双曲线专项训练 -2027届高三数学一轮复习
2026-09-22
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内容正文:
双曲线(考点导航与跟踪训练) -2027届高三数学上学期专项复习
考点汇总
· 考点:双曲线的标准方程
· 考点:双曲线的焦点和焦距
· 考点:双曲线的渐近线
· 考点:双曲线的几何特征
· 考点:双曲线的离心率
· 考点:直线与双曲线的综合
跟踪训练
· 考点:双曲线的标准方程
1.(2026•绿园区二模)若方程表示双曲线,则实数m的取值范围是( )
A.(﹣2,5) B.(5,+∞)
C.(﹣∞,﹣2)∪(5,+∞) D.(﹣∞,﹣2)
2.(2026秋•泉州月考)双曲线焦点在x轴,离心率,且过点(2,0),则双曲线方程为( )
A. B.
C. D.
3.(2025秋•河东区期末)已知双曲线C1:1(b>0)的焦点为F1(﹣c,0),F2(c,0),抛物线C2:y2=4cx的准线与C1交于M,N两点,且△MNF2为正三角形,则双曲线C1的标准方程为( )
A. B.
C. D.
4.(2025秋•宜兴市期末)双曲线的焦距长为8,且渐近线方程为,则双曲线方程为( )
A. B.
C. D.
· 考点:双曲线的焦点和焦距
(多选)5.(2026春•厦门期末)已知双曲线,则( )
A.﹣2<m<1
B.C的焦点在x轴上
C.C的焦距为2
D.C的渐近线不可能互相垂直
(多选)6.(2025秋•安徽月考)已知双曲线与,则C1与C2( )
A.焦点坐标相同 B.焦距相等
C.离心率相等 D.渐近线相同
(多选)7.(2024秋•包头期末)已知a,b>0,a≠b,则关于双曲线与双曲线,下列说法中正确的是( )
A.有相同的焦距 B.有相同的焦点
C.有相同的离心率 D.有相同的渐近线
(多选)8.(2025秋•濠江区校级期中)以下四个命题中,正确的是( )
A.设A(﹣2,0),B(2,0),动点P满足|PA|﹣|PB|=4,则动点P的轨迹为双曲线
B.若曲线表示椭圆,则2<t<5
C.方程3x2﹣10x+3=0的两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率
D.椭圆与双曲线有相同的焦点
· 考点:双曲线的渐近线
9.(2026春•延庆区校级期末)已知双曲线的一个焦点为(0,﹣2),则双曲线C的渐近线方程为 .
10.(2026•韩城市开学)已知双曲线的渐近线方程为,则实数m的值为 .
11.(2025秋•东港区校级期末)已知双曲线1(a,b>0)的左焦点为F,过坐标原点O作直线与双曲线的左右两支分别交于A,B两点,且||=4||,∠AFB,则双曲线的渐近线方程为 .
12.(2026•富顺县校级模拟)过原点的直线与双曲线的左、右两支分别交于M,N两点,若以线段MN为直径的圆过C的右焦点F,且,则C的渐近线方程为 .
· 考点:双曲线的几何特征
13.(2026•合肥校级模拟)已知双曲线的渐近线方程为,且过点.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)若双曲线C的右焦点为F,点P(0,﹣4),过点F的直线l交双曲线C于A,B两点,且|PA|=|PB|,求直线l的方程.
14.(2025秋•沧州校级期末)已知双曲线M与双曲线N:1有共同的渐近线.
(1)若M经过抛物线y=﹣x2+8x﹣14的顶点,求双曲线M的方程;
(2)若双曲线M的两个焦点分别为F1,F2,点P为M上的一点,且|PF1|=|PF2|+10,求双曲线M的方程.
15.(2026•马鞍山模拟)已知双曲线过点,且渐近线方程为.
(1)求Γ的标准方程;
(2)点M的坐标为(1,0),过点N(﹣3,0)的直线与Γ的左支交于D,E两点,直线DM,EM分别与Γ的右支交于G,H两点.
(ⅰ)Γ的左顶点为A,记直线AD,AE的斜率分别为k1,k2,求k1•k2;
(ⅱ)证明:直线GH过定点.
16.(2026•龙泉驿区校级模拟)已知椭圆C:1(a>b>0)的离心率与双曲线E:x2﹣y2=2的离心率互为倒数,且椭圆C的焦距、双曲线E的实轴长、双曲线E的焦距依次构成等比数列.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若双曲线E的虚轴的上端点为B2,问是否存在过点B2的直线l交椭圆C于M,N两点,使得以MN为直径的圆过原点?若存在,求出此时直线l的方程;若不存在,请说明理由.
· 考点:双曲线的离心率
17.(2025秋•诸暨市期末)已知焦点在x轴上的双曲线C的渐近线方程为.
(1)求双曲线C的离心率e;
(2)若点在双曲线C上,直线y=x+2与C相交于不同的两点A,B,求弦长|AB|的值.
18.(2025秋•兴庆区校级月考)已知抛物线上一点P(1,y0)(y0>0)到其焦点的距离为5,双曲线的左顶点为A,左、右焦点分别为F1,F2,且双曲线的一条渐近线与直线AP垂直.
(1)求抛物线C1的方程及双曲线C2的离心率;
(2)设点M在双曲线C2上,且,求点M到x轴的距离;
(3)若抛物线C1上的点Q到直线l:y=x+10的距离最小,求点Q坐标.
19.(2025春•凤庆县校级期末)已知双曲线的左顶点为A,右焦点为F,P,Q是W上的两点,在△APQ中,边PQ的中点为R.当直线PA的倾斜角为时,有|PF|=|AF|.
(1)求W的离心率;
(2)若直线PQ不与x轴平行,且2|AR|=|PQ|,证明:直线PQ过定点.
20.(2025秋•新都区校级期末)已知双曲线C:的左、右焦点分别为F1,F2,A是C的左顶点,C的离心率为2.设过F2的直线l交C的右支于P、Q两点,其中P在第一象限.
(1)求C的标准方程;
(2)若直线AP、AQ分别交直线于M、N两点,证明:为定值;
(3)是否存在常数λ,使得∠PF2A=λ∠PAF2恒成立?若存在,求出λ的值;否则,说明理由.
· 考点:直线与双曲线的综合
21.(2026秋•鲤城区校级同步)已知F1(﹣2,0),F2(2,0),点P满足|PF1|﹣|PF2|=2,记点P的轨迹为E直线l过点F2且与轨迹E交于P、Q两点.
(1)无论直线l绕点F2怎样转动,在x轴上总存在定点M(m,0),使MP⊥MQ恒成立,求实数m的值;
(2)在(1)的条件下,求△MPQ面积的最小值.
22.(2026•辽宁开学)已知双曲线E:的右焦点为F(2,0),一条渐近线方程为.
(1)求E的方程.
(2)设O为坐标原点,过点F的直线l与E的右支交于M,N两点,其中点N在第四象限,直线MO与E的另一个交点为R.
(i)若|MF|=5|NF|,求l的方程;
(ii)求△MNR面积的取值范围.
23.(2025秋•广西期末)已知双曲线C的中心为坐标原点,右焦点为,且过点(﹣4,3).
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)已知点A(4,1),过点(1,0)的直线与双曲线C的左、右两支分别交于点M,N,直线AN与双曲线C交于另一点P,设直线AM,AN的斜率分别为k1,k2.
(i)求证:k1+k2为定值;
(ii)求证:直线MP过定点,并求出该定点的坐标.
24.(2026•河北模拟)已知双曲线C:(a>0,b>0)的焦距为,其中的一条渐近线与直线2x+y+3=0垂直.
(1)求C的方程;
(2)记C的右顶点为A,横坐标为4的点P在C上,射线AP上的点Q满足|PQ|•|AP|=28,求点Q的坐标;
(3)直线l:y=tx+n与C交于D,E两点,O为坐标原点.是否存在常数n,使恒为定值?若存在,求出常数n;若不存在,请说明理由.
双曲线(考点导航与跟踪训练) -2027届高三数学上学期专项复习
参考答案与试题解析
1.(2026•绿园区二模)若方程表示双曲线,则实数m的取值范围是( )
A.(﹣2,5) B.(5,+∞)
C.(﹣∞,﹣2)∪(5,+∞) D.(﹣∞,﹣2)
【解答】解:由题可得:(5﹣m)(m+2)<0,
解得m>5或m<﹣2.
故选:C.
2.(2026秋•泉州月考)双曲线焦点在x轴,离心率,且过点(2,0),则双曲线方程为( )
A. B.
C. D.
【解答】解:双曲线焦点在x轴,离心率,且过点(2,0),
则e,a=2,所以,
所以b2=c2﹣a2=32﹣4=28,
所以双曲线方程为.
故选:A.
3.(2025秋•河东区期末)已知双曲线C1:1(b>0)的焦点为F1(﹣c,0),F2(c,0),抛物线C2:y2=4cx的准线与C1交于M,N两点,且△MNF2为正三角形,则双曲线C1的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【解答】解:抛物线的准线方程为x=﹣c,
∵抛物线的准线与C1交于M,N两点,
∴MN为双曲线的通径,通径长,
又△MNF2为正三角形,∴,
∴,
∵a,∴,
∴2c=b2,
∵b2=c2﹣3,
∴2c=c2﹣3,
∵c>0,∴c=3,
∴b2=6,
∴双曲线方程为1.
故选:C.
4.(2025秋•宜兴市期末)双曲线的焦距长为8,且渐近线方程为,则双曲线方程为( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由双曲线的焦距长为8,且渐近线方程为,
可得,解得.
故双曲线方程为:1.
故选:A.
(多选)5.(2026春•厦门期末)已知双曲线,则( )
A.﹣2<m<1
B.C的焦点在x轴上
C.C的焦距为2
D.C的渐近线不可能互相垂直
【解答】解:双曲线,
则(m+2)(1﹣m)>0,解得﹣2<m<1,A正确;
由A知,﹣2<m<1,故m+2>0,1﹣m>0,故焦点在x轴上,B正确;
因为c2=a2+b2=m+2+(1﹣m)=3,所以,故C的焦距为,C错误;
当m+2=1﹣m,即时,C的渐近线方程为y=±x,两条渐近线互相垂直,D错误.
故选:AB.
(多选)6.(2025秋•安徽月考)已知双曲线与,则C1与C2( )
A.焦点坐标相同 B.焦距相等
C.离心率相等 D.渐近线相同
【解答】解:由题意知双曲线的焦点在x轴上,a1=4,b1=3,c1=5,
则焦点坐标为(±5,0),离心率,渐近线方程为;
的焦点在y轴上,a2=4,b2=3,c2=5,
则焦点坐标为(0,±5),离心率,渐近线方程为,
所以C1与C2的焦距相等、离心率相等,
故选:BC.
(多选)7.(2024秋•包头期末)已知a,b>0,a≠b,则关于双曲线与双曲线,下列说法中正确的是( )
A.有相同的焦距 B.有相同的焦点
C.有相同的离心率 D.有相同的渐近线
【解答】解:由双曲线,可得,则焦距为,
焦点坐标为,渐近线方程为,离心率为;
又由双曲线,可得,则焦距为,
焦点坐标为,渐近线方程为,离心率为,
所以双曲线C1和C2有相同的焦距,离心率相同,焦点坐标和渐近线方程不同.
故选:AC.
(多选)8.(2025秋•濠江区校级期中)以下四个命题中,正确的是( )
A.设A(﹣2,0),B(2,0),动点P满足|PA|﹣|PB|=4,则动点P的轨迹为双曲线
B.若曲线表示椭圆,则2<t<5
C.方程3x2﹣10x+3=0的两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率
D.椭圆与双曲线有相同的焦点
【解答】解:对A选项,因为A(﹣2,0),B(2,0),动点P满足|PA|﹣|PB|=4=|AB|,
所以动点P的轨迹为一条射线,所以A选项错误;
对B选项,若曲线表示椭圆,
则,则2<t<5且t,所以B选项错误;
对C选项,因为方程3x2﹣10x+3=0的两根分别为,3,
所以方程3x2﹣10x+3=0的两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率,所以C选项正确;
对D选项,因为椭圆与双曲线的焦点均在x轴上,
且c2=25﹣8=12+5,
所以椭圆与双曲线有相同的焦点,所以D选项正确.
故选:CD.
9.(2026春•延庆区校级期末)已知双曲线的一个焦点为(0,﹣2),则双曲线C的渐近线方程为 .
【解答】解:设焦点在y轴上的双曲线的标准方程为,其中焦点坐标为(0,±c),a,b,c>0,
因为双曲线的一个焦点为(0,﹣2),
所以a=1,c=2,
所以,
所以双曲线C的渐近线方程为,即.
故答案为:.
10.(2026•韩城市开学)已知双曲线的渐近线方程为,则实数m的值为 4 .
【解答】解:由题意,令,解得,
所以双曲线的渐近线方程为,
因为双曲线的渐近线方程为,
所以,所以m=4.
故答案为:4.
11.(2025秋•东港区校级期末)已知双曲线1(a,b>0)的左焦点为F,过坐标原点O作直线与双曲线的左右两支分别交于A,B两点,且||=4||,∠AFB,则双曲线的渐近线方程为 y=±x .
【解答】解:设双曲线的右焦点为F′,因为||=4||,所以||=4||,
由|BF|﹣|BF′|=2a,所以|BF|a,|BF′|a,
因为∠AFB,所以∠FBF′,
由余弦定理得,(2c)22aa×cos,
所以,即e2=1,解得,
所以双曲线的渐近线方程为y=±x.
故答案为:y=±x.
12.(2026•富顺县校级模拟)过原点的直线与双曲线的左、右两支分别交于M,N两点,若以线段MN为直径的圆过C的右焦点F,且,则C的渐近线方程为 .
【解答】解:设F1为C的左焦点,连接F1M,F1N,则四边形F1MFN为平行四边形,如图,
∵以线段MN为直径的圆过F,∴FM⊥FN,从而四边形F1MFN为矩形,
∴.
由双曲线的定义,得|FM|﹣|F1M|=2a,即|FM|﹣|FN|=2a,
又∵,∴.
由|FM|2+|FN|2=|MN|2,得,解得a2=1,
∴,故C的渐近线方程为.
故答案为:.
13.(2026•合肥校级模拟)已知双曲线的渐近线方程为,且过点.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)若双曲线C的右焦点为F,点P(0,﹣4),过点F的直线l交双曲线C于A,B两点,且|PA|=|PB|,求直线l的方程.
【解答】(1)解:由题意可得,1,
解得b2=1,a2=3,
所以,双曲线C的标准方程为;
(2)解:由(1)知双曲线C的右焦点为F(2,0),
当直线l的斜率不存在时,方程为l:x=2,此时,,
所以,直线l的斜率存在,设方程为y=k(x﹣2),
将上式与双曲线方程联立,化简得(1﹣3k2)x2+12k2x﹣12k2﹣3=0,
所以Δ=144k4﹣4(1﹣3k2)(﹣3﹣12k2)=12k2+12>0,且1﹣3k2≠0,
所以,,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则,
所以,
所以,线段AB中点为,
因为|PA|=|PB|,
所以,点P(0,﹣4)在线段AB的中垂线上,
所以PE⊥AB,
所以,当k=0时,线段AB中点为E(0,0),此时直线l的方程为y=0,满足题意;
当k≠0时,,
所以,,整理得3k2+2k﹣1=0,解得或k=﹣1,满足.
综上,直线l的方程为y=0,或或y=﹣x+2.
14.(2025秋•沧州校级期末)已知双曲线M与双曲线N:1有共同的渐近线.
(1)若M经过抛物线y=﹣x2+8x﹣14的顶点,求双曲线M的方程;
(2)若双曲线M的两个焦点分别为F1,F2,点P为M上的一点,且|PF1|=|PF2|+10,求双曲线M的方程.
【解答】解:(1)双曲线M与双曲线N:1有共同的渐近线,
不妨设双曲线M的方程为λ,
∵抛物线y=﹣x2+8x﹣14=﹣(x﹣4)2+2的顶点坐标为(4,2),
∴λ,
解得λ,
∴双曲线M的方程为,即为1;
(2)∵双曲线M与双曲线N:1有共同的渐近线,
∴双曲线M的渐近线方程为y=±x,
∵|PF1|=|PF2|+10,
∴2a=10,
即a=5,
∴或
解得b或b=5,
则双曲线M的方程为1或1.
15.(2026•马鞍山模拟)已知双曲线过点,且渐近线方程为.
(1)求Γ的标准方程;
(2)点M的坐标为(1,0),过点N(﹣3,0)的直线与Γ的左支交于D,E两点,直线DM,EM分别与Γ的右支交于G,H两点.
(ⅰ)Γ的左顶点为A,记直线AD,AE的斜率分别为k1,k2,求k1•k2;
(ⅱ)证明:直线GH过定点.
【解答】解:(1)∵双曲线过点,渐近线方程为,
∴,解得a=2,b=1,
∴Γ的标准方程为.
(2)(ⅰ)∵的左顶点A(﹣2,0);
∵直线DE过点N(﹣3,0),设直线DE方程为x=my﹣3,D(xD,yD),E(xE,yE);
∴,联立方程得(m2﹣4)y2﹣6my+5=0,
∴Δ=(﹣6m)2﹣20(m2﹣4)=16m2+80>0,
则,;
∵直线DE与Γ的左支交于D,E两点,∴xD•xE>0,xD+xE<0;
即,解得m2<4;
则k1k2,
综上所述,k1•k2的值为.
(ⅱ)证明:∵直线DG过点M(1,0),∴设直线DG的方程为x=ny+1,G(xG,yG),H(xH,yH),则;
∴,联立方程得(n2﹣4)y2+2ny﹣3=0,
则,得;
∴;
同理可求得,;
①当直线DE斜率存在时,如图所示:
∵D,N,E三点共线,∴kDN=kEN,即,
则,化简得;
令,即kGT=kHT,即直线GH过定点;
②当直线DE斜率不存在时,如图所示:
此时xD=xE=﹣3,则,解得,;
∴直线GH的方程为,也过定点;
∴直线GH恒过定点.
16.(2026•龙泉驿区校级模拟)已知椭圆C:1(a>b>0)的离心率与双曲线E:x2﹣y2=2的离心率互为倒数,且椭圆C的焦距、双曲线E的实轴长、双曲线E的焦距依次构成等比数列.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若双曲线E的虚轴的上端点为B2,问是否存在过点B2的直线l交椭圆C于M,N两点,使得以MN为直径的圆过原点?若存在,求出此时直线l的方程;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)双曲线x2﹣y2=2的离心率为,设椭圆的半焦距为c,
可得椭圆C的离心率,
由椭圆C的焦距,双曲线E的实轴长、双曲线E的焦距依次构成等比数列,可得,
解得c=1,,b2=a2﹣c2=1.
所以椭圆C的标准方程为;
(2)存在直线l,使得以MN为直径的圆过原点.
若双曲线E的虚轴上端点为,
当直线l的斜率不存在时,直线l的方程为x=0,点M,N为椭圆的上下两个顶点,显然不符合题意;
故直线l的斜率存在,设斜率为k,则直线l的方程为,
联立方程组,消去y,整理得,
显然,解得或(*),
设M(x1,y1),N(x2,y2),则,,
所以,
若MN为直径的圆过原点,则,所以,
所以,
所以,满足(*)式,
所以直线l的方程为或.
17.(2025秋•诸暨市期末)已知焦点在x轴上的双曲线C的渐近线方程为.
(1)求双曲线C的离心率e;
(2)若点在双曲线C上,直线y=x+2与C相交于不同的两点A,B,求弦长|AB|的值.
【解答】解:(1)依题意设双曲线C的方程为,
则其渐近线方程为,依题意可得,
所以离心率;
(2)由(1)可得双曲线C的方程为,
又点在双曲线C上,所以,解得a2=1,
所以双曲线C的方程为,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由,消去y整理得2x2﹣4x﹣7=0,显然Δ>0,
所以x1+x2=2,,
所以.
18.(2025秋•兴庆区校级月考)已知抛物线上一点P(1,y0)(y0>0)到其焦点的距离为5,双曲线的左顶点为A,左、右焦点分别为F1,F2,且双曲线的一条渐近线与直线AP垂直.
(1)求抛物线C1的方程及双曲线C2的离心率;
(2)设点M在双曲线C2上,且,求点M到x轴的距离;
(3)若抛物线C1上的点Q到直线l:y=x+10的距离最小,求点Q坐标.
【解答】(1)解:抛物线上点P(1,y0)到焦点的距离为5,
故,解得p=8,C1的方程为y2=16x.
将x=1代入y2=16x,得y0=4(y0>0),即P(1,4).
双曲线的左顶点A(﹣1,0),直线AP的斜率为.
双曲线渐近线为,由渐近线与AP垂直,得,解得.
双曲线中,故离心率.
(2)解:因为,可得MF1⊥MF2,即∠F1MF2=90°,
不妨设点M在第一象限,由双曲线的定义,可得|MF1|﹣|MF2|=2,
在直角△MF1F2,可得,
即,
解得,所以△MF1F2的面积为,
又因为△MF1F2的面积为,
解得,所以点M到x轴的距离为.
(3)解:设与直线l:y=x+10平行的直线为l1:y=x+m,
当直线y=x+m与抛物线相切时,此时切点Q到直线l的距离最小,
联立方程组,整理得y2﹣16y+16m=0,
由Δ=(﹣16)2﹣4×16m=0,解得m=4,
将m=4代入y2﹣16y+16m=0,可得y2﹣16y+64=(y﹣8)2=0,解得y=8,
所以16x=82,解得x=4,所以切点Q的坐标为(4,8).
19.(2025春•凤庆县校级期末)已知双曲线的左顶点为A,右焦点为F,P,Q是W上的两点,在△APQ中,边PQ的中点为R.当直线PA的倾斜角为时,有|PF|=|AF|.
(1)求W的离心率;
(2)若直线PQ不与x轴平行,且2|AR|=|PQ|,证明:直线PQ过定点.
【解答】解:已知双曲线的左顶点为A,右焦点为F,P,Q是W上的两点,在△APQ中,边PQ的中点为R,
(1)设F(c,0),则c2=1+b2,
当直线PA的倾斜角为时,|PF|=|AF|,所以PF⊥AF,故P的横坐标为c,
代入W的方程,得y2=b2c2﹣b2=b2(c2﹣1)=b4,则y=±b2,则|PF|=b2,
因|PF|=|AF|,则b2=1+c,即c2﹣c﹣2=0,解得c=2(负值舍去),
故W的离心率为.
(2)证明:由(1)可知,,
因直线PQ不与x轴平行,故设直线PQ:x=my+n,设P(x1,y1),Q(x2,y2),
联立,得(3m2﹣1)y2+6mny+3n2﹣3=0,
则,
因为2|AR|=|PQ|,且R是线段PQ的中点,则|AR|=|PR|=|QR|,
所以AP⊥AQ,即,
,,
所以(my1+n+1)(my2+n+1)+y1y2=0,
即,
即
即(m2+1)(3n2﹣3)﹣6m2n(n+1)+(3m2﹣1)(n+1)2=0,
得2n2﹣2n﹣4=0,解得n=2或n=﹣1,
若n=﹣1,则直线PQ:x=my﹣1,过点A,不符合题意;
若n=2,则直线PQ:x=my+2,满足Δ>0,则过定点(2,0),
则直线PQ过定点(2,0).
20.(2025秋•新都区校级期末)已知双曲线C:的左、右焦点分别为F1,F2,A是C的左顶点,C的离心率为2.设过F2的直线l交C的右支于P、Q两点,其中P在第一象限.
(1)求C的标准方程;
(2)若直线AP、AQ分别交直线于M、N两点,证明:为定值;
(3)是否存在常数λ,使得∠PF2A=λ∠PAF2恒成立?若存在,求出λ的值;否则,说明理由.
【解答】解:(1)由题可得,故可得c=2,则b2=c2﹣a2=4﹣1=3,
故C的标准方程为.
(2)证明:由(1)中所求可得点A,F2的坐标分别为(﹣1,0),(2,0),
又双曲线渐近线为,显然直线PQ的斜率不为零,
故设其方程为x=my+2,,
联立双曲线方程可得:(3m2﹣1)y2+12my+9=0,
设点P,Q的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
则,
,
;
又直线AP方程为:,令,则,
故点M的坐标为;
直线AQ方程为:,令,则,
故点N的坐标为;
则
,
故为定值0.
(3)当直线PQ斜率不存在时,
对曲线,令x=2,解得y=±3,
故点P的坐标为(2,3),此时∠PF2A=90°,
在三角形PF2A中,|AF2|=3,|PF2|=3,故可得∠PAF2=45°,
则存在常数λ=2,使得∠PF2A=2∠PAF2成立;
当直线PQ斜率存在时,
不妨设点P的坐标为(x,y),x≠2,直线PF2的倾斜角为α,直线PA的倾斜角为β,
则∠PF2A=π﹣α,∠PAF2=β,
假设存在常数λ=2,使得∠PF2A=2∠PAF2成立,即π﹣α=2β,
则一定有:,也即;
又;;
又点P的坐标满足,则y2=3x2﹣3,
故
;
故假设成立,存在实数常数λ=2,使得∠PF2A=2∠PAF2成立;
综上所述,存在常数λ=2,使得∠PF2A=2∠PAF2恒成立.
21.(2026秋•鲤城区校级同步)已知F1(﹣2,0),F2(2,0),点P满足|PF1|﹣|PF2|=2,记点P的轨迹为E直线l过点F2且与轨迹E交于P、Q两点.
(1)无论直线l绕点F2怎样转动,在x轴上总存在定点M(m,0),使MP⊥MQ恒成立,求实数m的值;
(2)在(1)的条件下,求△MPQ面积的最小值.
【解答】解:(1)由|PF1|﹣|PF2|=2<|F1F2|知,点P的轨迹E是以F1、F2为焦点的双曲线的右支,
设轨迹E的方程为,a>0,b>0,
∵c=2,2a=2,∴b2=3,故轨迹E的方程为,
当直线l的斜率存在时,设直线方程为y=k(x﹣2),P(x1,y1),Q(x2,y2),
与双曲线方程联立,可得(k2﹣3)x2﹣4k2x+4k2+3=0,
有,解得k2>3,
.
,
∵MP⊥MQ,∴,
故得3(1﹣m2)+k2(m2﹣4m﹣5)=0对任意的k2>3恒成立,
∴解得m=﹣1,
∴当m=﹣1时,MP⊥MQ.
当直线l的斜率不存在时,可得P(2,3),则Q(2,﹣3),
此时有,即此时结论也成立,
综上,当m=﹣1时,MP⊥MQ;
(2)由(1)知M(﹣1,0),当直线l的斜率存在时,,
点M到直线PQ的距离为d,则,
∴,
令k2﹣3=t(t>0),则,∵,∴,
当直线l的斜率不存在时,,
综上可知,S△MPQ的最小值为9.
22.(2026•辽宁开学)已知双曲线E:的右焦点为F(2,0),一条渐近线方程为.
(1)求E的方程.
(2)设O为坐标原点,过点F的直线l与E的右支交于M,N两点,其中点N在第四象限,直线MO与E的另一个交点为R.
(i)若|MF|=5|NF|,求l的方程;
(ii)求△MNR面积的取值范围.
【解答】解:(1)设双曲线E的半焦距为c.由题意得,c=2,,又c2=a2+b2,所以a=1,,
所以E的方程为.
(2)易知直线l的斜率不为0,设直线l的方程为x=my+2,M(x1,y1),N(x2,y2),且y2<0,
联立,整理得(3m2﹣1)y2+12my+9=0,
Δ=(12m)2﹣36(3m2﹣1)=36(m2+1)>0,所以,
所以,,
由直线l与E的右支交于两点,得.
(i)因为|MF|=5|NF|,所以,即(x1﹣2,y1)=5(2﹣x2,﹣y2),所以y1=﹣5y2,
将其代入,解得,,
所以,整理得8m2﹣1=0,解得(负值舍去),
所以直线l的方程为;
(ii)由双曲线的对称性知,|MO|=|RO|,
所以S△MON=SΔNOR,所以S△MNR=S△MON.设t=m2+1,则,则.
设,则,
所以f(t)在上单调递减,故f(t)∈(0,1],所以,
,故△MNR面积的取值范围为[12,+∞).
23.(2025秋•广西期末)已知双曲线C的中心为坐标原点,右焦点为,且过点(﹣4,3).
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)已知点A(4,1),过点(1,0)的直线与双曲线C的左、右两支分别交于点M,N,直线AN与双曲线C交于另一点P,设直线AM,AN的斜率分别为k1,k2.
(i)求证:k1+k2为定值;
(ii)求证:直线MP过定点,并求出该定点的坐标.
【解答】解:(1)设双曲线C的方程为,
因为双曲线C的右焦点为,且过点(﹣4,3),
所以,其中,解得,
所以双曲线C的方程为;
(2)(i)证明:设直线MN的方程为y=k(x﹣1),M(x1,y1),N(x2,y2),
由,得(3﹣4k2)x2+8k2x﹣4k2﹣12=0,
所以,,
因为直线MN与双曲线C的左、右支分别交于点M,N,
所以,得,
,
即;
(ii)证明:设直线MP的方程为y=tx+m,P(x3,y3),
,得(3﹣4t2)x2﹣8mtx﹣4m2﹣12=0,
,,
由kAP=k2,结合(i)可知 ,
①,
又因为x1x3﹣4(x1+x3)+1616,
2tx1x3﹣(m﹣1﹣4t)(x1+x3)﹣8(m﹣1)=2t•(m﹣1﹣4t)•8(m﹣1),
所以①式即为,
由,得m2+(5t﹣9)m+4t2﹣9t=0,
即m=﹣t,或m=﹣4t+9,
当m=﹣t时,直线MP过点(1,0),不符合题意舍去;
当m=﹣4t+9时,直线MP的方程为y=t(x﹣4)+9,过定点(4,9).
24.(2026•河北模拟)已知双曲线C:(a>0,b>0)的焦距为,其中的一条渐近线与直线2x+y+3=0垂直.
(1)求C的方程;
(2)记C的右顶点为A,横坐标为4的点P在C上,射线AP上的点Q满足|PQ|•|AP|=28,求点Q的坐标;
(3)直线l:y=tx+n与C交于D,E两点,O为坐标原点.是否存在常数n,使恒为定值?若存在,求出常数n;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)直线2x+y+3=0的斜率为﹣2,双曲线的一条渐近线与直线2x+y+3=0垂直,
所以这条渐近线的斜率为.
依题意,可得解得.
所以双曲线的标准方程为:.
(2)由题意A(2,0),对于,当x=4时,,即或.
①当时,,则,
设,λ>0,由⇒,
即,解得λ=4,所以,则
②当时,同法可得.
所以Q点坐标为或.
(3)证明:不存在常数n,使恒为定值.理由如下:
如图:
将直线y=tx+n代入,整理得:(1﹣4t2)x2﹣8ntx﹣4n2﹣4=0.
由Δ=64n2t2﹣4(1﹣4t2)(﹣4n2﹣4)>0可得n2﹣4t2+1>0,
设D(x1,y1),E(x2,y2),则,,
则.
则
.
要使为定值,不随t的改变而改变,须使⇒,
该方程在实数范围内无解,故不存在常数n,使为定值.
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