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.
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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.
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