内容正文:
分层作业
3.2 双曲线
目 录
A组 巩固过关
题型01 利用双曲线定义求方程
题型02利用定义解决双曲线中焦点三角形问题
题型03 求双曲线标准方程
题型04 求双曲线轨迹方程
题型05 求共焦点的双曲线方程
题型06根据双曲线中x、y的范围求范围或最值
题型07 等轴双曲线
题型08 已知方程求双曲线的渐近线
题型09 求双曲线中三角形的面积问题
题型10 双曲线中存在定点满足某条件问题
B组 能力进阶
C组 思维拔高
(
题型0
1
)利用双曲线定义求方程
1.(1)在平面直角坐标系xOy中,已知点,求点的轨迹方程;
(2)已知椭圆的离心率为,且过点,求的方程.
2.已知圆,圆,直线经过点,且与圆交于两点,.
(1)求的方程;
(2)若动圆与圆外切,且与圆内切,求动圆圆心到点的距离的最小值.
3.已知,,动点满足,点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)若点在上,且,求的面积.
(
题型0
2
)利用定义解决双曲线中焦点三角形问题
4.经过双曲线的左焦点作斜率为2的弦AB,求:
(1)线段的长;
(2)设点为右焦点,求的周长.
5.已知双曲线的左、右焦点分别为,,过作直线l交右支于A,B两点,,的内切圆心为T,则T的坐标为__________.
6.已知为双曲线的左、右焦点,点在双曲线右支上,且,则的周长为( )
A. B. C. D.
(
题型0
3
)求双曲线标准方程
7.根据下列条件,求双曲线的标准方程:
(1)焦点分别为,,且经过点;
(2)经过点和.
8.(多选)当变化时,有关表示曲线的说法正确的是( )
A.当为第一象限角时,方程表示椭圆
B.当为第二象限角时,方程表示焦点在轴的双曲线
C.当的终边在轴的非负半轴上时,方程表示两条平行线
D.当为第四象限角时,方程表示焦点在轴的双曲线
9.(多选)关于方程,下列说法正确的有( )
A.若,它表示焦点在轴上的双曲线
B.若,它表示焦点在轴上的双曲线
C.方程有可能表示等轴双曲线(满足)
D.若方程表示双曲线,则或
(
题型0
4
)求双曲线轨迹方程
10.设动圆的半径为,它与圆外切,且与圆内切,求圆心的轨迹方程.
11.已知,若,则点C的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
12.已知是一个动点,过点分别作直线,的垂线,垂足分别为,.若的面积为,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C.或 D.或
(
题型0
5
)求共焦点的双曲线方程
13.(1)双曲线经过点且与双曲线:有公共焦点,求双曲线C的标准方程;
(2)椭圆过点,且离心率,求所有满足条件的椭圆的标准方程.
14.求适合下列条件的双曲线的标准方程.
(1)焦点在x轴上,,经过点;
(2)过点,且与椭圆有相同焦点双曲线方程.
15.与椭圆C:共焦点且过点的双曲线的标准方程为( )
A. B. C. D.
(
题型0
6
)根据双曲线中x、y的范围求范围或最值
16.若,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.4 D.
17.已知分别是双曲线的左、右顶点,是双曲线上的一动点,直线,直线与分别交于两点,记,的外接圆面积分别为,则的最小值为( )
A. B. C. D.
18.直线过圆的圆心,且与圆相交于两点,为双曲线右支上一个动点,则的最小值为( )
A. B.1 C.2 D.0
(
题型0
7
)等轴双曲线
19.(多选)已知圆锥曲线的两个焦点为为上不与共线的点,则下列说法正确的有( )
A.若是椭圆,则实数的取值范围是
B.若是双曲线,则两点在轴上
C.若,则周长为8
D.若,则的实轴和虚轴长度相等
20.如图,已知椭圆的离心率为,以该椭圆上的点和左、右焦点,为顶点的三角形的周长为.一等轴双曲线的顶点是该椭圆的焦点,设P为该双曲线上异于顶点的任一点,直线和与椭圆的交点分别为A,B和C,D.
(1)求椭圆和双曲线的标准方程.
(2)设直线,的斜率分别为,,证明.
21.已知等轴双曲线的左、右焦点分别为,半焦距为,过点的直线与的两条渐近线从左到右 依次交于两点,且,则( )
A. B. C. D.
(
题型0
8
)已知方程求双曲线的渐近线
22.若直线与双曲线的左、右两支各有一个交点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
23.(多选)已知P是双曲线C:上的动点,,分别为C的左、右焦点,点,则下列说法正确的是( )
A.C的渐近线方程为
B.直线与C的右支有2个交点
C.当时,
D.当点P在C的右支上时,的最小值为
24.已知双曲线:的右焦点为,是的一条渐近线上的点.若的最小值为2,且的实轴长为6,则的离心率为________.
(
题型0
9
)求双曲线中三角形的面积问题
25.已知双曲线的左、右焦点分别为,,直线与交于,两点,若面积是面积的2倍,则( )
A. B.
C. D.
26.已知A、F分别是双曲线(常数)的右顶点和右焦点.记过一、三象限的渐近线为.
(1)设,求双曲线的离心率和渐近线方程;
(2)设,是上一点,若线段的中点在双曲线上,求点Q的坐标;
(3)设,过A作两条相互垂直的直线与双曲线交于M、N两点(M在第一象限),若直线、分别与交于C、D两点,且与的面积之比为2,求直线的方程.
27.(多选)已知是双曲线上一点,且在轴上方,,分别是双曲线的左、右焦点,,直线的斜率为,的面积为,则下列结论中正确的是( )
A.双曲线的离心率
B.双曲线的方程为
C.
D.双曲线的渐近线方程为
(
题型
10
)双曲线中存在定点满足某条件问题
28.已知双曲线的左、右焦点为、,虚轴长为,离心率为,过双曲线的左焦点作直线交该双曲线的左支于两点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若,试问:是否存在直线,使得点在以为直径的圆上?请说明理由.
29.动点到直线与直线的距离之积等于,且.记点的轨迹方程为.
(1)求的方程;
(2)已知点,直线交于点,,上是否存在点满足?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
30.已知双曲线的中心为坐标原点,焦点在轴上,离心率等于2,右焦点到其渐近线的距离等于.
(1)求双曲线的方程;
(2)经过点的直线与双曲线C交于、两点,以为直径的圆记作.求证:恒过某个定点,并求出此定点的坐标;
1.已知双曲线的离心率为2,则该双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
2.已知双曲线的两个焦点分别为,,点在双曲线上,则双曲线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
3.已知是双曲线的右焦点,则到的两条渐近线的距离之和为( )
A. B. C. D.
4.双曲线的两条渐近线的夹角为( )
A. B. C. D.
5.与椭圆的焦点相同,且离心率为的双曲线的方程为________;
6.若双曲线的焦点在x轴上,焦距为10,则实数n的值是______
7.已知双曲线:,则双曲线的离心率为__________;双曲线的渐近线方程为__________.
8.(1)平面上动点到定点的距离与到直线距离之比为,求动点轨迹方程.
(2)动点在曲线上移动,点和定点连线的中点为,求点的轨迹方程.
(3)已知点,,直线,相交于点,且它们的斜率之积是1.求点的轨迹方程;
(4)在平面直角坐标系中,是坐标原点,点,动点满足.求动点的轨迹方程;
9.已知双曲线与椭圆的焦点相同,且离心率为2.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)求双曲线的渐近线方程.
10.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.
1.已知双曲线:的左右焦点分别为,,过的直线与的左支交于、两点,,则的离心率为()
A. B. C. D.
2.已知双曲线: 的左右顶点为,左右焦点为,则以下结论正确的有( )
① 若 为双曲线 上一点,且 ,则 的面积为 ;
② 设直线 与双曲线 交于 M,N两点,与 的两条渐近线交于 P,Q两点,则 ;
③ 设 为双曲线 上异于 的一点,若直线 的斜率的取值范围为 ,则直线 的斜率的取值范围为 ;
④ 直线 与双曲线 交于 M,N 两点,则线段MN 的中点为 .
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
3.已知,分别是双曲线:的左、右焦点,是双曲线上一点,若,则的值为( )
A.2 B.16 C.2或14 D.14
4.双曲线C的两个焦点分别为,,过的直线分别交双曲线的两支于M,N两点,若是等边三角形,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
5.已知双曲线虚轴的一个端点为,两个焦点为,,则双曲线的离心率为______.
6.已知双曲线(,)焦点为,若过点且倾斜角为的直线与双曲线的右支有且只有一个公共点,则该双曲线的离心率的取值范围为________________________.
7.与双曲线共焦点,且经过点的双曲线的方程为________.
8.已知双曲线:,为原点.
(1)求的右顶点到一条渐近线的距离;
(2)若点在第一象限且,若、、为一个等腰三角形的三个顶点,求点的横坐标;
(3)过双曲线右顶点作两条相互垂直的直线,分别与双曲线交于、两点,求证:直线过定点,并求出定点坐标.
9.已知双曲线:()的渐近线方程为.
(1)求的值.
(2)设为坐标原点,为的右焦点,过的直线与交于,两点.
(ⅰ)若直线的斜率为,求;
(ⅱ)若直线,的斜率之积为,求直线的方程.
10.双曲线:的离心率为,其右焦点到渐近线的距离为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)设点在双曲线的右支上,以为切点作双曲线的切线,与其两条渐近线分别相交于点,证明:为线段的中点.
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分层作业
3.2双曲线
A组
巩固过关
题型01
利用双曲线定义求方程
1.(1)ME-ME=2=2a<EE=27,
根据双曲线的定义可知点M的轨迹为双曲线的右支,
焦点为F(-V17,0)F(N17,0),故2c=27,实轴长2a=2,所以b2=c2-a2=16,
赦点M的轨迹方程为-6=1x≥),
16
(2②)因为幡圆方程为C:兰+
+6京-=1(a>b>0.
re=
a22…a22'
b21
所以
4.1
,解得a2=6,
a+
21
b2=3
x2.y2
所以椭圆的标准方程为6+3
=1
2.(1)圆C:(x+2)+y2=1的圆心坐标为C(-2,0),半径为=1,
当斜率不存在时,直线I为x=0(即y轴),此时圆心C到直线l的距离d=2>=1,
直线与圆C无交点,舍去
当直线l的斜率存在时,设直线I的方程为y=a+4,即:-y+4=0,
此时圆心c到直线,的距离为d-26-0+4_4-2为
Vk2+1Vk2+1
又1AB=22-d,所以2W-d=21
5,即-
5
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4-2k
两边同时平方得1-d=】
=1-(4-26}
15
Vk2+1
k2+125
整理得:94-40k+39=0即(9以-13-3列=0,解得最=
=9或k=3
匠以1的方程为y=。x+4或,=3x+4,即13x-9y+36=0或3x-v+4-0
(2)圆D:(c-2}+y2=1的圆心坐标为D(2,0),半径为n=1,
设动圆E的半径为R,由题意,得EC=R+1,ED=R-.
若R<1,则ECI+EDF2,而CD=4,不满足,舍去
因此必有R>1,则ED上R-1
所以EC-ED=2,
所以动点E的轨迹是以C,D为焦点的双曲线的右支,此时c=2,a=1,b=VC2-a=√3
所以E的轨迹方程为?-
3=1(x>0)】
设E(a小则有-子=1,所以财=1
3,
所以PE=Vm+(n-4=Vm2+n2-8n+16=
-8m+17=
73
由二次函数的图象与性质可知,当n=3时,y=3m-3+5有最小值,最小值为5,
4
所以PE1mm=V5,此时E(2,3)】
3.(1)由双曲线的定义及PF-PF=4<6=FF引,
可得点P的轨迹C是焦点在x轴上的双曲线,
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x2 y2
设其标准方程为。存1(a>0'6>0),
2a=4
则a+b=c2,解得
(c=3
a=2 b=15
所以C的方程为若号山:
(2)设M=m,M=n,由双曲线的定义得m-川=4,
因为M⊥ME,所以m2+n2=FE=36,
所以aMRE的面积为2mn=
1(m2+n)-(m-m_36-16-5.
4
题型02
利用定义解决双曲线中焦点三角形问题
4.(1)由题意得直线AB的方程为y=2(x+2),
代入双商线方程2-号-1可得2+16c419-0A=16-4×19>0
设4(x,),B(,),则+为=-16,x=19,
即AB的长为V5V(x+x)-4xx=30
(2)由双曲线的定义得45-4=BF-BF=2a=2,
则△EAB的周长为AF+BF+AE+|BE=4a+2(AE+|BFD=4a+2AB
=4+2×30=64
5.设A,FB,AB与内切圆的切点分别为E,F,G,令AEHAG非m,
BG BF=n,FF=FE =t(m,n,t>0)
则AE+|FB-AB=(m+t+n+0-(m+m)=2t=2a×2,得1=2a,
∴4-4G=2a,|BF-BG=2a,由双曲线定义得A-4=BE-BE=2a,
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则点G与点B重合,
又TGHTE1,
则(-e+号7Er=m-Erf-k+e+号-4a,即4-45
c 7
又6w=2如=分
:直线G7的方程为=2x-V).
6.C
题型n3
求双曲线标准方程
x2 y2
7.(1)因为双曲线的焦点在x轴上,所以设双曲线的标准方程为。一?
=1(a>0,b>0).
由题意知c=2,所以ad2+b2=4.①:
2232
因为点(2,3)在双曲线上,所以存示1.②
由02解得。=1'公-3所以所求双曲线的标准方程为r-兰
=1
3
(2)设双曲线的方程为x2+少2=1(mn<0),
ms、1
75
则,9m+28n=1,解得
1’
72m+49n=1
n=
25
y2 x2
所以所求双曲线的标准方程为25751,
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8.BCD
9.ABD
颗型04
求双曲线轨迹方程
10.
因为动圆M与圆C:(x+5+y=1外切,所以MC=r+1,
因为动圆M与圆C:(x-3+y2=1内切,所以MC=r-1(>),
所以MC-MC=2,
根据双曲线的定义,点M的轨迹为双曲线的右支,且2a=2,2c=CC=2V3,
所以a=1,c=V3,则2=c2-a2=3-1=2,
所以圆心M的轨迹方程8为-号=1x≥).
M
C22374衣
11.D
12.D
题型05
求共焦点的双曲线方程
x2 y2
13.1)设双曲线C的标准方程为16-k4+k1(4<k<16),
将点(32,2)的坐标代入方程,解得k=4或k=-14(舍去),
2y=1
·双曲线的标准方程为2一8
(②)若椭圆的焦点在v轴上,设方程为一+左=(a>b>0)。
b=3
则
c6,又
,解得
e=
a3b2=a2-c2
a=3v5
y2,x2
故椭圆方程为27十9
=1
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x2.y2
若椭圆的焦点在x轴上,设方程为。京+尔=1(a>b>0),
a=3
则
cV6,所以
e=-
c=V6b2=a2-c2=3
y2
即椭圆方程为9+3=1:
一+
=l
故所求椭圆的标准方程为2+。=1或,+3
279
14.(1)因为a=25,且双曲线的焦点在x轴上,
可设双曲线的标准方程为20尔=16>0)。
2522
将点4-5,2)的坐标代入双曲线的方程得20京=1,解得6=16'
x2 y2
因此,双曲线的标准方程为2016
=1:
(②在精四号+苦=1中,c-6v945
所以椭圆的焦点坐标为F(-V5,0),F(5,0).
x2 y2
设双曲线标准方程为京存=l,(a>0,b>0),
因为双曲线与椭圆有相同焦点,
所以a2+b2=c2=5,
24
点P八-2,2)代入双曲线方程,可得子存-1,
[24
=1
联立
a2 b2
,解得
a2+b2=5
a2=1b2=4
所以双曲线标准方程为,¥-上
=1
4
15.C
题型n6
根据双曲线中x、y的范围求范围或最值
16.A
17.D
18.D
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题型07
等轴双曲线
19 BCD
c v2
20.(1)设椭圆的半焦距为c,由题意知二=
=2,2a+2c=42+),解得a=2√2’c=2
又a2=b2+c2,因此b=2
x2y2
故椭圆的标准方程为8+4
=1.
x2 y2
由题意设等轴双曲线的标准方程为
亦=lm>0
2y=1
因为等轴双曲线的顶点是椭圆的焦点,所以m=2'因此双曲线的标准方程为44
②E质:设PK,w小则-2,与2
因为点P在双曲线x2-y2=4上,所以6-%=4。
因此kk2=
》=,即kk=
x0+2x0-2x-4
21.C
题型08
已知方程求双曲线的渐近线
22.D
23.ACD
24.
西丽
题型0g
求双曲线中三角形的面积问题
25.A
26.
(1)当1=1时,双曲线Y:x2-y2=1,a=b=1,
C
a2+b2
所以双曲线y的离心率e=
a va
=反,渐近线方程:y=±x
(②当A-2时双线7号苦1,a26=4F=2
所以:y=F.o设ee>0则P生2
所以生2-8-2,甲+2--8副20+2)=8
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所以1=1,即1,1)
(3)当=1时,双曲线7:x2-y2=1,a=b=1,所以A(1,0),
由题意可知直线AM的斜率存在且不为O,
设直线AM的方程为x=y+1,则直线AN的方程为x=一元y+l,
=
Γ22-1
所以x=y+1,解得x=1或,-2元’
-22-1-22):
x2-y2-1
y=0
y=-
M
22-1’22-1
-22-1
>0
22-1
由在第一象限,则
-2
,解得
->0
M
22-1
0<2<1
1
x=
1-
x=y+1,解得
(x=y
y=1-元
则N
-
"
AM-AN AM ANyM x
4CH-AD
AC AD AC AD yc yp
-222
22-1
1-2
|2.2-4
1
1-22+1
即22+21-1=0,则2=-1±√2,
又0<元<1,故1=V2-1,
即直线M的方程为x=(V2-y+1,整理得AM:x-(2-y-1=0
27.BD
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题型10
双曲线中存在定点满足某条件问题
28.(1)由题可知,2b=4V2,故b=22,
b2
+8=,
又因为离心率e=+a+a
解得a2=8,
故双曲线E的方程为88=1.
(2)不存在,理由如下:
由题可知,c=Va2+b=v8+8=4,故E(4,0),
易知直线I的斜率不为0,故可设直线:x=my-4,A(x,y),B(2,y2).
x=my-4
联立直线,与双曲线E'{2-y-8=0:得(m2-1y2-8my+8=0
△=64m2-32(m2-1)=32(m2+1)>0,
8m
8
由韦达定理,可得y+2=
m-,m-
若点M在以AB为直径的圆上,则MA⊥MB,即MA·MB=0,
MA·MB=(x+2)(x2+2)+y2=(my-2)my2-2)+yy2
(+Dyy:-2m(yy+4=(2msm
m2-1m2-1
=牛=4,即M.福0可得M与MB不垂直,
m2-1
故不存在直线!,使得点M在以AB为直径的圆上.
29.(1)利用点M到直线,与直线!的距离之积等于4建立方程,化简即可得到结果,
(2)假设存在点C,联立直线与双曲线方程,利用韦达定理及题目条件得到点C坐标满足的关系式,利
用点C在双曲线上即可得到结果.
(1)因为动点Mx,)到直线:y=V5x的距离为
-,动点MK直线影:y=一c的距笑为
2
3x+y
2
-子--3
2
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因为y<V3x,所以3x2-y2>0,所以3x2-y2=3,
所以,的方程为”一号1
19
使得
A+GB+GC-0
理由如下:
「y=kx+2
由13x2-y2=3得,6-k)x2-4-7=0'
由△=16k2+28(3-K3)>0得,k2<7且2≠3.
设以为C化%则写+53装西=3,故月+男=+)4=
4k
-7
3-2+4.
由题意得,(
a=(Gy争.0=G⅓争GC=G%争
设存在点C(xo,)满足GA+GB+GC=0,
x+x2+x0=0
则
44
4
3+3+%3=0
所以=3%=4-0+为)=
4k
4k2
图为点c产-,所以装j-气j-
化简得19g-6代+27-0:解得-号或=3(合),
193
19
3-k2=
√193
所以存在C
44
使得
GA+GB+GC=0
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x2 y2
30。(1)设双曲线方程为京~户1,设右焦点坐标为F(c,0),则渐近线方程为y=±名x,
b
b
a
故
到
的距离为
=b=V3
.b
.b2
F(c,0)y=±2x
又离心率等于2,故后=2,又。=d心+,解得。=4'd2=1
a
放双通线方程为-号=1,
(②)由(1)得F(2,0),当过点F的直线1斜率不为0时,设为x=2+少,
联立x=2+与-亏=1得32+-y=3,
整理可得(32-1)y2+12y+9=0.
[32-1≠0
由直线,与双曲线交于AB两点,得公=14r-36-)0:解得1≠±5
3
-12t
9
设A(x,),B(x,2),则%+为=3-,%=3-,
所以x+5=4+40+乃)=4+12r4
32-132-1
4B=++y)-4y2=+
-12)2
36
V312-1
312-1
=+ry442-36(3r-可
6+612
32-1
32-1
-2-6t
AB3+32
故以,为直径的圆的圆心为
AB
312-1’32-1
半径为232-1
拟oM为+广++广-
由对称性可知,⊙M过的定点应在x轴上,故在⊙M中,令y=0,
32-5
x=-1
-312-1
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故o
与安有0(供二网】
当直线1斜率为0时,直线I为y=0,此时A,
B的坐标分别为(±1,0),
则⊙M方程为x2+y2=1,⊙M经过点(-l,0),
综上,⊙M恒过某个定点,此定点的坐标为(-1,0):
A
B组
能力进阶
1.B
2.C
3.B
4.C
6.18
255
y=±3x
8.(1)设点M(x,y),所以MF=Vx-+y,M到直线1:x=4的距离为4-,
由题意得
平--少r-
商以-P少-6-网.理w苦号-1
x2,y2
所以点M的轨迹方程为4+3=1:
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(2)设P(x,y),M(,%),
x=名3
2
因为为
的中点,所以
即∫x6=2x-3,
y=
P MB
2
%=2y
又因为点M在曲线x+y2=1上,所以号+6=1,
所以(2x-3)2+4y2=1
即点p的轨选方程为2r-+4=也即(-+y-:
(3)设M(x,y),x≠±2.
ka =y-0
,aws上0
x-V2’kaMKBM=1:
少、y
x中2万=,整星得2-了-2:即号号-e列
x上
故点M的轨迹方程为2之=≠±W2).
(4)设P(x,),点A(1,),则由PA=V2PO,
得x-2+0y-=2x√x2+y,化简可得(x+)+(y+1)=4,
故动点P的轨迹的方程为(x+)2+(y+)}=4.
9.(1)椭圆的焦点坐标为(4,0),(-4,0),所以c=4.
x2 y2
设双曲线方程为。存=1(a>0,b>0).
因为e=。=2,所以a=2
a
所以b2=c2-a2=12」
x2 y2
所以双曲线c的标准方程为421,
x2 y2
(2)由(1)知双曲线的渐近线方程为42-0,即y=士v5x
10.(1)由题意得:
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b1,
a=1
-2(3}
=1.
、a2
b2
又c2=a2+b2=2,可得c=V2,
∴2c=2V2,则双曲线C的焦距为2√2
(2)2=1,b2=1,双曲线C的方程为x2-y2=1,
c=V2,右焦点坐标为(V2,0),
~设直线的斜率为kk=tam2=-5
3
:直线1的方程为:y=-5(x-V2),
y=-5(x-)
联立2-y2=1
整理得
2x2-62x+7=0
因△=(6V2)-4×2×7=16>0
设4,州.B5,为小则5+5=35.号
AB=V1+k2V(x+x}-4xx=1+3x18-14=4.
C组
思维拔高
1.A
2.C
3.D
4.D
6
2
25
3,o
7.
y2 x2
=1
63
8。(1)自双面线方程为r-艺1,可得其右顾点为L0y,
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且其渐近线方程为y=±片=士v2x,
根据对称性,右顶点到两渐近线的距离相等,
不妨求(,0)到y=V2x的距离,
则y=√2x化为一般式为√2x-y=0,
V2-0l
_v6
所以。到
的距离为
3,
(1,0)y=V2x
2+-
6
即下的右顶点到一条渐近线的距离为3
(2)因为点P在第一象限且P∈T,
且P、E(-1,0)、F(2,0)为一个等腰三角形的三个顶点,
则根据草图分析,满足条件的点P有两种,
分别为EP=EF以及EF=PF两种,
设点P坐标为(x,y),
2
或
Vx+1+y2=V(x-2}2+y
N(-1-2}+0=Vx-2+y2
7
x=
3
解得1
(舍去),或
x-2
45,
3
7
综上,点p的横坐标为3
(3)直线MN过定点,且定点坐标为(-3,0).
由题知,A,0),显然过点A的直线斜率存在且不为0,
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股过点4的直线内,=-,测过4与共垂自的直线为=。+公
k
令1与双曲线交点为M(:,h),'与双曲线交点为N(x,2),
[y=-k
则联立方程
x2_y
21
k2+2xk2+2
解得(-2)x2-2kx+k2+2=0,则1xx=2-2=2-2,
K2+24k】
所以%==“2即号)
将6换成女即回得到
2k2+14k
1-2k2’2k2-1:
4k4k
-4k(k2+1)
所以h-y=2k2-1k2-2(2k2-12-2)
2k2+1k2+24k2-1(k2+1
且-x=1-22-2(22--21
所以直线斜率kw=二=
x2-xk2-1:
所以淡告与别
整理可得yx+3),
当x=-3时,y=0
所以直线MN过定点,且定点坐标为(-3,0).
x2 y2
9.()已知双曲线c:存61(a>0)的渐近线方程为y=士2x
=2,解得a=3
可得a
,£=1,则c=+6-3+6=3”
(2)由(1)知,双曲线C:3-6
所以右焦点F(3,0),设A(,),B(,),
(i)因直线1的斜率为2,则其方程为y=2(x-3),即y=2x-6,
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2-1
联立36,消去整理得:
y=2x-6
y
x2-12x+21=0
由韦达定理,x+x2=12,xx2=21,
1AB=V1+K2V(x+x}-4xx2=V1+4V122-4×21=105:
(iⅱ)由题可知直线I的斜率不为0,设直线l的方程为x=my+3,
x2 y2
=1
联立36,消去整理得:
x=my+3
y
(2m2-1)y2+12my+12=0
则△=144m2-48(2m2-)=48(m2+1)>0
由韦达定理,h+乃=-,12m
12
2m2-42m-1:
因x=my+3,x3=my2+3,
则xx2=(my+3)my2+3)=m2yy2+3m(y+y2)+9
12m2
/-12m)+9=-6m2-9
2m2-1
+3m×
2m2-1
2m2-1,
4
因为直线0A,OB的斜率之积为5,
12
4=2m2-L=-4
所以66-95,化简得
,解得或
2m2-1
2=1
m=1m=-1
所以直线l的方程为x+y-3=0或x-y-3=0.
be
10.(1)因为右焦点
到渐近线
,b的距离d=
=b,故
62
F(c,0)
y=士-x
a
b=1
又e=c6
a=2,且c2=a+6,解得a=2'2=1'c2=3
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x2
则曲线C的标准方程为2-y=1,
设P(mm),A(x,y),B(x),
先证该双曲线在点P处的切线方程为mx-2y=2,
证明过程如下:
[mx-2y=2
联立少=1,整理有
(2n2-m2)y2+4my+2-m2=01
由
2-n=l,则2m-m≠0:△=16m-4(2n-m2-m)=0,
故直线与双曲线相切,证毕;
[mx-2ny=2,
联立后y-0我e2-mrt4+2-0则
为方程的解,
收兰2,商少%战度B的中点
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分层作业
3.2 双曲线
目 录
A组 巩固过关
题型01 利用双曲线定义求方程
题型02利用定义解决双曲线中焦点三角形问题
题型03 求双曲线标准方程
题型04 求双曲线轨迹方程
题型05 求共焦点的双曲线方程
题型06根据双曲线中x、y的范围求范围或最值
题型07 等轴双曲线
题型08 已知方程求双曲线的渐近线
题型09 求双曲线中三角形的面积问题
题型10 双曲线中存在定点满足某条件问题
B组 能力进阶
C组 思维拔高
(
题型0
1
)利用双曲线定义求方程
1.(1)在平面直角坐标系xOy中,已知点,求点的轨迹方程;
(2)已知椭圆的离心率为,且过点,求的方程.
【答案】(1);(2).
【详解】(1),
根据双曲线的定义可知点的轨迹为双曲线的右支,
焦点为,故,实轴长,所以,
故点的轨迹方程为;
(2)因为椭圆方程为.
,,
所以,解得,
所以椭圆的标准方程为.
2.已知圆,圆,直线经过点,且与圆交于两点,.
(1)求的方程;
(2)若动圆与圆外切,且与圆内切,求动圆圆心到点的距离的最小值.
【答案】(1)或
(2)
【详解】(1)圆的圆心坐标为,半径为.
当斜率不存在时,直线为(即轴),此时圆心到直线的距离,
直线与圆无交点,舍去.
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,即.
此时圆心到直线的距离为,
又,所以,即,
两边同时平方得,
整理得,,即,解得或,
所以的方程为或,即或.
(2)圆的圆心坐标为,半径为.
设动圆的半径为,由题意,得,.
若,则,而,不满足,舍去.
因此必有,则.
所以,
所以动点的轨迹是以为焦点的双曲线的右支,此时,,
所以的轨迹方程为.
设,则有,所以,
所以,
由二次函数的图象与性质可知,当时,有最小值,最小值为5,
所以,此时.
3.已知,,动点满足,点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)若点在上,且,求的面积.
【答案】(1)
(2)5
【详解】(1)由双曲线的定义及,
可得点的轨迹是焦点在轴上的双曲线,
设其标准方程为(,),
则,解得,,
所以的方程为;
(2)设,,由双曲线的定义得,
因为,所以,
所以的面积为.
(
题型0
2
)利用定义解决双曲线中焦点三角形问题
4.经过双曲线的左焦点作斜率为2的弦AB,求:
(1)线段的长;
(2)设点为右焦点,求的周长.
【答案】(1)30
(2)64
【详解】(1)由题意得直线AB的方程为,
代入双曲线方程可得,
设,则
即的长为
(2)由双曲线的定义得=,
则的周长为
=.
.
5.已知双曲线的左、右焦点分别为,,过作直线l交右支于A,B两点,,的内切圆心为T,则T的坐标为__________.
【答案】
【详解】设,,与内切圆的切点分别为E,F,G,令,
,,
则,得,
,,由双曲线定义得,
则点G与点重合,
又,
则,即.
又,,
直线GT的方程为,
,
.
6.已知为双曲线的左、右焦点,点在双曲线右支上,且,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为双曲线,则,所以.
因为点在双曲线右支上,所以.
令,则,又因为,,
所以由余弦定理得,即,
即,因为,解得,即,所以,
则的周长为.
(
题型0
3
)求双曲线标准方程
7.根据下列条件,求双曲线的标准方程:
(1)焦点分别为,,且经过点;
(2)经过点和.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为双曲线的焦点在轴上,所以设双曲线的标准方程为.
由题意知,所以.①;
因为点在双曲线上,所以.②
由①②解得,,所以所求双曲线的标准方程为.
(2)设双曲线的方程为,
则,解得,
所以所求双曲线的标准方程为.
8.(多选)当变化时,有关表示曲线的说法正确的是( )
A.当为第一象限角时,方程表示椭圆
B.当为第二象限角时,方程表示焦点在轴的双曲线
C.当的终边在轴的非负半轴上时,方程表示两条平行线
D.当为第四象限角时,方程表示焦点在轴的双曲线
【答案】BCD
【详解】对于A,当为第一象限角时,取,此时,
即曲线方程为,此时曲线表示以坐标原点为圆心,半径为的圆,所以A不正确;
对于B,当为第二象限角时,可得,
此时曲线方程,方程表示焦点在轴的双曲线,所以B正确;
对于C,当的终边在轴的非负半轴上时,可得
此时曲线方程为,即,可得方程表示两条平行线,所以C正确;
对于D,当为第四象限角时,可得,
此时曲线方程,方程表示焦点在轴的双曲线,所以D正确.
9.(多选)关于方程,下列说法正确的有( )
A.若,它表示焦点在轴上的双曲线
B.若,它表示焦点在轴上的双曲线
C.方程有可能表示等轴双曲线(满足)
D.若方程表示双曲线,则或
【答案】ABD
【详解】对于A,若,可得方程,表示焦点在轴上的双曲线,故A正确;
对于B,若,可得方程,表示焦点在轴上的双曲线,故B正确;
对于C,若方程表示焦点在轴上的等轴双曲线,则,无解;
若方程表示焦点在轴上的等轴双曲线,则,无解,
综上可得,不存在实数使得方程表示等轴双曲线,故C错误;
对于D,若方程表示双曲线,则满足,
解得或,故D正确.
(
题型0
4
)求双曲线轨迹方程
10.设动圆的半径为,它与圆外切,且与圆内切,求圆心的轨迹方程.
【答案】
【详解】因为动圆与圆外切,所以,
因为动圆与圆内切,所以,
所以,
根据双曲线的定义,点的轨迹为双曲线的右支,且,
所以,则,
所以圆心的轨迹方程E为.
11.已知,若,则点C的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由及双曲线的定义可知点C的轨迹是双曲线的左支,
设其标准方程为,
所以,解得,
所以点C的轨迹方程为.
12.已知是一个动点,过点分别作直线,的垂线,垂足分别为,.若的面积为,则动点的轨迹方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】D
【详解】不妨设,
设动点,直线与的一般式为、,
由点到直线的距离公式,得,.
直线与的夹角为,由,
得与两直线夹角互补,故.
由,
即,
化简得,即.
当时,整理为;
当时,整理为.
因此动点的轨迹方程为或.
(
题型0
5
)求共焦点的双曲线方程
13.(1)双曲线经过点且与双曲线:有公共焦点,求双曲线C的标准方程;
(2)椭圆过点,且离心率,求所有满足条件的椭圆的标准方程.
【答案】(1);(2)或
【详解】(1)设双曲线C的标准方程为(),
将点的坐标代入方程,解得或(舍去),
∴双曲线的标准方程为;
(2)若椭圆的焦点在y轴上,设方程为,
则,又,解得,
故椭圆方程为;
若椭圆的焦点在x轴上,设方程为,
则,所以,,
即椭圆方程为;
故所求椭圆的标准方程为或.
14.求适合下列条件的双曲线的标准方程.
(1)焦点在x轴上,,经过点;
(2)过点,且与椭圆有相同焦点双曲线方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,且双曲线的焦点在x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)在椭圆中,,
所以椭圆的焦点坐标为,,
设双曲线标准方程为,,
因为双曲线与椭圆有相同焦点,
所以,
点代入双曲线方程,可得,
联立,解得,,
所以双曲线标准方程为.
15.与椭圆C:共焦点且过点的双曲线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为椭圆的焦点坐标为,即,所以,
记,所以,
所以,所以,
所以双曲线的标准方程为,
故选:C.
(
题型0
6
)根据双曲线中x、y的范围求范围或最值
16.若,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.4 D.
【答案】A
【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.
17.已知分别是双曲线的左、右顶点,是双曲线上的一动点,直线,直线与分别交于两点,记,的外接圆面积分别为,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】易知,由双曲线的对称性,
不妨设在第一象限,此时,,
所以,
不妨设直线的方程为,,令,解得,
不妨设直线的方程为,令,解得,
所以,,
不妨设,的外接圆的半径分别为,
由正弦定理得,,
所以,当且仅当,时,等号成立,
所以.
故选:D.
18.直线过圆的圆心,且与圆相交于两点,为双曲线右支上一个动点,则的最小值为( )
A. B.1 C.2 D.0
【答案】D
【详解】圆,所以圆心,半径为1.
设,,在双曲线右支上一个动点,且,
所以,
对称轴为,开口向上,
因为,
所以当时,取最小值为.
故选:D.
(
题型0
7
)等轴双曲线
19.(多选)已知圆锥曲线的两个焦点为为上不与共线的点,则下列说法正确的有( )
A.若是椭圆,则实数的取值范围是
B.若是双曲线,则两点在轴上
C.若,则周长为8
D.若,则的实轴和虚轴长度相等
【答案】BCD
【详解】对于A,若是椭圆,则,所以实数的取值范围是,
故A错误;
对于B,若是双曲线,则,则两点在轴上,故B正确;
对于C,若,则曲线是两点在轴上的椭圆,
且,所以,,
则周长为,故C正确;
对于D,若,则曲线是两点在轴上的双曲线,
且,即,,则的实轴和虚轴长度相等,故D正确.
20.如图,已知椭圆的离心率为,以该椭圆上的点和左、右焦点,为顶点的三角形的周长为.一等轴双曲线的顶点是该椭圆的焦点,设P为该双曲线上异于顶点的任一点,直线和与椭圆的交点分别为A,B和C,D.
(1)求椭圆和双曲线的标准方程.
(2)设直线,的斜率分别为,,证明.
【答案】(1);;
(2)证明:设,则,.
因为点P在双曲线上,所以.
因此,即
【详解】(1)设椭圆的半焦距为c,由题意知,,解得,.
又,因此.
故椭圆的标准方程为.
由题意设等轴双曲线的标准方程为,
因为等轴双曲线的顶点是椭圆的焦点,所以,因此双曲线的标准方程为.
(2)略
21.已知等轴双曲线的左、右焦点分别为,半焦距为,过点的直线与的两条渐近线从左到右 依次交于两点,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意得的渐近线方程为,得(为坐标原点),
由,得,则,
所以.
故选:C
(
题型0
8
)已知方程求双曲线的渐近线
22.若直线与双曲线的左、右两支各有一个交点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】双曲线的标准形式为,渐近线为,
当直线与双曲线的渐近线平行时,即,此时直线与双曲线的左支或右支只有一个交点,如图所示,
要使直线与双曲线的左、右两支各有一个交点,则直线必须在两渐近线之间,
此时的取值范围为,故D正确.
23.(多选)已知P是双曲线C:上的动点,,分别为C的左、右焦点,点,则下列说法正确的是( )
A.C的渐近线方程为
B.直线与C的右支有2个交点
C.当时,
D.当点P在C的右支上时,的最小值为
【答案】ACD
【详解】双曲线C:中,,渐近线方程为,因此选项A正确,
由,则,那么直线的斜率为,
方程为,联立双曲线方程,
消去可得,由韦达定理,
说明两根一正一负,即直线与C的右支仅有1个交点,故选项B错误.
由双曲线定义可得,两边平方可得,因为,
根据勾股定理可得,
代入可得,则,故选项C正确.
当点P在C的右支上时,由双曲线定义可得,即,
所以,当三点共线时,如图:
取得最小值,即,已知,
则,所以的最小值为,故选项D正确.
24.已知双曲线:的右焦点为,是的一条渐近线上的点.若的最小值为2,且的实轴长为6,则的离心率为________.
【答案】/
【详解】双曲线的一条渐近线方程为,即,而,
则,
因为的实轴长为6,所以,即,则,
所以的离心率为.
(
题型0
9
)求双曲线中三角形的面积问题
25.已知双曲线的左、右焦点分别为,,直线与交于,两点,若面积是面积的2倍,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】,,所以,,
由题可得点到直线的距离为点到直线距离的2倍,
所以,即,
两边平方得,因为,
所以,即,
解得(舍去)或.
26.已知A、F分别是双曲线(常数)的右顶点和右焦点.记过一、三象限的渐近线为.
(1)设,求双曲线的离心率和渐近线方程;
(2)设,是上一点,若线段的中点在双曲线上,求点Q的坐标;
(3)设,过A作两条相互垂直的直线与双曲线交于M、N两点(M在第一象限),若直线、分别与交于C、D两点,且与的面积之比为2,求直线的方程.
【答案】(1),渐近线方程:
(2)
(3)
【详解】(1)当时,双曲线,,
所以双曲线的离心率,渐近线方程:
(2)当时,双曲线,,,
所以,设,则,
所以,即,即,
所以,即.
(3)当时,双曲线,,所以,
由题意可知直线的斜率存在且不为0,
设直线的方程为,则直线的方程为,
所以,解得或, ,
由在第一象限,则,解得,
,解得,即,
则,即,
,即,
,
,
即,则,
又,故,
即直线的方程为,整理得.
27.(多选)已知是双曲线上一点,且在轴上方,,分别是双曲线的左、右焦点,,直线的斜率为,的面积为,则下列结论中正确的是( )
A.双曲线的离心率
B.双曲线的方程为
C.
D.双曲线的渐近线方程为
【答案】BD
【详解】∵ 分别是双曲线的左、右焦点,,
∴ ,即.
设点,,
∵的面积为,
∴ ,即,解得.
∵ 直线的斜率为,
∴ ,代入,得,解得,即.
∵ 在双曲线上,由双曲线定义得,
计算得,,
∴,即.
又,
对于A选项,双曲线离心率,故A错误.
对于B选项,双曲线C的方程为,故B正确.
对于C选项,,故C错误.
对于D选项,双曲线渐近线方程为,故D正确.
(
题型
10
)双曲线中存在定点满足某条件问题
28.已知双曲线的左、右焦点为、,虚轴长为,离心率为,过双曲线的左焦点作直线交该双曲线的左支于两点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若,试问:是否存在直线,使得点在以为直径的圆上?请说明理由.
【答案】(1);
(2)不存在,理由如下:
由题可知,,故,
易知直线的斜率不为,故可设直线,.
联立直线与双曲线,,得,
,
由韦达定理,可得,,
若点在以为直径的圆上,则,即,
,即,可得与不垂直,
故不存在直线,使得点在以为直径的圆上.
【详解】(1)由题可知,,故,
又因为离心率,
解得,
故双曲线的方程为.
(2)略
29.动点到直线与直线的距离之积等于,且.记点的轨迹方程为.
(1)求的方程;
(2)已知点,直线交于点,,上是否存在点满足?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在点,使得.
【详解】(1)利用点到直线与直线的距离之积等于建立方程,化简即可得到结果.
(2)假设存在点,联立直线与双曲线方程,利用韦达定理及题目条件得到点坐标满足的关系式,利用点在双曲线上即可得到结果.
(1)因为动点到直线的距离为,动点到直线的距离为,
所以,化简得,
因为,所以,所以,
所以的方程为.
(2)存在,使得,理由如下:
由得,,
由得,且.
设,则,故.
由题意得,.
设存在点满足,
则,
所以.
因为点在上,所以,
化简得,解得或(舍),
因为,所以,故,即,
所以存在,使得.
30.已知双曲线的中心为坐标原点,焦点在轴上,离心率等于2,右焦点到其渐近线的距离等于.
(1)求双曲线的方程;
(2)经过点的直线与双曲线C交于、两点,以为直径的圆记作.求证:恒过某个定点,并求出此定点的坐标;
【答案】(1)
(2)由(1)得,当过点的直线斜率不为0时,设为,
联立与得,
整理可得,
由直线与双曲线交于、两点,得,解得,
设,,则,,
所以,
则,
又
,
故以为直径的圆的圆心为,半径为,
所以 方程为,
由对称性可知, 过的定点应在轴上,故在 中,令,
得,解得或,
故 与轴交点为,,
当直线斜率为0时,直线为,此时,的坐标分别为,
则 方程为, 经过点,
综上, 恒过某个定点,此定点的坐标为;
【详解】(1)设双曲线方程为,设右焦点坐标为,则渐近线方程为 ,
故到 的距离为,
又离心率等于2,故,又,解得 ,.
故双曲线方程为;
(2)略
1.已知双曲线的离心率为2,则该双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由双曲线的离心率为2,得 ,解得,
则双曲线的渐近线方程为,即.
2.已知双曲线的两个焦点分别为,,点在双曲线上,则双曲线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题意得双曲线的焦点在轴上,且,
设双曲线,
,
,
由双曲线的定义得,解得,
,所以双曲线.
3.已知是双曲线的右焦点,则到的两条渐近线的距离之和为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】双曲线:的右焦点为,
渐近线为,
则点到直线的距离为.
点到直线的距离为.
所以到的两条渐近线的距离之和为.
4.双曲线的两条渐近线的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】双曲线 可化为
所以 ,,两条渐近线为
直线 的倾斜角为 ,直线 的倾斜角为 ,因此两条渐近线的夹角为
5.与椭圆的焦点相同,且离心率为的双曲线的方程为________;
【答案】
【详解】由椭圆方程,可得其焦点在轴上,
且其半焦距为,
设所求双曲线方程为,
则,解得,
则该双曲线方程为.
6.若双曲线的焦点在x轴上,焦距为10,则实数n的值是______
【答案】18
【详解】因为双曲线的焦点在轴上,因此该双曲线的实半轴长平方,虚半轴长平方,且,
又双曲线的焦距为10,由焦距定义得,解得半焦距,
根据双曲线的基本性质,将、、代入得: ,即,
解得,符合的要求,
7.已知双曲线:,则双曲线的离心率为__________;双曲线的渐近线方程为__________.
【答案】/
【详解】由题可得焦点在y轴上且,则,
故双曲线的离心率为,因为焦点在y轴上,
所以渐近线方程为.
8.(1)平面上动点到定点的距离与到直线距离之比为,求动点轨迹方程.
(2)动点在曲线上移动,点和定点连线的中点为,求点的轨迹方程.
(3)已知点,,直线,相交于点,且它们的斜率之积是1.求点的轨迹方程;
(4)在平面直角坐标系中,是坐标原点,点,动点满足.求动点的轨迹方程;
【答案】(1)(2)(3)(4).
【详解】(1)设点,所以,到直线:的距离为,
由题意得,即,
所以,整理得,
所以点的轨迹方程为;
(2)设,,
因为为的中点,所以,即,
又因为点在曲线上,所以,
所以.
即点的轨迹方程为,也即;
(3)设,.
,,,
,整理得,即.
故点的轨迹方程为.
(4)设,点,则由,
得,化简可得,
故动点的轨迹的方程为.
9.已知双曲线与椭圆的焦点相同,且离心率为2.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)求双曲线的渐近线方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)椭圆的焦点坐标为,,所以.
设双曲线方程为.
因为,所以.
所以.
所以双曲线的标准方程为.
(2)由(1)知双曲线的渐近线方程为,即.
10.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
【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
.
1.已知双曲线:的左右焦点分别为,,过的直线与的左支交于、两点,,则的离心率为()
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为点在双曲线的左支上,故,
设,由得,,
代入得,即,
因此,,,
又点A在双曲线C的左支上,则,解得,
,
在中,由余弦定理,,
在中,,
由两式相等得,化简得:,
即,整理得,即,
因此离心率.
2.已知双曲线: 的左右顶点为,左右焦点为,则以下结论正确的有( )
① 若 为双曲线 上一点,且 ,则 的面积为 ;
② 设直线 与双曲线 交于 M,N两点,与 的两条渐近线交于 P,Q两点,则 ;
③ 设 为双曲线 上异于 的一点,若直线 的斜率的取值范围为 ,则直线 的斜率的取值范围为 ;
④ 直线 与双曲线 交于 M,N 两点,则线段MN 的中点为 .
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【详解】在双曲线 中, ,
对于①:在双曲线的焦点三角形 中,由余弦定理及双曲线的定义得
,可得 ,
所以 ,故①正确;
对于②,不妨设 ,
当 时表示双曲线,当 时表示该双曲线的两条渐近线.
设直线 ,其与 的交点为 ,
联立 ,可得 ,
应满足 且 .由韦达定理可知 ,都与 无关.
所以线段 的中点与线段 的中点重合,不妨设为 .
由 可知 ,故②正确;
对于③,设 ,且 ,则 ,
所以若 的斜率范围为 ,则 的斜率的范围为 ,故③正确;
对于④,联立 ,消去 可得 ,
故直线与双曲线无交点,所以不存在中点,④错误.
3.已知,分别是双曲线:的左、右焦点,是双曲线上一点,若,则的值为( )
A.2 B.16 C.2或14 D.14
【答案】D
【详解】双曲线:,则,
由双曲线定义可知,解得或,
因为,所以点在双曲线的左支上,
所以,所以.
4.双曲线C的两个焦点分别为,,过的直线分别交双曲线的两支于M,N两点,若是等边三角形,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题意可作图如下:
则①,②,
在中,,
可得,
则,
由,则,
在中,,由余弦定理可得
,即,
由,则,解得.
5.已知双曲线虚轴的一个端点为,两个焦点为,,则双曲线的离心率为______.
【答案】
【详解】由双曲线的对称性不妨设双曲线方程为,
可得虚轴的一个端点,,,
因为,可得,两侧平方可得,
可得,所以,所以.
6.已知双曲线(,)焦点为,若过点且倾斜角为的直线与双曲线的右支有且只有一个公共点,则该双曲线的离心率的取值范围为________________________.
【答案】
【详解】因为过点且倾斜角为的直线与双曲线的右支有且只有一个公共点,
所以双曲线经过第一象限的渐近线的倾斜角不小于,
即,
所以,
所以离心率,
即.
7.与双曲线共焦点,且经过点的双曲线的方程为________.
【答案】
【详解】因为所求双曲线与双曲线共焦点,
所以,设所求双曲线的方程为.
因为方程经过点,
所以,解得或(舍去),
所以所求双曲线的方程为.
8.已知双曲线:,为原点.
(1)求的右顶点到一条渐近线的距离;
(2)若点在第一象限且,若、、为一个等腰三角形的三个顶点,求点的横坐标;
(3)过双曲线右顶点作两条相互垂直的直线,分别与双曲线交于、两点,求证:直线过定点,并求出定点坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)直线过定点,且定点坐标为.
由题知,,显然过点的直线斜率存在且不为,
设过点的直线为,则过与其垂直的直线为,
令与双曲线交点为,与双曲线交点为,
则联立方程,
解得,则,,
所以,即,
将换成,即可得到,
所以,
且,
所以直线斜率,
所以直线方程为,
整理可得,
当时,,
所以直线过定点,且定点坐标为.
【详解】(1)由双曲线方程为,可得其右顶点为,
且其渐近线方程为,
根据对称性,右顶点到两渐近线的距离相等,
不妨求到的距离,
则化为一般式为,
所以到的距离为,
即的右顶点到一条渐近线的距离为.
(2)因为点在第一象限且,
且、、为一个等腰三角形的三个顶点,
则根据草图分析,满足条件的点有两种,
分别为以及两种,
设点坐标为,
则或,
解得(舍去),或,
综上,点的横坐标为.
(3)略
9.已知双曲线:()的渐近线方程为.
(1)求的值.
(2)设为坐标原点,为的右焦点,过的直线与交于,两点.
(ⅰ)若直线的斜率为,求;
(ⅱ)若直线,的斜率之积为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)(i)(ii)或
【详解】(1)已知双曲线:()的渐近线方程为.
可得,解得.
(2)由(1)知,双曲线:,则,
所以右焦点,设,
(ⅰ)因直线的斜率为2,则其方程为,即,
联立,消去整理得:,
由韦达定理,,
;
(ⅱ)由题可知直线的斜率不为,设直线的方程为,
联立,消去整理得:,
则
由韦达定理,,
因,
则
,
因为直线,的斜率之积为,
所以,化简得,解得或,
所以直线的方程为或.
10.双曲线:的离心率为,其右焦点到渐近线的距离为.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)设点在双曲线的右支上,以为切点作双曲线的切线,与其两条渐近线分别相交于点,证明:为线段的中点.
【答案】(1)
(2)设,,,
先证该双曲线在点处的切线方程为,
证明过程如下:
联立,整理有,
由于,则,,
故直线与双曲线相切,证毕;
联立得,则为方程的解,
故,故P为线段的中点.
【详解】(1)因为右焦点到渐近线的距离,故,
又,且,解得,,,
则曲线C的标准方程为;
(2)略
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