入双曲线的方程,求得,即可求解; (2)设双曲线的方程为,将点代入双曲线方程,求得的值,即可求解; (3)根据题意,设双曲线标准方程为,代入点,结合,求得的值,即可求解. 【详解】(1)解:因为,且双曲线的焦点在轴上, 可设双曲线的标准方程为, 将点的坐标代入双曲线的方程得,解得, 因此,双曲线的标准方程为. (2)解:设双曲线的方程为, 将点的坐标代入双曲线方程可得,解得, 因此,双曲线的标准方程为. (3)解:由题意知,椭圆的焦点坐标为, 所以可设双曲线标准方程为,其中, 代入点可得,联立解得; 所以双曲线标准方程为. 【变式3】求适合下列条件的双曲线的标准方程: (1)顶点在轴上,焦距为10,离心率是; (2)一个顶点的坐标为,一个焦点的坐标为. 【答案】(1); (2). 【分析】(1)根据双曲线焦距、离心率,结合双曲线的性质即可求的双曲线方程; (2)根据双曲线的顶点或焦点位置、结合双曲线的性质即可求双曲线方程. 【详解】(1)依题意,可设双曲线的标准方程为, 则,解之可得, 则双曲线的方程为; (2)依题意,双曲线的焦点在轴上,设其标准方程为, 则,解之可得, 则双曲线的标准方程为. 题型 03:渐近线相关问题(高频) 【典例1】已知双曲线的一条渐近线的斜率为,则双曲线的离心率为( ) A.2 B. C. D.3 【答案】B 【分析】首先利用双曲线渐近线的方程得到,然后利用离心率公式求解离心率即可. 【详解】根据双曲线渐近线的方程满足,所以. 所以双曲线的离心率为 【变式1】若双曲线的两条渐近线与圆共有3个公共点,则的离心率为(    ) A. B. C. D. 【答案】B 【分析】先求出圆心坐标和双曲线渐近线方程,可以得到圆与相切,然后利用圆心到渐近线的距离等于半径列出的一个方程,求解间的关系,最后求离心率. 【详解】双曲线的两条渐近线方程为. 圆的圆心坐标为,半径. 由题意双曲线的两条渐近线与圆共有3个公共点,所以圆与其中一条渐近线相切. 因为圆心坐标位于第一象限,圆与相交,与相切. 圆心到渐近线的距离等于半径,即, 整理得,. ,. 【变式2】  已知双曲线的一个焦点坐标是,则该双曲线的渐近线方程为(    ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】将双曲线方程化为标准形式,确定双曲线中的,然后利用确定,进而根据双曲线标准方程得到双曲线的渐近线方程. 【详解】将转化为标准形式, 显然,由,所以,解得. 所以双曲线标准方程为. 所以该双曲线的渐近线方程为. 【变式3】已知焦点在x轴上的双曲线M与双曲线N:有共同的渐近线,且点在双曲线M上,则双曲线M的方程为____________. 【答案】 【详解】依题意,设双曲线M的方程为, 将点代入得,解得, 所以双曲线M的方程为. 已知双曲线与有相同的渐近线,则数对可以为_____. 【答案】(答案不唯一) 【详解】可知双曲线的渐近线为, 可知双曲线的渐近线为, 当渐近线相同时,可得或,即, 所以数对可以为. 题型 04:离心率求值、求离心率的范围(重难点) 【典例1】已知双曲线的左右焦点为,,为上一点,若,且,则双曲线的离心率为(    ) A. B. C. D. 【答案】A 【分析】设点在的右支上,,则,由,可得①,在中,由余弦定理可得②,由①②即可得与的关系,再根据离心率公式求解即可. 【详解】不妨设点在的右支上,, 则, 又因为为中点, 所以, 平方得, 即, 整理得,① 在中,由余弦定理可得:, 即, 整理得,② 由①②可得:,即, 所以双曲线的离心率, 又因为, 所以. 【变式1】已知双曲线的左、右焦点分别为是双曲线上一点,,的平分线与轴交于点,则双曲线的离心率为(    ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】先应用角平分线定理得出,再结合双曲线定义得出,最后应用离心率公式求值即可. 【详解】因为的平分线与轴交于点,所以, 因为,A在双曲线右支上,设, 因为,所以 , 又因为,所以, 所以. 【变式2】已知双曲线(,)的左、右焦点分别为,,直线()与轴交于点,若A为右支上的一点,且,则的离心率的取值范围为______. 【答案】 【分析】利用定义化简条件可得,根据建立不等关系,化简可得a,c关系,由此可求离心率范围. 【详解】设双曲线的半焦距为, 对于直线,令,解得,即, ∵A为右支上的一点,则,即, 则,整理得, 注意到,可得,整理得, 由双曲线可知,所以的离心率的取值范围为. 故答案为:. 【变式3】已知双曲线C:(,)的左、右焦点分别为,,直线l:与C相交于点M,若,则离心率e的取值范围为__________. 【答案】 【分析】根据双曲线的定义,渐近线的性质以及余弦定理求出,,在代入到不等式中即可求解. 【详解】如图,双曲线C的焦点为,,渐近线方程为, 因为直线l的斜率,则直线l与双曲线C的一条渐近线平行,且过点, 设直线l与双曲线C的另一条渐近线相交于点N, 可知,,,, 因为,即, 且,即, 解得,,若, 即,解得,所以,又,所以. 故答案为: 题型 05:等轴双曲线、共轭双曲线问题 【典例1】经过点,并且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线的标准方程为(    ) A. B. C. D. 【答案】B 【分析】利用等轴双曲线的标准方程,结合代入法进行求解即可. 【详解】设对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线的方程为, 因为该双曲线过点, 所以,即, 故选:B 【变式1】等轴双曲线C的左、右焦点分别为,,以为直径的圆O与双曲线C交于M,N,P,Q四点.设四边形的面积为,圆O的面积为,O为坐标原点,则(    ) A. B. C. D. 【答案】B 【分析】根据题意结合等轴双曲线可得双曲线C:,圆O:,联立方程求,进而可得,,即可得结果. 【详解】因为双曲线C为等轴双曲线,则,, 则双曲线C:,圆O:, 联立方程,解得, 则四边形的面积为,圆O的面积为, 所以. 【变式2】经过点,且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线的标准方程是_____________. 【答案】 【分析】根据题意,得双曲线的方程为,将点代入方程,求得的值,即可求解. 【详解】由题意,所求双曲线为等轴双曲线,可得双曲线的方程为, 因为所求双曲线过点,可得,解得, 所以,所求双曲线的方程为. 故答案为:. 【变式3】 题型 06:双曲线焦点三角形综合 【典例1】已知和分别为双曲线的左顶点和左焦点,B,C两点在上,,若,则__________. 【答案】/8.5 【分析】由斜率关系推出B,C两点关于轴对称,再结合双曲线的定义即可求解. 【详解】由题意得即, ,所以在的左支上,设, 所以有, 且根据题设条件知,所以, 由双曲线的对称性可知B,C两点关于轴对称, 所以, 即,解得, 【变式1】在平面直角坐标系中,分别为双曲线的左、右焦点,过的直线交于两点.若,则的值为_____. 【答案】/ 【分析】设,利用可求出,结合对称性可取,继而利用直线的方程联立双曲线方程,可得之积,再利用向量数量积的坐标运算即可求解. 【详解】由条件知.设, 由得, 即,故,进而. 由双曲线的对称性,不妨设,即,则直线l的斜率为, 则直线的方程为,即,代入的方程, 消去并化简可得的二次方程,其两根,. 因此. 故答案为: 【变式2】  已知双曲线:的左、右焦点为 ,点 在双曲线 的右支上,点 关于原点的对称点为 ,则 _____ 【答案】6 【分析】根据双曲线的定义和对称性,可列式求值. 【详解】如图: 对双曲线:,可得. 因为点、关于原点对称,根据双曲线的对称性可得. 所以, 根据双曲线的定义,. 故答案为:6 【变式3】已知双曲线:焦距为,左、右焦点分别为,点在上且轴,的面积为,点为双曲线右支上的任意一点,则的取值范围是__________ 【答案】 【分析】先计算双曲线的标准方程,再由焦半径公式计算即可. 【详解】由题意可知, 代入双曲线方程有, 又的面积为,即, 所以双曲线方程为:, 设, 则, 同理, 因为,则, 故答案为:. 题型 07:直线与双曲线简单位置关系 【典例1】设动点与定点的距离和到直线的距离的比是. (1)求动点的轨迹方程; (2)过点的直线与动点的轨迹相交于两点,且恰好是线段的中点,求直线的方程. 【答案】(1) (2) 【分析】(1)根据题意列出方程,化简即可得解; (2)利用“点差法”求出直线的斜率即可得解. 【详解】(1)设动点,由题意可得 所以,化简整理得, 所以动点的轨迹方程是 (2)设, 因为在动点的轨迹上,所以,, 两式相减得, 即 因为是线段的中点,所以, 所以,即直线的斜率, 所以直线的方程为,即 【变式1】已知中心是坐标原点的双曲线的两个焦点为,且的离心率为3. (1)求的方程; (2)设直线与交于两点,若,求的值. 【答案】(1) (2) 【分析】(1)设双曲线方程为,即可求出、,从而求出; (2)设,,联立直线与双曲线方程,消元,列出韦达定理,利用弦长公式得到方程,解得即可. 【详解】(1)依题意设双曲线方程为, 所以,解得,则, 所以双曲线方程为; (2)设,, 由,消去整理得, 所以,解得或, 又,, 所以, 即,解得(满足), 题型 08:双曲线中点问题 【典例1】设为双曲线上两点,下列四个点中,可以作为线段中点的是(    ) A. B. C. D. 【答案】AD 【分析】设两点坐标,利用点差法获得直线的斜率与线段的中点横纵坐标间的关系,逐项判断即可. 【详解】设,记AB的中点为. 则,两式相减得,. 当直线的斜率不存在时,,线段中点在轴上,没有符合的选项; 当直线的斜率为零时,,线段中点在轴上,没有符合的选项; 当直线的斜率存在且不为零,即时,设斜率为. 所以,即,即. 对于A,若作为线段中点,则, 直线的方程为,即, 由,得. 因为, 所以方程组有两解,直线与双曲线有两个交点, 即可以作为线段中点,所以A正确; 对于B,若作为线段中点,则, 直线的方程为,即, 由,得. 因为,所以方程组无解,直线与双曲线没有交点, 即不可以作为线段中点,所以B不正确; 对于C,若作为线段中点,则, 直线的方程为,即, 恰为双曲线的一条渐近线,所以与双曲线无交点, 即不可以作为线段中点,所以C不正确; 对于D,若作为线段中点,则, 直线的方程为,即, 由,得, 因为, 所以方程组有两解,直线与双曲线有两个交点, 即可以作为线段中点,所以D正确. 故选:AD. 【变式1】过点的直线与圆相切于点,与曲线交于点R.若的中点为,则__________. 【答案】 【分析】设为上的任意一点,将点绕原点逆时针旋转到,根据旋转关系,可得点的轨迹为等轴双曲线,从而得到曲线也是等轴双曲线,由双曲线的性质结合几何关系即可求解. 【详解】设为上的点,将点绕原点逆时针旋转到, 则,由于,则, 化简可得:,则点的轨迹为等轴双曲线,其焦点为,,且; 所以曲线也是等轴双曲线,其焦点为,,故点到焦点距离之差为常数.即,如图所示. 因为点分别是和的中点,故, 而,由于, 所以. 故答案为: 1.设点是双曲线上的动点,定点,则的最小值为(    ) A. B.3 C.12 D. 【答案】A 【分析】由数量积的定义可得,结合点在双曲线上可得,且,由此可求结论. 【详解】因为,,, 所以,, 所以, 因为点是双曲线上的动点, 所以或,, 所以,当且仅当时等号成立, 所以当点的坐标为或时,取最小值,最小值为, 故选:A. 2.已知为双曲线上一动点,过原点的直线交双曲线于,两点,其中,则的最小值为(    ) A. B. C. D. 【答案】B 【分析】由已知可得,再根据向量数量积公式化简,结合点在双曲线上,可得最值. 【详解】设,且,即, 又直线过原点,且双曲线关于坐标原点对称, 可得与关于坐标原点对称, 则, 所以,, 即, 又, 即的最小值为, 故选:B. 3.若,则的最小值为(    ) A.1 B.2 C.4 D. 【答案】A 【分析】利用数形结合的思想,将等式两边平方后可看作曲线的方程,最后将看作是曲线上的点到原点距离的平方,结合图形求其最小值. 【详解】由题意得,, 将两边同时平方可得:, 即, 所以可看作是双曲线的右支上的点, 又如图所示, 双曲线的右支上的点到原点距离最小, 即的最小值为1,故的最小值为1. 故选:A. 4.双曲线的实轴长、虚轴长与焦距的和为8,则半焦距的取值范围是(   ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】根据基本不等式,结合三者关系,求解即可. 【详解】设双曲线的实半轴长为,虚半轴长为,半焦距为, 则,即,又 且,由基本不等式得 ,当且仅当 时等号成立,又,所以, 化简得,解得或(舍去) 因为在双曲线中,(可构成三角形),即, 解得,综上所述,. 5.双曲线的顶点坐标为(    ) A. B. C. D. 【答案】B 【分析】根据给定条件,利用双曲线的几何性质求解即得. 【详解】由双曲线方程,得该双曲线焦点在轴上,实半轴长, 所以双曲线的顶点坐标为. 故选:B 6.已知双曲线C:的左、右顶点分别为A,B,点P在C上且在第一象限内,设直线AP与BP的斜率分别为,,则的最小值为(    ) A. B. C.1 D.2 【答案】D 【分析】先通过题干求出和两点的坐标,再设出点的坐标,写出两条直线的斜率,最后利用均值不等式即可求出. 【详解】由题意,双曲线C:的左、右顶点分别为A,B,,, 设,则直线的斜率;直线的斜率,, 又因为点P在C上,,即,,又P在第一象限,,, ,当且仅当,即,时,等号成立, 的最小值为2. 故选:. 7.函数与的图象在第一象限的公共点为,则(    ) A. B. C. D. 【答案】A 【分析】根据两个函数分别是双曲线和椭圆的上半部分,结合双曲线和椭圆的定义可得. 【详解】由函数,得,函数是双曲线的上半部分, 双曲线的焦点为,实半轴长为. 由函数,得,函数是椭圆的上半部分, 椭圆的焦点为,长半轴为. 因为公共点在第一象限, 由双曲线的定义得,由椭圆的定义得, 联立两式解得,所以. 因此. 8.已知曲线是中心在坐标原点,对称轴为坐标轴的等轴双曲线,点在上,则的实轴长为(    ) A.2 B. C.4 D. 【答案】C 【分析】设双曲线方程为,代入点求解可得方程,然后可得实轴长. 【详解】因为曲线是中心在坐标原点,对称轴为坐标轴的等轴双曲线, 所以可设其方程为, 因为点在上,所以,即, 所以曲线的方程为,则, 所以的实轴长为. 10.实轴长为6,虚轴长为8,焦点在x轴上的双曲线方程为(  ) A. B. C. D. 【答案】A 【分析】根据双曲线的实轴长、虚轴长及焦点位置直接写出双曲线方程即可. 【详解】由题设,双曲线方程可设为,且,即, 所以双曲线方程为. 故选:A 1.已知两定点和,双曲线以,为焦点且经过动点,若在直线上运动,则双曲线的离心率的取值范围为_______. 【答案】 【分析】设出双曲线方程,联立直线方程,可得与交点横坐标有关一元二次方程,结合双曲线定义与一元二次方程根的判别式可计算出的范围,再利用离心率定义计算即可得解. 【详解】设双曲线的方程为,, 联立,消去可得, 则, 化简得,又,解得, 故. 2.双曲线的焦距为2c,直线l过点和,且点到直线l的距离与点到直线l的距离之和,则双曲线离心率e的取值范围为______. 【答案】 【分析】通过截距式设出直线方程,并求出两点到直线的距离之和,进而建立不等式,最后求出答案. 【详解】设直线l的方程为,即. 由点到直线的距离公式,且,得点到直线l的距离, 点到直线l的距离. 所以. 由,得,即. 因为,所以,所以, 即,所以,所以, 即e的取值范围为. 故答案为:. 3.曲线的离心率为,则______. 【答案】或 【分析】根据离心率确定方程为双曲线的方程,然后按照焦点位置分类讨论,进而利用离心率公式得到关于的方程,即可得答案; 【详解】因为可化为, 因为曲线的离心率为,所以曲线必然为双曲线, 所以当时,双曲线的焦点在轴上,, 所以,则; 当时,双曲线的焦点在轴上,, 所以,则,所以; 综上,或. 4.已知双曲线过点,且与双曲线有相同的离心率,则双曲线的标准方程为______. 【答案】 【分析】与双曲线共离心率的双曲线方程可设为或,代入点的坐标求解. 【详解】设与双曲线共离心率的双曲线方程为或, 因为双曲线过点,所以,(舍去), 所以双曲线的方程为,即. 故答案为:. 5.两条渐近线为,的双曲线,则被直线截得弦长为,双曲线方程为__________. 【答案】 【分析】根据渐近线方程设出双曲线方程,与直线方程联立,结合弦长公式及韦达定理求解即可. 【详解】已知两条渐近线为,,即. 可设双曲线的方程为. 联立,整理得. ,则. 设方程的两根为,,则,, 代入弦长公式得, 即,,解得. 故双曲线方程为,即. 6.已知双曲线焦点在x轴上,且焦距为6,,则 (1)求双曲线标准方程; (2)判断点在不在双曲线上,并说明理由. 【答案】(1) (2)点在双曲线上 【分析】(1)求得,由此求得双曲线的标准方程. (2)根据点的坐标满足方程,由此得点在双曲线上. 【详解】(1)因为双曲线的焦距为6,所以,又,所以, 又双曲线的焦点在轴上,所以双曲线的标准方程为; (2)因为,所以点的坐标满足双曲线的方程, 所以点在双曲线上. 7.已知双曲线中,,且经过点,焦点在轴上,求该双曲线的标准方程. 【答案】 【分析】首先根据双曲线焦点在轴上设出标准方程,再利用已知条件列出方程组,解之可得. 【详解】依题意可设双曲线方程为, 则有解得 故所求双曲线的标准方程为. 8.已知双曲线的实半轴长为2,半焦距为4. 求双曲线C的方程; 判断点是否在双曲线C上. 【答案】(1) (2)见解析 【分析】由题意可得a,c,由a,b,c的关系可得b,进而得到所求双曲线的方程; 将代入双曲线的方程,检验是否成立,即可得到结论. 【详解】由题意可得,, 即有, 可得双曲线的方程为; 将代入双曲线方程, 可得, 则点在双曲线C上. 【点睛】本题考查双曲线的方程的求法,注意运用基本量的关系,考查方程思想和运算能力,属于基础题. 9.已知双曲线的焦点在轴上,焦距为. (1)求的值; (2)求双曲线的顶点坐标与渐近线方程. 【答案】(1);(2)顶点坐标;渐近线方程 【分析】(1)根据焦距可得,由可知,求得; (2)由(1)知双曲线方程,可得顶点坐标为,渐近线为. 【详解】(1)焦距为         (2)由(1)知,双曲线方程为:,即, 双曲线顶点坐标为,渐近线方程为: 【点睛】本题考查双曲线方程、渐近线方程的求解等知识,考查双曲线部分的基础定义和几何性质,属于基础题. 10.已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.求C的方程. 【答案】 【分析】根据双曲线定义及离心率性质可得. 【详解】设双曲线方程为,由焦点坐标可知, 则由可得,, 双曲线方程为. 11.若双曲线标准方程为的离心率为,且过点, (1)求双曲线标准方程 (2)点P为双曲线右支上第一象限的点,轴,点A为双曲线左顶点,为左右焦点,求直线AP方程 【答案】(1); (2). 【详解】(1)因为离心率,故, 因为,得,即,所以, 双曲线过点,将其代入方程, 因为,所以,解得,则, 因此,双曲线的标准方程为; (2)由轴,可知的横坐标为, 代入双曲线方程,得, 因为在第一象限,故,即, 直线的斜率. 所以直线的方程为,即. 12.根据下列条件,求双曲线方程: (1)与双曲线有公共焦点,且过点; (2)与双曲线有公共渐近线,且过点. 【答案】(1) (2) 【分析】(1)根据双曲线有公共焦点得到,然后将点的坐标代入双曲线方程求解. (2)根据双曲线有公共渐近线得到,然后将点的坐标代入双曲线方程求解. 【详解】(1)解法1:设双曲线方程为. 由题意易求. 又双曲线过点, , , , 故所求双曲线方程为, 解法2:设双曲线方程为, 将点代入得, ∴双曲线方程为. (2)解法1:设双曲线方程为. 由题意得,解得. 故双曲线方程为. 解法2:设所求双曲线方程为, 将点代入得. 所以双曲线方程为,即. 2 / 33 学科网(北京)股份有限公司 $

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专题2.2.2 双曲线的简单几何性质(高效培优讲义)数学北师大版高二选择性必修第一册
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