内容正文:
第04讲 3.2.2双曲线的简单几何性质
第一部分 思维导图
第二部分 知识梳理
知识点01:双曲线的简单几何性质
标准方程
()
()
图形
性质
范围
或
或
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点坐标
,
,
渐近线
离心率
,,
a,b,c间的关系
【即学即练1】(26-27高三上·甘肃兰州·阶段检测)已知双曲线:的一条渐近线为,则的焦距为_______.
知识点02:等轴双曲线
()称双曲线为等轴双曲线
①离心率; ②两渐近线互相垂直,分别为;
③等轴双曲线的方程,;
【即学即练2】(25-26高二上·贵州毕节·期末)已知等轴双曲线的中心在原点,它的一个焦点为,则双曲线的方程是( )
A. B. C.D.
知识点03:直线与双曲线的位置关系
1、代数法:设直线,双曲线联立解得:
(1)时,,直线与双曲线交于两点(左支一个点右支一个点);
,,或k不存在时,直线与双曲线没有交点;
(2)时,
存在时,若,,直线与双曲线渐近线平行,直线与双曲线相交于一点;
若
时,,直线与双曲线相交于两点;
时,,直线与双曲线相离,没有交点;
时,直线与双曲线有一个交点;相切
不存在,时,直线与双曲线没有交点;
直线与双曲线相交于两点;
【即学即练3】(26-27高三·全国·一轮复习)过点作与双曲线仅有一个公共点的直线,这样的直线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
知识点04:弦长公式
1、直线被双曲线截得的弦长公式,设直线与椭圆交于,两点,则
为直线斜率
2、通径的定义:过焦点且垂直于实轴的直线与双曲线相交于、两点,则通径长为:
知识点05:双曲线与渐近线的关系
1、若双曲线方程为(,)渐近线方程:
2、若双曲线方程为(,)渐近线方程
【即学即练4】(多选)(26-27高三上·河北沧州·开学考试)双曲线的渐近线方程有( )
A. B.
C. D.
知识点06:双曲线中点弦的斜率公式
设为双曲线弦(不平行轴)的中点,则有
证明:设,,则有, 两式相减得:
整理得:,即,因为是弦的中点,
所以: , 所以
【即学即练5】设双曲线的动弦所在直线的斜率为中点为,则______.
第三部分 题型精讲
题型01由双曲线的方程求几何性质
【典例1】(多选)(24-25高二下·陕西·期末)已知双曲线:,则( )
A.双曲线的实轴长为 B.双曲线的虚轴长为
C.双曲线的离心率为 D.双曲线的渐近线的斜率为
【典例2】(多选)(25-26高二下·山西朔州·期中)设双曲线,则( )
A.C的虚轴长为4 B.C的焦距为
C.C的离心率为 D.C的渐近线方程为
【变式1】(多选)(25-26高二上·湖北荆州·期末)设双曲线,则( )
A.的虚轴长为2
B.的焦距为
C.的离心率为
D.的渐近线方程为
【变式2】(多选)(25-26高二上·广东江门·期末)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
【变式3】(多选)(25-26高二上·陕西渭南·期末)已知双曲线,下列结论正确的是( )
A.离心率为 B.渐近线方程为
C.右焦点坐标为 D.焦点到渐近线距离为
题型02根据双曲线几何性质求其标准方程
【典例1】(福建省泉州市部分校2026-2027学年高三8月适应性考试数学试题)双曲线焦点在轴,离心率,且过点,则双曲线方程为( )
A. B. C.D.
【典例2】(2026·湖南长沙·三模)若以直线为渐近线的双曲线经过点,则该双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式1】(2026·山西忻州·模拟预测)已知双曲线的一条渐近线斜率为2,且焦距为,则该双曲线方程为( )
A. B. C.D.
【变式2】(2026·重庆沙坪坝·模拟预测)已知双曲线C:的虚轴长是实轴长的2倍,且焦点到渐近线的距离为2,则此双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式3】(2026·辽宁大连·一模)若以直线为渐近线的双曲线经过点,则该双曲线的方程为( )
A. B. C.D.
题型03双曲线的渐近线问题
【典例1】(26-27高三上·安徽·阶段检测)双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
【典例2】(26-27高三上·北京海淀·开学考试)双曲线的渐近线方程是______.
【变式1】(25-26高三下·广西南宁·阶段检测)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2】(25-26高二下·陕西商洛·阶段检测)双曲线: (, )过点和,则其渐近线方程为( )
A. B. C.D.
【变式3】(2026·北京顺义·三模)双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
题型04双曲线的离心率问题(定值)
【典例1】(26-27高三上·山东滨州·开学考试)已知双曲线的一条渐近线方程为,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【典例2】(26-27高三上·湖南长沙·开学考试)已知双曲线 的一条渐近线方程是 则该双曲线的离心率为________.
【变式1】(26-27高三上·北京西城·开学考试)双曲线的一条渐近线倾斜角为,则双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
【变式2】(25-26高二下·贵州遵义·阶段检测)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3】(26-27高三上·北京门头沟·开学考试)双曲线的离心率为__________.
题型05双曲线的离心率问题(最值或范围)
【典例1】(2026高三上·全国·专题练习)已知点为双曲线的右支上一点,,分别为双曲线的左右焦点,点为的内切圆圆心,若恒有成立,则双曲线的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【典例2】(25-26高三下·广东东莞·阶段检测)已知圆与双曲线,若在双曲线上存在一点,使得过点能作圆的两条切线,切点为,且,则双曲线的离心率的取值范围是( )
A. B. C.D.
【变式1】(25-26高二下·辽宁朝阳·期末)若双曲线:的两条渐近线均与圆:相交,则的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式2】(25-26高三下·河南周口·阶段检测)若直线与双曲线的交点为,,且大于的虚轴长,则的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式3】(2026高三·全国·专题练习)已知双曲线的半焦距为c,若,则它的离心率的取值的范围是_______.
题型06根据双曲线的离心率求参数
【典例1】(2026·湖北·一模)双曲线的离心率为,则的值为( )
A. B. C.2 D.4
【典例2】已知点F为双曲线的右焦点,过F作一条渐近线的垂线,垂足为A,若(点O为坐标原点)的面积为2,双曲线的离心率,则a的取值范围为__________.
【变式1】(25-26高三下·湖南邵阳·阶段检测)若双曲线的离心率为,则的值为( )
A. B. C.2 D.3
【变式2】(25-26高二上·河南·期中)已知焦点在轴上的双曲线的离心率,则( )
A.1 B. C. D.1或
【变式3】(25-26高二下·上海奉贤·期末)曲线的离心率为,则______.
题型07直线与双曲线的位置关系
【典例1】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)直线与双曲线交于不同的两点,则斜率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【典例2】(25-26高二上·北京·阶段检测)已知直线与双曲线的右支有两个不同的交点,则k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式1】(25-26高二上·河北石家庄·阶段检测)已知直线与双曲线没有公共点,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式2】(2026·北京石景山·二模)设双曲线C:,若直线与双曲线C无公共点,则b的一个取值为______.
【变式3】(25-26高三下·北京海淀·开学考试)已知直线与双曲线的左右两支各交于一点,则b的取值范围为________.
题型08弦长问题
【典例1】(2026·河北·二模)已知双曲线的渐近线方程为,点在双曲线上.
(1)求双曲线的焦距;
(2)过双曲线的右焦点且倾斜角为的直线与交于两点,求.
【典例2】(25-26高二上·山东济南·期中)已知双曲线的右焦点为,渐近线方程为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过的直线交双曲线于A,B两点,且,求的方程.
【变式1】(25-26高二上·广西贺州·期末)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.
【变式2】(25-26高二上·四川攀枝花·期末)已知双曲线过点,渐近线方程为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若直线与双曲线交于两点,且,求的值.
【变式3】(25-26高二上·江苏淮安·期中)已知双曲线的焦点为,且双曲线上的点到两个焦点距离之差的绝对值为2.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若直线与双曲线相交于两点,且,求实数的值.
题型09三角形面积问题
【典例1】(25-26高二上·广西玉林·期中)已知双曲线E的标准方程为:,左右焦点分别是、,到双曲线渐近线的距离是1.
(1)求双曲线E的标准方程;
(2)若斜率为1的直线过点与双曲线E交于A、B两点,求的面积.
【典例2】(24-25高二上·四川乐山·期末)已知,是双曲线的左右焦点,且两顶点间的距离是4,虚轴长是实轴长的.
(1)求双曲线C的离心率;
(2)直线与双曲线交于A,B两点,若四边形的面积为,求.
【变式1】(2024·山东·二模)已知双曲线的中心为坐标原点,点在双曲线上,且其两条渐近线相互垂直.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若过点的直线与双曲线交于,两点,的面积为,求直线的方程.
【变式2】(22-23高二下·湖南湘潭·期末)已知双曲线的一条渐近线方程为,焦距为.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)若O为坐标原点,过的直线l交双曲线C于A,B两点,且的面积为,求直线l的方程.
【变式3】(25-26高二下·云南玉溪·期末)已知,分别是双曲线的左、右顶点,点是双曲线上的一点.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知过点的直线,交双曲线的左、右两支于,两点(异于,).
(ⅰ)求的取值范围;
(ⅱ)若,其中为坐标原点,求直线的方程.
题型10中点弦和点差法
【典例1】(26-27高三上·云南玉溪·开学考试)已知双曲线的离心率为3,A,B是C上的两点.
(1)求C的标准方程;
(2)若线段的中点为,求直线的方程.
【典例2】(25-26高二上·河南郑州·期末)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】(25-26高二上·贵州安顺·期末)已知,直线,相交于点,且它们的斜率之积是4.
(1)求点的轨迹的方程.
(2)过点能否作一条直线与轨迹交于,两点,且是线段的中点?若能,求出直线的方程;若不能,说明理由.
【变式2】(25-26高二上·河北·阶段检测)已知双曲线的一条渐近线方程为,且经过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线与双曲线相交于两点,且线段的中点坐标为,求直线的方程.
【变式3】(25-26高二上·湖北黄冈·阶段检测)已知点,,直线,相交于,且它们的斜率之积为.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)若过点的直线交点的轨迹于,两点,且为线段的中点,求直线的方程.
题型11双曲线的定点、定值、定直线问题问题
【典例1】(26-27高三上·安徽六安·开学考试)已知双曲线:的离心率为2,过的右顶点作轴的垂线,与的两条渐近线分别交于点,,且.
(1)求的方程;
(2)过点作两条互相垂直的直线,,分别交于点,(,均异于),证明:直线过定点.
【典例2】(2026·广东佛山·模拟预测)已知双曲线,()的离心率为,实轴长为.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)设点S是双曲线C上的动点,T是圆E:上的动点,且直线与圆E相切,求的最小值;
(3)如图,A、B是双曲线C上两点,点也在双曲线上,直线与y轴分别交于点M、N,点Q在直线上.若M、N关于原点对称,且,证明:存在点R,使得为定值.
【变式1】已知双曲线的左、右顶点分别为,,直线与C的右支交于,两点.
(1)求实数的取值范围;
(2)若直线,的斜率分别为,,证明:是定值.
【变式2】(25-26高二上·广东中山·期末)已知双曲线的中心为坐标原点,上焦点为,离心率为.记的上、下顶点分别为,过点的直线与的上支交于两点.
(1)求的方程;
(2)直线和的斜率分别记为和,求的最小值;
(3)直线与交于点,证明:点在定直线上.
【变式3】(2026·河北邯郸·一模)已知是的两个顶点,是的重心,分别是边的中点,且.记点的轨迹为曲线.
(1)求的方程.
(2)若的面积为24,求点的坐标.
(3)已知点,过的直线与曲线交于两点,直线与交于点,试判断是否在一条定直线上.若是,求出该直线方程;若不是,说明理由.
题型12双曲线中的向量问题
【典例1】(26-27高三上·河北沧州·开学考试)已知双曲线:(,)的右焦点与抛物线的焦点重合,且双曲线的渐近线方程为.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知直线过点且与双曲线交于,两点,若,求直线的方程.
【典例2】(25-26高二下·上海宝山·期末)已知双曲线,过点的直线l与交于不同两点A、B.
(1)求双曲线的焦距和离心率;
(2)若点A坐标为,点B在双曲线右支上,且B为线段AM的中点,求直线l的斜率;
(3)若,点、分别是双曲线的左、右焦点,点是点A关于y轴的对称点,若存在直线l,使得,求m的取值范围.
【变式1】(25-26高二下·吉林长春·期末)已知双曲线的右焦点为,渐近线方程为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若斜率为的直线与圆相切,与双曲线交于两点,且(其中为坐标原点),求的取值范围.
【变式2】(25-26高二下·江苏连云港·期末)已知双曲线(,)经过点,,直线交的右支于,两点,且线段的中点为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若点的坐标为,求直线的方程;
(3)若直线经过的右焦点,以为直径的圆与直线相交于,两点,证明:为定值.
【变式3】(25-26高二下·湖南长沙·期末)已知双曲线的一条渐近线的斜率为左、右焦点分别为
(1)求C的方程;
(2)设x轴上方的点A,B分别在C的左支与右支上,若求直线的方程.
第四部分 题型精练
A夯实基础 B能力提升 C综合素养
A夯实基础
1.(25-26高三下·重庆沙坪坝·开学考试)设双曲线(,)的左焦点到两条渐近线的距离之和为,为该双曲线的半焦距,若,则该双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C.D.
2.(26-27高三上·福建福州·开学考试)已知双曲线的一条渐近线过点,则的离心率为( )
A. B. C. D.
3.(26-27高三上·北京·开学考试)已知双曲线的渐近线的方程为,则的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.9
4.(26-27高三上·北京房山·开学考试)已知双曲线的一条渐近线为,则该双曲线的实轴长为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
5.(26-27高三上·北京·开学考试)在下列双曲线中,离心率最大的是( )
A. B.
C. D.
6.(25-26高二下·湖北随州·期末)已知椭圆和双曲线的焦点相同,则( )
A. B. C.3 D.5
7.(多选)(2026·浙江宁波·二模)若是两个不相等的正实数,则双曲线与双曲线的( )
A.实轴长相等 B.焦距相等
C.离心率相同 D.渐近线相同
8.(多选)(25-26高二上·湖北省直辖县级单位·期末)下列选项中与双曲线的离心率相同的曲线是( )
A. B. C.D.
9.(26-27高三上·陕西渭南·阶段检测)已知双曲线的渐近线方程为,则实数的值为__________.
10.(26-27高三·全国·一轮复习)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____________.
B能力提升
1.(26-27高三上·辽宁大连·开学考试)如果曲线表示双曲线,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.离心率为的椭圆和离心率为的双曲线的交点构成四边形,的渐近线与的交点构成四边形,若,且四边形与四边形的面积相等,则( ).
A.1 B.2 C.3 D.4
3.(多选)(26-27高三上·广西南宁·开学考试)已知双曲线的左、右焦点分别为,,点P在C上,且,,则( )
A.C的焦距为6
B.的面积为
C.C的渐近线方程为
D.双曲线是等轴双曲线
4.(2026高三上·全国·专题练习)如图,已知是双曲线的焦点,是相应的顶点,是轴上的点,满足,则双曲线的离心率的最小值为________.
5.(25-26高二上·上海虹口·期中)已知点为双曲线右支上一点,点,分别为双曲线的左右焦点,点是的内心(三角形内切圆的圆心),若恒有,则双曲线的离心率是__________.
C综合素养
1.(2026高三·全国·专题练习)已知双曲线经过点,其渐近线方程为.
(1)求双曲线的方程;
(2)过点的直线与双曲线相交于两点,能否是线段的中点?请说明理由.
2.(26-27高三上·湖南·阶段检测)已知双曲线的两个焦点为,,且的渐近线方程为.
(1)若点在上,且,求;
(2)设的左、右顶点分别为,,过点的直线与的右支交于点(异于),且关于的对称点为,若,求直线的斜率.
3.(25-26高三上·四川成都·期末)已知双曲线,点为坐标原点,过的右焦点的直线交的右支于P,Q两点,当轴时,.
(1)求的方程;
(2)求面积的最小值.
(3)过点作直线的垂线,垂足为,证明:直线QN过定点
4.(25-26高二下·广东东莞·期末)已知双曲线(,)的实轴长为4,离心率.
(1)求双曲线的方程;
(2)过点的直线与双曲线相交于,两点,是否存在直线使得点是弦的中点?若存在,求的面积.若不存在,请说明理由.
5.(25-26高二下·重庆渝中·期末)已知点,点满足直线和直线的斜率之积为.点的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)设是坐标原点,是上位于第一象限内的一点,点,射线交于点,射线交于点,若和的面积之差为,求直线的方程.
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第04讲 3.2.2双曲线的简单几何性质
第一部分 思维导图
第二部分 知识梳理
知识点01:双曲线的简单几何性质
标准方程
()
()
图形
性质
范围
或
或
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点坐标
,
,
渐近线
离心率
,,
a,b,c间的关系
【即学即练1】(26-27高三上·甘肃兰州·阶段检测)已知双曲线:的一条渐近线为,则的焦距为_______.
【答案】
【详解】因为双曲线:的一条渐近线为,,故,
由得,,
因此,故双曲线的焦距为.
知识点02:等轴双曲线
()称双曲线为等轴双曲线
①离心率; ②两渐近线互相垂直,分别为;
③等轴双曲线的方程,;
【即学即练2】(25-26高二上·贵州毕节·期末)已知等轴双曲线的中心在原点,它的一个焦点为,则双曲线的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】依题意设双曲线方程为,根据焦点坐标求出,即可得解.
【详解】依题意设双曲线方程为,
则,解得,
所以双曲线方程为,即.
故选:B
知识点03:直线与双曲线的位置关系
1、代数法:设直线,双曲线联立解得:
(1)时,,直线与双曲线交于两点(左支一个点右支一个点);
,,或k不存在时,直线与双曲线没有交点;
(2)时,
存在时,若,,直线与双曲线渐近线平行,直线与双曲线相交于一点;
若
时,,直线与双曲线相交于两点;
时,,直线与双曲线相离,没有交点;
时,直线与双曲线有一个交点;相切
不存在,时,直线与双曲线没有交点;
直线与双曲线相交于两点;
【即学即练3】(26-27高三·全国·一轮复习)过点作与双曲线仅有一个公共点的直线,这样的直线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】D
【分析】过点作与双曲线仅有一个公共点的直线,分两类讨论:平行于渐近线的直线,和与双曲线相切的直线,再统计总数.
【详解】解:双曲线方程为,点在双曲线的两支之间(代入得,无实数解,说明轴与双曲线无交点)
过该点作直线与双曲线仅有一个公共点的情况如下:
双曲线的渐近线方程为
过点 作平行于这两条渐近线的直线,即 和
这两条直线分别与双曲线的一支交于一点,共有2条
由于点在双曲线两支之间,过该点可以向双曲线的两支各作一条切线,共有2条
综上,满足条件的直线共有 4 条.
故选:D.
知识点04:弦长公式
1、直线被双曲线截得的弦长公式,设直线与椭圆交于,两点,则
为直线斜率
2、通径的定义:过焦点且垂直于实轴的直线与双曲线相交于、两点,则通径长为:.
知识点05:双曲线与渐近线的关系
1、若双曲线方程为(,)渐近线方程:
2、若双曲线方程为(,)渐近线方程
【即学即练4】(多选)(26-27高三上·河北沧州·开学考试)双曲线的渐近线方程有( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【详解】双曲线化为标准方程为:,
所以双曲线的渐近线方程为:.
知识点06:双曲线中点弦的斜率公式
设为双曲线弦(不平行轴)的中点,则有
证明:设,,则有, 两式相减得:
整理得:,即,因为是弦的中点,
所以: , 所以
【即学即练5】设双曲线的动弦所在直线的斜率为中点为,则______.
【答案】
【分析】设,证明即可求解.
【详解】设,
已知,则,
两式相减得,
故,即,
即.
故答案为:.
第三部分 题型精讲
题型01由双曲线的方程求几何性质
【典例1】(多选)(24-25高二下·陕西·期末)已知双曲线:,则( )
A.双曲线的实轴长为 B.双曲线的虚轴长为
C.双曲线的离心率为 D.双曲线的渐近线的斜率为
【答案】ABD
【详解】由双曲线,得,
即,
所以双曲线的实轴长为,虚轴长为,离心率,
渐近线的斜率为,故A正确,B正确,C错误,D正确.
【典例2】(多选)(25-26高二下·山西朔州·期中)设双曲线,则( )
A.C的虚轴长为4 B.C的焦距为
C.C的离心率为 D.C的渐近线方程为
【答案】BCD
【详解】由双曲线,即,则.
对于A,虚轴长为,故A错误;
对于B,焦距为,故B正确;
对于C,离心率为,故C正确;
对于D,渐近线方程为,即,故D正确.
【变式1】(多选)(25-26高二上·湖北荆州·期末)设双曲线,则( )
A.的虚轴长为2
B.的焦距为
C.的离心率为
D.的渐近线方程为
【答案】ABC
【分析】根据双曲线的几何性质计算虚轴长,焦距,离心率及渐近线判断各个选项.
【详解】由题意得,则,
虚轴长为,选项A正确;
,焦距为,选项B正确;
的离心率为,选项C正确;
渐近线为,选项D错误.
故选:ABC.
【变式2】(多选)(25-26高二上·广东江门·期末)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
【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.
【变式3】(多选)(25-26高二上·陕西渭南·期末)已知双曲线,下列结论正确的是( )
A.离心率为 B.渐近线方程为
C.右焦点坐标为 D.焦点到渐近线距离为
【答案】ABCD
【分析】由双曲线方程确定参数值,进而依次求出离心率、渐近线、焦点判断各项的正误.
【详解】由知,,则离心率为,渐近线为,右焦点坐标为,
所以焦点到渐近线的距离.
故选:ABCD
题型02根据双曲线几何性质求其标准方程
【典例1】(福建省泉州市部分校2026-2027学年高三8月适应性考试数学试题)双曲线焦点在轴,离心率,且过点,则双曲线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意得,,所以,所以,
所以双曲线方程为.
【典例2】(2026·湖南长沙·三模)若以直线为渐近线的双曲线经过点,则该双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】已知渐近线为,即,
可设双曲线方程为:,
把点代入方程得:,
该双曲线的方程为.
【变式1】(2026·山西忻州·模拟预测)已知双曲线的一条渐近线斜率为2,且焦距为,则该双曲线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】已知双曲线的一条渐近线斜率为2,
则,即.
因为双曲线焦距为,所以.
又,所以,
解得,.
故双曲线方程为.
【变式2】(2026·重庆沙坪坝·模拟预测)已知双曲线C:的虚轴长是实轴长的2倍,且焦点到渐近线的距离为2,则此双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题意得,,渐近线方程,
焦点到的距离为,则,
则此双曲线的方程为
【变式3】(2026·辽宁大连·一模)若以直线为渐近线的双曲线经过点,则该双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为双曲线的渐近线为,所以设双曲线方程为,
又双曲线经过点,所以,解得,
所以双曲线方程为,化为标准方程为.
题型03双曲线的渐近线问题
【典例1】(26-27高三上·安徽·阶段检测)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.
【典例2】(26-27高三上·北京海淀·开学考试)双曲线的渐近线方程是______.
【答案】
【分析】将双曲线方程化为标准形式确定焦点位置及的值,代入对应渐近线公式求解,也可直接令方程右侧常数为0化简得到结果
【详解】将双曲线方程化为标准形式: ,
可知该双曲线焦点在轴上,其中实半轴长,虚半轴长,
则焦点在轴上的双曲线的渐近线方程为 .
【变式1】(25-26高三下·广西南宁·阶段检测)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2】(25-26高二下·陕西商洛·阶段检测)双曲线: (, )过点和,则其渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】已知点和在双曲线上,则,解得,
故其渐近线方程为.
【变式3】(2026·北京顺义·三模)双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】双曲线的标准方程为,则,
其渐近线方程为:.
题型04双曲线的离心率问题(定值)
【典例1】(26-27高三上·山东滨州·开学考试)已知双曲线的一条渐近线方程为,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】双曲线的渐近线方程为,
将已知渐近线整理为斜截式,为,因此,即;
所以双曲线的离心率.
【典例2】(26-27高三上·湖南长沙·开学考试)已知双曲线 的一条渐近线方程是 则该双曲线的离心率为________.
【答案】
【分析】根据双曲线的渐近线方程得到的取值,结合双曲线的关系推导离心率公式后代入计算即可.
【详解】焦点在轴上的双曲线的渐近线方程为,由题意得.
根据双曲线的基本性质,,离心率,
因此: ,
将代入得: .
【变式1】(26-27高三上·北京西城·开学考试)双曲线的一条渐近线倾斜角为,则双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用双曲线的渐近线为,可得,则,再利用离心率即可求解.
【详解】双曲线的渐近线为.
因为一条渐近线倾斜角为,
所以,即.
所以双曲线的离心率.
【变式2】(25-26高二下·贵州遵义·阶段检测)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3】(26-27高三上·北京门头沟·开学考试)双曲线的离心率为__________.
【答案】
【详解】由题意可知,所以,
则,解得,因此双曲线的离心率.
题型05双曲线的离心率问题(最值或范围)
【典例1】(2026高三上·全国·专题练习)已知点为双曲线的右支上一点,,分别为双曲线的左右焦点,点为的内切圆圆心,若恒有成立,则双曲线的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用内切圆半径 表示三个三角形面积,约去公共因子,将面积不等式转化为焦半径差与焦距的关系,由双曲线定义得 ,结合离心率定义及 求范围.
【详解】设的内切圆半径为,根据三角形面积公式可得
,,.
代入题设不等式,约去公共项后可得 .
根据双曲线的定义,右支上的点恒满足,
而双曲线焦距,代入上式得, 即离心率.
双曲线的离心率本身满足,因此最终离心率的取值范围是.
【典例2】(25-26高三下·广东东莞·阶段检测)已知圆与双曲线,若在双曲线上存在一点,使得过点能作圆的两条切线,切点为,且,则双曲线的离心率的取值范围是( )
A. B. C.D.
【答案】C
【分析】根据切线求得,根据双曲线的性质可得的不等式,从而得出的不等式,结合离心率公式求解即可.
【详解】如图:
,又,所以,
而是圆切线,则,
在中,,因此有,
从而,
而,所以,
在双曲线上,因此,所以,
∴,从而,所以,
∴双曲线的离心率.
【变式1】(25-26高二下·辽宁朝阳·期末)若双曲线:的两条渐近线均与圆:相交,则的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先根据双曲线方程求出渐近线方程,再利用圆心到渐近线距离小于半径列出不等式求出的范围,最后根据离心率公式求出离心率的范围.
【详解】双曲线:中,,则,
所以渐近线方程为,即,
又因为圆:的圆心为,半径,
由题意得,化简可得:,整理得:,
求解可得:,又因为,所以,
又因为,,则,即,
所以,即的离心率.
【变式2】(25-26高三下·河南周口·阶段检测)若直线与双曲线的交点为,,且大于的虚轴长,则的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】联立直线与双曲线方程求出,根据题意列出关于的不等式,再转化为离心率即可.
【详解】将直线代入得,
所以,
因为大于的虚轴长,所以,即,
同时除以得,
解得,所以离心率,
所以的离心率的取值范围是.
【变式3】(2026高三·全国·专题练习)已知双曲线的半焦距为c,若,则它的离心率的取值的范围是_______.
【答案】
【分析】根据题目条件和得到方程,求出离心率取值范围
【详解】,且,故,
两边同除以得,解得,
因为,所以离心率取值范围是.
题型06根据双曲线的离心率求参数
【典例1】(2026·湖北·一模)双曲线的离心率为,则的值为( )
A. B. C.2 D.4
【答案】D
【详解】因为,
所以,
所以,
所以,解得.
【典例2】已知点F为双曲线的右焦点,过F作一条渐近线的垂线,垂足为A,若(点O为坐标原点)的面积为2,双曲线的离心率,则a的取值范围为__________.
【答案】
【分析】首先根据(点O为坐标原点)的面积为2找到,再根据,找到,最后联立求解a的取值范围即可.
【详解】由题意可知:点F到渐近线的距离等于,
从而即,
又,所以,
则,又,
所以,解得.
故答案为:.
【点睛】双曲线的离心率是双曲线最重要的几何性质,求双曲线的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法:
求出a,c,代入公式;
②只需要根据一个条件得到关于a,b,c的齐次式,结合b2=c2-a2转化为a,c的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a或a2转化为关于e的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e(e的取值范围).
【变式1】(25-26高三下·湖南邵阳·阶段检测)若双曲线的离心率为,则的值为( )
A. B. C.2 D.3
【答案】C
【分析】根据题意,利用双曲线的几何性质,列出方程,即可求解.
【详解】因为双曲线的离心率为,
所以,所以.
【变式2】(25-26高二上·河南·期中)已知焦点在轴上的双曲线的离心率,则( )
A.1 B. C. D.1或
【答案】C
【分析】将双曲线的方程化为标准式,可得出,由离心率得出关于的等式,求解即可.
【详解】因为双曲线的焦点在轴上,
所以其标准方程为
所以,
所以解得.
又因为双曲线的离心率,所以.
又,所以,
即,
即,解得或(舍去).
故选:C.
【变式3】(25-26高二下·上海奉贤·期末)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.
题型07直线与双曲线的位置关系
【典例1】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)直线与双曲线交于不同的两点,则斜率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将直线与双曲线有两个不同的交点转化为方程有两个不同的根,再用一元二次方程根的判别式解得.
【详解】将直线代入双曲线中,整理得,
因为直线与双曲线交于不同的两点,
所以,,解得,
所以斜率的取值范围是.
故选:C.
【典例2】(25-26高二上·北京·阶段检测)已知直线与双曲线的右支有两个不同的交点,则k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】联立直线与双曲线方程,结合韦达定理即可求解.
【详解】设直线与双曲线的右支有两个不同的交点,
联立,消去得,
所以,解得,
故k的取值范围是.
故选:A.
【变式1】(25-26高二上·河北石家庄·阶段检测)已知直线与双曲线没有公共点,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用直线与双曲线方程联立,转化为方程没有实数根,求参数的取值范围.
【详解】联立方程,消去后整理为,
当时,或,
当时,,,,直线与双曲线只有1个交点,
当时,,,,直线与双曲线只有1个交点,
所以不满足条件;
当时,有,可得或.
故选:B
【变式2】(2026·北京石景山·二模)设双曲线C:,若直线与双曲线C无公共点,则b的一个取值为______.
【答案】1(只要满足即可,答案不唯一)
【分析】根据题意可知,只需比较直线的斜率与渐近线的斜率即可.
【详解】双曲线C:的一条渐近线的斜率为,
若直线与双曲线C无公共点,只需.
故b的一个取值可以为,(只要满足即可,答案不唯一).
【变式3】(25-26高三下·北京海淀·开学考试)已知直线与双曲线的左右两支各交于一点,则b的取值范围为________.
【答案】
【详解】由题意直线过点且双曲线的右顶点为,
又双曲线的渐近线方程为,
因此由题意,解得,
所以b的取值范围为.
题型08弦长问题
【典例1】(2026·河北·二模)已知双曲线的渐近线方程为,点在双曲线上.
(1)求双曲线的焦距;
(2)过双曲线的右焦点且倾斜角为的直线与交于两点,求.
【答案】(1)
(2)4
【分析】(1)根据双曲线的渐近线方程得到与的关系,再将点的坐标代入双曲线方程,联立求解出,的值,进而求出的值,得到焦距;
(2)先求出直线的方程,然后联立直线与双曲线的方程,利用弦长公式求出即可.
【详解】(1)由题意得:
,
又,可得,
,则双曲线的焦距为.
(2)双曲线的方程为,
右焦点坐标为,
设直线的斜率为.
直线的方程为:,
联立,整理得,
因
设,则
.
【典例2】(25-26高二上·山东济南·期中)已知双曲线的右焦点为,渐近线方程为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)过的直线交双曲线于A,B两点,且,求的方程.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)根据题意,建立得方程求出,得解;
(2)当直线的斜率为0时,显然不合题意;当直线的斜率不为0时,设直线的方程为,与双曲线方程联立可得根与系数关系,利用弦长公式求出,进而求得,得解.
【详解】(1)因为双曲线的渐近线方程为,所以,即.
又点是双曲线的右焦点,所以,
得,所以,
所以双曲线的方程为.
(2)当直线的斜率为0时,显然有,不合题意,舍去;
当直线的斜率不为0时,设直线的方程为,
联立直线与双曲线方程,消得,
设,则,
,
所以,即,
解得或0,即或0,
所以l的方程为或.
【变式1】(25-26高二上·广西贺州·期末)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),
所以.
【变式2】(25-26高二上·四川攀枝花·期末)已知双曲线过点,渐近线方程为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若直线与双曲线交于两点,且,求的值.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)依据渐近线方程和已知点得到和值,最后求得双曲线方程.
(2)将直线代入双曲线方程得到关于的一元二次方程,利用韦达定理得到根与系数的关系,再用弦长公式求解.
【详解】(1)以及点代入中,可得,
所以双曲线为.
(2)将代入,可得,
设,,则:,,依据弦长公式可得:
,
,
令,则方程变为:,解得或,即或,
由此可得或;原一元二次方程的判别式:
,即,
所有解均满足条件,最终:或.
【变式3】(25-26高二上·江苏淮安·期中)已知双曲线的焦点为,且双曲线上的点到两个焦点距离之差的绝对值为2.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若直线与双曲线相交于两点,且,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用双曲线定义计算即可得;
(2)联立直线与曲线方程,可得与交点横坐标有关韦达定理,再利用弦长公式计算即可得.
【详解】(1)由双曲线定义可得该双曲线实轴长为,焦距为,
则虚轴长为,故双曲线的标准方程为;
(2)联立,消去得,
,
设、,则,,
则
,
则,故.
题型09三角形面积问题
【典例1】(25-26高二上·广西玉林·期中)已知双曲线E的标准方程为:,左右焦点分别是、,到双曲线渐近线的距离是1.
(1)求双曲线E的标准方程;
(2)若斜率为1的直线过点与双曲线E交于A、B两点,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由点到直线的距离公式可得,代入可得双曲线的标准方程;
(2)由弦长公式可得,由三角形面积公式计算即可.
【详解】(1)设,由已知得:,
双曲线E的渐近线方程为:,即
设到双曲线渐近线的距离是1.
由点到直线的距离公式得:
所以双曲线的标准方程为;
(2)设,
由(1)及题设知:,
所以直线方程为:,
,消得:
,
,
,
又因为,
,
即的面积为.
【典例2】(24-25高二上·四川乐山·期末)已知,是双曲线的左右焦点,且两顶点间的距离是4,虚轴长是实轴长的.
(1)求双曲线C的离心率;
(2)直线与双曲线交于A,B两点,若四边形的面积为,求.
【答案】(1)
(2)6
【分析】(1)根据条件可求的值,进而求双曲线的离心率.
(2)根据双曲线的对称性可得三角形的面积为,进而可得点的纵坐标,进而求.
【详解】(1),,,.
,.
双曲线的离心率.
(2)直线与双曲线交于A,B两点,
如图:
两点关于原点为O对称,设,.
又,三角形的面积为.
,.
又点在双曲线上,则.
所以,
所以.
【变式1】(2024·山东·二模)已知双曲线的中心为坐标原点,点在双曲线上,且其两条渐近线相互垂直.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若过点的直线与双曲线交于,两点,的面积为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)设所求双曲线方程为,,把点代入,即可得出答案.
(2)根据题意设直线的方程为,联立直线与双曲线的方程,分别用点到直线的距离公式,弦长公式,三角形面积公式,建立方程,即可得出答案.
【详解】(1)因为双曲线的两条渐近线互相垂直,
所以双曲线为等轴双曲线,
所以设所求双曲线方程为,,
又双曲线经过点,
所以,即,
所以双曲线的方程为,即.
(2)根据题意可知直线的斜率存在,又直线过点,
所以直线的方程为,
所以原点到直线的距离,
联立,得,
所以且,
所以,且,
所以,
所以的面积为,
所以,解得,所以,
所以直线的方程为或.
【变式2】(22-23高二下·湖南湘潭·期末)已知双曲线的一条渐近线方程为,焦距为.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)若O为坐标原点,过的直线l交双曲线C于A,B两点,且的面积为,求直线l的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据,,以及,求解即可;
(2)设直线的方程为与椭圆联立,利用弦长公式表示,根据点到直线的距离公式求解高,即可根据三角形面积公式进行求解.
【详解】(1)由题意得:,,,
解得:,,,
双曲线的标准方程为.
(2)由题意可知,直线的斜率一定存在,
设直线的方程为,,,,,
联立方程组,消去整理得,
则,
原点到直线的距离为 ,
所以,
解得或,故 或,
故直线方程为或
【变式3】(25-26高二下·云南玉溪·期末)已知,分别是双曲线的左、右顶点,点是双曲线上的一点.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知过点的直线,交双曲线的左、右两支于,两点(异于,).
(ⅰ)求的取值范围;
(ⅱ)若,其中为坐标原点,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)(ⅱ)或
【分析】(1)应用点在双曲线上列式计算求解双曲线方程;
(2)(ⅰ)先设直线再联立结合根与系数关系及判别式列式计算求解;(ⅱ)应用面积及几何特征列式计算求解.
【详解】(1)因为是C上一点,所以,解得,
所以双曲线的方程为.
(2)(ⅰ)由题意知,直线的方程为,设,,
联立,化简得,
因为直线与双曲线左右两支相交,所以,所以,
解得或,所以的取值范围为.
(ⅱ)由图易知,,
则
,
所以,解得或.
由(ⅰ)知,得,直线的方程为,
即或.
题型10中点弦和点差法
【典例1】(26-27高三上·云南玉溪·开学考试)已知双曲线的离心率为3,A,B是C上的两点.
(1)求C的标准方程;
(2)若线段的中点为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据离心率求出,得到双曲线方程;
(2)由点差法得到直线的斜率,进而得到直线的方程,检验后可得答案
【详解】(1)因为,,所以,则,
所以双曲线C的标准方程为.
(2)设,,由题知,
则,两式相减得,即,
又,,所以,
所以直线的方程为,即,
将代入双曲线方程,整理,得,
则,此时直线与双曲线C有两个交点,满足题意,
则直线的方程为.
【典例2】(25-26高二上·河南郑州·期末)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】(25-26高二上·贵州安顺·期末)已知,直线,相交于点,且它们的斜率之积是4.
(1)求点的轨迹的方程.
(2)过点能否作一条直线与轨迹交于,两点,且是线段的中点?若能,求出直线的方程;若不能,说明理由.
【答案】(1)
(2)不能,理由:
假设存在符合题设的直线,设,
则,两式相减整理得.
又因为为线段的中点,所以,,
所以直线的斜率.
由点斜式方程可知,直线的方程为,即.
由消去,整理得,(*)
判别式,
所以方程(*)无解,故直线与轨迹无交点,因此假设不成立,
故过点不能作直线,使得与交于,两点,且是线段的中点.
【分析】(1)设点,由两直线斜率之积化简求解方程;
(2)假设存在符合题设的直线,由点差法求出直线斜率,验证可知直线不存在.
【详解】(1)设点,
则直线的斜率,直线的斜率,
由题意知,即,化简整理得,
所以点的轨迹的方程为.
(2)略
【变式2】(25-26高二上·河北·阶段检测)已知双曲线的一条渐近线方程为,且经过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线与双曲线相交于两点,且线段的中点坐标为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据渐近线方程得到,然后根据经过的点坐标求出的值,进而求得双曲线的方程.
(2)设,将其代入双曲线方程中进行化简即可求得直线的斜率,进而得到直线的方程.
【详解】(1)因为双曲线的一条渐近线方程为,
即,又双曲线的渐近线方程为,所以,即.
而双曲线经过点,所以有,解得.
所以双曲线的方程为.
(2)设,将其代入双曲线方程中得
,两式相减得
因为线段的中点坐标为,所以.
所以,设直线的斜率为,则.
所以直线的方程为,即.
【变式3】(25-26高二上·湖北黄冈·阶段检测)已知点,,直线,相交于,且它们的斜率之积为.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)若过点的直线交点的轨迹于,两点,且为线段的中点,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设坐标为,利用直线,相交于,且它们的斜率之积为,即可确定出的轨迹方程;
(2)设出与坐标,分别代入的轨迹方程,整理由根据为中点,求出直线斜率,即可确定出直线方程.
【详解】(1)设,直线,相交于,
且它们的斜率之积为,,化简得,
则动点的轨迹方程为;
(2)由(1)得的轨迹方程为,
设点,,则有,,
得:,
整理得:,
为的中点,,,
直线的斜率,
直线的方程为,即,该直线与M的轨迹有两个交点,符合题意.
题型11双曲线的定点、定值、定直线问题问题
【典例1】(26-27高三上·安徽六安·开学考试)已知双曲线:的离心率为2,过的右顶点作轴的垂线,与的两条渐近线分别交于点,,且.
(1)求的方程;
(2)过点作两条互相垂直的直线,,分别交于点,(,均异于),证明:直线过定点.
【答案】(1)
(2)易得,设:,,.
由得,
则,,且,,
所以,.
则
.
因为,所以,解得(舍去)或,
所以:,故直线过定点.
【分析】(1)利用右顶点处的垂线与两条渐近线的交点距离,直接得到的值,再结合离心率公式求出 即可;
(2)设直线的方程,与双曲线联立后用韦达定理表示交点坐标关系,利用两条直线垂直的向量条件(点积为零)建立方程,解得 ,从而确定直线过定点.
【详解】(1)的渐近线方程为和,
将分别代入渐近线方程,得,所以.
又,所以.
又的离心率,得,
故的方程为.
(2)略.
【典例2】(2026·广东佛山·模拟预测)已知双曲线,()的离心率为,实轴长为.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)设点S是双曲线C上的动点,T是圆E:上的动点,且直线与圆E相切,求的最小值;
(3)如图,A、B是双曲线C上两点,点也在双曲线上,直线与y轴分别交于点M、N,点Q在直线上.若M、N关于原点对称,且,证明:存在点R,使得为定值.
【答案】(1)
(2)
(3)证明:由题知直线的斜率存在,
设直线的方程为,
联立,消去y并整理得,
此时且,
由韦达定理得,,
直线的方程为,
令,解得,即,
同理得,
因为O为的中点,
所以,即,
所以,
因为,,
所以,
整理得,
所以或,
若,即,
此时直线方程为,即,
则直线过点,不合题意;
若,此时直线方程为,
则直线恒过定点,
所以为定值,
因为为直角三角形,且为斜边.
所以当R为的中点时,.
【分析】(1)根据双曲线的离心率与实轴长列出方程组即可求解;
(2)根据直线与圆E相切,得出,设,则,求得的最小值即可求解的最小值;
(3)由题知直线的斜率存在,设直线的方程为,联立方程组得出韦达定理,再求得的坐标,由O为的中点,即可得出证明.
【详解】(1)因为双曲线C的离心率为,实轴长为,
所以,解得,,
则,
故双曲线C的方程为.
(2)
因为圆E的方程为,
所以圆E的圆心,半径,
因为点S是双曲线C上的动点,T是圆E上的动点,直线与圆E相切,
所以,
此时,
设,
因为点S是双曲线C上的动点,所以 ,即 ,
,
当时,取得最小值,且,
则.
(3)
略.
【变式1】已知双曲线的左、右顶点分别为,,直线与C的右支交于,两点.
(1)求实数的取值范围;
(2)若直线,的斜率分别为,,证明:是定值.
【答案】(1)
(2),,,,
由(1)可知,直线与双曲线联立消元可得:,
所以,根据已知条件有:
,
所以是定值.
【分析】(1)设,,直线,联立双曲线方程,得到两根之积小于即可求解;
(2)对进行配凑得,代入计算即可.
【详解】(1)设,,直线,
由,消元得:,
整理得:.
因为直线过定点且与双曲线右支有两个交点,
因为在轴上,且在双曲线的内部,
所以有:,,且,
则,解得:.
(2)略.
【变式2】(25-26高二上·广东中山·期末)已知双曲线的中心为坐标原点,上焦点为,离心率为.记的上、下顶点分别为,过点的直线与的上支交于两点.
(1)求的方程;
(2)直线和的斜率分别记为和,求的最小值;
(3)直线与交于点,证明:点在定直线上.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)根据焦点坐标与离心率确定,再由算出,即可写出标准方程;
(2)联立直线与双曲线方程得到韦达定理,推导出,将目标式化为单变量二次函数,利用二次函数性质求最小值即可;
(3)写出两条直线的方程并联立,代入的比例关系,化简后求得交点纵坐标恒为定值,即可证明点在直线上.
【详解】(1)设双曲线的标准方程为,
由题意可得,解得,,
所以双曲线的标准方程为.
(2)双曲线的上下顶点为,,设直线的方程为,
设,,
联立,消去,可得,
则,,且,
所以,
所以,
所以,所以,
所以当时,的最小值为;
(3)直线的方程为,直线的方程为,
联立,得,解得,
即点在定直线上.
【变式3】(2026·河北邯郸·一模)已知是的两个顶点,是的重心,分别是边的中点,且.记点的轨迹为曲线.
(1)求的方程.
(2)若的面积为24,求点的坐标.
(3)已知点,过的直线与曲线交于两点,直线与交于点,试判断是否在一条定直线上.若是,求出该直线方程;若不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)或或或
(3)是,直线
【分析】(1)根据已知及双曲线的定义写出的方程;
(2)根据已知三角形面积及在双曲线上求出的坐标,结合重心的坐标性质确定点的坐标;
(3)设的方程为,联立双曲线并应用韦达定理得,,写出直线与的方程,联立求出的轨迹,即可得.
【详解】(1)由题可知,,则.
又三点不共线,所以点的轨迹是以为焦点,4为实轴长的双曲线(不包含顶点),
故的方程为;
(2)设.因为的面积为24,
所以,得.
由,得.
因为是的重心,
所以或或或;
(3)由题可知的斜率存在,可设的方程为.
由,得,
则,得,则,.
直线的方程为,直线的方程为,
则.
由,,得,
则,得,
故点在定直线上.
题型12双曲线中的向量问题
【典例1】(26-27高三上·河北沧州·开学考试)已知双曲线:(,)的右焦点与抛物线的焦点重合,且双曲线的渐近线方程为.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知直线过点且与双曲线交于,两点,若,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)抛物线的焦点坐标为,双曲线的半焦距,
双曲线的渐近线方程为,,
又,,
双曲线的方程为.
(2)如图,
易知直线斜率存在,设直线的方程为(,),
联立,消去,可得,
设,,则①,②,
又,可得③,
由①③可得,,
代入②,化简可得,解得,
则直线的方程为.
【典例2】(25-26高二下·上海宝山·期末)已知双曲线,过点的直线l与交于不同两点A、B.
(1)求双曲线的焦距和离心率;
(2)若点A坐标为,点B在双曲线右支上,且B为线段AM的中点,求直线l的斜率;
(3)若,点、分别是双曲线的左、右焦点,点是点A关于y轴的对称点,若存在直线l,使得,求m的取值范围.
【答案】(1)焦距为4,离心率
(2)
(3)且
【分析】(1)根据双曲线方程求出,即可求得焦距和离心率;
(2)根据中点公式用表示出点的坐标,根据点在双曲线右支上,列方程求出,再由斜率公式即可解出;
(3)设,,联立直线和双曲线方程可得,再根据,代入并化简,可得到的关系,然后由,即可求出的取值范围.
【详解】(1)由题可知,,,所以焦距.
离心率.
(2)因为B是线段AM的中点,所以,
同时B又在双曲线右支上,所以有,且,
解得,
所以l斜率.
(3),设,,
则,
双曲线和直线l联立得,
化简得到,
因此有,
.
由得,
代入并化简得,
再代入并化简得,
方程有解,代入t的范围,得到且.
由于,所以的取值范围为且.
【变式1】(25-26高二下·吉林长春·期末)已知双曲线的右焦点为,渐近线方程为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若斜率为的直线与圆相切,与双曲线交于两点,且(其中为坐标原点),求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意建立关于的关系式,联立求解即可;
(2)根据直线与圆位置关系得出相应的关系式,再联立直线与双曲线方程,利用韦达定理,向量数量积的坐标表示,分式不等式的解法分析求解即可.
【详解】(1)由题意知双曲线的半焦距为:,①
又双曲线的渐近线方程为得:,②
由,③
联立①②③解得:,
故双曲线的标准方程为:.
(2)设直线的方程为:,
因为直线与圆相切,则有:,
又直线与双曲线交于两点,
联立直线与双曲线的方程得:,
消去整理得:,
由
,
解得,
设,则,
由
,
将代入上式得:,
化简得:,解得:,
即或,
所以的取值范围为:.
【变式2】(25-26高二下·江苏连云港·期末)已知双曲线(,)经过点,,直线交的右支于,两点,且线段的中点为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若点的坐标为,求直线的方程;
(3)若直线经过的右焦点,以为直径的圆与直线相交于,两点,证明:为定值.
【答案】(1)
(2)
(3)由双曲线得,右焦点,
①当直线的斜率存在时,设直线,,中点.
联立,整理得,
由韦达定理得:,
因此:,
因为圆以为直径,圆心为,半径,所以,
设,将代入圆方程,
得,故,
所以
,
因为,所以,且,代入上式,
所以.
②当直线斜率不存在时,,易得,
所以,仍成立.
综上,为定值.
【分析】(1)直接由待定系数可求得双曲线方程;
(2)直接用点差法求中点弦的方程并检验可得;
(3)分直线的斜率存在或不存在两种情况讨论:当直线的斜率存在时,设直线,,中点,结合根与系数关系得,,再圆的方程中令,设,所以由根与系数关系得,进而可将,再将代入可得;当直线的斜率不存在时,得,进而可得所求值,综上可得所证结果.
【详解】(1)将点、代入双曲线方程,得,
令,,解得,即.
因此,双曲线的标准方程.
(2)设,且两点均在双曲线上,故
两式相减得点差公式:,即.
又因为中点为,故,代入上式得,即.
若,则,则重合,且中点,则三点重合,
这与直线交的右支于,两点矛盾.
所以,因此直线斜率.
又因为直线经过点,由点斜式得直线方程,整理得.
联立,得,判别式,
且,所以两根均为正根,符合交右支于两点的条件.
因此直线的方程为.
(3)略
【变式3】(25-26高二下·湖南长沙·期末)已知双曲线的一条渐近线的斜率为左、右焦点分别为
(1)求C的方程;
(2)设x轴上方的点A,B分别在C的左支与右支上,若求直线的方程.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据双曲线焦点坐标得,结合已知渐近线斜率得,再由双曲线关系求出、,即可得到双曲线的方程;
(2)设出直线的方程与点、的坐标,根据向量关系得到坐标间的倍数关系,将、坐标代入双曲线方程联立求解得到直线斜率,即可得到直线的方程.
【详解】(1)双曲线的渐近线方程为,依题意,,可得,
由焦点坐标可知,而,即,
解得,所以,
所以的方程为.
(2)设,,,而,,
则
由,得,解得,即得,
依题意,解得即,
又,所以直线的方程为,整理得.
第四部分 题型精练
A夯实基础 B能力提升 C综合素养
A夯实基础
1.(25-26高三下·重庆沙坪坝·开学考试)设双曲线(,)的左焦点到两条渐近线的距离之和为,为该双曲线的半焦距,若,则该双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由,渐近线方程为,即,,
则,得
所以,则渐近线方程为.
2.(26-27高三上·福建福州·开学考试)已知双曲线的一条渐近线过点,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由双曲线方程可知一条渐近线方程为,
代入点可得,即,
所以双曲线的离心率为.
3.(26-27高三上·北京·开学考试)已知双曲线的渐近线的方程为,则的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.9
【答案】B
【分析】利用焦点在轴上的双曲线渐近线方程列等式求解即可.
【详解】双曲线的渐近线方程为.
由题意知,解得.
4.(26-27高三上·北京房山·开学考试)已知双曲线的一条渐近线为,则该双曲线的实轴长为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】B
【分析】通过渐近线方程确定,进而可求解.
【详解】 由题可知该双曲线中,解得,
又双曲线的一条渐近线为,因此,
又,得,所以实轴长为.
5.(26-27高三上·北京·开学考试)在下列双曲线中,离心率最大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据离心率公式即可求解.
【详解】对于A,离心率为;
对于B,离心率为;
对于C,离心率为;
对于D,离心率为;
因为,
所以离心率最大的是A.
6.(25-26高二下·湖北随州·期末)已知椭圆和双曲线的焦点相同,则( )
A. B. C.3 D.5
【答案】C
【详解】由题可知,所以.
7.(多选)(2026·浙江宁波·二模)若是两个不相等的正实数,则双曲线与双曲线的( )
A.实轴长相等 B.焦距相等
C.离心率相同 D.渐近线相同
【答案】BD
【详解】,,
不妨设,
的实轴长分别为,不相等,故A错误;
的焦距分别为,相等,故B正确;
的离心率分别为,不相同,故C错误;
的渐近线分别为,相同,故D正确.
8.(多选)(25-26高二上·湖北省直辖县级单位·期末)下列选项中与双曲线的离心率相同的曲线是( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】结合双曲线离心率计算公式逐项判断即可.
【详解】对于双曲线,,
所以,即,
对于A:,,
所以,即,正确;
对于B:,,
所以,即,错误;
对于C:,,
所以,即,正确;
对于D:,,
所以,即,正确;
故选:ACD
9.(26-27高三上·陕西渭南·阶段检测)已知双曲线的渐近线方程为,则实数的值为__________.
【答案】
【详解】令,解得,
可知双曲线的渐近线方程为,
即,解得.
10.(26-27高三·全国·一轮复习)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.
B能力提升
1.(26-27高三上·辽宁大连·开学考试)如果曲线表示双曲线,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用双曲线的第二定义来转化原式为,进而可得,再由曲线是双曲线可得所求值的范围.
【详解】由曲线,变形为,
由方程两边非负且表示双曲线(有解),所以.
将看成点到定点的距离,
再将看成点到直线的距离,且定点不在直线上,
由圆锥曲线的第二定义可知,离心率,即.
因为曲线为双曲线,所以,即,解得.
因此实数的取值范围为.
2.离心率为的椭圆和离心率为的双曲线的交点构成四边形,的渐近线与的交点构成四边形,若,且四边形与四边形的面积相等,则( ).
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】设,.利用,分别求出两四边形在第一象限内顶点的坐标,再由两四边形面积相等得到,最后利用椭圆、双曲线离心率公式求.
【详解】设
则.
又因为,所以
设椭圆与双曲线在第一象限的交点为.
由同时在两曲线上,得
即
解得
因此四边形的面积为
双曲线在第一象限的渐近线为
设该渐近线与椭圆在第一象限的交点为,则.
代入椭圆方程,得所以
因此四边形的面积为
由题意,
由于均为正数,所以
代入上式,得
得即
又因为所以
3.(多选)(26-27高三上·广西南宁·开学考试)已知双曲线的左、右焦点分别为,,点P在C上,且,,则( )
A.C的焦距为6
B.的面积为
C.C的渐近线方程为
D.双曲线是等轴双曲线
【答案】AB
【分析】首先利用双曲线的第一定义,结合,得到;对A选项利用余弦定理求得焦距即可;B选项已知三角形两边和夹角,利用求解即可;C选项,利用,,求出,于是得到渐近线方程即可;D选项,代入,可知,于是不是等轴双曲线.
【详解】由双曲线的标准方程,得.
由双曲线的定义结合可知.
又因为,所以.
A选项,由余弦定理可知
于是.
所以,即焦距为6,A正确.
B选项, 的面积为,所以B正确.
C选项,因为,,所以,
所以渐近线方程为,C错误.
D选项,代入,可得 .
因为,所以不是等轴双曲线,D错误.
4.(2026高三上·全国·专题练习)如图,已知是双曲线的焦点,是相应的顶点,是轴上的点,满足,则双曲线的离心率的最小值为________.
【答案】
【分析】根据两角差的正切公式及基本不等式得出,再根据同角三角函数的关系化简即可求解.
【详解】由题知,,
设为双曲线的左焦点,左顶点,,
则
,
因为,当且仅当时等号成立,
所以,
整理得或(负值舍去),
所以,
所以.
5.(25-26高二上·上海虹口·期中)已知点为双曲线右支上一点,点,分别为双曲线的左右焦点,点是的内心(三角形内切圆的圆心),若恒有,则双曲线的离心率是__________.
【答案】
/
【分析】设的内切圆半径为,结合双曲线定义与三角形面积公式推导、的关系,进而求出离心率。
【详解】设的内切圆半径为, 根据双曲线的定义,点在双曲线右支上,故,双曲线的焦距,
由三角形面积公式可得 ,,, 代入题设条件,
得 ,得 ,由于,两边约去得,
故双曲线的离心率.
C综合素养
1.(2026高三·全国·专题练习)已知双曲线经过点,其渐近线方程为.
(1)求双曲线的方程;
(2)过点的直线与双曲线相交于两点,能否是线段的中点?请说明理由.
【答案】(1)
(2)假设是线段 的中点,设,
则由两式相减,可得,
因为是线段 的中点,,
代入上式,可得,即此时直线 的斜率为,
于是直线 的方程为,即 .
联立,消元得,
,所以方程无实数解,
即此时直线与双曲线无交点,
故不能是线段 的中点.
【分析】(1)由题设条件得出的方程,求解即得曲线的方程;
(2)假设是线段 的中点,利用点差法求出直线的斜率,将得到直线的方程与双曲线方程联立,通过判别式判断方程是否有实根,即可确定能否为中点.
【详解】(1)双曲线经过点,得,
由渐近线方程为,得,
解得,,
双曲线的方程为 .
(2)略
2.(26-27高三上·湖南·阶段检测)已知双曲线的两个焦点为,,且的渐近线方程为.
(1)若点在上,且,求;
(2)设的左、右顶点分别为,,过点的直线与的右支交于点(异于),且关于的对称点为,若,求直线的斜率.
【答案】(1);
(2)直线的斜率为或.
【分析】(1)由双曲线的焦点坐标、渐近线方程以及可求得,再结合双曲线的定义即可求得,此题需要注意点只会在双曲线的左支上;
(2)设出直线的斜率,用点斜式写出直线的方程,将直线与双曲线联立解方程组,求出点,再根据对称性求出点,最后用两点间的距离公式结合即可解决问题.
【详解】(1)因为双曲线的两个焦点为,,所以,
因为双曲线的渐近线方程为,所以,
因为,所以,所以,所以双曲线,
因为,所以点一定在双曲线的左支上,
由双曲线的定义得,因此,即;
(2)
因为过点的直线与的右支交于点(异于),所以直线的斜率必存在,可记为且,
所以直线的方程为,设,
由可得,
可得且,于是且,
代入直线的方程得,所以点,
因为关于的对称点为,所以,所以点,
又因为,所以,
整理得,解得或,均满足,故或,
所以直线的斜率为或.
3.(25-26高三上·四川成都·期末)已知双曲线,点为坐标原点,过的右焦点的直线交的右支于P,Q两点,当轴时,.
(1)求的方程;
(2)求面积的最小值.
(3)过点作直线的垂线,垂足为,证明:直线QN过定点
【答案】(1)
(2)
(3)证明:由题知,由(1)知,
由(2)知,
由,直线,
根据双曲线的对称性,直线所过定点必在轴上,
令,则,解得
因为,所以
而,所以,则,
所以过定点;
【分析】(1)根据题意,令,代入双曲线求参数值,即可得方程;
(2)设,,,联立双曲线并应用韦达定理,应用三角形面积公式、弦长公式,结合求面积的最小值.
(3)结合(2)中的韦达定理,直线,双曲线对称性确定定点位置并得到,再作化简求值,即可得定点坐标;
【详解】(1)由轴时,,可令
代入双曲线得,又因为
解得,则所求方程为;
(2)设,,由(1)知,
由斜率不为0,可设
联立双曲线并整理得,
则,
所以,,
,
由得,令,
则,
因为,所以,则,当时取等号,
所以的最小值为.
(3)略
4.(25-26高二下·广东东莞·期末)已知双曲线(,)的实轴长为4,离心率.
(1)求双曲线的方程;
(2)过点的直线与双曲线相交于,两点,是否存在直线使得点是弦的中点?若存在,求的面积.若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
存在,
【分析】(1)根据实轴长以及离心率公式求出,进而得双曲线方程.
(2)先根据中点坐标公式及双曲线方程求得直线的方程,联立方程,根据韦达定理以及弦长公式求出,再求出到直线的距离,进而求出的面积.
【详解】(1)依题意:,则.
又因为,所以.
所以.
所以双曲线的方程为.
(2)存在.如图,设.
因为为直线与双曲线的交点,
所以,
由得:.
即.
因为点是弦的中点,所以.
所以.
此时直线的方程为,即.
联立方程得,消去得:.
则,
所以存在直线,使得点是弦的中点.
则由韦达定理:.
所以.
点到直线的距离,
所以.
5.(25-26高二下·重庆渝中·期末)已知点,点满足直线和直线的斜率之积为.点的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)设是坐标原点,是上位于第一象限内的一点,点,射线交于点,射线交于点,若和的面积之差为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设,利用斜率公式计算即可得;
(2)由题意可设,,联立直线与双曲线方程,可得与交点纵坐标有关的韦达定理,再利用面积公式表示出和的面积之差,计算即可得的值,即可得解.
【详解】(1)设,则,整理得,
即的方程为;
(2)由题意可得直线斜率存在且小于,
可设,,则,
联立,消去得,
则,,
由,,
故,
由,故,
整理得,故,
由,故,即直线的方程为.
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