3.2 双曲线中的定点与定值问题 导学案-2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册
2026-10-29
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内容正文:
双曲线中的定点与定值问题
01 学习目标
1.说清"定点"与"定值"的本质:含参直线族中参数被约掉,或目标式中参数系数为。
2.掌握五种设元(斜截、倒斜、设点、参数点、点差),能按题干信号在两秒内选对一种。
3.把七步流程走成条件反射,尤其会写清二次项系数与。
4.背下六个模板:垂直定点、对称定点、斜率互补、中点弦、垂直弦、存在性定点。
5.会判断"双曲线特有"的两个坑: 才有垂直弦; 才有弦。
02 重点 · 难点
本节重点
本节难点
·五种设元的选择标准。
·韦达之后如何"提参数"。
·六个模板的直接套用。
·定点坐标的两种来源:分解因式、对称点截距。
·符号:双曲线是、"减号"体系。
·舍去退化支:弦过定点本身那一支。
·存在性:先求,再算定值。
·回检:、、。
03 知识结构图MIND MAP
① 本质与设元
、 两式
定点定值
六 类 模 型
④ 斜率定值
;中点弦取正号
② 垂直定定点
,,定点横坐标
⑤ 垂直弦定值
时
③ 对称定定点
过, 为对称点, 过
⑥ 存在性定点
,
看图形容:六类题型其实只有两个"出口"——②③ 是"定点出口",④⑤⑥ 是"定值出口";而入口永远相同:设元、联立、韦达、写成对称式。 ② 的关键动作是"因式分解后舍一支",③ 的关键动作是"用截距公式",④⑤⑥ 的关键动作是"让参数系数为"。
使用建议:第 3、4 页是"工具页",做题卡住时回查;第 5 页十类模型是"索引表"。类型一至三只考套路,类型四至六需要自己判断存在性。 解析中加粗处是转折步。公式在浏览器中由 KaTeX 渲染,打印前请等公式显示完整。
04 基础知识速记
一、本质
定点是什么
一族直线(斜率 或截距 在变)都经过同一个点,这个点叫定点。判定标准只有一条:把直线方程整理成 或,参数被整体提出去。 所以"求定点"="求 与 的一次关系";若得到的是 这种二次关系,通常不是定点题,而是范围或轨迹题。
定值是什么
目标量(斜率、面积、距离、数量积、模长)算出来是一个不含参数的常数。可操作的标准:把目标写成、(或、)的对称式,代入韦达, 若结果的分子、分母都是 的二次式,且对应系数成比例,则定值就是比例系数。不成比例 = 还没消干净,回去找漏用的条件。
双曲线为什么更容易错
椭圆是"和"体系(、中点弦带负号),双曲线是"差"体系(、中点弦带正号、)。 联立后二次项系数是 或,符号可能为负,韦达的分母也随之变号。凡与椭圆结论"长得像但符号反了"的,基本都是对的。
二、五种设元:选哪一种
设元
写法
题干信号
提醒
斜截式
给斜率、求斜率、垂直、面积
要单独讨论斜率不存在
倒斜式
直线过 轴上定点
就是横截距,不丢斜率
设点
在 上
中点弦、第三定义、对称点
必用
参数点
,
两点对称、斜率积为定值
算完要回代验证
点差法
两交点 作差
中点、斜率、弦中点轨迹
只作差一次,不与韦达混用
三种设元的取舍口诀
过 轴定点用倒斜,问斜率用斜截,问中点用设点加点差。一条题里只允许一种主设元;混着用会把参数搞成两套,越算越乱。
三、联立后的"标准件"(务必背熟)
斜截式联立
把 代入,得
于是,。
倒斜式联立
把 代入,得
于是,。倒斜式的韦达更短,这就是过 轴定点一律用倒斜的原因。
04 通法流程与六种类型
四、七步流程
①定曲线:写出,看清焦点在哪个轴,正项分母才是。
②设元:按"五种设元"选一种,一条题只用一种。
③联立:代入消元,把二次项系数单独写出来,并写出 的条件(这个条件后面要用)。
④韦达:写、(倒斜式写 的两式),分母就是二次项系数,别抄错。
⑤翻译:把题目的几何条件(垂直、斜率、面积、向量积)改写成只含 的对称式。
⑥提参数:代入韦达,通分,让含参数的项系数为(求定值),或解出参数的一次关系(求定点)。
⑦回检:、、定点是否落在曲线上、弦是否过顶点(退化支必须舍)。
五、六种类型
模板 1 · 垂直定定点
为顶点,弦 满足,则 恒过。
做法:设,把 展开,韦达代入后必分解成,第一支过 是退化支,舍掉。
模板 2 · 对称点定定点
交 于, 为 关于 轴的对称点,则 恒过。
做法:设,截距式;把 代入可化为,再用韦达, 全部约掉。
模板 3 · 斜率互补定斜率
在 上,,则(与 无关)。
做法:设,则,各自联立求另一点,斜率公式一除, 被约掉。
模板 4 · 中点弦
弦 的中点为,则(双曲线取正号);反向: 与 所在定直线可互推。
模板 5 · 垂直弦
时,( 为 到 的距离),且。前提是,否则两条射线不可能同时落在支内。
模板 6 · 存在性定值
,若 轴上存在 使 为定值,则
,定值
做法:把点积通分,分子形如,与分母 对应系数成比例,两个方程解两个未知数。
易错清单
·忘记:韦达写出来了,但直线其实与双曲线无两个交点,整题作废。
·对称点写错: 是,不是。
·中点弦符号照抄椭圆:双曲线是,椭圆是。
·垂直弦不判: 时,无解却硬算。
·存在性题只求 不算定值:定值是,不是。
·退化支没舍: 那一支就是"弦过 本身",必须剔除。
05 十类模型清单
模型
识别信号与关键动作
① 顶点垂直:
,弦过定点;点乘展开后分解,舍
② 对称点: 过定点
过, 与 关于 轴对称,定点为;用截距式
③ 斜率互补:
,与 无关;设 与 各交一点
④ 中点弦:给中点求斜率
(正号);点差法一步到位
⑤ 第三定义:
;,轨迹仍是同族双曲线
⑥ 定直线交点:中点在某直线上
由 反解;注意 时无弦
⑦ 垂直弦:
;须
⑧ 面积与模长最值
;,取等时
⑨ 存在性定点: 定值
,定值
⑩ 反求参数:给定值求 或
把定值当已知,回代模板公式,解一个一次方程即可
用法:读题时先在表里对号,对号成功就有公式可套,对号失败再回到七步流程硬推。十类模型覆盖了双曲线定点定值的绝大多数考法; 真正需要现场推导的,通常是把两个模型"接"在一起(如先垂直、再求面积)。
三个"仅双曲线成立"的提醒:①中点弦取正号;②垂直弦要求;③弦存在要求( 时退化为渐近线方向,弦不存在)。 椭圆没有后两条限制,照搬会算出负数或"不存在的弦"。
类型一 设线提参数 · 垂直条件定定点
模型特征
曲线上的定点(多为顶点)与一条动弦,条件写成、、或以 为直径的圆过。 问"直线 是否过定点"或"过哪个定点"。条件是"垂直",结论是"定点",这是定点题的第一大来源。
通法三步
①设线:,并注明" 不过",这就是后面舍支的依据。
②展开:,把 代入,全部化成、 与。
③分解:韦达代入、通分、约去分母,得到一个关于 的二次齐次式,因式分解得两支:一支是(过,舍),另一支是一次关系,直接读出定点。
口诀:垂直先点乘,点乘必展开;展开用韦达,韦达后分解;分解两支,过 那支扔掉。
核心结论
, 过
数值记忆: 时定点为; 时为; 时为。
若定点反过来给出,则""恒成立——定点与垂直是一对等价说法。
易错提醒
·把 当成 代进公式:分子分母用的都是,只有最前面那个系数是。
·忘了舍:这一支的弦恰好经过,此时" 两点重合",谈不上垂直。
·不写:定点求出来了,但某些 根本没有两个交点。
·等轴双曲线()分母为,此时不存在这样的定点,题目不会给。
例题精练
1.已知双曲线, 为右顶点,直线 与 交于 两点且不过。若,则直线 恒过定点( )
A.
B.
C.
D.
答案 B 设,代入得,故,。 由,并注意,通分整理得,即。 时 过,舍; 时,恒过。
2.已知双曲线, 为右顶点,弦 不过 且,则 恒过定点( )
A.
B.
C.
D.
答案 C 直接套模板:,,,定点横坐标为,即。注意分母是,不是,写成 会得到。
3.已知双曲线, 为右顶点,弦 不过 且,则 恒过( )
A.
B.
C.
D.
答案 A ,,,故定点为。先算 再约分,比直接展开联立快得多; 是把 误算成 的结果。
4.已知双曲线, 为右顶点,不过 的弦 满足,则 所过定点的横坐标为( )
A.
B.
C.
D.
答案 C 设,联立得。 把 用韦达代入并通分,得, 分解为。舍(过),得, 于是,定点横坐标为。
5.已知双曲线,。若弦 过点 且与 交于 两点,则 的大小为( )
A.
B.
C.
D.
答案 D 这是第 1 题的逆命题:定点 正是 那一支,代回点乘式即得。 所以,。定点与垂直互为充要,这条在选择题里可以直接反用。
本类小结
看到"曲线上定点 + 垂直"就写模板:定点横坐标。真正需要动笔时只做三件事:设、把点乘展开成对称式、把得到的二次齐次式分解并舍去"过"那一支。
类型二 对称点模型 · 过定点
模型特征
直线 过 轴上一点,与双曲线交于;把 关于 轴翻到,问直线 过哪个定点。题干里必有"关于 轴对称"四个字,这是唯一识别信号。
通法三步
①倒斜设线:( 就是已知的横截距,不要用斜截式,否则 与 两套参数交叉)。
②韦达:代入得,写出、。
③截距式:、,令 与 轴交于,则;代入 可化为,再用韦达, 约掉,只剩。
核心结论
过, 与 关于 轴对称 过
记法:"横截距与定点横坐标之积等于",即。这条性质与、与斜率完全无关,是双曲线最"干净"的一个定点结论。
易错提醒
·对称点写成:关于 轴对称是纵坐标变号。
·截距公式符号:,分母是(因为)。
· 时直线过原点,此时 关于原点对称, 与 轴无交点,结论失效。
· 时直线过顶点, 过顶点,属于退化情形。
例题精练
1.已知双曲线,直线 与 交于 两点, 与 关于 轴对称,则直线 恒过( )
A.
B.
C.
D.
答案 D 代入 得,故,。 设 与 轴交于,则。 被约掉,说明与斜率无关。
2.已知双曲线,直线 过点 且与 交于, 与 关于 轴对称,则 恒过( )
A.
B.
C.
D.
答案 A ,,故定点横坐标,即。记住 就不必再联立。
3.已知双曲线,直线 过点 且与 交于, 与 关于 轴对称,则 恒过( )
A.
B.
C.
D.
答案 D ,即。定点一定在 轴上,且与 同号; 是把 与 除反了。
4.已知双曲线,直线 过 且与 交于,若( 关于 轴对称)与 的连线恒过,则( )
A.
B.
C.
D.
答案 B 由 得。反求用同一关系式,不需重新联立;取 会让直线过顶点,属退化情形。
5.已知双曲线,直线 过 与曲线交于, 与 关于 轴对称,则直线 恒过( )
A.
B.
C.
D.
答案 B 由,代入韦达得,故。结论与、与 都无关,只由 与横截距 决定。
本类小结
见到"对称点"就用:已知横截距求定点,或已知定点反求横截距,都是一步除法。真正要写过程时,用倒斜式 + 截距式, 会自动消失。
类型三 斜率关系 · 和为零与积为定值
模型特征
题干给的是"斜率":、、或直接问某条弦的斜率是否为定值。这类题不设点、不设线,而是"设斜率"——把两条动弦写成斜率 与(或 与),各自求交点,再算第三条弦的斜率。
通法三步
①设斜率:,则;过 的直线写成。
②求另一点:与双曲线联立, 本身是一根,另一根由韦达或直接解出;两点都算出来。
③算:用两点斜率公式,化简后 必被约掉,只剩 一类常数。
口诀:斜率题不设线,设斜率;一条、一条;两点到手,斜率一比,参数消失。
核心结论
三条结论的符号要分清:互补取负、中点弦取正、第三定义为正。椭圆对应的是中点弦取负、第三定义为负,这是最容易抄错的地方。
易错提醒
·把 写成:分子是,分母是。
· 必须在曲线上,否则公式不成立;题目给的 若不在曲线上,先验证。
·( 为顶点)时,MN 平行于 轴,可以验证结论。
·第三定义要写" 异于",否则斜率不存在。
例题精练
1.已知双曲线,点 在 上,过 的两条弦 满足,则( )
A.
B.
C.
D.
答案 A 验证 在曲线上:,成立。代入结论。 是只算了 再取负,漏掉了 这一步。
2.已知双曲线,、,点 在 上且异于,则( )
A.
B.
C.
D.
答案 D 设,则。 由 得,故乘积。第三定义的值就是。
3.已知双曲线,弦 的中点为,则( )
A.
B.
C.
D.
答案 C 由点差法,得。先验中点是否在支内:,确实存在这样的弦。
4.已知双曲线,点 在曲线上且,过 的两条弦 满足,则( )
A.
B.
C.
D.
答案 B 设()。过 的直线与曲线联立,另一交点对应的参数为; 把 换成 得。两点斜率一除,得, 完全消失。
5.已知双曲线,点 在 上,过 的两条弦 满足,则( )
A.
B.
C.
D.
答案 A 验证:, 在曲线上。代入。先把 约出来,再乘,一步到位。
本类小结
三类斜率结论其实是一家人: 中的负号来自"互补",去掉负号就是中点弦。做题时先判断是"两条弦斜率互为相反数"还是"给中点",再决定正负。
类型四 设点与点差 · 中点、第三定义、存在性
模型特征
题干出现"中点"、"斜率之积为定值"、"弦的中点在某条定直线上",或反过来问"某个斜率的弦是否存在"。这一类不联立、不解方程,只把两个端点作一次差,一步就能得到斜率与中点坐标的关系。
通法三步
①设两端点:、 都在 上,写出两个方程。
②作差:,用平方差把、 提出,得。
③判存在:中点必须在某一支的内部,即,代入上式即得。若题目问"斜率积",则由 反解。
核心结论
弦存在
第三条是本类最容易被忽略的:斜率等于 的弦不存在,因为它对应渐近线方向,弦的中点会落到渐近线上(),不可能在支内。
易错提醒
·把公式抄成椭圆版:椭圆,双曲线没有负号。
·只算 不验"中点在支内",题目可能根本没有这样的弦。
·第三定义反求轨迹时漏写( 不能与 重合)。
·把 记成:分母是,不是。
例题精练
1.已知双曲线,弦 的中点为,则( )
A.
B.
C.
D.
答案 A 点差法:。回验中点:,在支内,弦确实存在。
2.已知、,动点 满足,则 的轨迹方程是( )
A.
B.
C.
D.
答案 B 设,则,即,整理得,即。由 也能直接写出,还要补上。
3.已知双曲线,弦 的中点 在直线 上,则( )
A.
B.
C.
D.
答案 C 由中点 在 上得,代入。 是渐近线斜率,取到它时弦不存在,正好是干扰项。
4.在双曲线 中,下列斜率的弦一定存在的是( )
A.
B.
C.
D.
答案 D 弦存在的充要条件是。四个选项中只有,故选 D。 恰是渐近线斜率,此时中点满足,落在渐近线上,弦不存在。
5.已知双曲线,、,点 在 上且,则( )
A.
B.
C.
D.
答案 D 由第三定义,故。第三定义的好处是"不必求 的坐标",只要 在曲线上,其余弦的斜率乘积就固定。
本类小结
点差法只做一件事:把"两个点在曲线上"作差,得到 与中点坐标的线性关系。它的三个出口是中点弦、第三定义和存在性判断()。做题时先问"中点在哪",再问"斜率够不够大"。
类型五 垂直弦 · 距离、面积与模长
模型特征
在双曲线上且(或写、),求、原点到 的距离、 面积或其最小值、 的最小值。只要看到"两支射线互相垂直",就归到这一类。
通法三步
①换方向:把 放在射线角 上, 就在 上,设、。
②用极坐标式:点在双曲线上等价于;对 把 换成。
③相加:两式相加,, 消失,得; 再由直角三角形 中 得。
核心结论
()
推论:(当 时取等);,其中 为 中点。
存在性前提:必须。因为两条互相垂直的射线要同时落在支内,需要渐近线斜率。
易错提醒
·照抄椭圆的:双曲线是减号。
·不判断,算出的,却硬说"距离平方为负"。
·把 当成:只有当 时二者相等,一般情况。
·面积最值取等条件写错:是,不是 之外的别的条件。
例题精练
1.已知双曲线, 在 上且,则( )
A.
B.
C.
D.
答案 A ,,故。先确认(),垂直弦才存在;若,此题无解。
2.已知双曲线, 在 上且, 为原点 到直线 的距离,则( )
A.
B.
C.
D.
答案 C ,故。注意题目问的是 不是,答 就掉进选项 B 的陷阱。
3.已知双曲线, 在 上且,若,则( )
A.
B.
C.
D.
答案 C 由 得,故。解完回验:,成立。
4.已知双曲线, 在 上且,则 面积的最小值为( )
A.
B.
C.
D.
答案 D 记、,则,由均值不等式 得。 于是,当 时取等。
5.已知双曲线, 在 上且, 为线段 的中点,则 的最小值为( )
A.
B.
C.
D.
答案 D 直角三角形中 是斜边中点,故。 由 得,又,故,即,取等时。
本类小结
垂直弦只有一个常数,但它同时是"倒数平方和"、""和"面积的下界"。做题时先把常数算出来,再按题目要的量取倒数或开方,并永远先检查。
类型六 存在性定点 · 与定值
模型特征
直线 过 轴上一点,与曲线交于;问" 轴上是否存在定点,使 为定值",或给出定值反求、,或问。这是双曲线定点题里综合性最强的一类,因为它同时含"定点"和"定值"。
通法三步
①倒斜设线:,写出、(含参数)。
②写点积:。
③通分成比例:通分后分子是 的二次式,分母是。要让结果与 无关,分子必须与分母成比例:比 的系数得定值,比常数项解出。
核心结论
定值
记法:"分子分母系数成比例"给出两件事——定值是,而 由同一个二次方程的常数项定出。 若(直线过原点), 的分母为,不存在这样的定点。
易错提醒
·定值写成:符号反了,分子 的系数是。
·只求 不写定值,或只写定值不说明 满足的方程。
· 时仍套公式:分母为零,结论不成立。
·反求 时得到两个解要取舍:让直线过 本身的解是退化支(此时 中有一点就是,点积恒为)。
例题精练
1.已知双曲线,直线 与 交于 两点。若 轴上存在定点,使 为定值,则( )
A.
B.
C.
D.
答案 B ,,,,代入。 落在两支之间(),不需要在曲线上。
2.在第 1 题的条件下, 的定值为( )
A.
B.
C.
D.
答案 D 定值。定值一定是负数(因为 落在两支之间,);若算出正数,说明 或公式用错了。
3.已知双曲线,直线 过 与 交于,若 轴上存在 使 为定值,则该定值为( )
A.
B.
C.
D.
答案 B ,,,:, 定值。先算 再算,两步都不能省。
4.已知双曲线,直线 过 与 交于。若 使 为定值,则( )
A.
B.
C.
D.
答案 C 反解 的公式:,即,,得 或。舍:此时直线过 本身, 中有一点与 重合,点积恒为,是退化支。
5.已知双曲线,直线 与曲线交于,若 轴上存在 使 为定值,则( )
A.
B.
C.
D.
答案 A 通分后分子为,要与 成比例,两个方程联立:比 得,比常数项解出。D 项分母少了,是量纲不对的干扰项。
本类小结
本类把"定点"与"定值"一次问完: 是定点, 是定值。做法固定为三步——倒斜设线、写出点积、让分子分母系数成比例。反求时注意用 或" 不过"剔掉退化支。
06 方法对照总表
类型
识别关键词
一句话做法
一 设线提参数
曲线上定点、、圆过
设,点乘展开 + 韦达,分解后舍,读出定点
二 对称点
关于 轴对称、 过定点
倒斜,截距式,得
三 斜率关系
、、求弦斜率
设 与,各交一点,
四 设点点差
中点、斜率积、中点在某直线上
作差得;存在性;第三定义
五 垂直弦
、距离、面积、
,需,均值不等式求最值
六 存在性
轴上是否存在、 定值
倒斜 + 点积通分,分子分母系数成比例, 与
07 答案速查
类型
1
2
3
4
5
一
B
C
A
C
D
二
D
A
D
B
B
三
A
D
C
B
A
四
A
B
C
D
D
五
A
C
C
D
D
六
B
D
B
C
A
最后三句话:①定点定值题只有一条主线:设元、联立、韦达、写对称式、让参数系数为;②双曲线的符号与椭圆相反——中点弦取正、垂直弦是"减"、垂直弦还要求;③算完必检、、,并舍掉"过定点本身"的退化支。
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双曲线中的定点与定值问题
01 学习目标
1.说清"定点"与"定值"的本质:含参直线族中参数被约掉,或目标式中参数系数为。
2.掌握五种设元(斜截、倒斜、设点、参数点、点差),能按题干信号在两秒内选对一种。
3.把七步流程走成条件反射,尤其会写清二次项系数与。
4.背下六个模板:垂直定点、对称定点、斜率互补、中点弦、垂直弦、存在性定点。
5.会判断"双曲线特有"的两个坑: 才有垂直弦; 才有弦。
02 重点 · 难点
本节重点
本节难点
·五种设元的选择标准。
·韦达之后如何"提参数"。
·六个模板的直接套用。
·定点坐标的两种来源:分解因式、对称点截距。
·符号:双曲线是、"减号"体系。
·舍去退化支:弦过定点本身那一支。
·存在性:先求,再算定值。
·回检:、、。
03 知识结构图
① 本质与设元
、 两式
定点定值
六 类 模 型
④ 斜率定值
;中点弦取正号
② 垂直定定点
,,定点横坐标
⑤ 垂直弦定值
时
③ 对称定定点
过, 为对称点, 过
⑥ 存在性定点
,
看图形容:六类题型其实只有两个"出口"——②③ 是"定点出口",④⑤⑥ 是"定值出口";而入口永远相同:设元、联立、韦达、写成对称式。 ② 的关键动作是"因式分解后舍一支",③ 的关键动作是"用截距公式",④⑤⑥ 的关键动作是"让参数系数为"。
使用建议:第 3、4 页是"工具页",做题卡住时回查;第 5 页十类模型是"索引表"。类型一至三只考套路,类型四至六需要自己判断存在性。 解析中加粗处是转折步。公式在浏览器中由 KaTeX 渲染,打印前请等公式显示完整。
04 基础知识速记
一、本质
定点是什么
一族直线(斜率 或截距 在变)都经过同一个点,这个点叫定点。判定标准只有一条:把直线方程整理成 或,参数被整体提出去。 所以"求定点"="求 与 的一次关系";若得到的是 这种二次关系,通常不是定点题,而是范围或轨迹题。
定值是什么
目标量(斜率、面积、距离、数量积、模长)算出来是一个不含参数的常数。可操作的标准:把目标写成、(或、)的对称式,代入韦达, 若结果的分子、分母都是 的二次式,且对应系数成比例,则定值就是比例系数。不成比例 = 还没消干净,回去找漏用的条件。
双曲线为什么更容易错
椭圆是"和"体系(、中点弦带负号),双曲线是"差"体系(、中点弦带正号、)。 联立后二次项系数是 或,符号可能为负,韦达的分母也随之变号。凡与椭圆结论"长得像但符号反了"的,基本都是对的。
二、五种设元:选哪一种
设元
写法
题干信号
提醒
斜截式
给斜率、求斜率、垂直、面积
要单独讨论斜率不存在
倒斜式
直线过 轴上定点
就是横截距,不丢斜率
设点
在 上
中点弦、第三定义、对称点
必用
参数点
,
两点对称、斜率积为定值
算完要回代验证
点差法
两交点 作差
中点、斜率、弦中点轨迹
只作差一次,不与韦达混用
三种设元的取舍口诀
过 轴定点用倒斜,问斜率用斜截,问中点用设点加点差。一条题里只允许一种主设元;混着用会把参数搞成两套,越算越乱。
三、联立后的"标准件"(务必背熟)
斜截式联立
把 代入,得
于是,。
倒斜式联立
把 代入,得
于是,。倒斜式的韦达更短,这就是过 轴定点一律用倒斜的原因。
04 通法流程与六种类型
四、七步流程
①定曲线:写出,看清焦点在哪个轴,正项分母才是。
②设元:按"五种设元"选一种,一条题只用一种。
③联立:代入消元,把二次项系数单独写出来,并写出 的条件(这个条件后面要用)。
④韦达:写、(倒斜式写 的两式),分母就是二次项系数,别抄错。
⑤翻译:把题目的几何条件(垂直、斜率、面积、向量积)改写成只含 的对称式。
⑥提参数:代入韦达,通分,让含参数的项系数为(求定值),或解出参数的一次关系(求定点)。
⑦回检:、、定点是否落在曲线上、弦是否过顶点(退化支必须舍)。
五、六种类型
模板 1 · 垂直定定点
为顶点,弦 满足,则 恒过。
做法:设,把 展开,韦达代入后必分解成,第一支过 是退化支,舍掉。
模板 2 · 对称点定定点
交 于, 为 关于 轴的对称点,则 恒过。
做法:设,截距式;把 代入可化为,再用韦达, 全部约掉。
模板 3 · 斜率互补定斜率
在 上,,则(与 无关)。
做法:设,则,各自联立求另一点,斜率公式一除, 被约掉。
模板 4 · 中点弦
弦 的中点为,则(双曲线取正号);反向: 与 所在定直线可互推。
模板 5 · 垂直弦
时,( 为 到 的距离),且。前提是,否则两条射线不可能同时落在支内。
模板 6 · 存在性定值
,若 轴上存在 使 为定值,则
,定值
做法:把点积通分,分子形如,与分母 对应系数成比例,两个方程解两个未知数。
易错清单
·忘记:韦达写出来了,但直线其实与双曲线无两个交点,整题作废。
·对称点写错: 是,不是。
·中点弦符号照抄椭圆:双曲线是,椭圆是。
·垂直弦不判: 时,无解却硬算。
·存在性题只求 不算定值:定值是,不是。
·退化支没舍: 那一支就是"弦过 本身",必须剔除。
05 十类模型清单
模型
识别信号与关键动作
① 顶点垂直:
,弦过定点;点乘展开后分解,舍
② 对称点: 过定点
过, 与 关于 轴对称,定点为;用截距式
③ 斜率互补:
,与 无关;设 与 各交一点
④ 中点弦:给中点求斜率
(正号);点差法一步到位
⑤ 第三定义:
;,轨迹仍是同族双曲线
⑥ 定直线交点:中点在某直线上
由 反解;注意 时无弦
⑦ 垂直弦:
;须
⑧ 面积与模长最值
;,取等时
⑨ 存在性定点: 定值
,定值
⑩ 反求参数:给定值求 或
把定值当已知,回代模板公式,解一个一次方程即可
用法:读题时先在表里对号,对号成功就有公式可套,对号失败再回到七步流程硬推。十类模型覆盖了双曲线定点定值的绝大多数考法; 真正需要现场推导的,通常是把两个模型"接"在一起(如先垂直、再求面积)。
三个"仅双曲线成立"的提醒:①中点弦取正号;②垂直弦要求;③弦存在要求( 时退化为渐近线方向,弦不存在)。 椭圆没有后两条限制,照搬会算出负数或"不存在的弦"。
类型一 设线提参数 · 垂直条件定定点
模型特征
曲线上的定点(多为顶点)与一条动弦,条件写成、、或以 为直径的圆过。 问"直线 是否过定点"或"过哪个定点"。条件是"垂直",结论是"定点",这是定点题的第一大来源。
通法三步
①设线:,并注明" 不过",这就是后面舍支的依据。
②展开:,把 代入,全部化成、 与。
③分解:韦达代入、通分、约去分母,得到一个关于 的二次齐次式,因式分解得两支:一支是(过,舍),另一支是一次关系,直接读出定点。
口诀:垂直先点乘,点乘必展开;展开用韦达,韦达后分解;分解两支,过 那支扔掉。
核心结论
, 过
数值记忆: 时定点为; 时为; 时为。
若定点反过来给出,则""恒成立——定点与垂直是一对等价说法。
易错提醒
·把 当成 代进公式:分子分母用的都是,只有最前面那个系数是。
·忘了舍:这一支的弦恰好经过,此时" 两点重合",谈不上垂直。
·不写:定点求出来了,但某些 根本没有两个交点。
·等轴双曲线()分母为,此时不存在这样的定点,题目不会给。
例题精练
1.已知双曲线, 为右顶点,直线 与 交于 两点且不过。若,则直线 恒过定点( )
A.
B.
C.
D.
2.已知双曲线, 为右顶点,弦 不过 且,则 恒过定点( )
A.
B.
C.
D.
3.已知双曲线, 为右顶点,弦 不过 且,则 恒过( )
A.
B.
C.
D.
4.已知双曲线, 为右顶点,不过 的弦 满足,则 所过定点的横坐标为( )
A.
B.
C.
D.
5.已知双曲线,。若弦 过点 且与 交于 两点,则 的大小为( )
A.
B.
C.
D.
本类小结
看到"曲线上定点 + 垂直"就写模板:定点横坐标。真正需要动笔时只做三件事:设、把点乘展开成对称式、把得到的二次齐次式分解并舍去"过"那一支。
类型二 对称点模型 · 过定点
模型特征
直线 过 轴上一点,与双曲线交于;把 关于 轴翻到,问直线 过哪个定点。题干里必有"关于 轴对称"四个字,这是唯一识别信号。
通法三步
①倒斜设线:( 就是已知的横截距,不要用斜截式,否则 与 两套参数交叉)。
②韦达:代入得,写出、。
③截距式:、,令 与 轴交于,则;代入 可化为,再用韦达, 约掉,只剩。
核心结论
过, 与 关于 轴对称 过
记法:"横截距与定点横坐标之积等于",即。这条性质与、与斜率完全无关,是双曲线最"干净"的一个定点结论。
易错提醒
·对称点写成:关于 轴对称是纵坐标变号。
·截距公式符号:,分母是(因为)。
· 时直线过原点,此时 关于原点对称, 与 轴无交点,结论失效。
· 时直线过顶点, 过顶点,属于退化情形。
例题精练
1.已知双曲线,直线 与 交于 两点, 与 关于 轴对称,则直线 恒过( )
A.
B.
C.
D.
2.已知双曲线,直线 过点 且与 交于, 与 关于 轴对称,则 恒过( )
A.
B.
C.
D.
3.已知双曲线,直线 过点 且与 交于, 与 关于 轴对称,则 恒过( )
A.
B.
C.
D.
4.已知双曲线,直线 过 且与 交于,若( 关于 轴对称)与 的连线恒过,则( )
A.
B.
C.
D.
5.已知双曲线,直线 过 与曲线交于, 与 关于 轴对称,则直线 恒过( )
A.
B.
C.
D.
本类小结
见到"对称点"就用:已知横截距求定点,或已知定点反求横截距,都是一步除法。真正要写过程时,用倒斜式 + 截距式, 会自动消失。
类型三 斜率关系 · 和为零与积为定值
模型特征
题干给的是"斜率":、、或直接问某条弦的斜率是否为定值。这类题不设点、不设线,而是"设斜率"——把两条动弦写成斜率 与(或 与),各自求交点,再算第三条弦的斜率。
通法三步
①设斜率:,则;过 的直线写成。
②求另一点:与双曲线联立, 本身是一根,另一根由韦达或直接解出;两点都算出来。
③算:用两点斜率公式,化简后 必被约掉,只剩 一类常数。
口诀:斜率题不设线,设斜率;一条、一条;两点到手,斜率一比,参数消失。
核心结论
三条结论的符号要分清:互补取负、中点弦取正、第三定义为正。椭圆对应的是中点弦取负、第三定义为负,这是最容易抄错的地方。
易错提醒
·把 写成:分子是,分母是。
· 必须在曲线上,否则公式不成立;题目给的 若不在曲线上,先验证。
·( 为顶点)时,MN 平行于 轴,可以验证结论。
·第三定义要写" 异于",否则斜率不存在。
例题精练
1.已知双曲线,点 在 上,过 的两条弦 满足,则( )
A.
B.
C.
D.
2.已知双曲线,、,点 在 上且异于,则( )
A.
B.
C.
D.
3.已知双曲线,弦 的中点为,则( )
A.
B.
C.
D.
4.已知双曲线,点 在曲线上且,过 的两条弦 满足,则( )
A.
B.
C.
D.
5.已知双曲线,点 在 上,过 的两条弦 满足,则( )
A.
B.
C.
D.
本类小结
三类斜率结论其实是一家人: 中的负号来自"互补",去掉负号就是中点弦。做题时先判断是"两条弦斜率互为相反数"还是"给中点",再决定正负。
类型四 设点与点差 · 中点、第三定义、存在性
模型特征
题干出现"中点"、"斜率之积为定值"、"弦的中点在某条定直线上",或反过来问"某个斜率的弦是否存在"。这一类不联立、不解方程,只把两个端点作一次差,一步就能得到斜率与中点坐标的关系。
通法三步
①设两端点:、 都在 上,写出两个方程。
②作差:,用平方差把、 提出,得。
③判存在:中点必须在某一支的内部,即,代入上式即得。若题目问"斜率积",则由 反解。
核心结论
弦存在
第三条是本类最容易被忽略的:斜率等于 的弦不存在,因为它对应渐近线方向,弦的中点会落到渐近线上(),不可能在支内。
易错提醒
·把公式抄成椭圆版:椭圆,双曲线没有负号。
·只算 不验"中点在支内",题目可能根本没有这样的弦。
·第三定义反求轨迹时漏写( 不能与 重合)。
·把 记成:分母是,不是。
例题精练
1.已知双曲线,弦 的中点为,则( )
A.
B.
C.
D.
2.已知、,动点 满足,则 的轨迹方程是( )
A.
B.
C.
D.
3.已知双曲线,弦 的中点 在直线 上,则( )
A.
B.
C.
D.
4.在双曲线 中,下列斜率的弦一定存在的是( )
A.
B.
C.
D.
5.已知双曲线,、,点 在 上且,则( )
A.
B.
C.
D.
本类小结
点差法只做一件事:把"两个点在曲线上"作差,得到 与中点坐标的线性关系。它的三个出口是中点弦、第三定义和存在性判断()。做题时先问"中点在哪",再问"斜率够不够大"。
类型五 垂直弦 · 距离、面积与模长
模型特征
在双曲线上且(或写、),求、原点到 的距离、 面积或其最小值、 的最小值。只要看到"两支射线互相垂直",就归到这一类。
通法三步
①换方向:把 放在射线角 上, 就在 上,设、。
②用极坐标式:点在双曲线上等价于;对 把 换成。
③相加:两式相加,, 消失,得; 再由直角三角形 中 得。
核心结论
()
推论:(当 时取等);,其中 为 中点。
存在性前提:必须。因为两条互相垂直的射线要同时落在支内,需要渐近线斜率。
易错提醒
·照抄椭圆的:双曲线是减号。
·不判断,算出的,却硬说"距离平方为负"。
·把 当成:只有当 时二者相等,一般情况。
·面积最值取等条件写错:是,不是 之外的别的条件。
例题精练
1.已知双曲线, 在 上且,则( )
A.
B.
C.
D.
2.已知双曲线, 在 上且, 为原点 到直线 的距离,则( )
A.
B.
C.
D.
3.已知双曲线, 在 上且,若,则( )
A.
B.
C.
D.
4.已知双曲线, 在 上且,则 面积的最小值为( )
A.
B.
C.
D.
5.已知双曲线, 在 上且, 为线段 的中点,则 的最小值为( )
A.
B.
C.
D.
本类小结
垂直弦只有一个常数,但它同时是"倒数平方和"、""和"面积的下界"。做题时先把常数算出来,再按题目要的量取倒数或开方,并永远先检查。
类型六 存在性定点 · 与定值
模型特征
直线 过 轴上一点,与曲线交于;问" 轴上是否存在定点,使 为定值",或给出定值反求、,或问。这是双曲线定点题里综合性最强的一类,因为它同时含"定点"和"定值"。
通法三步
①倒斜设线:,写出、(含参数)。
②写点积:。
③通分成比例:通分后分子是 的二次式,分母是。要让结果与 无关,分子必须与分母成比例:比 的系数得定值,比常数项解出。
核心结论
定值
记法:"分子分母系数成比例"给出两件事——定值是,而 由同一个二次方程的常数项定出。 若(直线过原点), 的分母为,不存在这样的定点。
易错提醒
·定值写成:符号反了,分子 的系数是。
·只求 不写定值,或只写定值不说明 满足的方程。
· 时仍套公式:分母为零,结论不成立。
·反求 时得到两个解要取舍:让直线过 本身的解是退化支(此时 中有一点就是,点积恒为)。
例题精练
1.已知双曲线,直线 与 交于 两点。若 轴上存在定点,使 为定值,则( )
A.
B.
C.
D.
2.在第 1 题的条件下, 的定值为( )
A.
B.
C.
D.
3.已知双曲线,直线 过 与 交于,若 轴上存在 使 为定值,则该定值为( )
A.
B.
C.
D.
4.已知双曲线,直线 过 与 交于。若 使 为定值,则( )
A.
B.
C.
D.
5.已知双曲线,直线 与曲线交于,若 轴上存在 使 为定值,则( )
A.
B.
C.
D.
本类小结
本类把"定点"与"定值"一次问完: 是定点, 是定值。做法固定为三步——倒斜设线、写出点积、让分子分母系数成比例。反求时注意用 或" 不过"剔掉退化支。
06 方法对照总表
类型
识别关键词
一句话做法
一 设线提参数
曲线上定点、、圆过
设,点乘展开 + 韦达,分解后舍,读出定点
二 对称点
关于 轴对称、 过定点
倒斜,截距式,得
三 斜率关系
、、求弦斜率
设 与,各交一点,
四 设点点差
中点、斜率积、中点在某直线上
作差得;存在性;第三定义
五 垂直弦
、距离、面积、
,需,均值不等式求最值
六 存在性
轴上是否存在、 定值
倒斜 + 点积通分,分子分母系数成比例, 与
最后三句话:①定点定值题只有一条主线:设元、联立、韦达、写对称式、让参数系数为;②双曲线的符号与椭圆相反——中点弦取正、垂直弦是"减"、垂直弦还要求;③算完必检、、,并舍掉"过定点本身"的退化支。
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