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文档简介
.2双曲线知识点一双曲线的定义【【解题思路】双曲线的定义的应用(1)已知双曲线上一点的坐标,可以求得该点到某一焦点的距离,进而根据定义求该点到另一焦点的距离.(2)双曲线中与焦点三角形有关的问题可以根据定义结合余弦定理、勾股定理或三角形面积公式等知识进行运算,在运算中要注意整体思想和一些变形技巧的灵活运用.【例1-1】(2024·河北邢台)若点P是双曲线C:上一点,,分别为C的左、右焦点,则“”是“”的(
)A.既不充分也不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件 D.充分不必要条件【答案】D【解析】,当点在左支时,的最小值为,当点在右支时,的最小值为,因为,则点在双曲线的左支上,由双曲线的定义,解得;当,点在左支时,;在右支时,;推不出;故为充分不必要条件,故选:D.【例1-2】(2024高三下·全国·专题练习)双曲线方程为,则的取值范围是(
)A. B. C. D.或【答案】D【解析】由方程表示双曲线,可得,当时,可得,解得或;当时,可得,解得,综上可得,实数的取值范围为.故选:D.【变式】1.(23-24高二上·江苏常州·期末)已知双曲线的左右焦点分别为,,点在双曲线上,,则(
)A.13 B.10 C.1 D.13或1【答案】A【解析】由题意得焦距为,由双曲线定义可得,所以或,又因为在双曲线中,所以,故A正确.故选:A.2.(23-24高二上·广东河源·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,点是的左支上一点,则(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】根据双曲线标准方程可知,由双曲线定义可得,又为左焦点,点是的左支上一点,所以,可得.故选:B3.(23-24高二上·广东深圳·期末)双曲线的左右焦点分别是与是双曲线左支上的一点,且,则(
)A.1 B.13 C.1或13 D.3【答案】B【解析】是双曲线左支上的一点,所以,解得:,由双曲线定义可知,,所以13.故选:B.4.(23-24高二下·上海·阶段练习)设是双曲线上一点,分别是双曲线左右两个焦点,若,则等于(
)A.1 B.17 C.1或17 D.5或13【答案】B【解析】双曲线的,由双曲线的定义可得.因为,所以,得或17,若,则在右支上,应有,不成立;若,则在左支上,应有,成立.故选:B.5.(23-24高二上·陕西咸阳·阶段练习)双曲线:的两个焦点分别是与,焦距为8,是双曲线上的一点,且,则等于(
)A.9 B.9或1 C.1 D.6【答案】A【解析】因为,所以,所以,解得,根据双曲线定义可得,所以,解得或,当时,不合题意,故舍去,当时,,满足题意,综上,.故选:A6.(2024·河北石家庄·二模)已知曲线,则“”是“曲线的焦点在轴上”的(
)A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件【答案】A【解析】当时曲线表示焦点在轴上的椭圆,故充分性成立;当时曲线表示焦点在轴上的双曲线,故由曲线的焦点在轴上推不出,即必要性不成立;所以“”是“曲线的焦点在轴上”的充分不必要条件.故选:A7(23-24高一下·四川成都·开学考试)方程表示双曲线的必要不充分条件可以是(
)A. B.C. D.【答案】C【解析】如果方程表示双曲线,则,解得:,则方程表示双曲线的必要不充分条件所对应的集合必须真包含.只有选项C满足题意.故选:.知识点二焦点三角形【例2-1】(23-24高二下·江苏盐城·阶段练习)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,且,则的周长为(
)A.20 B.22 C.28 D.36【答案】C【解析】由题意知,,所以,又,所以,所以的周长为.故选:C.【例2-2】(23-24高二上·贵州贵阳·期末)双曲线的两个焦点为,为双曲线上一点,若,则的面积为.【答案】3【解析】双曲线,实轴长,焦距,由对称性不妨设,由,有,则,解得,.故答案为:3【变式】1.(23-24高三上·广东湛江·阶段练习)已知点为双曲线的左支上一点,分别为的左,右焦点,则(
)A.2 B.4 C.6 D.8【答案】A【解析】由于为双曲线的左支上一点,分别为的左,右焦点,所以,故,由于,所以,故选:A2.(23-24湖南长沙·阶段练习)双曲线的右支上一点在第一象限,,分别为双曲线的左、右焦点,为的内心,若内切圆的半径为1,则的面积等于(
)A.24 B.12 C. D.【答案】C【解析】由双曲线的,,,设圆与三角形三边相切于点,则,又,所以,因此轴,因此,,,,因此,故三角形的面积为.故选:C3.(23-24高二下·福建厦门·期末)已知,分别为双曲线:的左、右焦点,为右支上一点,且,则的面积为.【答案】6【解析】由,得,则,因为为右支上一点,所以,因为,所以,由余弦定理得,因为,所以,所以的面积为.故答案为:6知识点三双曲线中线段和或差值【例3-1】(23-24高二上·全国·课后作业)已知,双曲线C:的左焦点为F,P是双曲线C的右支上的动点,则的最大值是(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】设C为双曲线右焦点,则,,而,仅当共线且A在之间时等号成立,所以,当共线且A在之间时等号成立.故选:D.【变式】1.(22-23高二上·福建福州·期末)已知,双曲线的左、右焦点分别为,,点是双曲线左支上一点,则的最小值为()A.5 B.7 C.9 D.11【答案】C【解析】由双曲线,则,即,且,由题意,,当且仅当共线时,等号成立.故选:C.2.(2023·河南郑州·一模)设,为双曲线C:的左、右焦点,Q为双曲线右支上一点,点P(0,2).当取最小值时,的值为(
)A. B. C. D.【答案】A【解析】由双曲线定义得,故如图示,当三点共线,即Q在M位置时,取最小值,,故方程为,联立,解得点Q的坐标为(Q为第一象限上的一点),故故选:A3.(22-23高二上·山西晋中·期末)已知双曲线的左焦点为,点是双曲线右支上的一点,点是圆上的一点,则的最小值为(
)A.5 B. C.7 D.8【答案】C【解析】记双曲线的右焦点为,所以,当且仅当点为线段与双曲线的交点时,取到最小值.故选:C.4.(2023·陕西西安·模拟预测)设点P是圆上的一动点,,,则的最小值为(
).A. B. C.6 D.12【答案】B【解析】设,则点P的轨迹为以A,B为焦点,为实轴长的双曲线的上支,∴点P的轨迹方程为,依题意,双曲线与圆有公共点,将圆的方程代入双曲线方程得,即,判别式,解得,当时,,且,∴等号能成立.∴.故选:B知识点四双曲线的离心率与渐近线【【解题思路】求双曲线离心率的方法(1)直接法:若可求得a,c,则直接利用e=eq\f(c,a)得解.(2)解方程法:若得到的是关于a,c的齐次方程pc2+q·ac+r·a2=0(p,q,r为常数,且p≠0),则转化为关于e的方程pe2+q·e+r=0求解.【例4-1】(23-24高二下·安徽六安·期末)已知双曲线的左焦点到其渐近线的距离为,则该双曲线的离心率为(
)A.2 B. C. D.【答案】C【解析】根据双曲线的几何性质可知,左焦点,其到渐近线的距离为,因为,所以.故选:C.【例4-2】(23-24高二下·云南玉溪·期末)设,是双曲线的左、右焦点,点在双曲线上,且满足,则双曲线的离心率为(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】由,,可得,由双曲线定义可知,所以,,,由勾股定理可得,可得,故,故选:B.【例4-3】(24-25高三上·湖北武汉·开学考试)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,若的周长为,则双曲线离心率的取值范围为(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】根据双曲线定义知:的周长为,而,所以,而的周长为,所以,即,所以,解得,双曲线离心率的取值范围是.故选:D【变式】1.(24-25高三上·湖南·开学考试)已知双曲线,若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】B【解析】依题意可知双曲线的渐近线为,从而,即,所以,所以的离心率.故选:B.2.(23-24高二下·山西长治·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,,过点的直线交的左支于两点,若,,成等差数列,且,则的离心率是(
)A. B. C. D.【答案】A【解析】因为,,成等差数列,所以,即,又因为,所以,所以,设,则,故,在中,由余弦定理得,,解得(舍去),所以,因为,所以,即,即,整理得,所以,即的离心率是.故选:A.3.(23-24高二下·河南·期末)已知双曲线的一条渐近线与圆相交于两点,且,则双曲线的离心率为(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】根据题意得,圆心到的渐近线的距离为4.(2024·山西阳泉·三模)已知双曲线的左、右焦点分别为,双曲线的右支上有一点与双曲线的左支交于点,线段的中点为,且满足,若,则双曲线的离心率为(
)A.2 B. C. D.【答案】C【解析】因为是线段的中点,且,所以,又,所以是等边三角形,设的边长为,由双曲线的定义知,,,所以,又,所以,即,所以,在中,由余弦定理知,,所以即,所以离心率.故选:C5.(23-24高二下·甘肃·期末)过双曲线的左焦点作斜率为2的直线交于两点.若,则双曲线的离心率为(
)A.3 B.2 C. D.【答案】D【解析】设,由,得,设直线的方程为,由消去,得,由根与系数的关系,得,所以,所以,化简得,所以,得,所以,可得.故选:D知识点五双曲线的标准方程【【解题思路】1.求双曲线的标准方程(1)用待定系数法求双曲线的标准方程:若焦点位置不确定,可按焦点在x轴和y轴上两种情况讨论求解.(2)当mn<0时,方程eq\f(x2,m)+eq\f(y2,n)=1表示双曲线.2.由双曲线的性质求双曲线的标准方程(1)根据双曲线的某些几何性质求双曲线方程,一般用待定系数法转化为解方程(组),但要注意焦点的位置,从而正确选择方程的形式.(2)巧设双曲线方程的技巧渐近线为ax±by=0的双曲线方程可设为a2x2-b2y2=λ(λ≠0).【例5】(2024江苏·课后作业)求适合下列条件的双曲线的标准方程:(1)一个焦点为,且经过点;(2)与双曲线有相同的焦点,且经过点;(3)经过和两点.(4)过点,离心率为;(5)与椭圆有公共焦点,且离心率;(6)与双曲线有共同渐近线,且过点.【答案】(1);(2);(3).(4);(5);(6).【解析】(1)由题可设双曲线方程为,∵经过点,∴,即,又一个焦点为,∴,∴所求的双曲线方程为;(2)由题可设双曲线方程为,则,解得或(舍去)所以所求双曲线方程为;(3)设所求双曲线方程为,则,解得,∴所求双曲线方程为.(4)若双曲线的焦点在轴上,设其方程为,由题意可得,解得,所以双曲线的标准方程为;若双曲线的焦点在轴上时,设其方程为,由题意可得,此时无解,综上所述:双曲线的标准方程为;(5)由椭圆方程,知半焦距为,所以椭圆焦点是,,因此双曲线的焦点为,,设双曲线方程为,由题意可得,解得,所以所求双曲线的标准方程为;(6)设所求双曲线方程为,将点代入得,所以双曲线方程为,即双曲线的标准方程为.【变式】(23-24高二上·山东烟台·阶段练习)求适合下列条件的圆锥曲线的标准方程:(1)顶点在轴上,两顶点间距离是8且的双曲线的标准方程;(2)与双曲线有相同焦点,并且经过点的椭圆的标准方程.(3)经过点,且;(4)经过点、.(5)与椭圆有公共焦点,且过点;(6)焦点在轴上,焦距为,渐近线斜率为;(7)离心率,且经过点;(8)经过点,且一条渐近线的方程为.(9)与双曲线有共同渐近线,且过点;(10)与双曲线有公共焦点,且过点【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9),(10)【解析】(1)因为顶点在轴上,设双曲线方程为,又两顶点间距离是8,即,所以,且,所以,又,所以双曲线方程为.(2)因为双曲线中,设椭圆方程为,则,解得,所以椭圆方程为.(3)因为,可知双曲线的焦点在x轴上,设双曲线的标准方程为,代入,即,解得,所以双曲线的标准方程为.(4)设双曲线的标准方程为,代入点、可得,解得,所以双曲线的标准方程为.(5)椭圆的焦点,由题意设所求双曲线为,双曲线过点,,整理得,解得或(舍去),所求双曲线方程为.(6)设双曲线的标准方程为,则渐近线为,焦距为,渐近线斜率为,,,又,所以,,双曲线的标准方程为,(7)离心率,经过点,则,所以,所以双曲线为等轴双曲线,设双曲线方程为,,解得,所以双曲线方程为,即.(8)因为双曲线的一条渐近线的方程为,所以设双曲线方程为,又双曲线过点,所以,解得,所以双曲线方程为.(9)由题意设所求双曲线方程为,因为双曲线过点,所以,得,所以,即所以所求双曲线方程为,(10)由题意设所求双曲线方程为,因为双曲线过点,所以,得,,解得或,所以所求双曲线方程为知识点六直线与双曲线的位置关系【【解题思路】设直线l:y=kx+m(m≠0),①双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0),②把①代入②得(b2-a2k2)x2-2a2mkx-a2m2-a2b2=0.(1)当b2-a2k2=0,即k=±eq\f(b,a)时,直线l与双曲线C的渐近线平行,直线与双曲线相交于一点.(2)当b2-a2k2≠0,即k≠±eq\f(b,a)时,Δ=(-2a2mk)2-4(b2-a2k2)(-a2m2-a2b2).Δ>0⇒直线与双曲线有两个公共点;Δ=0⇒直线与双曲线有一个公共点;Δ<0⇒直线与双曲线有0个公共点.【例6】(23-24高二上·全国·课后作业)已知双曲线,直线,试确定实数k的取值范围,使:(1)直线l与双曲线有两个公共点;(2)直线l与双曲线有且只有一个公共点;(3)直线l与双曲线没有公共点.【答案】(1)或或;(2)或(3)或【解析】(1)联立,消整理得,(*)因为直线l与双曲线C有两个公共点,所以,整理得解得:或或.(2)当即时,直线l与双曲线的渐近线平行,方程(*)化为,故方程(*)有唯一实数解,即直线与双曲线相交,有且只有一个公共点,满足题意.当时,因为直线l与双曲线C仅有一个公共点,则,解得;综上,或.(3)因为直线l与双曲线C没有公共点,所以,解得:或.【变式】1.(23-24高二上·黑龙江鸡西·期末)如果直线与双曲线没有公共点,则的取值范围是(
)A. B.C. D.【答案】C【解析】联立方程组,整理得,因为直线和双曲线没有公共点,所以,可得,解得或,所以实数的取值范围为.故选:C.2.(24-25高二上·全国·假期作业)过点的直线与双曲线的公共点只有1个,则满足条件的直线有(
)A.2条 B.3条 C.4条 D.5条【答案】C【解析】当直线的斜率不存在时,显然与双曲线没有公共点.当直线的斜率存在时,设方程为,与双曲线方程联立,若即,此时直线和双曲线的公共点只有1个.当时,;当时,.当时,,整理可得,因为,所以有两个不等的实数根,又不是的根,且此时直线和双曲线的公共点只有1个.综上可知,直线和双曲线的公共点只有1个时,对应直线有4条.故选:C.3.(23-24高二上·安徽黄山·期末)已知双曲线经过点,且其渐近线方程为.(1)求双曲线的标准方程;(2)若直线与双曲线至少有一个交点,求实数的取值范围.【答案】(1)(2)【解析】(1)结合题意可得:点在渐近线的上方,双曲线要经过此点,则焦点在轴上,设双曲线方程为,则渐近线方程为,所以,因为双曲线经过点,所以,所以,解得,所以双曲线的标准方程为.(2)结合(1)问:联立,可得,当时,即,此时与渐近线平行,故只有一个交点,满足题意;当时,即,要使直线与双曲线至少有一个交点,则,解得或,且.综上所述:实数的取值范围为.知识点七弦长【【解题思路】弦长公式设直线y=kx+b与双曲线交于A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|=eq\r(1+k2)|x1-x2|=eq\r(1+k2)·eq\r(x1+x22-4x1x2).【例7-1】(23-24高二下·广东茂名·开学考试)已知双曲线与有相同的渐近线,点为的右焦点,,为的左右顶点.(1)求双曲线的方程;(2)过点倾斜角为的直线交双曲线于,两点,求.【答案】(1)(2)6【解析】(1)双曲线与有相同的渐近线,则,为的右焦点,则,解得,,双曲线方程为;(2)直线的方程为,,即,,,,.【例7-2】(23-24高二上·湖北武汉·期末)已知双曲线的离心率为,焦点到渐近线的距离为.(1)求双曲线的标准方程;(2)若为坐标原点,直线交双曲线于两点,求的面积.【答案】(1)(2)【解析】(1)由题意得:,令,则,又焦点到渐近线的距离为,所以,所以,所以,所以双曲线的标准方程为;(2)设,,联立方程组,消去整理得,则,,,所以,又原点到直线的距离,所以.【变式】1.(23-24高二上·内蒙古赤峰·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,且的离心率为2,焦距为4.(1)求的方程;(2)直线过点且与交于两点,为坐标原点,若的面积为,求的方程.【答案】(1)(2)或.【解析】(1)由题意得,解得,所以,故的方程为.(2)由(1)知,显然直线的斜率不为0,设的方程为,
联立方程组,消去得,则.设,则.所以.由,化简得,解得(负值舍去),即,所以直线的方程为或.2.(23-24高二上·山东烟台·期末)已知双曲线C与椭圆有公共焦点,其渐近线方程为.(1)求双曲线C的标准方程;(2)若直线与双曲线C交于A,B两点,且,求实数m的值.【答案】(1)(2).【解析】(1)双曲线C与椭圆有公共焦点,其渐近线方程为,设双曲线的方程(,),由已知得,,所以,.所以双曲线方程为.(2)直线与双曲线C交于A,B两点,且,联立方程组,得,当时,设,,.所以令,解得.经检验符合题意,所以.知识点八双曲线有关的轨迹问题【【解题思路】和双曲线有关的轨迹(1)定义法.解决轨迹问题时利用双曲线的定义,判定动点的轨迹就是双曲线.(2)直接法.根据点满足条件直接代入计算【例8-1】(2024·福建莆田·三模)已知圆,,P是圆C上的动点,线段的垂直平分线与直线(点C是圆C的圆心)交于点M,则点M的轨迹是(
)A.圆 B.椭圆 C.双曲线 D.抛物线【答案】C【解析】由题意可得圆心,半径.因为M是线段的垂直平分线,所以,则.因为,所以点M的轨迹是以A,C为焦点的双曲线.故选:C【变式】1.(24-25高二上·上海·课堂例题)已知动圆P与圆M:,圆N:均外切,记圆心P的运动轨迹为曲线C,则C的方程为(
)A. B.C. D.【答案】B【解析】由圆M:,得圆心,半径,由圆N:,得圆心,半径.设圆P的半径为r,则有,.两式相减得,所以圆心P的运动轨迹为以、为焦点的双曲线的左支,又,所以C的方程为.故选:B.2.(24-25高二上·上海·课堂例题)过椭圆右焦点F的圆与圆O:外切,则该圆直径FQ的端点Q的轨迹方程为(
)A. B.C. D.【答案】C【解析】由椭圆,得椭圆半焦距,即有,则椭圆的左焦点为,设以FQ为直径的圆的圆心为C,如图,由圆O与圆C外切,得,又,,则,因此Q的轨迹是以、F为焦点,实轴长的双曲线的右支,即,,所以双曲线方程:.故选:C3.(23-24高二上·广东·期末)已知动圆与圆及圆都外切,那么动圆圆心轨迹方程是(
)A. B.C. D.【答案】B【解析】圆:,圆心,半径,圆:,圆心,半径,设动圆圆心,半径为,由动圆与圆,都外切,得,则,因此圆心的轨迹是以为焦点,实轴长的双曲线左支,即,半焦距,虚半轴长,所以动圆圆心的轨迹方程是.故选:B4.(23-24高二上·四川绵阳·期末)如图,定圆的半径为定长,是圆外一个定点,是圆上任意一点.线段的垂直平分线与直线相交于点,当点在圆上运动时,点的轨迹是(
)
A.射线 B.椭圆 C.双曲线 D.圆【答案】C【解析】连接、,如图所示:
因为为的垂直平分线,所以,所以为定值,又因为点在圆外,所以,根据双曲线定义,点的轨迹是以、为焦点,为实轴长的双曲线.故选:C.知识点九中点弦【例9-1】(23-24高二上·天津和平·期末)直线l与双曲线交于A,B两点,线段AB的中点为点,则直线l的斜率为(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】设,,则直线l的斜率为代入,得,两式相减得:.又线段AB的中点为点,则.则.经检验满足题意.故选:D【例9-2】(23-24高三下·全国·阶段练习)设直线与双曲线分别交于两点,若线段的中点横坐标是,则该双曲线的离心率是(
)A. B. C.2 D.【答案】A【解析】由线段的中点横坐标是,得线段的中点纵坐标是,设,由消去x得,,因此,整理得,显然成立,所以该双曲线的离心率.故选:A【例9-3】(2023·陕西宝鸡·模拟预测)已知双曲线:的右焦点为,过点的直线交双曲线E于A、B两点.若的中点坐标为,则E的方程为(
)A. B.C. D.【答案】D【解析】设,则,两式相减得,即,化简得,又,解得,所以双曲线的方程为:.故选:D.【变式】1.(23-24高二上·江苏南通·阶段练习)直线与双曲线交于两点,线段的中点为,则直线的斜率为(
)A.3 B.6 C.8 D.12【答案】B【解析】设,则有,化简得,即.故选:B2.(22-23高二上·广东佛山·期末)过点作斜率为1的直线,交双曲线于A,B两点,点M为AB的中点,则该双曲线的离心率为(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】设点,则有,两式做差后整理得,由已知,,又,,得故选:B3.(2022·贵州贵阳·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为过左焦点作斜率为2的直线与双曲线交于A,B两点,P是AB的中点,O为坐标原点,若直线OP的斜率为,则b的值是(
)A.2 B. C. D.【答案】D【解析】设、,则,,两式相减可得,为线段的中点,,,,又,,,即,,故选:D.4.(2024·山东)过双曲线:(,)的焦点且斜率不为0的直线交于A,两点,为中点,若,则的离心率为(
)A. B.2 C. D.【答案】D【解析】不妨设过双曲线的焦点且斜率不为0的直线为,令由,整理得则,则,由,可得则有,即,则双曲线的离心率故选:D5.(2024陕西)已知双曲线C的中心在坐标原点,其中一个焦点为,过F的直线l与双曲线C交于A、B两点,且AB的中点为,则C的离心率为(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】由F、N两点的坐标得直线l的斜率.∵双曲线一个焦点为(-2,0),∴c=2.设双曲线C的方程为,则.设,,则,,.由,得,即,∴,易得,,,∴双曲线C的离心率.故选:B.【题组一双曲线的定义】1.(23-24高二上·四川南充·阶段练习)设是双曲线上一点,双曲线的一条渐近线方程为分别是双曲线的左、右焦点,若,则(
)A.1或5 B.6 C.7 D.8【答案】C【解析】由题意,双曲线的一条渐近线方程为,可得,解得,又是双曲线上一点,分别是双曲线的左、右焦点,,,可得点在双曲线的左支上,根据双曲线的定义,则.故答案为:C.2.(22-23高二下·安徽滁州·开学考试)若双曲线的左、右焦点分别为,点在双曲线上,且,则(
)A. B. C.或 D.或【答案】A【解析】由双曲线标准方程得:,由双曲线定义得:即,解得(舍去)或,故选:A.3.(23-24高二下·安徽芜湖·阶段练习)已知方程表示焦点在轴上的双曲线,则实数的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】A【解析】由,得,因为方程表示焦点在轴上的双曲线,所以,解得.故选:A.4(23-24高二下·湖南邵阳·期中)(多选)对于曲线,下面说法正确的是(
)A.若,曲线的长轴长为2B.若曲线是椭圆,则的取值范围是C.若曲线是焦点在轴上的双曲线,则的取值范围是D.若曲线是焦点在轴上的椭圆,离心率为,则值为3【答案】CD【解析】A选项,为椭圆方程,故长轴长为,A错误;B选项,,解得或,B错误;C选项,若曲线是焦点在轴上的双曲线,故,解得,C正确;D选项,若曲线是焦点在轴上的椭圆,离心率为,故,解得,又,解得,D正确.故选:CD5.(23-24高二上·广东中山·期中)(多选)已知曲线,下列说法正确的是(
)A.曲线可以表示圆B.当时,曲线为双曲线,渐近线为C.若表示双曲线,则或D.若表示椭圆,则【答案】AC【解析】若,即时,曲线表示圆,A正确;当时,表示双曲线,其渐近线方程为,B不正确;若表示双曲线,则有,即或,C正确;若表示椭圆,则,解得且,D不正确.故选:AC【题组二焦点三角形】1.(23-24高二下·上海·期末)设双曲线的左、右焦点为、,点是上一点,满足,则的面积为.【答案】【解析】由题意,,不妨设,则,由余弦定理,所以,,所以,.故答案为:.2.(23-24高二上·上海青浦·阶段练习)双曲线的左右两个焦点为,,第二象限内的一点P在双曲线上,且,则三角形的面积是.【答案】/【解析】由可得:,如图,设则①,在中,由余弦定理,,即:②由①②联立,解得:.则三角形的面积为.故答案为:.3(2024湖北)已知为双曲线的左焦点,,为双曲线右支上的点,若的长等于虚轴长的2倍,点在线段上,则的周长为(
)A.28 B.36 C.44 D.48【答案】C【解析】如图所示:∵双曲线的左焦点为,∴点是双曲线的右焦点,又,∴虚轴长为2b=8,∴.∵①,②,∴①+②得,∴的周长.故选:C4.(2023湖南)已知为双曲线的左焦点,为双曲线同一支上的两点.若,点在线段上,则的周长为(
)A. B. C. D.【答案】C【解析】由题意可知,,所以,解得,所以双曲线的左焦点,所以点是双曲线的右焦点.作出双曲线,如图所示.由双曲线的定义,知①,②,由①②,得,又,所以的周长为.故选:C.5.(2024·福建)过双曲线的左焦点作一条直线交双曲线左支于,两点,若,是双曲线的右焦点,则的周长是___________.【答案】24【解析】由双曲线定义知:,所以,,而,故,故的周长为.故答案为:24【题组三双曲线中线段和或差值】1.(2024·安徽蚌埠)已知双曲线:,点是的左焦点,若点为右支上的动点,设点到的一条渐近线的距离为,则的最小值为(
)A.6 B.7 C.8 D.9【答案】B【解析】过作垂直于双曲线的一条渐近线的垂线,垂足为,则,连接与双曲线的另一个焦点,如下所示:由双曲线的定义可知,,又双曲线方程为,故,又点坐标为,双曲线的渐近线为,故点到渐近线的距离为,故.故选:B.2.(2024湖南长沙·阶段练习)已知,分别为双曲线的左、右焦点,P为双曲线右支上任一点,则的最小值为(
)A.19 B.25 C.37 D.85【答案】B【解析】由题意,双曲线焦点坐标为,设,且,则,当且仅当即时等号成立,所以最小值为25,故选:B.3.(23-24高二下·上海静安·期末)已知点是双曲线右支上的一点,点分别是圆和圆上的点.则的最小值为(
)A.3 B.5 C.7 D.9【答案】B【解析】由双曲线可知,且圆的圆心为,半径,的圆心为,半径,由圆的性质可知:,可得,可知,为双曲线的焦点,则,可得,所以的最小值为5.故选:B.4.(2024·山西太原·模拟预测)在平面直角坐标系中,已知点A坐标为,若动点P位于y轴右侧,且到两定点,的距离之差为定值4,则周长的最小值为(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】由动点P到两定点,的距离之差为定值4,结合双曲线定义可知,动点P的轨迹是以,为焦点的双曲线的右支,易得,,由得,则动点P的轨迹方程为,如图:又,则,且故的周长为:,当且仅当P,A,三点共线且点位于、之间时等号成立,故周长的最小值为.故选:D5.(23-24高三上·云南曲靖·阶段练习)已知F是双曲线的左焦点,,P是双曲线右支上的一动点,则的最小值为(
).A. B. C. D.【答案】C【解析】设双曲线的右焦点为,由可知,,则,因为P是双曲线右支上的一动点,根据双曲线的定义可知:,所以,因为,当且仅当,,三点共线时,达到最小值,因为,,所以,即的最小值为.故选:C.6.(23-24高二上·全国·单元测试)已知等轴双曲线的中心在坐标原点,焦点在轴上,左焦点为,焦距为4,点的坐标为,为双曲线右支上一动点,则的最大值为()A. B. C. D.【答案】C【解析】由题意可设双曲线的方程为,则,即,得到,所以,由双曲线的定义可得,则,当三点共线时,取得等号,则的最大值为,故选:C.7.(23-24高二上·江苏苏州·阶段练习)已知双曲线的下焦点为,,是双曲线上支上的动点,则的最大值是(
)A.不存在 B.8 C.7 D.6【答案】A【解析】依题意,下焦点,设上焦点,双曲线的渐近线方程为,直线的斜率为,所以延长时,与双曲线没有交点,,设延长,交双曲线上支于,依题意,是双曲线上支上的动点,根据双曲线的定义可知,,当在点时等号成立,则,所以,所以,所以,所以的最大值不存在.故选:A【题组四双曲线的离心率与渐近线】1.(23-24高二下·湖南·期末)已知双曲线E:()的右焦点F到其一条渐近线的距离为1,则E的离心率为(
)A. B. C.2 D.【答案】A【解析】由题意可知,双曲线焦点在轴,,右焦点到渐近线的距离,所以,,.故选:A2.(23-24高三上·广东湛江·阶段练习)在平面直角坐标系中,双曲线的一条渐近线与圆相切,则的离心率为(
)A. B. C. D.【答案】C【解析】双曲线的一条渐近线为,即,圆的圆心为,半径,由直线与圆相切可得:化简可得:,则,故选:C3.(23-24高二下·湖北·阶段练习)如图,已知双曲线的右焦点为,过原点的直线与交于两点,在第一象限,延长交于多一点,若且,则的离心率为(
)A. B. C. D.【答案】A【解析】设的左焦点为,连接,则,因为,由双曲线的对称性知四边形为矩形.在中,由,得,化简得.在中,由,得,化简得,即离心率.故选:A.4.(23-24高二下·黑龙江大庆·阶段练习)已知双曲线的一条渐近线的倾斜角为,则此双曲线的离心率为()A.2 B. C.2或 D.或2【答案】A【解析】由题意,双曲线的焦点在轴上,且一条渐近线的倾斜角为,所以,所以,又,所以,又,所以.故选:A5.(23-24高二下·内蒙古兴安盟·期中)已知双曲线的离心率为,则双曲线C的渐近线方程为(
)A. B. C. D.【答案】C【解析】曲线的渐近线方程为,因为双曲线C的离心率为,所以.两边平方,即,又,所以.解得,则.故双曲线C的渐近线方程为.故选:C.6.(2024·天津河北·二模)函数被称为“对勾函数”,它可以由双曲线旋转得到,已知直线和直线是函数的渐近线,则双曲线的渐近线方程为(
)A. B.C. D.【答案】B【解析】因为直线和直线的夹角为,由题意可得双曲线夹角为,而双曲线的渐近线方程为,所以,则,解得(负值舍去),所以双曲线的渐近线方程为.故选:B.【题组五双曲线的标准方程】1.(2024高三上·全国·专题练习)与双曲线1共渐近线,且过点的双曲线的标准方程是()A.1 B.1C.1 D.1【答案】D【解析】由题意知,要求双曲线与双曲线共渐近线,设要求的双曲线为.又该双曲线经过点,则,解得,则要求的双曲线的标准方程为.故选:D.2.(23-24高二下·浙江·阶段练习)过点且与双曲线有相同渐近线的双曲线方程是(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】因为所求双曲线与双曲线有相同的渐近线,所以设其方程为,又点在双曲线上,所以,解得,则双曲线方程为.故选:B.3.(23-24高三上·浙江宁波·期末)与双曲线有共同的渐近线,且经过点的双曲线方程为(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】由题意设所求双曲线方程为,又双曲线过点,∴,即,∴双曲线方程为,即,故选:D.【题组六直线与双曲线的位置关系】1.(24-25高二下·上海·期中)已知直线与双曲线没有公共点,则实数的取值范围是.【答案】【解析】联立可得,由题意可知,关于x的方程无实数解,则,解得,故答案为:.2.(24-25高二上·上海)直线与双曲线有且只有一个交点,那么实数k的值是.【答案】或【解析】当直线与双曲线相切时:,则,则,解得;渐近线方程为,当直线与渐近线平行时,.综上所述:或.故答案为:,.3.(24-25高二上·上海·课后作业)已知直线与双曲线有且仅有一个公共点,则实数的取值为.【答案】或【解析】因为双曲线的方程为,所以渐近线方程为;由,消去整理得.当即时,此时直线与双曲线的渐近线平行,此时直线与双曲线相交于一点,符合题意;当即时,由,解得,此时直线双曲线相切于一个公共点,符合题意,综上所述:符合题意的的所有取值为或,故答案为:或.4.(24-25高二上·上海·课后作业)若斜率为的直线l过双曲线的上焦点,与双曲线的上支交于两点,,则的值为.【答案】/【解析】因为双曲线:,所以,设直线方程为,代入双曲线方程消去得.设,因为,且,所以,.因为,所以,所以,,两式联立解得(负值舍去).故答案为:.5.(23-24高二上·福建福州·期末)已知双曲线方程为(),若直线与双曲线左右两支各交一点,则实数的取值范围为.【答案】【解析】因为双曲线方程为(),所以双曲线的渐近线方程为,因为直线与双曲线左右两支各交一点,所以,解得,即实数的取值范围为,故答案为:【题组七弦长】1.(24-25高二上·上海·课堂例题)已知双曲线C:,过点的直线l与双曲线C交于M、N两点,若P为线段的中点,则弦长.【答案】【解析】由题设,直线l的斜率必存在,设过的直线为,联立,得,设,则,所以,解得,经检验符合题意;则,.弦长.故答案为:.2.(23-24高二下·上海·期末)已知、是双曲线的两点,的中点的坐标为.(1)求直线的方程;(2)求两点间距离.【答案】(1)(2)【解析】(1)设,因为的中点的坐标为,可得,即,又由,两式相减,可得,可得,即直线的斜率为,所以直线的方程为,即.联立方程组,整理得,则,即直线与双曲线相交,满足条件.所以直线的方程为.(2)由(1)知,直线的方程为,联立方程组,整理得,则,且,所以两点间的距离为:.3.(23-24高二下·河南南阳·期末)已知双曲线的实轴比虚轴长2,且焦点到渐近线的距离为2.(1)求双曲线的方程;(2)若动直线与双曲线恰有1个公共点,且与双曲线的两条渐近线分别交于点,两点,为坐标原点,证明:的面积为定值.【答案】(1)(2)证明见解析【解析】(1)设双曲线焦点为,一条渐近线方程为,所以该焦点到渐近线的距离为,又双曲线实轴比虚轴长2,故,即,故双曲线的方程为;(2)当直线的斜率不存在时,若动直线与双曲线恰有1个公共点,则直线经过双曲线的顶点,不妨设,又渐近线方程为,将代入,得,将代入,得,则,;当直线的斜率存在,设直线,且,联立,消去并整理得,因为动直线与双曲线恰有1个公共点,所以,得,设动直线与的交点为,与的交点为,联立,得,同理得,则,因为原点到直线的距离,所以,又因为,所以,即,故的面积为定值,且定值为.4.(23-24高二下·河南·开学考试)已知双曲线的焦点到一条渐近线的距离为.(1)求的方程;(2)若直线交双曲线于两点,是坐标原点,若是弦的中点,求的面积.【答案】(1)(2)【解析】(1)由双曲线的一条渐近线方程为,所以,故到渐近线的距离,所以,又,所以,故的方程为.(2)设点,因为是弦的中点,则由于,所以两式相减得,所以,即直线的斜率为,所以直线的方程为,即.联立消去并整理,得,所以,且,所以.点到直线的距离为,所以的面积为.
5.(23-24高二上·四川攀枝花·期末)已知中心在坐标原点,焦点在轴上的双曲线的焦距为4,且过点.(1)求双曲线的标准方程;(2)过点的直线交双曲线的右支于,两点,连接并延长交双曲线的左支于点,求的面积的最小值.【答案】(1)(2)12【解析】(1)法一:设双曲线的标准方程为由题知:,故其左右焦点分别为,.由,解得.从而,双曲线的标准方程为.法二:设双曲线方程为,由题知:得到.又,得到.得到,解得(舍)或,双曲线的标准方程为.(2)由题意,设作出图形如图所示,
显然直线与轴不垂直,设,,联立故,.由于,均在双曲线右支上,故,即,解得.由双曲线的对称性知的中点为,故,代入韦达定理得令,则易知随的增大而减小,当时,.【题组八双曲线有关的轨迹问题】1.(2024高二上·全国·专题练习)设是椭圆与x轴的两个交点,是椭圆上垂直于的弦的端点,则直线与交点的轨迹方程为(
)A. B.C. D.【答案】C【解析】如图,设直线与的交点为,则∵共线,故①,又∵共线,故②.由①,②两式相乘得(*),因在椭圆上,则,可得:将其代入(*)式,即得:,化简得:,即P的轨迹方程为.故选:C.2.(23-24高二上·吉林长春·阶段练习)已知圆,动圆与圆都外切,则动圆圆心的轨迹方程为(
)A. B.C. D.【答案】A【解析】由题可得圆圆心,半径为;圆圆心,半径为由图设动圆P与圆,圆外切切点分别为A,B.则共线,共线.则,注意到,则,又,则点P轨迹为以为焦点双曲线的右支
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