解析几何的方法体系之双曲线专项训练-2027届高三数学一轮复习
2026-09-16
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摘要:
**基本信息**
以“定义-性质-应用”为逻辑链,系统整合双曲线核心方法,通过对比椭圆强化认知,突出通法与易错点,培养抽象能力与推理意识。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|定义与标准方程|3例6练|定义不等式判断轨迹,焦点位置看正负号,共渐近线用λ系方程|从定义推导标准方程,关联基本量a,b,c关系|
|渐近线|3例6练|1换0求渐近线,e与b/a双向换算,焦点到渐近线距离=b|渐近线与离心率、基本量的几何关联|
|几何性质与离心率|3例11练|齐次式求e,焦点三角形面积=b²cot(θ/2),内切圆圆心定直线|离心率与a,b,c关系,结合三角、圆的性质应用|
|焦点弦与焦半径|3例7练|焦半径公式分左右支,焦点弦分两支/同一支,最值用定义转化|焦半径与准线关系,焦点弦长与韦达定理结合|
|直线与双曲线|3例5练|联立判二次项系数,点差法求中点弦,中点重合突破三等分点|直线与双曲线位置关系,弦长、中点轨迹的代数化|
内容正文:
双曲线的方法体系
从定义到渐近线的完整梳理
一、知识点梳理
知识点一 双曲线的定义与标准方程
★ 第一定义:平面内到两个定点 、 的距离之差的绝对值等于常数 ()的点的轨迹叫做双曲线。
与椭圆只差一个字,含义却完全不同:椭圆是「距离之和」,双曲线是「距离之差的绝对值」。那个绝对值不能丢——丢掉它,轨迹只剩一支。把「之差的绝对值等于 」拆开就是两条式子:(右支)与 (左支)。
定义里的不等式 要求比椭圆更细:
时轨迹是双曲线; 时轨迹是两条射线(以 、 为端点,分别向两侧伸出); 时没有轨迹。注意 得到的不是线段——因为差为零的点集是线段 的垂直平分线,但差为 的点必须落在射线 的延长线或射线 的延长线上,两条射线的并集才是轨迹。
★ 标准方程有两种,取决于焦点在哪条坐标轴上:
焦点在 轴上时 (,),焦点为 ;
焦点在 轴上时 (,),焦点为 。
★ 基本量关系是 ——这里 最大,与椭圆的 ( 最大)正好相反。判断焦点位置的办法也跟着变了:椭圆看「两个分母谁大」,双曲线看「哪一项前面是正号」—— 项带正号,焦点就在 轴上。两者混记是这一章最常见的失误。
★ 方程 表示双曲线的充要条件是 。整理成 即可看出:两个分母必须异号,才能把其中一项移到另一边变成减法。
★ 标准方程是怎么来的:设焦点为 ,动点满足 。移项后平方两次,整理得 。由 知 ,记 ,两边同除 即得标准方程。所以 是化简时自然出现的正数,它的几何含义要往后推到渐近线才看得清。
★ 两种特殊的双曲线:
实轴与虚轴等长的叫等轴双曲线,此时 ,方程可写成 (),离心率恒为 ,两条渐近线互相垂直;
把 的 、 对调,得到 ,两者互为共轭双曲线。它们有相同的渐近线、相同的焦距,四个焦点共圆(半径都是 ),离心率满足 。
★ 反比例函数 的图象本质是等轴双曲线:把 绕原点逆时针旋转 ,横纵坐标代换后得到 。同理 、 的图象都能由某条双曲线旋转得到——这也解释了为什么它们也带两条渐近线( 与 )。
★ 拿到双曲线方程,第一步永远是化成标准形,看哪一项带正号定焦点位置,再用 算 。
知识点二 渐近线
★ 渐近线是双曲线区别于椭圆、抛物线的最显眼特征。求法只有一句:把标准方程右边的 换成 ,解出来就是。
即 ; 即 。
记住「焦点在 轴时,斜率是 」这句话就够,另一支的情形把 、 的地位对调即可。
★ 渐近线的几何来历:以实轴 、虚轴 为邻边作矩形,它的两条对角线所在的直线就是渐近线。所以渐近线的「陡峭程度」由 单独决定,而 又与离心率一对一:
,反过来 。若渐近线与 轴的夹角为 ,则 ,——把「夹角」与「离心率」直接连起来,遇到夹角条件就不用绕。
★ 焦点到渐近线的距离恒等于 :以 与 为例,。这个结论与 无关,是填空与选择里出现频率最高的一个。
顺着这条还能得到垂足的坐标:从焦点向渐近线作垂线,垂足为 ,由 、 及 构成直角三角形 。 这句话等价于「垂足同时在圆 上」——很多题里那个圆不是额外条件,而是这句话的转写。
★ 与两条渐近线有关的定值:双曲线上任意一点 到两条渐近线的距离之积为定值 。推导只用一步:两条渐近线是 与 ,距离之积 。等轴双曲线时它简化为 。
★ 共渐近线的双曲线系:与 有相同渐近线的双曲线,一律可以写成 ()—— 取正时焦点在 轴上,取负时焦点在 轴上。这是「已知渐近线求双曲线」的标准设法,比先定 、 再代点少一半方程。
⚠ 渐近线只由 决定,它定不出 、 各自的大小。所以题目只给「一条渐近线」时,还需要另一个条件(过一个点、给焦距或给离心率)才能锁定曲线。
★ 见到「焦点到渐近线的距离」,直接写 ;见到「渐近线与坐标轴夹角」,转成 再算 。
知识点三 几何性质与离心率
★ 三个基本量:实半轴 、虚半轴 、半焦距 ,关系式只有 。实轴长 、虚轴长 、焦距 。顶点是 (焦点在 轴时),顶点只有一个方向——这是与椭圆「四个顶点」的又一处不同。
★ 离心率 ,取值范围 。与椭圆恰好互补:椭圆是 (越接近 1 越扁),双曲线是 (越接近 1 越「瘦」, 越大开口越张开)。 是等轴双曲线,是这条数轴上的分界点。
★ 求离心率只有一条通法:凑出一个关于 、、 的齐次关系式,两边同除 (或同除 )化成一元方程,解出 。式子不齐次,说明还有具体的坐标值没换成 、、,要先把这些坐标算出来再代入。
★ 求离心率的范围,除了等式还要用不等式。常见的不等式来源有四个:
顶点与实轴的约束 、;直线与双曲线有两个交点(或有两个同支交点)要求的 与根的符号;角的条件(如 是某角的倍数)转成的边长不等式;「存在点 」型的题,把条件改写成关于 的坐标或斜率的方程有解。
★ 焦点三角形( 在右支,,记 、):
定义给 ;余弦定理给 。把 代入,整理得 。
于是面积 。
时 、。注意与椭圆对照:椭圆是 ,双曲线是 ——一正一余,根源就在定义里一个是「和」、一个是「差」。
由 还可以看出: 越靠近顶点 越接近 、面积越小; 沿渐近线走远时 趋于 、面积无限增大。所以双曲线的焦点三角形面积没有最大值——这一点也与椭圆的 不同。
★ 焦点三角形的内切圆有一条很干净的结论:设内切圆与边 相切于点 ,由切线长相等可推出 ,再配上 ,解得 ,于是 的横坐标恰为 。所以 在右支时, 的内切圆圆心恒在定直线 上; 在左支时恒在 上。半径照常用面积法:, 是焦点三角形的半周长。
★ 「不存在以某点为中点的弦」这类题,落脚点是点差法给出的斜率 (见知识点五)加上位置检验,不要另起炉灶。
★ 光学性质:双曲线上一点处的切线,平分该点两条焦半径所成的角。与椭圆对照着记:椭圆那里平分的是两条焦半径所成角的外角,两者恰好互为补角关系。从双曲线的一个焦点射出的光线经反射后,看起来像是从另一个焦点射来的(方向是发散的,不是会聚)。高中阶段这一条考得少,见到「反射」「光线」这类条件时先想起它。
★ 离心率题的检查办法:把答案代回,验证 与题干的几何条件是否同时成立。
知识点四 焦点弦与焦半径
★ 焦半径公式: 在右支上时
,;
在左支上时 ,。
记忆口诀:右焦点配「减」,左焦点配「加」,负号整体由 的符号决定。公式的来历是第二定义(点到焦点与到相应准线的距离之比为 ,准线 ),也可以由定义与两点间距离联立直接消根号得到。
★ 准线:焦点在 轴上时两条准线为 ,左焦点配左准线、右焦点配右准线。与椭圆相比有一处要特别留意:这里 ,所以 ,准线落在两支之间;椭圆的准线则落在曲线之外。两册的公式形式完全相同,位置正好相反,靠 与 谁大谁小分辨。
第二定义的验证只需一步:以右支上的点为例,,点 到右准线的距离是 ,两者相除得 。
焦半径公式最大的用处,是把「点到焦点的距离」压成「横坐标的一次函数」——凡是涉及焦半径的等式与不等关系,代进去立刻降成一次式。
由 可得 (最小值在右顶点取到),。所以右支上一点到两个焦点的距离之和没有最大值,最小值是 。
★ 通径:过焦点且垂直于实轴的弦,长度为 。形式与椭圆一致,但它在两类弦里的地位不同,见下条。
★ 过焦点的弦要分成两类,这是双曲线独有的麻烦:
设过 的直线斜率为 ,代入后二次项系数是 ,两个交点的横坐标之积为 。 时乘积为负,两个交点分居两支; 时乘积为正,两个交点在同一支上; 时直线与渐近线平行,只有一个交点。
两支情形的弦长最小值是 ,在直线就是实轴所在直线时取到;同一支情形的弦长最小值是通径 ,在直线垂直于实轴时取到。两者谁大取决于 与 的大小关系,所以「过焦点的弦最短是多少」必须先问清是哪一类。
★ 与圆结合的弦:以 为直径的圆是 ,它与双曲线恒有四个交点(把 代入可解)。所以「双曲线焦点三角形为直角三角形」这种点在双曲线上总是存在,不需要额外条件——这也与椭圆「要 才存在」不同。
★ 距离之和的最值:遇到 型( 在双曲线上、 是定点、 是某焦点),先用定义把离 远的那个焦半径换成「另一个焦半径 」,把两段距离挪到同一条折线上,再用三角形不等式收口。换哪一个、加还是减 ,取决于 在哪一支、 在哪一侧。
★ 内切圆与焦半径的分工:设 的内切圆与 、 的切点分别为 、,则 。这类切线长等式是把「内切圆」翻译成「线段长度」的通用步骤。
★ 见到「过焦点的弦」,先判断它与双曲线交于两支还是同一支——这一步定下来,后面用哪条公式才不会错。
知识点五 直线与双曲线
★ 联立仍是通用套路:把 代入 ,整理得 。
⚠ 二次项系数 可能是 。当 ,即直线与渐近线平行时,方程退化成一次方程,直线与双曲线恰有一个公共点——这与「相切」是两回事。椭圆里「一个公共点」与「相切」等价,双曲线里不等价,这是本章最容易掉进去的坑。
★ 交点个数的完整判断:先看 是否等于 。相等时直线平行于渐近线,至多一个公共点;不等时方程是二次的,再看 : 两个公共点, 相切, 无公共点。
★ 两支还是同一支,看两根的符号:
两根之积为负 两个交点分居两支 ;
两根之积为正且两根之和与 、 配合,得到两个交点同在右支或同在左支。「与右支交于两点」比「与双曲线交于两点」多了这一层限制,很多范围题的额外条件就出在这里。
★ 弦长公式照旧:,用 设直线时改用 。设直线时优先用 ,它能自动包含竖直直线,不会漏解。
★ 点差法(中点弦):设弦的两端 、 都在双曲线上,两式相减因式分解得
,用中点 与斜率 写就是 。
⚠ 与椭圆对照:椭圆的对应式子是 ,双曲线没有那个负号。差别来自标准方程两个二次项符号相反。另外当 时这个式子失效,此时中点弦只能是竖直的,要单独讨论。
⚠ 点差法只用到了「两端都在双曲线上」,并没有保证这条弦真的存在。所以用它求出斜率之后,必须回代检验 ,或者用「中点必须落在能取到弦的区域」来筛。
★ 直线与两支相交时有一条漂亮的中点事实:直线 与双曲线交于 、 两点,与两条渐近线交于 、 两点,则 的中点与 的中点重合。因为两组横坐标之和都是 。于是 、 是线段 的三等分点,等价于 ;这类题的突破口全在这个「中点重合」上,不必逐点求坐标。
★ 与渐近线有关的面积:直线与双曲线交于 、,与两渐近线交于 、,则 与 的面积满足 (两组点在同一直线上,高相同)。
★ 中点弦的轨迹:把点差法给出的 与「弦过定点 」的斜率表达式联立,消去 就得到中点 的轨迹方程。注意最终的轨迹往往只是完整曲线上的一段,要把 或交点所在支的限制翻译成 、 的范围写到答案里。
★ 切线与切点弦用同一个式子:把 里的 换成 、 换成 ,得 —— 在双曲线上时它是点 处的切线, 在双曲线外时它是两条切线的切点弦。
⚠ 用切线时不要把「一个公共点」当成相切的判据:与渐近线平行的直线也只交于一个点,却与双曲线并不相切,这与判断交点个数时的道理是同一条。所以要写切线方程,一律代公式或令判别式 去解,不要靠数交点个数反推。
★ 直线与双曲线的题,动笔前先算 与 的大小关系——它同时决定交点个数、所在支和后面能用的公式。
二、方法突破
方法一 定义与标准方程
双曲线的定义与椭圆只差一个字:椭圆是到两个定点距离之和为定值,双曲线是距离之差的绝对值为定值。差的绝对值带来两个后果——轨迹是两支而不是一圈,基本量关系式里最大的变成了 。这一节先把这两件事理清。
★ 定义里的不等式 要比椭圆记得更仔细: 是双曲线, 是两条射线(不是线段), 无轨迹。含参数的「距离之差的绝对值为 」型问题,卡点就在这个不等式。
★ 判断焦点位置只看哪一项带正号。椭圆看分母大小,双曲线看正负号——这是两章之间最容易被混记的一处。
★ 求标准方程有两条路:条件给的是「距离」的,优先用定义,把 直接读出来;条件给的是「离心率」「渐近线」或「过一个点」的,先由 与 化成 、 的方程,再用坐标条件补第二个方程。
★ 与同渐近线的曲线打交道时,用系 去设,一个未知量配一个坐标条件就够,比常规设法少一半计算。
★ 基本量的运算只有一条链:、。题目给什么就往这条链上靠,别急着设点、设直线。
★ 等轴双曲线()与共轭双曲线是两个特例,各自都有成套的固定结论,见到「等轴」「互为共轭」先默写这些结论再动笔。
★ 拿到含参的双曲线方程,第一步永远是化成标准形,看哪一项带正号定焦点位置,再用 算 。这一步能同时定出参数的隐含范围。
例题
例 1-1
(广东省佛山市2024-2025学年高三下学期教学质量检测(二)数学试题 · 第12题)
【填空】焦点分别为,且经过点的双曲线的标准方程为_______.
【解析】
第 1 步 焦点位置决定设哪一种形式
◈ 两个已知焦点都在 轴上,所以设 ,不能设成 项在前面的形式。焦点坐标顺带给出 ,于是 是已知条件,待定字母只剩一个。
第 2 步 是筛根的依据
◈ 解出 与 之后要回到 检验: 会让 。含参的二次方程出现两个正根时,几何意义常常只允许其中一个。
答
例 1-2
(江门市2026届高考适应性测试 · 第8题)
【单选】若 的中线 ,且 ,,,在平面直角坐标系 中,点 在双曲线 上,则 的离心率为( )
A. B. C. D.
【解析】
第 1 步 中线长公式把三条边连起来
◈ 三条边与中线混在一起,中线长公式 是能一次消掉未知角的工具。也可以对 与 分别用余弦定理,再用两角互补相加,得到同一结果。
第 2 步 「点 在曲线上」就是把坐标代入
◈ 得到 之后不必再想几何,它本身就是 的方程。注意 是横坐标、 是纵坐标,所以 是 项系数的倒数。
答 B
例 1-3
(广东省汕尾市2025-2026学年高三上学期综合测试(一)数学试题 · 第4题)
【单选】双曲线过点,其两条渐近线的夹角为,则双曲线的方程为( )
A. B. 不存在 C. D.
【解析】
第 1 步 夹角转成余弦,直接代数求解
◈ 两条渐近线是 ,各取一个方向向量 、,夹角余弦就是 。把 代进去,得到的方程只含 ,不需要先设出角的记号再绕一圈。
第 2 步 绝对值要分两种情形讨论
◈ 中, 给 , 给 ,对应 与 两批解。只算一支就漏掉一半可能。
第 3 步 无解的那一支也要写出来
◈ 两支都算完之后,一支给出 ,另一支让方程左边恒负而无解。把无解的一支摆出来,才能说明选项里的「不存在」为什么被排除。
答 C
练习
1-1. 【单选】若双曲线上的点到点的距离为4,则点到点的距离为( )
A. 14 B. 12 C. 10 D. 8
1-2. 【单选】已知双曲线的右焦点为,点在双曲线上且满足轴,若,则双曲线的实轴长为( )
A. 1 B. 2 C. 4 D. 8
1-3. 【填空】与双曲线有共同渐近线,且过点的双曲线方程为______.
1-4. 【多选】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
1-5. 【单选】设双曲线的离心率为,实轴长为,若曲线上的点到双曲线的两个焦点的距离之和为,则曲线的标准方程为( )
A.
B.
C.
D.
1-6. 【填空】函数 的图象本质是双曲线,那么该双曲线的离心率是 ______,焦距是 ______.
方法二 渐近线
渐近线是双曲线独有的特征。这一节的全部内容可以压缩成一句话:双曲线的形状由 一个数决定,渐近线是 的几何化身,离心率是 的另一种写法。
★ 求渐近线只有一句口诀:把标准方程右边的 换成 。焦点在 轴时得 ,焦点在 轴时得 。
★ 渐近线与离心率的双向换算要熟到不用推:,。若渐近线与 轴的夹角是 ,还有 、。
★ 焦点到渐近线的距离恒等于 ,与 无关。这是本节出现频率最高的一个结论,见到「过焦点作渐近线的垂线」就直接写 。
★ 那条垂线还会把直角三角形 摆出来:、、。题里若出现圆 与渐近线的交点,那个交点其实就是垂足 ,不是另外算出来的。
★ 双曲线上任一点到两条渐近线的距离之积为定值 。这个结论的用处是把「距离之积」类条件直接换成 、、 的等式,不必设点。
★ 共渐近线的双曲线用系 设;反过来,只给一条渐近线的条件定不出曲线,必须再有一个点或一个焦点的信息。
★ 遇到「渐近线与某条直线(或某个圆)相切、相交」的条件,先把渐近线方程写出来,再用点到直线距离或联立的判别式去接——不要把渐近线留在口头上。
例题
例 2-1
(2025届山东省潍坊市高三模拟预测数学试题 · 第4题)
【单选】若双曲线的焦距是其实轴长的2倍,则的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【解析】
第 1 步 渐近线只认比值
◈ 焦距、实轴长给的是 与 的关系,渐近线的斜率却是 ,中间要靠 搭桥。先把 用 表示出来,再回头算 。
答 B
例 2-2
(衡阳市2026届高三下学期第二次联考 · 第12题)
【填空】已知双曲线 的右焦点为 ,过 作双曲线 的渐近线的垂线,垂足为 ,若 ,则 的离心率为 ______.
【解析】
第 1 步 焦点到渐近线的距离恒为
◈ 把渐近线写成 ,用点到直线的距离公式,分母是 ,分子是 ,约掉 之后恰好剩 。这个结果与焦点在左在右、取哪条渐近线都无关,所以凡见「过焦点作渐近线的垂线」,第一步就能把 读出来。
第 2 步 垂足到原点的距离是
◈ 同一个直角三角形里 、( 为垂足),由勾股定理 ,且 。把 、、 三条边放进这个直角三角形的题很多,记住它常能省下一段计算。
答
例 2-3
(濮阳市2026年高三第二次模拟考试 · 第13题)
【填空】已知双曲线 的离心率为 , 的一条渐近线与圆 交于 , 两点,则 ______.
【解析】
第 1 步 两条渐近线要分别验一遍
◈ 离心率只给出 ,正负两支都可能,而题里只说「一条渐近线与圆交于两点」。算出弦心距后, 的 、 的 ,才确定是哪一条,这一步不能跳过。
答
练习
2-1. 【填空】已知双曲线的离心率为,则该双曲线的渐近线方程为______.
2-2. 【单选】若为双曲线:上异于,的动点,且直线与的斜率之积为5,则的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
2-3. 【单选】双曲线的右焦点为,过右顶点向轴引垂线与的渐近线交于点,若,则双曲线的渐近线斜率为( )
A. B. C. D.
2-4. 【填空】已知双曲线的焦点到其渐近线的距离为,则C的离心率为_______.
2-5. 【单选】若双曲线的一条渐近线方程为,则( )
A. B. -2 C. D. -4
2-6. 【填空】已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,,过点 作直线分别交两条渐近线于点 ,,交 轴于点 , 为坐标原点。若 的面积是 的面积的 倍,则 ______.
方法三 几何性质与离心率
这一册最厚的一节,也是高考双曲线题的主战场。题目条件千变万化,落脚点只有一个:凑出一个关于 、、 的齐次关系式。
★ 求离心率的通法:写出齐次式,同除 ,解关于 的一元方程。式子不齐次,说明还有坐标没换成 、、——先把那些坐标算出来。
★ 求离心率的范围,除了等式还要用不等式。四个常见来源:点在双曲线上要求 ;直线与双曲线有交点的判别式与根的符号;角与边长条件给出的不等式;「存在点 」型的题要求某个方程有解。
★ 两类条件要会翻译:
「垂直」翻译成向量数量积为零,或翻译成「点在以某条线段为直径的圆上」;「角平分线」先想角平分线定理(把角的两边与截出的线段连起来),再想能不能用对称点。
★ 焦点三角形的三条现成结论:(、 是两条焦半径, 是 );面积 ; 时 。注意双曲线面积是 、椭圆是 ,别串。
★ 内切圆的定直线结论: 在右支时 的内切圆圆心恒在 上,半径用 。见到「内切圆与 轴相切」「内切圆圆心在某条直线上」,直接用这句话。
★ 与圆结合的题,先把圆心、半径算清楚。圆与渐近线相切、圆与双曲线相交,给出的都是圆心到直线(或到点)的距离与半径的关系,写成等式之后往往直接就是 、、 的关系。
★ 条件多的离心率题,先把每个条件单独翻译成 、、 或坐标的关系写在一旁,再挑出能凑成齐次式的几条联立——一次翻译、一次联立,比边读边算稳得多。
例题
例 3-1
(嘉兴市2026届高三下学期4月二模教学测试 · 第7题)
【单选】已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,,左、右顶点分别为 ,,点 为右支上异于 的一点,过 作 轴的垂线,垂足为 ,若 的面积 ,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【解析】
第 1 步 两块几何量都化成坐标
◈ 面积用底乘高、 用 ,两个条件都变成只含 、 的式子,再用曲线方程把 换掉,未知量就只剩 。
第 2 步 约去 靠的是「异于 」
◈ 题设「 为右支上异于 的一点」保证了 。若 取 ,这个因子为零,两边同时为零,等式退化成恒等式,关于 的信息就全丢了。这类排除条件往往是约分的前提。
答 B
例 3-2
(赣州市2025-2026学年高三下学期摸底考试 · 第7题)
【单选】已知双曲线 左、右焦点分别为 ,,若过点 的直线 与圆 相切于点 , 与双曲线 的右支交于点 ,且 ,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.
【解析】
第 1 步 切线段长恒等于
◈ 从焦点向圆 引切线,切线段 的长是 ,与切线方向无关。于是向量等式 可以翻译成长度 。
第 2 步 把向量倍数翻译成坐标
◈ 说明 在射线 上、离 四倍远,故 。这一步把几何条件接到了焦半径公式上,是本题的枢纽。
答 D
例 3-3
(张家口市2026届高三下学期一模 · 第8题)
【单选】已知双曲线 左、右两个焦点分别为 ,,过 的直线 与双曲线 的左、右两支分别交于 , 两点,且满足 ,( 为坐标原点),,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.
【解析】
第 1 步 两个三角形各用一次余弦定理
◈ 条件分散在 与 里:前者用 ,后者用 。两次都能把 、 按定义换成 与 的式子,于是两个三角形各贡献一条关于 、、 的方程。
第 2 步 提供
◈ 使 成为直角三角形,。把它代入余弦定理的一次项,正好与 约去一个 ,否则式子里会多出 这样的交叉项。
答 C
练习
3-1. 【单选】已知 , 分别是双曲线 的左、右两个焦点,、 是双曲线上的两点,,,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
3-2. 【单选】等轴双曲线 的左、右焦点分别为 ,,以 为直径的圆 与双曲线 交于 ,,, 四点。设四边形 的面积为 ,圆 的面积为 , 为坐标原点,则( )
A. B. C. D.
3-3. 【单选】已知圆 与双曲线 的渐近线相切,则椭圆 的离心率 ( )
A. B. C. D.
3-4. 【单选】已知双曲线 的右焦点为 ,过点 且倾斜角为 的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则 的离心率取值范围是( )
A. B. C. D.
3-5. 【单选】已知 , 分别为双曲线 的左、右焦点,点 在 的渐近线上,且满足 ,,则 的离心率为( )
A. B. C. D.
3-6. 【单选】已知双曲线的左、右焦点分别是、,在第二象限且在双曲线的渐近线上,,线段的中点在双曲线的右支上,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
3-7. 【单选】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.
3-8. 【单选】已知点 为双曲线 的右顶点,点 的坐标为 ,若 上存在一点 (不与点 重合),使得 ,则 的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
3-9. 【单选】已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,,过点 且斜率为 的直线与双曲线 的右支交于 , 两点,若 ,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. 或 D. 或
3-10. 【单选】已知为双曲线的左右焦点,点的坐标为.若为等边三角形,则双曲线的离心率是( )
A. B. 2 C. 2 D. 3
3-11. 【填空】已知双曲线C:(,)的左、右焦点分别为,,若在C上存在点P(不是顶点),使得,则C的离心率的取值范围为______.
方法四 焦点弦与焦半径
题目里出现焦点、过焦点的弦、两个焦半径的夹角,就一定有比联立更快的路子。这一节要做的是把几条现成结论用到条件反射的程度。
★ 焦半径公式: 在右支时 、;在左支时整体取负。它把「点到焦点的距离」压成横坐标的一次函数,凡涉及焦半径的等式立刻降次。
★ 过焦点的弦必须分两类。设过 的直线斜率为 ,则 时弦的两端分居两支, 时落在同一支上, 时与渐近线平行、只有一个交点。两类弦的最短长度不同:两支情形是 ,同一支情形是通径 。
★ 焦点三角形的工具全部来自两个式子:定义给 ,余弦定理给 。由此得到 与 。
★ 内切圆半径用面积法:。把 、 用焦半径公式算出来, 就确定了,不必求面积——这条在「内切圆半径之比」「内切圆半径之和」类的题里最省事。
★ 距离之和的最值:先把离得远的那个焦半径用定义换掉(换成另一条焦半径 ),让两段距离接成一条折线,再用三角形不等式。换哪一条、加减 ,取决于 在哪一支、定点在哪一侧。
★ 与圆结合的弦:以 为直径的圆 与双曲线恒有交点,所以「焦点三角形是直角三角形」这种点在双曲线上总存在——这与椭圆需要额外条件不同。
★ 见到「过焦点的弦」,先判断它交于两支还是同一支;见到「内切圆」,先写切线长等式把线段长度翻译出来。
例题
例 4-1
(南通市2026届高三学业质量检测(一模) · 第10题)
【多选】已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,,过 作垂直于 轴的直线交 于 , 两点,若直线 的斜率是 , 的周长是 ,则( )
A. 的渐近线方程为
B. 的实轴长是
C. 面积是
D. 的外接圆半径是
【解析】
第 1 步 通径两端写坐标,斜率条件直接给基本量
◈ 、 的坐标是 ,把它们代进斜率公式,得到的是只含 、 的齐次方程,不必设点也不必联立。
第 2 步 周长与面积都要先定出
◈ 周长 给出 ,此后 、、面积才能算出具体数。凡是把几个几何量打包成条件给出的题,第一步都是找这样的一个「定标尺」方程。
答 BCD
例 4-2
(福建省莆田市2025届高三第二次教学质量检测数学试卷 · 第9题)
【多选】已知双曲线 的左、右焦点分别是 ,,过 的直线交 于 , 两点,则下列结论正确的是( )
A.
B. 渐近线方程为
C. 的最小值为4
D. 内切圆圆心在直线上
【解析】
第 1 步 焦点弦长要分「两支」与「同一支」两类
◈ 设过焦点的直线斜率为 , 时弦的两端分居两支, 时落在同一支上。本题的 是负、正的分界,对应到 与 的大小,两种情形的最短长度不同,都要算到。
第 2 步 内切圆圆心的横坐标由切线长定出
◈ 在 的表达式里,两条焦半径的 恰好抵消,只剩 ,于是 与 的位置无关,恒为顶点。这就是「内切圆圆心在 上」这条结论的来源。
答 ACD
例 4-3
(佛山市2025-2026学年普通高中教学质量检测(二) · 第14题)
【填空】已知 , 分别为双曲线 的左、右焦点,, 两点均在双曲线 上,且满足 (),,则 的内切圆半径为 ______.
【解析】
第 1 步 向量等式先翻译成「 在线段 上」
◈ 表明 与 同向, 夹在 、 之间,于是 等于两条焦半径之和。这一步定下整个式子的形状。
第 2 步 用反证排除「两支」情形
◈ 两支时两条焦半径一条要减 、一条要加 ,代进余弦定理会得到 ,与几何条件冲突。排除掉之后,后面的式子才是齐整的。
第 3 步 半径用面积比半周长,整体约去
◈ ,而 与 都含因子 ,再用 把分子换掉,、 被整体消去,不问 也能定出半径。
答
练习
4-1. 【多选】已知双曲线 的左、右焦点为 ,,且 到双曲线渐近线的距离为 ,则( )
A.
B. 若过 且垂直于 轴的直线与双曲线交于 , 两点,则
C. 若 为双曲线上一点,且 ,则 或
D. 若第一象限的点 在双曲线上,且 ,则点 的坐标为
4-2. 【填空】已知双曲线 的左顶点为 ,右焦点为 ,过 的直线 交 于 , 两点,若 ,则 的外接圆的半径为 ______.
4-3. 【多选】已知 , 是双曲线 上两个不同的点, 是 的左顶点,则( )
A. 的焦距为
B. 当 轴时, 与 可能垂直
C. 当 时,, 的横坐标之和的取值集合为
D. 当 , 的纵坐标异号时,对任意的点 ,都存在点 ,使得
4-4. 【多选】在平面直角坐标系 中,已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,,,过 的直线 与双曲线的右支交于 , 两点( 在第一象限),与 轴交于点 , 为 的中点,,, 分别为 、 内切圆的半径,则( )
A. 的离心率为
B. 与 上点的距离的最小值为
C.
D.
4-5. 【单选】设点为双曲线右支上的动点,为该双曲线的右焦点,已知点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
4-6. 【填空】已知双曲线的左、右焦点分别为,点在的左支上,过点作的一条渐近线的垂线,垂足为,则当取最小值12时,面积的最大值为______.
4-7. 【填空】已知双曲线 的右焦点为 ,过点 且斜率为 的直线与 的右支交于 , 两点,线段 的垂直平分线分别交直线 和 于点 ,。若 ,则 的离心率为 ______.
方法五 直线与双曲线
直线与双曲线相交的计算量不比椭圆小,麻烦在于多了一层分类:交于两支还是同一支。这一节要练的是把设直线、联立、看根号、用韦达这套流程固定下来,并且不漏掉与渐近线平行的那条直线。
★ 四步流程:设直线、联立、写韦达、把要求的量用 与 表示。第四步能写成对称式,计算量就可控。
★ 设直线优先用 ,它天然包含竖直直线,不会漏解;过 轴定点、过焦点的情形尤其要用它。
★ 联立后先看二次项系数 。它为零(直线与渐近线平行)时方程退化成一次方程,直线与双曲线只有一个公共点——这不是相切。椭圆里「一个公共点」与「相切」等价,双曲线里不等价,这是本节最容易掉的坑。
★ 两根之积的符号决定交点在不在同一支:乘积为负就是两支,乘积为正还要看两根之和的符号才能定是右支还是左支。「与右支交于两点」比「与双曲线交于两点」多一层限制,许多范围题的隐含条件就出在这里。
★ 点差法在中点弦上的形式是 ,没有负号(椭圆才有负号)。 时公式失效,中点弦只能是竖直的,要单独讨论。用完必须回代检验 。
★ 直线与两支相交时,它被两条渐近线截出的线段与它被双曲线截出的线段中点重合。这个「中点重合」是三等分点、定长比这类题的通用突破口。
★ 面积一律拆成「底乘高」:过 轴上定点的用 ,其余的先算弦长再乘高。选哪种写法,看哪一种能让式子更干净。
★ 动笔前先比较 与 ——它同时决定交点个数、所在支、后面能用的公式,以及最值能不能取到。
例题
例 5-1
(石家庄市2026届普通高等学校毕业年级教学质量检测(二) · 第15题)
【解答】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 。
【解析】
第 1 步 渐近线定 与 的比例
◈ 渐近线 与基本量的关系是 ,写成 之后 的方程退化成 ,代入一个已知点就直接定出 ,不用再借助 。
第 2 步 倾斜角先换成斜率
◈ ,斜率为负说明这条弦的两端同在右支。求弦长只需要 ,端点坐标不必具体解出。
答 (1);(2)
例 5-2
(湛江市2026届高三普通高考测试(二) · 第17题)
【解答】已知双曲线 的离心率为 ,且经过点 。(1)求 的标准方程;(2)若过点 的直线 与 交于 、 两点,求线段 的中点 的轨迹方程。
【解析】
第 1 步 双曲线的点差法没有负号
◈ 椭圆 的中点是,双曲线两项之间是减号,同样的推导出来的却是。本题 ,于是直接得到 。
第 2 步 轨迹方程只是必要条件
◈ 消元得到 之后, 那条是渐近线,必须剔掉;剩下的 还要配上 给出的 的范围,才换算出 的两段区间。凡「求中点轨迹」,最后一步都要回到判别式。
答 (1);(2)( 或 )
例 5-3
(山东省淄博市2025届高三下学期模拟考试数学试题 · 第16题)
【解答】已知双曲线,离心率,点在双曲线上. (1)求双曲线C的标准方程; (2)点,分别是双曲线C的左右焦点,过点的直线l与双曲线的右支交于A,B两点,若的周长为12,求直线l的方程.
【解析】
第 1 步 把两段焦半径接成整条弦
◈ 、 都在右支,用定义把 、 各减去 ,剩下的两段焦半径首尾相接就是 。于是周长等于 ,与直线怎么放无关——这正是「过焦点作弦」类问题里周长的标准处理。
第 2 步 弦长与 的关系
◈ 联立后二次项系数 不能为零,否则方程退化成一次方程,直线与渐近线平行,只有一个公共点。整理出的弦长 在 处断开:这一侧的弦落在两支上,那一侧落在同一支上,最小值分别是 与通径。本题最后解出 ,属于同一支的情形。
答 (1);(2) 或
练习
5-1. 【单选】双曲线的方程为,直线与双曲线左右两支分别交于A,B两点,与两条渐近线分别交于E,F两点,若E,F是线段AB的三等分点,则的值为( )
A. 4 B. 8 C. 12 D. 24
5-2. 【多选】已知双曲线 的离心率为 ,左、右焦点分别为 ,,过 的直线与 的右支相交于 , 两点,则下列结论错误的有( )
A. 的方程为
B.
C. 的渐近线方程为
D. 当 时( 为原点), 的面积为
5-3. 【多选】已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,,离心率为 ,点 在双曲线上,则下列说法正确的是( )
A. 双曲线 的渐近线方程为
B. 若 ,则
C. 的最小值为
D. 点 到 的两条渐近线的距离之积为定值
5-4. 【多选】已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,,左、右顶点分别为 ,,过 的直线 与 的左、右两支分别交于 , 两点( 在第一象限内), 为原点。若 ,点 到两条渐近线的距离之积为 ,则( )
A. 的渐近线方程为
B. 的离心率为
C. 面积的最小值为
D. 直线 、 的倾斜角之和为
5-5. 【多选】以坐标轴为对称轴的双曲线 过点 ,其一条渐近线过点 ,且两焦点为 ,。若直线 分别与 的两支交于 , 两点,线段 的中点为 ,则下列说法正确的是( )
A. 双曲线 的方程为
B. 若 ,则点 在直线 上
C. 若 ,则 的取值范围为
D. 若 ,则 与 的内切圆的半径之比为 或
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双曲线的方法体系
从定义到渐近线的完整梳理
一、知识点梳理
知识点一 双曲线的定义与标准方程
★ 第一定义:平面内到两个定点 、 的距离之差的绝对值等于常数 ()的点的轨迹叫做双曲线。
与椭圆只差一个字,含义却完全不同:椭圆是「距离之和」,双曲线是「距离之差的绝对值」。那个绝对值不能丢——丢掉它,轨迹只剩一支。把「之差的绝对值等于 」拆开就是两条式子:(右支)与 (左支)。
定义里的不等式 要求比椭圆更细:
时轨迹是双曲线; 时轨迹是两条射线(以 、 为端点,分别向两侧伸出); 时没有轨迹。注意 得到的不是线段——因为差为零的点集是线段 的垂直平分线,但差为 的点必须落在射线 的延长线或射线 的延长线上,两条射线的并集才是轨迹。
★ 标准方程有两种,取决于焦点在哪条坐标轴上:
焦点在 轴上时 (,),焦点为 ;
焦点在 轴上时 (,),焦点为 。
★ 基本量关系是 ——这里 最大,与椭圆的 ( 最大)正好相反。判断焦点位置的办法也跟着变了:椭圆看「两个分母谁大」,双曲线看「哪一项前面是正号」—— 项带正号,焦点就在 轴上。两者混记是这一章最常见的失误。
★ 方程 表示双曲线的充要条件是 。整理成 即可看出:两个分母必须异号,才能把其中一项移到另一边变成减法。
★ 标准方程是怎么来的:设焦点为 ,动点满足 。移项后平方两次,整理得 。由 知 ,记 ,两边同除 即得标准方程。所以 是化简时自然出现的正数,它的几何含义要往后推到渐近线才看得清。
★ 两种特殊的双曲线:
实轴与虚轴等长的叫等轴双曲线,此时 ,方程可写成 (),离心率恒为 ,两条渐近线互相垂直;
把 的 、 对调,得到 ,两者互为共轭双曲线。它们有相同的渐近线、相同的焦距,四个焦点共圆(半径都是 ),离心率满足 。
★ 反比例函数 的图象本质是等轴双曲线:把 绕原点逆时针旋转 ,横纵坐标代换后得到 。同理 、 的图象都能由某条双曲线旋转得到——这也解释了为什么它们也带两条渐近线( 与 )。
★ 拿到双曲线方程,第一步永远是化成标准形,看哪一项带正号定焦点位置,再用 算 。
知识点二 渐近线
★ 渐近线是双曲线区别于椭圆、抛物线的最显眼特征。求法只有一句:把标准方程右边的 换成 ,解出来就是。
即 ; 即 。
记住「焦点在 轴时,斜率是 」这句话就够,另一支的情形把 、 的地位对调即可。
★ 渐近线的几何来历:以实轴 、虚轴 为邻边作矩形,它的两条对角线所在的直线就是渐近线。所以渐近线的「陡峭程度」由 单独决定,而 又与离心率一对一:
,反过来 。若渐近线与 轴的夹角为 ,则 ,——把「夹角」与「离心率」直接连起来,遇到夹角条件就不用绕。
★ 焦点到渐近线的距离恒等于 :以 与 为例,。这个结论与 无关,是填空与选择里出现频率最高的一个。
顺着这条还能得到垂足的坐标:从焦点向渐近线作垂线,垂足为 ,由 、 及 构成直角三角形 。 这句话等价于「垂足同时在圆 上」——很多题里那个圆不是额外条件,而是这句话的转写。
★ 与两条渐近线有关的定值:双曲线上任意一点 到两条渐近线的距离之积为定值 。推导只用一步:两条渐近线是 与 ,距离之积 。等轴双曲线时它简化为 。
★ 共渐近线的双曲线系:与 有相同渐近线的双曲线,一律可以写成 ()—— 取正时焦点在 轴上,取负时焦点在 轴上。这是「已知渐近线求双曲线」的标准设法,比先定 、 再代点少一半方程。
⚠ 渐近线只由 决定,它定不出 、 各自的大小。所以题目只给「一条渐近线」时,还需要另一个条件(过一个点、给焦距或给离心率)才能锁定曲线。
★ 见到「焦点到渐近线的距离」,直接写 ;见到「渐近线与坐标轴夹角」,转成 再算 。
知识点三 几何性质与离心率
★ 三个基本量:实半轴 、虚半轴 、半焦距 ,关系式只有 。实轴长 、虚轴长 、焦距 。顶点是 (焦点在 轴时),顶点只有一个方向——这是与椭圆「四个顶点」的又一处不同。
★ 离心率 ,取值范围 。与椭圆恰好互补:椭圆是 (越接近 1 越扁),双曲线是 (越接近 1 越「瘦」, 越大开口越张开)。 是等轴双曲线,是这条数轴上的分界点。
★ 求离心率只有一条通法:凑出一个关于 、、 的齐次关系式,两边同除 (或同除 )化成一元方程,解出 。式子不齐次,说明还有具体的坐标值没换成 、、,要先把这些坐标算出来再代入。
★ 求离心率的范围,除了等式还要用不等式。常见的不等式来源有四个:
顶点与实轴的约束 、;直线与双曲线有两个交点(或有两个同支交点)要求的 与根的符号;角的条件(如 是某角的倍数)转成的边长不等式;「存在点 」型的题,把条件改写成关于 的坐标或斜率的方程有解。
★ 焦点三角形( 在右支,,记 、):
定义给 ;余弦定理给 。把 代入,整理得 。
于是面积 。
时 、。注意与椭圆对照:椭圆是 ,双曲线是 ——一正一余,根源就在定义里一个是「和」、一个是「差」。
由 还可以看出: 越靠近顶点 越接近 、面积越小; 沿渐近线走远时 趋于 、面积无限增大。所以双曲线的焦点三角形面积没有最大值——这一点也与椭圆的 不同。
★ 焦点三角形的内切圆有一条很干净的结论:设内切圆与边 相切于点 ,由切线长相等可推出 ,再配上 ,解得 ,于是 的横坐标恰为 。所以 在右支时, 的内切圆圆心恒在定直线 上; 在左支时恒在 上。半径照常用面积法:, 是焦点三角形的半周长。
★ 「不存在以某点为中点的弦」这类题,落脚点是点差法给出的斜率 (见知识点五)加上位置检验,不要另起炉灶。
★ 光学性质:双曲线上一点处的切线,平分该点两条焦半径所成的角。与椭圆对照着记:椭圆那里平分的是两条焦半径所成角的外角,两者恰好互为补角关系。从双曲线的一个焦点射出的光线经反射后,看起来像是从另一个焦点射来的(方向是发散的,不是会聚)。高中阶段这一条考得少,见到「反射」「光线」这类条件时先想起它。
★ 离心率题的检查办法:把答案代回,验证 与题干的几何条件是否同时成立。
知识点四 焦点弦与焦半径
★ 焦半径公式: 在右支上时
,;
在左支上时 ,。
记忆口诀:右焦点配「减」,左焦点配「加」,负号整体由 的符号决定。公式的来历是第二定义(点到焦点与到相应准线的距离之比为 ,准线 ),也可以由定义与两点间距离联立直接消根号得到。
★ 准线:焦点在 轴上时两条准线为 ,左焦点配左准线、右焦点配右准线。与椭圆相比有一处要特别留意:这里 ,所以 ,准线落在两支之间;椭圆的准线则落在曲线之外。两册的公式形式完全相同,位置正好相反,靠 与 谁大谁小分辨。
第二定义的验证只需一步:以右支上的点为例,,点 到右准线的距离是 ,两者相除得 。
焦半径公式最大的用处,是把「点到焦点的距离」压成「横坐标的一次函数」——凡是涉及焦半径的等式与不等关系,代进去立刻降成一次式。
由 可得 (最小值在右顶点取到),。所以右支上一点到两个焦点的距离之和没有最大值,最小值是 。
★ 通径:过焦点且垂直于实轴的弦,长度为 。形式与椭圆一致,但它在两类弦里的地位不同,见下条。
★ 过焦点的弦要分成两类,这是双曲线独有的麻烦:
设过 的直线斜率为 ,代入后二次项系数是 ,两个交点的横坐标之积为 。 时乘积为负,两个交点分居两支; 时乘积为正,两个交点在同一支上; 时直线与渐近线平行,只有一个交点。
两支情形的弦长最小值是 ,在直线就是实轴所在直线时取到;同一支情形的弦长最小值是通径 ,在直线垂直于实轴时取到。两者谁大取决于 与 的大小关系,所以「过焦点的弦最短是多少」必须先问清是哪一类。
★ 与圆结合的弦:以 为直径的圆是 ,它与双曲线恒有四个交点(把 代入可解)。所以「双曲线焦点三角形为直角三角形」这种点在双曲线上总是存在,不需要额外条件——这也与椭圆「要 才存在」不同。
★ 距离之和的最值:遇到 型( 在双曲线上、 是定点、 是某焦点),先用定义把离 远的那个焦半径换成「另一个焦半径 」,把两段距离挪到同一条折线上,再用三角形不等式收口。换哪一个、加还是减 ,取决于 在哪一支、 在哪一侧。
★ 内切圆与焦半径的分工:设 的内切圆与 、 的切点分别为 、,则 。这类切线长等式是把「内切圆」翻译成「线段长度」的通用步骤。
★ 见到「过焦点的弦」,先判断它与双曲线交于两支还是同一支——这一步定下来,后面用哪条公式才不会错。
知识点五 直线与双曲线
★ 联立仍是通用套路:把 代入 ,整理得 。
⚠ 二次项系数 可能是 。当 ,即直线与渐近线平行时,方程退化成一次方程,直线与双曲线恰有一个公共点——这与「相切」是两回事。椭圆里「一个公共点」与「相切」等价,双曲线里不等价,这是本章最容易掉进去的坑。
★ 交点个数的完整判断:先看 是否等于 。相等时直线平行于渐近线,至多一个公共点;不等时方程是二次的,再看 : 两个公共点, 相切, 无公共点。
★ 两支还是同一支,看两根的符号:
两根之积为负 两个交点分居两支 ;
两根之积为正且两根之和与 、 配合,得到两个交点同在右支或同在左支。「与右支交于两点」比「与双曲线交于两点」多了这一层限制,很多范围题的额外条件就出在这里。
★ 弦长公式照旧:,用 设直线时改用 。设直线时优先用 ,它能自动包含竖直直线,不会漏解。
★ 点差法(中点弦):设弦的两端 、 都在双曲线上,两式相减因式分解得
,用中点 与斜率 写就是 。
⚠ 与椭圆对照:椭圆的对应式子是 ,双曲线没有那个负号。差别来自标准方程两个二次项符号相反。另外当 时这个式子失效,此时中点弦只能是竖直的,要单独讨论。
⚠ 点差法只用到了「两端都在双曲线上」,并没有保证这条弦真的存在。所以用它求出斜率之后,必须回代检验 ,或者用「中点必须落在能取到弦的区域」来筛。
★ 直线与两支相交时有一条漂亮的中点事实:直线 与双曲线交于 、 两点,与两条渐近线交于 、 两点,则 的中点与 的中点重合。因为两组横坐标之和都是 。于是 、 是线段 的三等分点,等价于 ;这类题的突破口全在这个「中点重合」上,不必逐点求坐标。
★ 与渐近线有关的面积:直线与双曲线交于 、,与两渐近线交于 、,则 与 的面积满足 (两组点在同一直线上,高相同)。
★ 中点弦的轨迹:把点差法给出的 与「弦过定点 」的斜率表达式联立,消去 就得到中点 的轨迹方程。注意最终的轨迹往往只是完整曲线上的一段,要把 或交点所在支的限制翻译成 、 的范围写到答案里。
★ 切线与切点弦用同一个式子:把 里的 换成 、 换成 ,得 —— 在双曲线上时它是点 处的切线, 在双曲线外时它是两条切线的切点弦。
⚠ 用切线时不要把「一个公共点」当成相切的判据:与渐近线平行的直线也只交于一个点,却与双曲线并不相切,这与判断交点个数时的道理是同一条。所以要写切线方程,一律代公式或令判别式 去解,不要靠数交点个数反推。
★ 直线与双曲线的题,动笔前先算 与 的大小关系——它同时决定交点个数、所在支和后面能用的公式。
二、方法突破
方法一 定义与标准方程
双曲线的定义与椭圆只差一个字:椭圆是到两个定点距离之和为定值,双曲线是距离之差的绝对值为定值。差的绝对值带来两个后果——轨迹是两支而不是一圈,基本量关系式里最大的变成了 。这一节先把这两件事理清。
★ 定义里的不等式 要比椭圆记得更仔细: 是双曲线, 是两条射线(不是线段), 无轨迹。含参数的「距离之差的绝对值为 」型问题,卡点就在这个不等式。
★ 判断焦点位置只看哪一项带正号。椭圆看分母大小,双曲线看正负号——这是两章之间最容易被混记的一处。
★ 求标准方程有两条路:条件给的是「距离」的,优先用定义,把 直接读出来;条件给的是「离心率」「渐近线」或「过一个点」的,先由 与 化成 、 的方程,再用坐标条件补第二个方程。
★ 与同渐近线的曲线打交道时,用系 去设,一个未知量配一个坐标条件就够,比常规设法少一半计算。
★ 基本量的运算只有一条链:、。题目给什么就往这条链上靠,别急着设点、设直线。
★ 等轴双曲线()与共轭双曲线是两个特例,各自都有成套的固定结论,见到「等轴」「互为共轭」先默写这些结论再动笔。
★ 拿到含参的双曲线方程,第一步永远是化成标准形,看哪一项带正号定焦点位置,再用 算 。这一步能同时定出参数的隐含范围。
例题
例 1-1
(广东省佛山市2024-2025学年高三下学期教学质量检测(二)数学试题 · 第12题)
【填空】焦点分别为,且经过点的双曲线的标准方程为_______.
【解析】
设所求双曲线的标准方程为 (,)。
两个焦点 、 都在 轴上,所以焦点在 轴,且 ,
曲线过点 ,代入方程得
记 ,则 ,上式成为 。
两边同乘 :
即 ,整理得
解得 或 。
时 ,不符合 ,舍去; 时 ,合乎要求。
所以 、,双曲线的标准方程为
第 1 步 焦点位置决定设哪一种形式
◈ 两个已知焦点都在 轴上,所以设 ,不能设成 项在前面的形式。焦点坐标顺带给出 ,于是 是已知条件,待定字母只剩一个。
第 2 步 是筛根的依据
◈ 解出 与 之后要回到 检验: 会让 。含参的二次方程出现两个正根时,几何意义常常只允许其中一个。
答
例 1-2
(江门市2026届高考适应性测试 · 第8题)
【单选】若 的中线 ,且 ,,,在平面直角坐标系 中,点 在双曲线 上,则 的离心率为( )
A. B. C. D.
【解析】
先把 的边与中线放进中线长公式。 是 边上的中线,、、,由
代入 得
两边乘 :,整理得
点 的坐标满足这条方程,两边同除以 ,即
所以 就是以 轴为实轴的双曲线,、,
离心率
选 B。
第 1 步 中线长公式把三条边连起来
◈ 三条边与中线混在一起,中线长公式 是能一次消掉未知角的工具。也可以对 与 分别用余弦定理,再用两角互补相加,得到同一结果。
第 2 步 「点 在曲线上」就是把坐标代入
◈ 得到 之后不必再想几何,它本身就是 的方程。注意 是横坐标、 是纵坐标,所以 是 项系数的倒数。
答 B
例 1-3
(广东省汕尾市2025-2026学年高三上学期综合测试(一)数学试题 · 第4题)
【单选】双曲线过点,其两条渐近线的夹角为,则双曲线的方程为( )
A. B. 不存在 C. D.
【解析】
双曲线 (,)的两条渐近线由 给出,即
记 ,两条渐近线就是 与 ,它们关于 轴对称,所成的锐角就是题中的夹角。
求夹角不必先设出角。在这两条直线上各取一个方向向量:
于是
两条直线的夹角 满足
(方向向量取反向不改变夹角,所以分子加绝对值,这样算出的 就是两条直线所成的锐角。)
由 得 ,所以
去绝对值要分两种情形。
若 (即 ):
此时 ,即 。
若 (即 ):
此时 ,即 。
( 时 ,得 ,,不是 ,所以 本来就不在这两种情形之内。)
曲线过点 ,代入 得
两种情形分别代进去。
时,,所以 ,,合乎 。
时,,而 使左边恒为负,右边是 ,无解。
所以只有 、 一种情形,双曲线方程为 ,选 C。
第 1 步 夹角转成余弦,直接代数求解
◈ 两条渐近线是 ,各取一个方向向量 、,夹角余弦就是 。把 代进去,得到的方程只含 ,不需要先设出角的记号再绕一圈。
第 2 步 绝对值要分两种情形讨论
◈ 中, 给 , 给 ,对应 与 两批解。只算一支就漏掉一半可能。
第 3 步 无解的那一支也要写出来
◈ 两支都算完之后,一支给出 ,另一支让方程左边恒负而无解。把无解的一支摆出来,才能说明选项里的「不存在」为什么被排除。
答 C
练习
1-1. 【单选】若双曲线上的点到点的距离为4,则点到点的距离为( )
A. 14 B. 12 C. 10 D. 8
解析 答:B
双曲线 中 、,
题中的 、 恰好是两个焦点,。
先判断 在哪一支。右支上 ,到右焦点 的距离为 ,在顶点处取最小值 ;左支上 ,到右焦点的距离为 ,最小值为 。
已知 ,落在 与 之间,所以 在右支上。
右支上的点满足 ,于是
选 B。
1-2. 【单选】已知双曲线的右焦点为,点在双曲线上且满足轴,若,则双曲线的实轴长为( )
A. 1 B. 2 C. 4 D. 8
解析 答:B
右焦点 在 轴上,所以双曲线形如 ,且 ,
轴说明 在过焦点且垂直于实轴的直线上。这条直线被双曲线截出的弦是通径,长为 ,而 恰是它的一半:
把 代入得 ,即
解得 或 ,取 。
实轴长 ,选 B。
1-3. 【填空】与双曲线有共同渐近线,且过点的双曲线方程为______.
解析 答:
与 有共同渐近线的双曲线,都可以写成
当 时焦点在 轴上,当 时焦点在 轴上,但渐近线始终是 ,因为渐近线只由 的比值决定。
曲线过点 ,代入得
所以曲线为 ,两边除以 化成标准形式
1-4. 【多选】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
解析 答:BD
两条曲线的参数对照着看。
的实半轴为 、虚半轴为 ,
的实半轴为 、虚半轴为 ,
A 项:实轴长分别为 与 ,题设 ,不相等,A 错。
B 项:,半焦距相同,焦距都是 ,B 对。
C 项:,,两式相等要求 ,与 矛盾,C 错。
D 项: 的渐近线由 给出,; 的渐近线由 给出,同样是 ,D 对。
选 BD。
1-5. 【单选】设双曲线的离心率为,实轴长为,若曲线上的点到双曲线的两个焦点的距离之和为,则曲线的标准方程为( )
A.
B.
C.
D.
解析 答:D
先把 的 、、 全部定位。实轴长 给出 ;再由离心率
于是 , 的两个焦点为 、。
上的点到这两个定点的距离之和恒为 ,这是椭圆的定义,所以 是椭圆,
它的两个焦点仍是 ,故 ,
的标准方程为
写成平方形式即 ,选 D。
1-6. 【填空】函数 的图象本质是双曲线,那么该双曲线的离心率是 ______,焦距是 ______.
解析 答:;
把解析式拆成两部分看。 由一次项与反比例项相加而成:当 趋于无穷时反比例项趋于 , 贴着直线 ;当 趋于 时反比例项趋于无穷, 贴着 轴。
所以这条双曲线的两条渐近线是
的倾斜角为 ,它与 轴的夹角为 。
实轴是平分这个角的那条直线,方向角为 ,即 (另一条角平分线 与曲线没有交点,可排除)。
求曲线与实轴 的交点:
取 ,交点为 ,它到原点的距离就是实半轴,
实轴方向角 、渐近线方向角 ,两者夹角 。在以实轴为横轴的坐标系里渐近线斜率等于 ,所以
离心率 ,焦距 。
方法二 渐近线
渐近线是双曲线独有的特征。这一节的全部内容可以压缩成一句话:双曲线的形状由 一个数决定,渐近线是 的几何化身,离心率是 的另一种写法。
★ 求渐近线只有一句口诀:把标准方程右边的 换成 。焦点在 轴时得 ,焦点在 轴时得 。
★ 渐近线与离心率的双向换算要熟到不用推:,。若渐近线与 轴的夹角是 ,还有 、。
★ 焦点到渐近线的距离恒等于 ,与 无关。这是本节出现频率最高的一个结论,见到「过焦点作渐近线的垂线」就直接写 。
★ 那条垂线还会把直角三角形 摆出来:、、。题里若出现圆 与渐近线的交点,那个交点其实就是垂足 ,不是另外算出来的。
★ 双曲线上任一点到两条渐近线的距离之积为定值 。这个结论的用处是把「距离之积」类条件直接换成 、、 的等式,不必设点。
★ 共渐近线的双曲线用系 设;反过来,只给一条渐近线的条件定不出曲线,必须再有一个点或一个焦点的信息。
★ 遇到「渐近线与某条直线(或某个圆)相切、相交」的条件,先把渐近线方程写出来,再用点到直线距离或联立的判别式去接——不要把渐近线留在口头上。
例题
例 2-1
(2025届山东省潍坊市高三模拟预测数学试题 · 第4题)
【单选】若双曲线的焦距是其实轴长的2倍,则的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【解析】
焦距是实轴长的 倍,即
由 反解 :
渐近线方程为
选 B。
第 1 步 渐近线只认比值
◈ 焦距、实轴长给的是 与 的关系,渐近线的斜率却是 ,中间要靠 搭桥。先把 用 表示出来,再回头算 。
答 B
例 2-2
(衡阳市2026届高三下学期第二次联考 · 第12题)
【填空】已知双曲线 的右焦点为 ,过 作双曲线 的渐近线的垂线,垂足为 ,若 ,则 的离心率为 ______.
【解析】
右焦点 到渐近线 的距离为
这是一个可以直接引用的结论:焦点到任一条渐近线的距离恒等于虚半轴 。
题设 ,所以 ,
第 1 步 焦点到渐近线的距离恒为
◈ 把渐近线写成 ,用点到直线的距离公式,分母是 ,分子是 ,约掉 之后恰好剩 。这个结果与焦点在左在右、取哪条渐近线都无关,所以凡见「过焦点作渐近线的垂线」,第一步就能把 读出来。
第 2 步 垂足到原点的距离是
◈ 同一个直角三角形里 、( 为垂足),由勾股定理 ,且 。把 、、 三条边放进这个直角三角形的题很多,记住它常能省下一段计算。
答
例 2-3
(濮阳市2026年高三第二次模拟考试 · 第13题)
【填空】已知双曲线 的离心率为 , 的一条渐近线与圆 交于 , 两点,则 ______.
【解析】
由离心率先求渐近线的斜率:
两条渐近线为 与 。
圆 的圆心为 ,半径为 。
圆心到直线 的距离
圆心到直线 的距离
所以只有 与圆有两交点, 与圆没有公共点,题中说的那条渐近线就是 。
由弦长公式
第 1 步 两条渐近线要分别验一遍
◈ 离心率只给出 ,正负两支都可能,而题里只说「一条渐近线与圆交于两点」。算出弦心距后, 的 、 的 ,才确定是哪一条,这一步不能跳过。
答
练习
2-1. 【填空】已知双曲线的离心率为,则该双曲线的渐近线方程为______.
解析 答:
离心率 给出
渐近线方程为
像这样实轴与虚轴等长的双曲线叫等轴双曲线,两条渐近线互相垂直,离心率恒为 。
2-2. 【单选】若为双曲线:上异于,的动点,且直线与的斜率之积为5,则的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
解析 答:C
设 是双曲线上异于两个顶点 、 的动点,由方程得
两条直线的斜率分别为
相乘并把 代入:
这个结果与 的位置无关。题设乘积为 ,所以
渐近线方程为 ,选 C。
2-3. 【单选】双曲线的右焦点为,过右顶点向轴引垂线与的渐近线交于点,若,则双曲线的渐近线斜率为( )
A. B. C. D.
解析 答:D
右顶点 ,右焦点 。过 且垂直于 轴的直线是 ,它与渐近线 的交点为
在直角三角形 中,、,,所以
即 。又 ,代入得
因 ,两边约去 :
于是 ,,渐近线斜率为 ,选 D。
2-4. 【填空】已知双曲线的焦点到其渐近线的距离为,则C的离心率为_______.
解析 答:2
焦点 到渐近线 的距离为
题设这个距离为 ,所以
离心率为 。
2-5. 【单选】若双曲线的一条渐近线方程为,则( )
A. B. -2 C. D. -4
解析 答:D
表示双曲线,要求 与 异号,这样化成标准形式后 项与 项的系数才会一正一负。
渐近线只需把右边的 换成 :
题设一条渐近线为 ,即 ,
选 D。
2-6. 【填空】已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,,过点 作直线分别交两条渐近线于点 ,,交 轴于点 , 为坐标原点。若 的面积是 的面积的 倍,则 ______.
解析 答:
设 、。两条渐近线分别是 与 。
过 的直线记为 ,设它与 交于 、与 交于 ,交 轴于 。
先求两个交点的纵坐标。把 与 联立:
与 联立:
再看面积。 以 为底,高是 ,面积为 ;
以 为底,高是 ,面积为 。
由题设 ,即
取 (直线斜向上),此时两个纵坐标同为正号,代入上式:
解得 ,即 。
把 代回两个交点的横坐标:
又 。、、 三点共线,线段长度之比等于横坐标之差之比,而 落在 、 之间,所以
方法三 几何性质与离心率
这一册最厚的一节,也是高考双曲线题的主战场。题目条件千变万化,落脚点只有一个:凑出一个关于 、、 的齐次关系式。
★ 求离心率的通法:写出齐次式,同除 ,解关于 的一元方程。式子不齐次,说明还有坐标没换成 、、——先把那些坐标算出来。
★ 求离心率的范围,除了等式还要用不等式。四个常见来源:点在双曲线上要求 ;直线与双曲线有交点的判别式与根的符号;角与边长条件给出的不等式;「存在点 」型的题要求某个方程有解。
★ 两类条件要会翻译:
「垂直」翻译成向量数量积为零,或翻译成「点在以某条线段为直径的圆上」;「角平分线」先想角平分线定理(把角的两边与截出的线段连起来),再想能不能用对称点。
★ 焦点三角形的三条现成结论:(、 是两条焦半径, 是 );面积 ; 时 。注意双曲线面积是 、椭圆是 ,别串。
★ 内切圆的定直线结论: 在右支时 的内切圆圆心恒在 上,半径用 。见到「内切圆与 轴相切」「内切圆圆心在某条直线上」,直接用这句话。
★ 与圆结合的题,先把圆心、半径算清楚。圆与渐近线相切、圆与双曲线相交,给出的都是圆心到直线(或到点)的距离与半径的关系,写成等式之后往往直接就是 、、 的关系。
★ 条件多的离心率题,先把每个条件单独翻译成 、、 或坐标的关系写在一旁,再挑出能凑成齐次式的几条联立——一次翻译、一次联立,比边读边算稳得多。
例题
例 3-1
(嘉兴市2026届高三下学期4月二模教学测试 · 第7题)
【单选】已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,,左、右顶点分别为 ,,点 为右支上异于 的一点,过 作 轴的垂线,垂足为 ,若 的面积 ,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【解析】
设 是右支上异于 的点,则 。
过 作 轴的垂线,垂足为 ,于是
以 为底、高为 ,面积为
把两个式子代入题设 :
两边都是非负数,可以平方,再用右支上的关系 :
异于 ,故 ,,两边约去它:
把 、 代入:
解得 或 ,取 ,即 ,选 B。
第 1 步 两块几何量都化成坐标
◈ 面积用底乘高、 用 ,两个条件都变成只含 、 的式子,再用曲线方程把 换掉,未知量就只剩 。
第 2 步 约去 靠的是「异于 」
◈ 题设「 为右支上异于 的一点」保证了 。若 取 ,这个因子为零,两边同时为零,等式退化成恒等式,关于 的信息就全丢了。这类排除条件往往是约分的前提。
答 B
例 3-2
(赣州市2025-2026学年高三下学期摸底考试 · 第7题)
【单选】已知双曲线 左、右焦点分别为 ,,若过点 的直线 与圆 相切于点 , 与双曲线 的右支交于点 ,且 ,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.
【解析】
题目中出现「过 的直线与圆 相切」,先把切点的性质摆出来。
设切点为 ,则 且 。在直角三角形 中 ,由勾股定理
这个长度与切线的方向无关,恒等于虚半轴 。
题设 ,两向量同向,所以 在射线 上,且
记 ,在该直角三角形中
把 的横坐标写出来。 相对 沿横轴方向的位移是 ,而 的横坐标是 ,所以
在右支上,焦半径公式给出 ,与 联立:
两边同除以 。记 ,则 、,右边化简为
所以
两边平方并用 ,记 ,得 ,
选 D。
第 1 步 切线段长恒等于
◈ 从焦点向圆 引切线,切线段 的长是 ,与切线方向无关。于是向量等式 可以翻译成长度 。
第 2 步 把向量倍数翻译成坐标
◈ 说明 在射线 上、离 四倍远,故 。这一步把几何条件接到了焦半径公式上,是本题的枢纽。
答 D
例 3-3
(张家口市2026届高三下学期一模 · 第8题)
【单选】已知双曲线 左、右两个焦点分别为 ,,过 的直线 与双曲线 的左、右两支分别交于 , 两点,且满足 ,( 为坐标原点),,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.
【解析】
设 ,则 。、 分别在左、右两支上,记 。
由 知 中 是直角,、,所以
在 中用余弦定理。 在左支上,,即 :
展开整理:
在 中, 在右支上,,,余弦定理给出
把 与 代入:
式乘 与 式相减:
得 ( 不合题意)。代回 :
选 C。
第 1 步 两个三角形各用一次余弦定理
◈ 条件分散在 与 里:前者用 ,后者用 。两次都能把 、 按定义换成 与 的式子,于是两个三角形各贡献一条关于 、、 的方程。
第 2 步 提供
◈ 使 成为直角三角形,。把它代入余弦定理的一次项,正好与 约去一个 ,否则式子里会多出 这样的交叉项。
答 C
练习
3-1. 【单选】已知 , 分别是双曲线 的左、右两个焦点,、 是双曲线上的两点,,,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
解析 答:B
由 知 在线段 上,且 。记 ,则
是左焦点,、 分居它的两侧。左支上 与 两段都属于左支,所以 、 都在左支上。
左支上的点到右焦点的距离比到左焦点的距离大 ,于是
在 中对 用余弦定理,:
代入得
其中
右边合并后为
两边乘 :,即
取 (另一根为负)。
再补上 、、 三点共线的条件。设 与 轴正方向夹角为 ,由 、 得
两点都在双曲线上,把两条方程相减:
其中
代入并约去 :
再把 的坐标代入双曲线方程,得另一条关系
由 解出 ,代入 :
两边乘 ,记 :
由 得 ,把 代入左端,即
两边除以 ,记 :
又由 与 得 ,即
把 代入 消去 。先算出
于是 化为
两边乘 ,记 :
展开:右边 ,左边 ,所以
,解 得 (另一根为负),
选 B。
3-2. 【单选】等轴双曲线 的左、右焦点分别为 ,,以 为直径的圆 与双曲线 交于 ,,, 四点。设四边形 的面积为 ,圆 的面积为 , 为坐标原点,则( )
A. B. C. D.
解析 答:B
等轴双曲线满足 ,取 ,此时
以 为直径的圆 的方程为
求圆与双曲线的交点,把两式联立。相加消去 :
相减消去 :
所以四个交点为 ,它们构成一个矩形,两条边长分别为
圆 的面积为
所以
选 B。
3-3. 【单选】已知圆 与双曲线 的渐近线相切,则椭圆 的离心率 ( )
A. B. C. D.
解析 答:A
双曲线 的两条渐近线为 ,写成一般式是 。
圆 的圆心为 ,半径为 。
渐近线与圆相切,等价于圆心到渐近线的距离等于半径:
由 得
椭圆 中 ,焦点在 轴上,离心率为
选 A。
3-4. 【单选】已知双曲线 的右焦点为 ,过点 且倾斜角为 的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则 的离心率取值范围是( )
A. B. C. D.
解析 答:B
右焦点 ,倾斜角为 的直线斜率为 ,方程为 。
代入 :
整理成关于 的方程
记二次项系数 ,按 的符号分三种情况。
若 ,两根之积为 ,两根异号,一个落在右支、一个落在左支,右支上恰有一个交点;
若 ,方程退化为一次方程,直线与渐近线平行,也只与右支交于一点;
若 ,两根之和 与两根之积 都是正数,两个交点都在右支上。
所以「与右支有且只有一个交点」等价于 ,即
取值范围为 ,选 B。
3-5. 【单选】已知 , 分别为双曲线 的左、右焦点,点 在 的渐近线上,且满足 ,,则 的离心率为( )
A. B. C. D.
解析 答:C
说明 在以 为直径的圆上,即
在这个直角三角形中,,又 ,所以
设 ,则
两式相除得 ,解得
所以 。 在渐近线上,渐近线斜率的绝对值等于 :
选 C。
3-6. 【单选】已知双曲线的左、右焦点分别是、,在第二象限且在双曲线的渐近线上,,线段的中点在双曲线的右支上,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
解析 答:A
在第二象限且在渐近线上,设 ,其中 。
由 得
记 ,则 ,代入后
设 的中点为 ,则
在右支上,代入 :
所以
与 中 只以比值出现,把 代入 后两边同除以 。记 ,则 ,,代入 :
约去 :
两边乘 :
取 ,即 ,选 A。
3-7. 【单选】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.
解析 答:C
双曲线 中 ,离心率满足 。记 。
设存在以 为中点的弦,端点 、 都在双曲线上,则
两式相减:
记弦的斜率为 ,把 、 代入:
还要判断这条直线是否真与双曲线交于两点。把直线按参数写成 、(),代入后得到关于 的二次方程
是中点意味着两个根互为相反数,所以一次项系数为零,这正是上面求出的 。此时方程只剩两项,要有两个实根就需要二次项系数与常数项异号:
把第二个括号乘上 ,它等于 ,于是条件成为
用 计算第二个因子:
又 。两者相乘小于零,等价于
解得 或 。所以存在以 为中点的弦当且仅当 ,反过来「不存在」等价于
由 得
选 C。
3-8. 【单选】已知点 为双曲线 的右顶点,点 的坐标为 ,若 上存在一点 (不与点 重合),使得 ,则 的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
解析 答:B
等价于 ,即 ,所以 在以 为直径的圆上。
、,该圆的圆心为 ,半径为 ,方程为
把圆上的点写成
代入双曲线 ,记 :
两边乘 ,并记 :
恒是方程 的根,因为 。它对应 ,即 与 重合,已被题设排除。
由韦达定理,另一个根为
要使它对应圆上异于 的点,需要 。
解 :
另一侧 恒成立,因为 。
所以 ,即 ,
又双曲线的离心率大于 ,所以 ,选 B。
3-9. 【单选】已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,,过点 且斜率为 的直线与双曲线 的右支交于 , 两点,若 ,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. 或 D. 或
解析 答:D
把直线 代入 :
两个交点都在右支,要求两个根都为正,即
在这个前提下再看两根与 的位置。由韦达定理
说明两个交点分居 两侧,于是 。
设 、,则 。、 都在右支上,。由 得
设 的横坐标为 。 到 的距离是 ,而右支上的点都在 ,若 在 左侧,则 ,得 ,与 矛盾。所以 在 右侧,由 得
把 代入 并除以 。用 、, 化成
把 代入:
两边除以 :
两边乘 :
得 或 ,两个值都满足前提 ,所以
选 D。
3-10. 【单选】已知为双曲线的左右焦点,点的坐标为.若为等边三角形,则双曲线的离心率是( )
A. B. 2 C. 2 D. 3
解析 答:C
、,。
是等边三角形,边长等于 ,所以
由两点间距离公式,
因此
结合 ,把 代入:
选 C。
3-11. 【填空】已知双曲线C:(,)的左、右焦点分别为,,若在C上存在点P(不是顶点),使得,则C的离心率的取值范围为______.
解析 答:
设 ,则 。在 中,
它是三角形的内角,须满足
由正弦定理,各边与所对角的正弦成比例:
所以
时 ,,从而 ,即 ,点 落在右支上。由双曲线定义
即
用和差化积化简:
代入得
由 得 ,且对区间内每个 都能由正弦定理确定对应的 ,所以离心率的取值范围为 。
方法四 焦点弦与焦半径
题目里出现焦点、过焦点的弦、两个焦半径的夹角,就一定有比联立更快的路子。这一节要做的是把几条现成结论用到条件反射的程度。
★ 焦半径公式: 在右支时 、;在左支时整体取负。它把「点到焦点的距离」压成横坐标的一次函数,凡涉及焦半径的等式立刻降次。
★ 过焦点的弦必须分两类。设过 的直线斜率为 ,则 时弦的两端分居两支, 时落在同一支上, 时与渐近线平行、只有一个交点。两类弦的最短长度不同:两支情形是 ,同一支情形是通径 。
★ 焦点三角形的工具全部来自两个式子:定义给 ,余弦定理给 。由此得到 与 。
★ 内切圆半径用面积法:。把 、 用焦半径公式算出来, 就确定了,不必求面积——这条在「内切圆半径之比」「内切圆半径之和」类的题里最省事。
★ 距离之和的最值:先把离得远的那个焦半径用定义换掉(换成另一条焦半径 ),让两段距离接成一条折线,再用三角形不等式。换哪一条、加减 ,取决于 在哪一支、定点在哪一侧。
★ 与圆结合的弦:以 为直径的圆 与双曲线恒有交点,所以「焦点三角形是直角三角形」这种点在双曲线上总存在——这与椭圆需要额外条件不同。
★ 见到「过焦点的弦」,先判断它交于两支还是同一支;见到「内切圆」,先写切线长等式把线段长度翻译出来。
例题
例 4-1
(南通市2026届高三学业质量检测(一模) · 第10题)
【多选】已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,,过 作垂直于 轴的直线交 于 , 两点,若直线 的斜率是 , 的周长是 ,则( )
A. 的渐近线方程为
B. 的实轴长是
C. 面积是
D. 的外接圆半径是
【解析】
是过 且垂直于 轴的弦,也就是通径,两端关于 轴对称。设 、。
直线 的斜率为
即 。把 代入:
、 都是正数,所以 ,离心率 ,,渐近线为 ,A 错误。
通径长
再看 。 中 、,由勾股定理
把 、 代入:
由对称性 ,于是 的周长为
实轴长为 ,B 正确。
此时 、。底边 在直线 上,顶点 到这条直线的距离为 ,所以
C 正确。
的三边为 、、,面积 ,由外接圆半径公式
D 正确。
选 BCD。
第 1 步 通径两端写坐标,斜率条件直接给基本量
◈ 、 的坐标是 ,把它们代进斜率公式,得到的是只含 、 的齐次方程,不必设点也不必联立。
第 2 步 周长与面积都要先定出
◈ 周长 给出 ,此后 、、面积才能算出具体数。凡是把几个几何量打包成条件给出的题,第一步都是找这样的一个「定标尺」方程。
答 BCD
例 4-2
(福建省莆田市2025届高三第二次教学质量检测数学试卷 · 第9题)
【多选】已知双曲线 的左、右焦点分别是 ,,过 的直线交 于 , 两点,则下列结论正确的是( )
A.
B. 渐近线方程为
C. 的最小值为4
D. 内切圆圆心在直线上
【解析】
,,,左焦点 ,A 正确。
渐近线由 得 ,即 ,与选项中的 不符,B 错误。
再看过焦点弦长的最小值。若 的斜率不存在, 为 ,代入得 ,,。
若 的斜率 存在,设 ,代入 并两边乘 :
时二次项系数为零,方程退化成一次方程,直线与双曲线只有一个公共点,不成弦,不参与讨论。
设两根为 、,它们就是 、 的横坐标。由韦达定理
于是弦长
把它与 比大小。 时 ; 时 。两种情形都有 ,且 时取到等号(此时 、),再加上竖直情形的 ,最小值就是 ,C 正确。
最后看内切圆圆心。设 在右支上, 的内切圆与边 切于点 。由同一点引出的两条切线长相等,
由焦半径公式 、,又 ,代入得
的横坐标是 ,所以 的横坐标为 ,即 就是右顶点。内切圆在 处与 轴相切,圆心在过 且垂直于 轴的直线上,横坐标恒为 。点 在左支时同理,圆心在 上,D 正确。
选 ACD。
第 1 步 焦点弦长要分「两支」与「同一支」两类
◈ 设过焦点的直线斜率为 , 时弦的两端分居两支, 时落在同一支上。本题的 是负、正的分界,对应到 与 的大小,两种情形的最短长度不同,都要算到。
第 2 步 内切圆圆心的横坐标由切线长定出
◈ 在 的表达式里,两条焦半径的 恰好抵消,只剩 ,于是 与 的位置无关,恒为顶点。这就是「内切圆圆心在 上」这条结论的来源。
答 ACD
例 4-3
(佛山市2025-2026学年普通高中教学质量检测(二) · 第14题)
【填空】已知 , 分别为双曲线 的左、右焦点,, 两点均在双曲线 上,且满足 (),,则 的内切圆半径为 ______.
【解析】
条件 ()说明 、
、 三点共线,且 在线段 上,于是 。
记 、。由方程得 、、,(记作 )满足 。
先看 、 是否分居两支。若 在左支、 在右支,则
在 中对 用余弦定理:
展开两边并整理,得
这要求 或 。 使后者不成立; 时 ,更不可能。所以 、 不可能分居两支,只能同在右支。
同在右支时
同样对 用余弦定理:
展开两边:
把 代进 的面积与半周长。,
半周长
由 得
所以内切圆半径
第 1 步 向量等式先翻译成「 在线段 上」
◈ 表明 与 同向, 夹在 、 之间,于是 等于两条焦半径之和。这一步定下整个式子的形状。
第 2 步 用反证排除「两支」情形
◈ 两支时两条焦半径一条要减 、一条要加 ,代进余弦定理会得到 ,与几何条件冲突。排除掉之后,后面的式子才是齐整的。
第 3 步 半径用面积比半周长,整体约去
◈ ,而 与 都含因子 ,再用 把分子换掉,、 被整体消去,不问 也能定出半径。
答
练习
4-1. 【多选】已知双曲线 的左、右焦点为 ,,且 到双曲线渐近线的距离为 ,则( )
A.
B. 若过 且垂直于 轴的直线与双曲线交于 , 两点,则
C. 若 为双曲线上一点,且 ,则 或
D. 若第一象限的点 在双曲线上,且 ,则点 的坐标为
解析 答:ABD
把 中的那条垂线摆出来。双曲线为 ,即 ,,渐近线为 。 到渐近线的距离
这个长度与 无关,只由 决定,故 ,A 正确。
过 且垂直于 轴的弦是通径,长度为
B 正确。
再看 C。若 在右支上,由定义 ,得 ;
若 在左支上,则 。但左支上的点到 的距离至少是 ,它大于 ,矛盾。所以 只能取 ,C 错误。
最后看 D。 说明 在以 为直径的圆上,即
把它与 (即 )联立:
在第一象限,,,,D 正确。
选 ABD。
4-2. 【填空】已知双曲线 的左顶点为 ,右焦点为 ,过 的直线 交 于 , 两点,若 ,则 的外接圆的半径为 ______.
解析 答:
由方程得 、、,左顶点 ,右焦点 。
外接圆半径 ,分母里的 要先定下来,先算 。
若 为竖直直线 ,则 ,与题设 不合,故 的斜率 存在,且 (否则 与渐近线平行,只有一个交点)。
把 代入 并两边乘 :
设两根为 、,则 、,且
于是
另一方面
所以
两式相加:
这说明 ,, 恰在以 为直径的圆上。而 、 在 的外接圆上,外接圆只有这一个,所以该圆就是 的外接圆,其半径为
4-3. 【多选】已知 , 是双曲线 上两个不同的点, 是 的左顶点,则( )
A. 的焦距为
B. 当 轴时, 与 可能垂直
C. 当 时,, 的横坐标之和的取值集合为
D. 当 , 的纵坐标异号时,对任意的点 ,都存在点 ,使得
解析 答:AC
由方程得 ,,焦距 ,A 正确。左顶点 。
再看 B。 轴时 、 关于 轴对称,设 、,其中 。则
要使 ,需 ,此时 ,、 都与 重合,不是两个不同的点。B 错误。
再看 C。设 在 上且 ,则 ,
即 ,解得
所以 、 的横坐标各自只能取 或 ,两者之和的所有可能值为
C 正确。
最后看 D。选项说的是「对任意点 」,找出一个反例即可。取 ,它满足 ,在 上。
,它与 轴正方向所成的角为 。过 且与射线 成 的射线只有两条,方向分别是 与 。
方向为 的射线上的点可写成 ()。代入 :
解得 或 ,没有 的解。
方向为 的射线上的点可写成 ()。代入:
解得 或 ,同样没有 的解。
两条射线上都没有 上异于 的点,所以当 取 时,找不到满足 的点 。D 错误。
选 AC。
4-4. 【多选】在平面直角坐标系 中,已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,,,过 的直线 与双曲线的右支交于 , 两点( 在第一象限),与 轴交于点 , 为 的中点,,, 分别为 、 内切圆的半径,则( )
A. 的离心率为
B. 与 上点的距离的最小值为
C.
D.
解析 答:ACD
由 得 ,左、右焦点为 、。
设 。由 :
与 都在直线 上,且到 的距离都是 ,所以 、 关于 对称,。若 ,则 落在第四象限,不合题意;故 ,,它确实在第一象限。
在右支上,用焦半径公式 ,又 ,代入得
所以 ,A 正确。此时 ,双曲线为 。
再看 B。 到 上一点 的距离平方为
把 代入:
时 ,等号能取到,所以最小距离为 ,不是 。B 错误。
再看 C。 过 与 ,斜率
设 , 为 中点。把 在 、 两处相减:
左边正是 ,所以 ,C 正确。
最后看 D。在 中,底边 ,高为 ,面积 ;半周长为
所以内切圆半径 (右支上 、)。
对 :。
对 ,把 代入双曲线,得
所以 ,
于是
D 正确。
选 ACD。
4-5. 【单选】设点为双曲线右支上的动点,为该双曲线的右焦点,已知点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
解析 答:B
由方程得 、、。右焦点 ,左焦点 。
在右支上,由定义 ,所以
于是
这里用的是三角形不等式:、、 三点中, 不小于 。
计算 :
所以
取等号要求 落在线段 上且在双曲线上。把 上的点写成 (),代入 并两边乘 :
解得 或 ,两个值都在 内。其中 对应的点横坐标为 ,在右支上,正是所需的 。
所以最小值确实为 ,选 B。
4-6. 【填空】已知双曲线的左、右焦点分别为,点在的左支上,过点作的一条渐近线的垂线,垂足为,则当取最小值12时,面积的最大值为______.
解析 答:18
设 在左支上, 是 到某条渐近线的垂足。左支上的点到 的距离比到 的距离大 ,即
所以
设 是 到该渐近线的垂足。 在渐近线上,故 不小于点到直线的距离 ;再由三角形不等式 ,得
等号成立当且仅当 、、 三点共线且 在线段 上。此时 渐近线,。
于是
题设这个最小值为 ,所以
再看等号成立时 的位置。此时 就是垂足 。设渐近线为 ,则垂线 的斜率为 ,方程为 。它与渐近线联立:
代回渐近线得 ,即 。
以 为底,高为 ,面积
把 ()代入:
当 、 时等号成立,此时 ,最小值的条件也确实满足。所以面积的最大值为 。
4-7. 【填空】已知双曲线 的右焦点为 ,过点 且斜率为 的直线与 的右支交于 , 两点,线段 的垂直平分线分别交直线 和 于点 ,。若 ,则 的离心率为 ______.
解析 答:
离心率与 无关,把 归一化为 。记 ,则 、,双曲线为 ,右焦点 。
直线 的方程为 ,代入并两边乘 :
设两根为 、,由韦达定理
于是
通分:
直线 的斜率为 ,所以
的中点为 ,其横坐标
的垂直平分线斜率是 ,过 ,与直线 交于 。在斜率为 的直线上,两点距离等于横坐标之差的 倍,所以
括号内通分:
故
代入 :
保证 ,两边约去 ,得
检验: 时 ,而直线的斜率为 ,,直线与右支确有两个交点,符合题意。故离心率为 。
方法五 直线与双曲线
直线与双曲线相交的计算量不比椭圆小,麻烦在于多了一层分类:交于两支还是同一支。这一节要练的是把设直线、联立、看根号、用韦达这套流程固定下来,并且不漏掉与渐近线平行的那条直线。
★ 四步流程:设直线、联立、写韦达、把要求的量用 与 表示。第四步能写成对称式,计算量就可控。
★ 设直线优先用 ,它天然包含竖直直线,不会漏解;过 轴定点、过焦点的情形尤其要用它。
★ 联立后先看二次项系数 。它为零(直线与渐近线平行)时方程退化成一次方程,直线与双曲线只有一个公共点——这不是相切。椭圆里「一个公共点」与「相切」等价,双曲线里不等价,这是本节最容易掉的坑。
★ 两根之积的符号决定交点在不在同一支:乘积为负就是两支,乘积为正还要看两根之和的符号才能定是右支还是左支。「与右支交于两点」比「与双曲线交于两点」多一层限制,许多范围题的隐含条件就出在这里。
★ 点差法在中点弦上的形式是 ,没有负号(椭圆才有负号)。 时公式失效,中点弦只能是竖直的,要单独讨论。用完必须回代检验 。
★ 直线与两支相交时,它被两条渐近线截出的线段与它被双曲线截出的线段中点重合。这个「中点重合」是三等分点、定长比这类题的通用突破口。
★ 面积一律拆成「底乘高」:过 轴上定点的用 ,其余的先算弦长再乘高。选哪种写法,看哪一种能让式子更干净。
★ 动笔前先比较 与 ——它同时决定交点个数、所在支、后面能用的公式,以及最值能不能取到。
例题
例 5-1
(石家庄市2026届普通高等学校毕业年级教学质量检测(二) · 第15题)
【解答】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 。
【解析】
渐近线 说明 ,即 ,双曲线的方程可以写成 。把 代入:
所以 ,,焦距
右焦点为 。倾斜角 给出斜率
于是 。代入 :
判别式 , 与 确实交于两点。由韦达
两根之和与两根之积都为正,说明 、 落在同一支(右支)上, 夹在两者之间。于是
(1)焦距为 ;(2)。
第 1 步 渐近线定 与 的比例
◈ 渐近线 与基本量的关系是 ,写成 之后 的方程退化成 ,代入一个已知点就直接定出 ,不用再借助 。
第 2 步 倾斜角先换成斜率
◈ ,斜率为负说明这条弦的两端同在右支。求弦长只需要 ,端点坐标不必具体解出。
答 (1);(2)
例 5-2
(湛江市2026届高三普通高考测试(二) · 第17题)
【解答】已知双曲线 的离心率为 ,且经过点 。(1)求 的标准方程;(2)若过点 的直线 与 交于 、 两点,求线段 的中点 的轨迹方程。
【解析】
离心率 即 ,于是,两条半轴相等。把 代入 :
所以 ,也就是
设 、,中点 。把 、 的坐标分别代入 :
两式相减,左边用平方差分解:
用中点坐标代入,、,得
时直线 的斜率
另一方面 、、 三点共线, 也在 上,所以 ()。两式相等:
把 放在一边,右边同样用平方差:
若 ,这条直线正是 的渐近线,与 没有公共点,不可能是弦 所在的直线,舍去。所以中点必在 上。
接着定出 的允许范围。设 ,即,代入 :
要与 交于两点,需要 且
即 ,恰好把 与 两个退化的值排除在外。由韦达
时 , 从 变到 ,故 ; 时 , 从 变到 ,故 。
所以中点的轨迹方程是 ,其中 或 。
第 1 步 双曲线的点差法没有负号
◈ 椭圆 的中点是,双曲线两项之间是减号,同样的推导出来的却是。本题 ,于是直接得到 。
第 2 步 轨迹方程只是必要条件
◈ 消元得到 之后, 那条是渐近线,必须剔掉;剩下的 还要配上 给出的 的范围,才换算出 的两段区间。凡「求中点轨迹」,最后一步都要回到判别式。
答 (1);(2)( 或 )
例 5-3
(山东省淄博市2025届高三下学期模拟考试数学试题 · 第16题)
【解答】已知双曲线,离心率,点在双曲线上. (1)求双曲线C的标准方程; (2)点,分别是双曲线C的左右焦点,过点的直线l与双曲线的右支交于A,B两点,若的周长为12,求直线l的方程.
【解析】
离心率 给出 ,于是 。
把 代入 :
由 知第二项的分子分母同时缩了 倍,,于是
所以 ,,,、。
的周长由三边组成:弦 与两条焦半径。、 都在右支上,由定义
而 、、 共线, 在右支内部,正好夹在线段 上,所以 。周长
设 的斜率为 (竖直弦另算,见下),,代入 :
( 即 时方程退化成一次方程,直线与渐近线平行,只有一个交点,不成为弦,直接排除。)设两根为 、,由韦达
于是
其中,所以
弦长
令它等于 :
若 ,右边为 ,得 ,即 ,无解。
若 ,右边为 ,得
再验证交点确实在右支。 时方程化为
判别式 ,两根之和 、两根之积 ,两端点都在右支上,符合题意。
所求直线为 ,即
第 1 步 把两段焦半径接成整条弦
◈ 、 都在右支,用定义把 、 各减去 ,剩下的两段焦半径首尾相接就是 。于是周长等于 ,与直线怎么放无关——这正是「过焦点作弦」类问题里周长的标准处理。
第 2 步 弦长与 的关系
◈ 联立后二次项系数 不能为零,否则方程退化成一次方程,直线与渐近线平行,只有一个公共点。整理出的弦长 在 处断开:这一侧的弦落在两支上,那一侧落在同一支上,最小值分别是 与通径。本题最后解出 ,属于同一支的情形。
答 (1);(2) 或
练习
5-1. 【单选】双曲线的方程为,直线与双曲线左右两支分别交于A,B两点,与两条渐近线分别交于E,F两点,若E,F是线段AB的三等分点,则的值为( )
A. 4 B. 8 C. 12 D. 24
解析 答:D
即 ,两条渐近线都是 ,也就是 。
把 代入 :
于是 、,
再把 代入 :
由韦达,、 的纵坐标满足 ,而 、 的纵坐标满足 ——两条线段的中点纵坐标相同,又都在同一条直线上,所以中点完全重合。
中点重合,、 要成为 的三等分点,只差长度条件:
直线 上横坐标的差是纵坐标差的两倍,所以
于是 ,即
解得 ,。
回代检验:此时 ,两根为 与 ,对应、。、、 三段相等,确为三等分点,且 在左支、 在右支。
选 D。
5-2. 【多选】已知双曲线 的离心率为 ,左、右焦点分别为 ,,过 的直线与 的右支相交于 , 两点,则下列结论错误的有( )
A. 的方程为
B.
C. 的渐近线方程为
D. 当 时( 为原点), 的面积为
解析 答:BC
焦点坐标给出 ,再由 得 ,于是
所以 ,与 A 中的式子一致,A 成立。
看渐近线。令 ,得,即 ,写成一般式是 。选项里的 相当于 ,斜率不对,C 不成立。
看弦长。通径(过焦点且垂直实轴的弦)长为
过 的直线只要与右支交于两点,弦长总不小于通径,所以 。选项写的是 ,把不等号的方向弄反了,B 不成立。
看面积。,条件 就是 。设 ,两个条件写成
第二式两边乘 得 。把 代入:
,满足 在右支上的要求。于是
焦点三角形的底边在 轴上,长为 ,高为 :
D 成立。
题目问的是错误结论,所以选 B、C。
5-3. 【多选】已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,,离心率为 ,点 在双曲线上,则下列说法正确的是( )
A. 双曲线 的渐近线方程为
B. 若 ,则
C. 的最小值为
D. 点 到 的两条渐近线的距离之积为定值
解析 答:ACD
由 得 ,。渐近线为 ,A 正确。
看 B。设 ,则 ,由定义 得 。(若 在左支,定义给出的是,与 联立会得到,矛盾,所以 只能在右支。)
此时 、,。由余弦定理
所以 ,,B 错误。
看 C。由定义, 与 中较大的那个减去较小的恒为 。当 在右支上时 ,,所以
当 在左支上时两条焦半径互换角色,同样得。等号在顶点处取到,所以最小值就是 ,C 正确。
看 D。,渐近线为 。设 ,它到两条渐近线的距离之积
而 在 上,,两边乘 得 。代入上式,距离之积恒为 ,与 的位置无关,D 正确。
选 ACD。
5-4. 【多选】已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,,左、右顶点分别为 ,,过 的直线 与 的左、右两支分别交于 , 两点( 在第一象限内), 为原点。若 ,点 到两条渐近线的距离之积为 ,则( )
A. 的渐近线方程为
B. 的离心率为
C. 面积的最小值为
D. 直线 、 的倾斜角之和为
解析 答:ACD
,所以 。
设 在 上。渐近线为,即 , 到两条渐近线的距离之积
而 两边乘 得,所以这个乘积恒等于,与 的位置无关。
代入 与已知值 :
于是 ,两条渐近线为 ,A 正确。离心率 ,B 错误。
看 C。设 。代入 :
与左、右两支各交一点,要求两根异号,即,所以 。设 、, 的面积
把 代入括号:
于是
记 ,则 ,。求导:
所以 随 单调递减,最小值在 处取到,此时 , 与 交于 ,
C 正确。
看 D。记直线 的斜率为 、直线 的斜率为 。 在 上,过 且斜率为 的直线 与 联立:
是一个根,由韦达另一个根
代回直线得 。同理过 且斜率为 的直线与 的另一个交点为
、 与定点 共线,两点与 的连线斜率相等:
把坐标代入,两边分别是 与 ,交叉相乘并整理:
、 是不同两点,,所以
设这两条直线的倾斜角为 、,则
的解在每个 的区间内只有一个,即 ( 为整数)。只要把 框在一个完整的区间里, 就定下来了。
先看 的范围。 在第一象限且在右支上,所以 、,而 ,于是
又由 得 , 时 ,即 。
再看倾斜角。正切在 上单调递增,而 ,所以由 得 ;同样正切在 上单调递增,而 ,所以由 得 。两式相加:
这个区间内满足 的只有,也就是 ,D 正确。
选 ACD。
5-5. 【多选】以坐标轴为对称轴的双曲线 过点 ,其一条渐近线过点 ,且两焦点为 ,。若直线 分别与 的两支交于 , 两点,线段 的中点为 ,则下列说法正确的是( )
A. 双曲线 的方程为
B. 若 ,则点 在直线 上
C. 若 ,则 的取值范围为
D. 若 ,则 与 的内切圆的半径之比为 或
解析 答:ACD
题目只说「以坐标轴为对称轴」,焦点可能在 轴上,也可能在 轴上,先排除后者。若 ,渐近线为 ,过 说明,即 。把 代入:
左边恒为负数,不可能等于 ,所以焦点只能在 轴上,设 。渐近线 过 ,得
再代入 :
所以 ,,,A 正确。此时 ,,、。
看 B。 时 就是 ,代入 :
由韦达
于是 ,中点 始终在直线 上,而不是 ,B 错误。
看 C。 时 经过原点,、 关于原点对称。设 ,则 。由 得 ,记 。两条焦半径之积
两个根号里的式子分别是 与 ,所以
用 代入:
所以 。又 ,故 ;而 要求 ,此时 是 轴,不在 ( 为实数)的范围里,所以 ,只能趋近于 。于是乘积的取值范围是,C 正确。
看 D。 时 过右焦点 ,设 ( 写成 时 有限,故 ,不会是 轴)。代入:
与两支各有一个交点,要求两根异号,即 。设 在右支、 在左支,记 、,由韦达
先算两个内切圆的半径。 在右支上,由焦半径公式
半周长,面积,所以
又 在 上,,于是
左支上的 同理,把 换成 即可:。两式相除并平方:
把韦达的结果代进去,分子
分母
所以 ,即一条半径是另一条的两倍,两个内切圆的半径之比为 或 ,D 正确。
选 ACD。
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