
?解密21 雙曲線
【考點(diǎn)解密】
1.雙曲線的概念
平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)F1,F(xiàn)2的距離的差的絕對(duì)值等于常數(shù)(小于|F1F2|)的點(diǎn)的軌跡叫做雙曲線.這兩個(gè)定點(diǎn)叫做雙曲線的焦點(diǎn),兩焦點(diǎn)間的距離叫做雙曲線的焦距.
集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c>2a,其中a,c為常數(shù)且a>0,c>0.
2.雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)
標(biāo)準(zhǔn)方程
-=1
(a>0,b>0)
-=1
(a>0,b>0)
圖形
性
質(zhì)
范圍
x≥a或x≤-a,y∈R
x∈R,y≤-a或y≥a
對(duì)稱性
對(duì)稱軸:坐標(biāo)軸 對(duì)稱中心:原點(diǎn)
頂點(diǎn)
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),A2(0,a)
漸近線
y=±x
y=±x
離心率
e=,e∈(1,+∞),其中c=
實(shí)虛軸
線段A1A2叫做雙曲線的實(shí)軸,它的長(zhǎng)|A1A2|=2a,線段B1B2叫做雙曲線的虛軸,它的長(zhǎng)|B1B2|=2b;a叫做雙曲線的實(shí)半軸長(zhǎng),b叫做雙曲線的虛半軸長(zhǎng)
a,b,c
的關(guān)系
c2=a2+b2 (c>a>0,c>b>0)
【方法技巧】
1. 離心率的求解在圓錐曲線的考查中是一個(gè)重點(diǎn)也是難點(diǎn),一般求離心率有以下幾種情況:
① 直接求出,從而求出;
② 構(gòu)造的齊次式,求出;
③ 采用離心率的定義以及圓錐曲線的定義來(lái)求解;
④ 根據(jù)圓錐曲線的統(tǒng)一定義求解.
2.軌跡問(wèn)題一般方法有三種:定義法,相關(guān)點(diǎn)法.
定義法:(1)判斷動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是否滿足某種曲線的定義;
(2)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)方程,求方程中的基本量
(3)求軌跡方程
相關(guān)點(diǎn)法:(1)分析題目:與動(dòng)點(diǎn)相關(guān)的點(diǎn)在已知曲線上;
(2)尋求關(guān)系式,,;
(3)將,代入已知曲線方程;
(4)整理關(guān)于,的關(guān)系式得到M的軌跡方程
【核心題型】
題型一:待定系數(shù)法求雙曲線方程
1.(2023春·貴州·高三校聯(lián)考)已知雙曲線的焦點(diǎn)為,,過(guò)的直線與的左支相交于兩點(diǎn),過(guò)的直線與的右支相交于,兩點(diǎn),若四邊形為平行四邊形,以為直徑的圓過(guò),,則的方程為(????)
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】設(shè),連接,則有,,,,在直角三角形中,由可得,在直角三角形中,由可得,再結(jié)合,即可求得答案.
【詳解】解:設(shè),則,
由雙曲線的對(duì)稱性和平行四邊形的對(duì)稱性可知:,
連接,則有,,
由于在以為直徑的圓周上,
∴,
∵為平行四邊形,
∥,
∴,
在直角三角形中,,
即,
解得,
所以,;
在直角三角形中,,
即,得,
又因?yàn)椋?br />
所以,,
所以雙曲線的方程為.
故選:D.
2.(2022秋·天津?yàn)I海新·高三天津市濱海新區(qū)塘沽第一中學(xué)校考期末)已知雙曲線(,)的兩條漸近線均和圓:相切,且雙曲線的右焦點(diǎn)為圓的圓心,則該雙曲線的方程為(????)
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根據(jù)條件轉(zhuǎn)化為關(guān)于的方程組,即可求解.
【詳解】圓,整理為,圓心,半徑,雙曲線的漸近線方程,
由題意可知,,解得:,
所以雙曲線的方程為.
故選:C
3.(2022秋·貴州貴陽(yáng)·高二校聯(lián)考階段練習(xí))已知雙曲線,以原點(diǎn)為圓心,雙曲線的實(shí)半軸長(zhǎng)為半徑的圓與雙曲線的兩條漸近線相交于A、B、C、D四點(diǎn),四邊形ABCD的面積為2b,則雙曲線方程為( ?。?br />
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】不妨設(shè)A在第一象限,由條件可設(shè),,根據(jù)雙曲線的對(duì)稱性及條件可得,代入圓的方程,可求,由此確定雙曲線方程.
【詳解】以原點(diǎn)為圓心,雙曲線的實(shí)半軸長(zhǎng)為半徑長(zhǎng)的圓的方程為,雙曲線的兩條漸近線方程為,
不妨設(shè)A在第一象限,則,,∵四邊形ABCD的面積為2b,
∴由對(duì)稱性可得,又,
∴,
將代入,可得,∴,
∴雙曲線的方程為1,
故選:D.
題型二:相同漸進(jìn)性求雙曲線方程
4.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知雙曲線C的漸近線方程為,且焦距為10,則雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程是(????)
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【分析】根據(jù)共漸近線的雙曲線的設(shè)法,結(jié)合題意分析求解.
【詳解】漸近線方程為的雙曲線為,即,故,故,
故選:C.
5.(2020·河南·高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知雙曲線與的漸近線相同,則曲線的方程為(????)
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】先求得的漸近線,然后根據(jù)的漸近線相同列方程,解方程求得的值.
【詳解】的漸近線方程為,的漸近線方程為,所以,即,∴.
故選:A
【點(diǎn)睛】本小題主要考查同雙曲線漸近線有關(guān)計(jì)算,屬于基礎(chǔ)題.
6.(2018秋·安徽池州·高三統(tǒng)考期末)雙曲線上一點(diǎn)關(guān)于一條漸近線的對(duì)稱點(diǎn)恰為左焦點(diǎn),則該雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為(?????)
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根據(jù)雙曲線的漸近線方程可設(shè)雙曲線方程,代入點(diǎn),即可求解.
【詳解】因?yàn)殡p曲線一條漸近線為,所以可設(shè)雙曲線的方程為,因?yàn)樵陔p曲線上,將代入得 ,可得雙曲線方程為.
故選:C.
題型三:直接法求離心率
7.(2023·陜西榆林·統(tǒng)考二模)已知雙曲線:()的左、右焦點(diǎn)分別是,,是雙曲線上的一點(diǎn),且,若,則雙曲線的離心率是(????)
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根據(jù)雙曲線定義聯(lián)立方程組求出,,再根據(jù)勾股定理求出,進(jìn)一步計(jì)算得出結(jié)果.
【詳解】不妨設(shè)在雙曲線的右支上,由題意可得,
根據(jù)雙曲線定義,又,
所以,.
因?yàn)?,所以?br />
則,故雙曲線的離心率.
故選:B.
8.(2023·河南·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為,,是雙曲線的一條漸近線上的點(diǎn),且線段的中點(diǎn)在另一條漸近線上.若,則雙曲線的離心率為(????)
A. B. C.2 D.
【答案】A
【分析】由中位線可知,即可得出一條漸近線的斜率,據(jù)此得出離心率.
【詳解】因?yàn)榉謩e是的中點(diǎn),
所以,又,
所以,即,
所以,故.
故選:A
9.(2023·新疆·統(tǒng)考一模)已知為雙曲線的左焦點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線與圓交于兩點(diǎn)(在之間),與雙曲線在第一象限的交點(diǎn)為為坐標(biāo)原點(diǎn),若,則雙曲線的離心率為(????)
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根據(jù)圓的幾何性質(zhì),勾股定理,雙曲線的幾何性質(zhì),化歸轉(zhuǎn)化思想,畫(huà)出圖形分析即可求解.
【詳解】依題意,可得如圖所示:
設(shè)雙曲線的右焦點(diǎn)為,
因?yàn)閳A,所以半徑,
過(guò)圓心作弦的垂線,垂足為,則為的中點(diǎn),
又,所以為的中點(diǎn),又為的中點(diǎn),
所以且,又,所以,
因?yàn)?,所以,所以?br />
又因?yàn)?,?br />
所以,
所以雙曲線的離心率為:.
故選:D.
【點(diǎn)睛】本題考查了圓的幾何性質(zhì)垂徑定理,勾股定理,雙曲線定義的運(yùn)用,雙曲線離心率的求法,解題過(guò)程中出現(xiàn)中點(diǎn)時(shí)可優(yōu)先考慮中位線的性質(zhì),化歸轉(zhuǎn)化的過(guò)程中要充分考慮相關(guān)圖形的性質(zhì).
題型四:構(gòu)造齊次方程求離心率
10.(2023·內(nèi)蒙古呼和浩特·統(tǒng)考一模)過(guò)雙曲線(,)的左焦點(diǎn)作圓的切線,切點(diǎn)為,直線交雙曲線右支于點(diǎn),若,則雙曲線的離心率為(????)
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先確定為的中點(diǎn),所以為△的中位線,進(jìn)而得到,,,切圓于,可得,由勾股定理得出關(guān)于,的關(guān)系式,最后即可求得離心率.
【詳解】如圖,
,為的中點(diǎn),
為的中點(diǎn),
為△的中位線,
,,
切圓于
,
,,
由勾股定理
,
.
故選:A.
11.(2023·河南開(kāi)封·開(kāi)封高中??寄M預(yù)測(cè))設(shè)分別是雙曲線的左?右焦點(diǎn),過(guò)作的一條漸近線的垂線,垂足為,若,則的離心率為(????)
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由雙曲線的方程可得兩焦點(diǎn)的坐標(biāo)及漸近錢(qián)的方程,由題意求出 的方程,與漸近線聯(lián)立求出P的坐標(biāo),進(jìn)而求出的值,由點(diǎn)到直線的距離公式,求的值,由由求出a,c的關(guān)系,進(jìn)而求出離心率.
【詳解】由雙曲線的方程可得雙曲線漸近線方程:,右焦點(diǎn),
到漸近線的距離,
由漸近線的對(duì)稱性,設(shè)漸近線為,①
則直線方程為∶ ②,
由①②可得, 則,
左焦點(diǎn),所以 ,
由,有,得,
即 , ,則的離心率為
故選∶C·
12.(2023·河南洛陽(yáng)·洛陽(yáng)市第三中學(xué)校聯(lián)考一模)已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為,,A是雙曲線C的左頂點(diǎn),以為直徑的圓與雙曲線C的一條漸近線交于P,Q兩點(diǎn),且,則雙曲線C的離心率為(????)
A. B. C. D.2
【答案】C
【分析】方法一:根據(jù)已知條件分別表示出點(diǎn)A、P、Q的坐標(biāo),代入可得b與a的關(guān)系式,再由及離心率公式可求得結(jié)果.
方法二:運(yùn)用極化恒等式及向量的加法、減法法則計(jì)算可得結(jié)果.
【詳解】方法一:依題意,易得以為直徑的圓的方程為.
又由雙曲線,易得雙曲線C的漸近線方程為.
當(dāng)時(shí),如圖,設(shè),則.
聯(lián)立,解得或,所以,.
又因?yàn)?,所以軸.
所以,.所以,所以.
因?yàn)?,所?
同理,當(dāng)時(shí),亦可得.
故雙曲線C的離心率為.
故選:C.
方法二(極化恒等式):易得坐標(biāo)原點(diǎn)O為線段PQ的中點(diǎn),且,
所以,所以,所以.
故選:C.
題型五:漸進(jìn)性的綜合問(wèn)題
13.(2023·寧夏銀川·六盤(pán)山高級(jí)中學(xué)??家荒#┮阎p曲線,直線過(guò)雙曲線的右焦點(diǎn)且斜率為,直線與雙曲線的兩條漸近線分別交于兩點(diǎn)(點(diǎn)在軸下方),且,則的離心率為(?? ??)
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由斜率關(guān)系可以確定與漸近線垂直,從而建立直角三角形,然后利用兩漸近線與軸的夾角相等,得出直角三角形三邊的長(zhǎng),從而找到的齊次式,進(jìn)而求離心率.
【詳解】如圖所示,
因?yàn)?,
所以,所以,垂足為;
易求得焦點(diǎn)到漸近線的距離為
所以,
所以;
由角平分線定理可得,
所以,所以
在中,;
所以.
故選:D.
14.(2021·陜西榆林·陜西省神木中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為、,點(diǎn)在雙曲線的右支上,且,雙曲線的一條漸近線方程為,則的最大值為(????)
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根據(jù)三角形兩邊之和大于第三邊,、和共線時(shí)取等號(hào),列出的不等式即可.
【詳解】,,
.
??即的最大值為
故選:A.
15.(2023春·四川成都·高三樹(shù)德中學(xué)校考開(kāi)學(xué)考試)已知雙曲線的右焦點(diǎn)為F,兩條漸近線分別為,過(guò)F且與平行的直線與雙曲線C及直線依次交于點(diǎn)B,D,點(diǎn)B恰好平分線段,則雙曲線C的離心率為(????)
A. B. C. D.2
【答案】B
【分析】數(shù)形結(jié)合,設(shè),分別聯(lián)立直線與雙曲線,直線與直線可分別解得點(diǎn)的縱坐標(biāo),再根據(jù)點(diǎn)是中點(diǎn),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式即可解得關(guān)系,從而可得雙曲線C的離心率.
【詳解】雙曲線的漸近線方程為,
設(shè),如圖,
直線與雙曲線聯(lián)立方程組,解得:
,即,
點(diǎn)的縱坐標(biāo)為,
直線與直線聯(lián)立方程組,可得 ,
點(diǎn)的縱坐標(biāo)為,
由于點(diǎn)是中點(diǎn),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式可得,
,,
即.
故選:B.
題型六:利用自變量求離心率范圍問(wèn)題
16.(2023春·浙江溫州·高三統(tǒng)考開(kāi)學(xué)考試)直線l與雙曲線的左,右兩支分別交于點(diǎn)A,B,與雙曲線的兩條漸近線分別交于點(diǎn)C,D(A,C,D,B從左到右依次排列),若,且,,成等差數(shù)列,則雙曲線的離心率的取值范圍是(????)
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先設(shè)直線方程及四個(gè)點(diǎn),聯(lián)立后分別求出兩根和和兩根積,再應(yīng)用,,成等差數(shù)列,列式求解即可
【詳解】設(shè)直線,
聯(lián)立,可得,則①
聯(lián)立,可得,則②
因?yàn)?,所以,所以?br />
因?yàn)椋?,所以,即得?br />
因?yàn)?,所以中點(diǎn)為的中點(diǎn),所以,
因?yàn)槌傻炔顢?shù)列,所以,又因?yàn)锳,C,D,B從左到右依次排列,所以,
所以,代入①②③有,
因?yàn)榍?,又因?yàn)椋瑒t所以,所以,即
綜上,
故選:D.
17.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知點(diǎn)為雙曲線的右焦點(diǎn),直線,與雙曲線交于,兩點(diǎn),若,則該雙曲線的離心率的取值范圍是(????)
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】不妨設(shè)在第一象限,根據(jù),可設(shè).把點(diǎn)的坐標(biāo)代入雙曲線方程可得出,利用求根公式即可解出.結(jié)合,可求出,從而可求出答案.
【詳解】不妨設(shè)在第一象限,因?yàn)?,所以設(shè),為銳角,
代入雙曲線方程可得:,即,
化簡(jiǎn)可得,即,
因?yàn)?,所以解得?br />
因?yàn)橹本€,,所以,即,
所以,所以,所以.
故選:.
18.(2020·全國(guó)·高三專題練習(xí))雙曲線上一點(diǎn)A關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為B,F(xiàn)為其右焦點(diǎn),若AF⊥BF,設(shè)∠ABF=θ,且,則該雙曲線的離心率的取值范圍為(????)
A.(1,+1] B.
C. D.[,+∞)
【答案】A
【解析】記雙曲線的左焦點(diǎn)為,連接,,由雙曲線的對(duì)稱性、定義及已知可得,得到,再由的范圍得答案.
【詳解】記雙曲線的左焦點(diǎn)為,連接,,
因?yàn)锳F⊥BF,A關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為B,由雙曲線的對(duì)稱性可知,
,,,四邊形為矩形,
有,,又∠ABF=θ,
可得,
則.
由,得,
所以得,
可得
則,
即,
故選:A.
題型七:雙曲線的綜合問(wèn)題
19.(2023·廣東江門(mén)·統(tǒng)考一模)已知M是平面直角坐標(biāo)系內(nèi)的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),直線與直線垂直,A為垂足且位于第一象限,直線與直線垂直,B為垂足且位于第四象限,四邊形(O為原點(diǎn))的面積為8,動(dòng)點(diǎn)M的軌跡為C.
(1)求軌跡C的方程;
(2)已知是軌跡C上一點(diǎn),直線l交軌跡C于P,Q兩點(diǎn),直線,的斜率之和為1,,求的面積.
【答案】(1)()
(2)
【分析】(1)設(shè)動(dòng)點(diǎn),由題意知,,由題意,化簡(jiǎn)可得軌跡C的方程;
(2)設(shè)直線的傾斜角為,斜率為k,直線傾斜角為,則斜率為,,,由過(guò)點(diǎn)T直線與曲線C有兩個(gè)交點(diǎn)確定的范圍,由,解得,從而可得直線、的方程,與曲線C的方程聯(lián)立解得的坐標(biāo),求出及點(diǎn)Q到直線的距離,即可求出的面積.
【詳解】(1)設(shè)動(dòng)點(diǎn),由題意知M只能在直線與直線所夾的范圍內(nèi)活動(dòng).
, ,
動(dòng)點(diǎn)在右側(cè),有,同理有,
∵四邊形的面積為8,∴,即 ,
所以所求軌跡C方程為().
(2)如圖,設(shè)直線的傾斜角為,斜率為k,直線傾斜角為,則斜率為,
,,在曲線C上,過(guò)點(diǎn)T直線與曲線C有兩個(gè)交點(diǎn),
則或,同時(shí)或,解得或.??
,解得或(舍去).
時(shí),直線的方程為,
聯(lián)立,消y得:,則或,得.
直線的方程為,
聯(lián)立,消y得:,則或,得,
,
點(diǎn)Q到直線的距離??,
.
方法二: ,
,
,則,
.
20.(2023·山西晉中·統(tǒng)考二模)已知雙曲線C:的離心率為,點(diǎn)在雙曲線上.
(1)求雙曲線C的方程;
(2)若A,B為雙曲線的左、右頂點(diǎn),,若MA與C的另一交點(diǎn)為P,MB與C的另一交點(diǎn)為Q(P與A,Q與B均不重合)求證:直線PQ過(guò)定點(diǎn),并求出定點(diǎn)坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)證明見(jiàn)解析,定點(diǎn)坐標(biāo)為
【分析】(1)把點(diǎn)代入雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,結(jié)合其離心率來(lái)聯(lián)立方程求解即可;
(2)根據(jù)題意當(dāng)時(shí),設(shè)出直線方程為,并設(shè)交點(diǎn),,聯(lián)立直線與曲線的方程,利用韋達(dá)定理可得,,從而由題意推出直線PQ恒過(guò)定點(diǎn),最后檢驗(yàn)當(dāng)時(shí),也符合題意即可.
【詳解】(1)由題意可知 ,解得 ,
故雙曲線C的方程為.
(2)證明:①A,B為雙曲線的左、右頂點(diǎn),,又
當(dāng)時(shí),可得,,,
又點(diǎn)P在雙曲線上,∴,
∴.
設(shè),,:,與雙曲線C的方程聯(lián)立得,
,,,
,
解得,此時(shí)滿足,
∴直線PQ恒過(guò)點(diǎn).
②當(dāng)時(shí),P與B重合,Q與A重合,此時(shí)直線PQ的方程為.
綜上,直線PQ恒過(guò)點(diǎn).
21.(2023·安徽安慶·??家荒#┰谥苯亲鴺?biāo)平面中,的兩個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,兩動(dòng)點(diǎn)滿足,向量與共線.
(1)求的頂點(diǎn)的軌跡方程;
(2)若過(guò)點(diǎn)的直線與(1)的軌跡相交于兩點(diǎn),求的取值范圍.
(3)若為點(diǎn)的軌跡在第一象限內(nèi)的任意一點(diǎn),則是否存在常數(shù),使得恒成立?若存在,求出的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在;理由見(jiàn)解析
【分析】(1)設(shè),由知,由且向量與共線,知在邊的中垂線上,由此能求出的頂點(diǎn)的軌跡方程;
(2)設(shè),過(guò)點(diǎn)的直線方程為,代入雙曲線方程,得,再由根的判別式和韋達(dá)定理即可求出的取值范圍;
(3)通過(guò)由特殊到一般的方法進(jìn)行求解.
【詳解】(1)設(shè),由知,
是的重心,.
且向量與共線,在邊的中垂線上,
,
又,
化簡(jiǎn)得,
即所求的軌跡方程是.
(2)設(shè),過(guò)點(diǎn)的直線方程為,
代入得,
,
且,解得.
,則或,
,
則的取值范圍是.
(3)設(shè),則,即.
當(dāng)軸時(shí),,
即,故猜想.
當(dāng)不垂直軸時(shí),,
.
又與同在內(nèi),
.
故存在,使恒成立.
【高考必刷】
一、單選題
22.(2023·陜西商洛·統(tǒng)考一模)已知雙曲線的左頂點(diǎn)為A,右焦點(diǎn)為F,點(diǎn)M在雙曲線C上,且,,則雙曲線C的離心率為(????)
A.2 B.3 C. D.
【答案】B
【分析】由題設(shè)求得,,結(jié)合已知數(shù)量關(guān)系及雙曲線參數(shù)關(guān)系得到齊次方程,即可求離心率.
【詳解】因?yàn)?,又,則,故,即,
所以,又,且,
所以,從而,解得或(舍).
故選:B
23.(2023·河南焦作·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))設(shè)雙曲線的右焦點(diǎn)為,,若直線與的右支交于,兩點(diǎn),且為的重心,則直線斜率的取值范圍為(????)
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根據(jù)重心性質(zhì)得出中點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)直線與的右支交于兩點(diǎn)可知點(diǎn)在右支內(nèi)部,
將的坐標(biāo)代入雙曲線中建立不等式,即可得離心率的范圍,根據(jù)點(diǎn)差法可得直線的斜率與之間等式關(guān)系,
由不共線建立不等式,解出離心率具體范圍,根據(jù)離心率的范圍及直線的斜率與之間等式關(guān)系,
即可得斜率的取值范圍,解出即可.
【詳解】設(shè)為的中點(diǎn),根據(jù)重心性質(zhì)可得,
因?yàn)?,則,
因?yàn)橹本€與的右支交于兩點(diǎn),所以點(diǎn)在雙曲線右支內(nèi)部,
故有,解得,
當(dāng)直線斜率不存在時(shí),的中點(diǎn)在軸上,
故三點(diǎn)不共線,不符合題意舍,
設(shè)直線斜率為,設(shè),
所以,,
因?yàn)樵陔p曲線上,所以,
兩式相減可得:,
即,
即有成立,
即有,因?yàn)椴还簿€,
即,即,即,
所以的離心率的取值范圍為,
因?yàn)?br />
,
因?yàn)?,即?br />
所以,
所以.
故選:C
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:該題考查直線與圓錐曲線的綜合問(wèn)題,屬于難題,關(guān)于圓錐曲線中弦中點(diǎn)和直線斜率有關(guān)問(wèn)題的思路有:
(1)設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)建立等式:,;
(3)將兩點(diǎn)代入圓錐曲線中,再對(duì)兩式作差,用平方差公式對(duì)等式變形;
(4)將,及代入等式中即可得出關(guān)系.
24.(2023·山東威海·統(tǒng)考一模)已知雙曲線的左焦點(diǎn)為,M為C上一點(diǎn),M關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為N,若,且,則C的漸近線方程為(????)
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由對(duì)稱性知四邊形為平行四邊形,可求得及,在中,由余弦定理建立的關(guān)系,從而求得漸近線方程.
【詳解】如圖所示,不妨設(shè)在左支,
設(shè)右焦點(diǎn)為,連接,
由對(duì)稱性知四邊形為平行四邊形,
由得,
由雙曲線定義知:,
所以,
因?yàn)椋?br />
在中,由余弦定理得,
即,
整理得,即,所以,
則C的漸近線方程為.
故選:D
【點(diǎn)睛】求雙曲線的漸近線就是求與的關(guān)系,通過(guò)可通過(guò)幾何關(guān)系或代數(shù)式建立關(guān)于的一個(gè)齊次等式,求解均可得到漸近線方程.幾何關(guān)系通過(guò)用到平面幾何中的有關(guān)知識(shí)建立關(guān)系,甚至平面向量、正弦定理、余弦定理都可以用來(lái)建立關(guān)系式.
25.(2023·重慶·統(tǒng)考二模)是雙曲線的左右焦點(diǎn),點(diǎn)為雙曲線右支上一點(diǎn),點(diǎn)在軸上,滿足,若,則雙曲線的離心率為(????)
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根據(jù)向量加法運(yùn)算法則,結(jié)合平行四邊形的性質(zhì)可確定以為鄰邊的平行四邊形為菱形,得到,結(jié)合雙曲線定義可求得,利用余弦定理可構(gòu)造的齊次方程,從而求得離心率.
【詳解】
設(shè),則,
是以為鄰邊的平行四邊形的一條對(duì)角線,
又,為的角平分線,
以為鄰邊的平行四邊形為菱形,,
由雙曲線定義知:,,,
在中,由余弦定理得:,
雙曲線的離心率.
故選:D.
26.(2023·湖北·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知,分別是雙曲線的左、右焦點(diǎn),過(guò)的直線分別交雙曲線左、右兩支于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)C在x軸上,,平分,則雙曲線的離心率為(????)
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根據(jù)可知,再根據(jù)角平分線定理得到的關(guān)系,再根據(jù)雙曲線定義分別把圖中所有線段用表示出來(lái),根據(jù)邊的關(guān)系利用余弦定理即可解出離心率.
【詳解】
因?yàn)?,所以∽?br />
設(shè),則,設(shè),則,.
因?yàn)槠椒郑山瞧椒志€定理可知,,
所以,所以,
由雙曲線定義知,即,,①
又由得,
所以,即是等邊三角形,
所以.
在中,由余弦定理知,
即,化簡(jiǎn)得,
把①代入上式得,所以離心率為.
故選:A.
27.(2023·江西贛州·統(tǒng)考一模)已知點(diǎn),雙曲線的左焦點(diǎn)為,點(diǎn)在雙曲線的右支上運(yùn)動(dòng).當(dāng)?shù)闹荛L(zhǎng)最小時(shí),(????)
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用雙曲線的定義可以得出=,當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí)最小.
【詳解】由雙曲線得到,,,左焦點(diǎn),
設(shè)右焦點(diǎn).當(dāng)?shù)闹荛L(zhǎng)最小時(shí),取到最小值,所以只需求出的最小值即可.
===.
故選:C.
28.(2023·陜西·西安市西光中學(xué)校聯(lián)考一模)在xOy平面內(nèi),雙曲線(,)的左、右焦點(diǎn)分別為,,過(guò)左頂點(diǎn)A且斜率為的直線與漸近線在第一象限的交點(diǎn)為M,若,則該雙曲線的離心率是(????)
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由得出,進(jìn)而由斜率公式結(jié)合離心率公式求解即可.
【詳解】因?yàn)榍尹c(diǎn)M在漸近線上,
由得,則,,于是.
故選:B
29.(2023·河南·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))設(shè)雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為,,B為雙曲線E上在第一象限內(nèi)的點(diǎn),線段與雙曲線E相交于另一點(diǎn)A,AB的中點(diǎn)為M,且,若,則雙曲線E的離心率為(????)
A. B.2 C. D.
【答案】D
【分析】連結(jié)連接、.設(shè),根據(jù)雙曲線的定義可推得,即.進(jìn)而在直角三角形中,根據(jù)勾股定理可得.結(jié)合已知條件,即可得出,從而得出離心率.
【詳解】
如圖,連接、.
因?yàn)镸為AB的中點(diǎn),,所以.
設(shè),
因?yàn)?,所?
又因?yàn)椋裕?br />
則.
因?yàn)镸為AB的中點(diǎn),所以,則.
設(shè),在中,,
在中,,
則,整理可得,所以.
當(dāng)時(shí),,則,
所以離心率為.
故選:D.
二、多選題
30.(2023·湖南·模擬預(yù)測(cè))已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),,分別是雙曲線E:的左、右焦點(diǎn),P是雙曲線E的右支上一點(diǎn),若,雙曲線E的離心率為,則下列結(jié)論正確的是(????)
A.雙曲線E的標(biāo)準(zhǔn)方程為
B.雙曲線E的漸近線方程為
C.點(diǎn)P到兩條漸近線的距離之積為
D.若直線與雙曲線E的另一支交于點(diǎn)M,點(diǎn)N為PM的中點(diǎn),則
【答案】ACD
【分析】根據(jù)雙曲線定義及離心率求出得到雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,即可求出漸近線方程判斷AB,再由點(diǎn)到漸近線的距離判斷C,點(diǎn)差法可判斷D.
【詳解】根據(jù)雙曲線的定義得,,故,由,得,
所以,所以雙曲線E的標(biāo)準(zhǔn)方程為,漸近線方程為,即,所以A正確,B不正確;
設(shè),則點(diǎn)P到兩條漸近線的距離之積為,所以C正確;
設(shè),,因?yàn)镻,M在雙曲線E上,所①,②,
①-②并整理得,,即,所以,所以D正確.
故選:ACD.
31.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知雙曲線和圓,則(????)
A.雙曲線的離心率為
B.雙曲線的漸近線方程為
C.當(dāng)時(shí),雙曲線與圓沒(méi)有公共點(diǎn)
D.當(dāng)時(shí),雙曲線與圓恰有兩個(gè)公共點(diǎn)
【答案】ACD
【分析】根據(jù)雙曲線方程求出離心率與漸近線方程,即可判斷A、B,求出圓心到漸近線的距離,即可判斷C,設(shè)雙曲線上的點(diǎn)的坐標(biāo)為,表示出的距離,即可得到圓心到雙曲線上的點(diǎn)的距離的最小值,從而判斷D.
【詳解】解:由已知得,,則,所以雙曲線的離心率,故選項(xiàng)A正確;
雙曲線的漸近線方程為,即,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
因?yàn)閳A心到雙曲線的漸近線的距離,
所以當(dāng)時(shí),圓與雙曲線的漸近線相切,此時(shí)雙曲線與圓沒(méi)有公共點(diǎn),故選項(xiàng)C正確;
設(shè)雙曲線上的點(diǎn)的坐標(biāo)為,,則圓心到點(diǎn)的距離為
,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),
所以圓心到雙曲線上的點(diǎn)的距離的最小值為,且雙曲線上只有兩個(gè)點(diǎn)到圓心的距離為,
所以當(dāng)時(shí),雙曲線與圓恰有兩個(gè)公共點(diǎn),故選項(xiàng)D正確.
故選:ACD
32.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知,分別為雙曲線C:(,)的左、右焦點(diǎn),的一條漸近線的方程為,且到的距離為,點(diǎn)為在第一象限上的點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo)為,為的平分線則下列正確的是(????)
A.雙曲線的方程為 B.
C. D.點(diǎn)到軸的距離為
【答案】ACD
【分析】由到的距離為以及漸近線方程為可求得,即可得出方程,判斷A;由可求出判斷B;結(jié)合雙曲線定義可求得,求出,即可求出,判斷C;利用等面積法可求得點(diǎn)到軸的距離,判斷D.
【詳解】到的距離為,,解得,
又漸近線方程為,則,結(jié)合可解得,,
則雙曲線的方程為,故A正確;
為的平分線,,故B錯(cuò)誤;
由雙曲線定義可得,則可得,,
則在中,,
則,
則,即,故C正確;
在中,,
設(shè)點(diǎn)到軸的距離為d,則,
即,解得,故D正確.
故選:ACD.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:是根據(jù)已知求出雙曲線方程,結(jié)合雙曲線的定義求得焦點(diǎn)三角形的各邊長(zhǎng).
33.(2023·山東菏澤·統(tǒng)考一模)已知雙曲線的左?右焦點(diǎn)分別為、,過(guò)點(diǎn)的直線與雙曲線的左?右兩支分別交于、兩點(diǎn),下列命題正確的有(????)
A.當(dāng)點(diǎn)為線段的中點(diǎn)時(shí),直線的斜率為
B.若,則
C.
D.若直線的斜率為,且,則
【答案】BCD
【分析】對(duì)于A選項(xiàng),設(shè),代入雙曲線,用點(diǎn)差法即可判斷;對(duì)于B選項(xiàng),設(shè),表示出和,得出,再結(jié)合即可得出結(jié)論;對(duì)于C選項(xiàng),設(shè),其中,由雙曲線方程,得出,利用兩點(diǎn)之間距離公式,分別表示出和,通過(guò)做差即可得出結(jié)論;對(duì)于D選項(xiàng),根據(jù)雙曲線的定義,得出,再證出點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱,則,即可得出結(jié)論.
【詳解】選項(xiàng)A:
設(shè),代入雙曲線得,
,兩式相減得,
,
∵點(diǎn)為線段的中點(diǎn),
∴,,
即,,
∴,
,故A錯(cuò)誤;
選項(xiàng)B:
設(shè),
,,
,
,
又 ,
,故B正確;
選項(xiàng)C:
設(shè),其中,
則,即,
,
,
,
,
,
,故C正確;
選項(xiàng)D:
,,
,,
,
∵直線的斜率為即,且過(guò)點(diǎn),
∴直線的方程為:,
又∵,,
,
即,
又∵點(diǎn)到直線的距離:,
點(diǎn)到直線的距離:,
即,
∴點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱,
,
,故D正確;
故選:BCD.
【點(diǎn)睛】結(jié)論點(diǎn)睛:本題涉及到雙曲線中的有關(guān)結(jié)論:
(1)若點(diǎn)是雙曲線上一條弦的中點(diǎn),則直線的斜率;
(2)若雙曲線上有兩點(diǎn)、,且位于不同兩支,則.
三、填空題
34.(2023·內(nèi)蒙古呼和浩特·統(tǒng)考一模)拋物線的焦點(diǎn)與雙曲線的右焦點(diǎn)的連線交于第一象限的點(diǎn)M,若在點(diǎn)M處的切線平行于的一條漸近線,則__________.
【答案】##
【分析】求出拋物線的焦點(diǎn)與雙曲線的右焦點(diǎn)及漸近線方程,設(shè),由導(dǎo)數(shù)求得點(diǎn)處切線的斜率,得出的關(guān)系,再根據(jù)三點(diǎn)共線的斜率性質(zhì)構(gòu)造方程即可得解.
【詳解】拋物線的焦點(diǎn)的坐標(biāo)為,且;
雙曲線的右焦點(diǎn)的坐標(biāo)為,漸近線方程為,
由題意可知,在點(diǎn)M處的切線平行的漸近線應(yīng)為,
設(shè),則,得,
又點(diǎn)共線,即點(diǎn)共線,
所以,解得,所以.
故答案為:.
35.(2023·遼寧·校聯(lián)考一模)過(guò)雙曲線焦點(diǎn)的直線與的兩條漸近線的交點(diǎn)分分別為M、N,當(dāng)時(shí),.則的離心率為_(kāi)_____.
【答案】
【分析】依題意,垂直于漸近線,結(jié)合圖形在直角三角形利用三角函數(shù)構(gòu)造齊次式求的離心率.
【詳解】解法1:雙曲線的焦點(diǎn)到漸近線的距離為 ,
因?yàn)椋源怪庇跐u近線,如圖所示,
則,,,所以的離心率.
因?yàn)?,所以?
過(guò)作另一條漸近線的垂線,垂足為,則,在直角中,.
因?yàn)?,因?yàn)?,所?
因此的離心率為.
解法2:因?yàn)椋源怪庇跐u近線,則,,
因?yàn)?,所以?br />
在中,,在中,,
,
,可得,則有,即,
所以C的離心率.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:由焦點(diǎn)到漸近線的距離為,可得垂直于漸近線,這是本題的著手點(diǎn),數(shù)形結(jié)合在直角三角形中利用三角函數(shù)構(gòu)造齊次式可求的離心率.
36.(2023·山東泰安·統(tǒng)考一模)已知雙曲線C:的右頂點(diǎn)為A,以A為圓心,b為半徑的圓與雙曲線C的一條漸近線交于M,N兩點(diǎn),若,則以(e為雙曲線C的離心率)為焦點(diǎn)的拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為_(kāi)__________.
【答案】
【分析】根據(jù)已知條件求得雙曲線的離心率,也即求得,從而求得拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
【詳解】依題意,,雙曲線的一條漸近線方程為,
依題意,三角形是邊長(zhǎng)為的等邊三角形,
所以到的距離是,
即,
所以對(duì)于拋物線,有,
所以拋物線方程為.
故答案為:
37.(2023·浙江嘉興·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)為,,過(guò)的直線分別交兩條漸近線于,兩點(diǎn),若且,則的離心率為_(kāi)_____.
【答案】2
【分析】設(shè)直線的方程為,通過(guò)聯(lián)立方程組的方法求得的坐標(biāo),進(jìn)而求得中點(diǎn)的坐標(biāo).對(duì)進(jìn)行分類(lèi)討論,由化簡(jiǎn)求得雙曲線的離心率.
【詳解】設(shè)直線的方程為,由得,
同理可得,所以的中點(diǎn)
因?yàn)?,所?br />
(1)當(dāng)時(shí),軸,此時(shí),,
又由得,即
所以,這與矛盾,不合題意,所以
(2)當(dāng)時(shí),則,即,
則,即,
又由得
,
化簡(jiǎn)得,所以,所以.
由(1)(2)可知,雙曲線的離心率為2.
故答案為:2
【點(diǎn)睛】求解直線和直線、直線和圓錐曲線的交點(diǎn)的問(wèn)題,可通過(guò)聯(lián)立方程組來(lái)進(jìn)行求解.求解雙曲線的離心率問(wèn)題,有兩個(gè)思路,一個(gè)是求得,從而求得雙曲線的離心率;另一個(gè)是求得或的關(guān)系式,由此來(lái)求得雙曲線的離心率.
四、解答題(共0分)
38.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知雙曲線C:的離心率為e,點(diǎn)在C上,,分別為C的左、右頂點(diǎn),C的右焦點(diǎn)F到漸近線的距離為,過(guò)點(diǎn)F的直線l與C交于A,B兩點(diǎn)(異于頂點(diǎn)),直線,分別與y軸交于點(diǎn)M,N.
(1)求雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)當(dāng)時(shí),求以MN為直徑的圓的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由條件列關(guān)于的方程,解方程求可得雙曲線方程;
(2)設(shè)設(shè)直線l的方程為,聯(lián)立方程組結(jié)合設(shè)而不求法表示條件,求出點(diǎn)的坐標(biāo),再求以MN為直徑的圓的方程.
【詳解】(1)設(shè)雙曲線的半焦距為,則右焦點(diǎn)的坐標(biāo)為,
∵點(diǎn)在雙曲線C上,
∴??①,
由已知右焦點(diǎn)到漸近線的距離??②.
??③,
由①②③得,,
∴雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)由(1)知,
過(guò)點(diǎn)的斜率為0的直線為,
與雙曲線的交點(diǎn)為,與已知矛盾,
故可設(shè)直線l:,
聯(lián)立方程得,消去x并整理得,
由已知,
方程的判別式
,
設(shè),,
則,
因此.
設(shè),,
易知直線的方程為,
令,得,
直線的方程為,
令,得,
則
????,
∴.
∵,∴.
當(dāng)時(shí),,
以MN為直徑的圓的方程為,即;
當(dāng)時(shí),,
以MN為直徑的圓的方程為,即.
故以MN為直徑的圓的方程為.
【點(diǎn)睛】解決直線與雙曲線的綜合問(wèn)題,一般利用設(shè)而不求法解決,解決過(guò)程中需注意直線的斜率是否存在,是否為0.
39.(2023·湖南邵陽(yáng)·統(tǒng)考二模)已知雙曲線的右頂點(diǎn)為,左焦點(diǎn)到其漸近線的距離為2,斜率為的直線交雙曲線于A,B兩點(diǎn),且.
(1)求雙曲線的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)的直線與雙曲線交于P,Q兩點(diǎn),直線,分別與直線相交于,兩點(diǎn),試問(wèn):以線段為直徑的圓是否過(guò)定點(diǎn)?若過(guò)定點(diǎn),求出定點(diǎn)的坐標(biāo);若不過(guò)定點(diǎn),請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)
(2)以線段為直徑的圓過(guò)定點(diǎn)和.
【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式即可求解,進(jìn)而聯(lián)立直線與雙曲線方程,根據(jù)弦長(zhǎng)公式即可求解,
(2)聯(lián)立直線與曲線的方程得韋達(dá)定理,根據(jù)圓的對(duì)稱性可判斷若有定點(diǎn)則在軸上,進(jìn)而根據(jù)垂直關(guān)系得向量的坐標(biāo)運(yùn)算,即可求解.
【詳解】(1)∵雙曲線的左焦點(diǎn)到雙曲線的一條漸近線的距離為,而,∴.
∴雙曲線的方程為.
依題意直線的方程為.
由 消去y整理得:,
依題意:,,點(diǎn)A,B的橫坐標(biāo)分別為,
則.
∵,∴.
∴,∴.
即,解得或(舍去),且時(shí),,
∴雙曲線的方程為.
(2)依題意直線的斜率不等于0,設(shè)直線的方程為.
由消去整理得:,
∴,.
設(shè),,則,.
直線的方程為,令得:,∴.
同理可得.由對(duì)稱性可知,若以線段為直徑的圓過(guò)定點(diǎn),則該定點(diǎn)一定在軸上,
設(shè)該定點(diǎn)為,則,,
故
.
解得或.
故以線段為直徑的圓過(guò)定點(diǎn)和.
這是一份新高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí)函數(shù)培優(yōu)專題21 指對(duì)冪函數(shù)(含解析),共10頁(yè)。試卷主要包含了單選題,填空題,雙空題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份新高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí)培優(yōu)訓(xùn)練專題21 計(jì)數(shù)原理(含解析),共15頁(yè)。
這是一份新高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí)分層練習(xí)專題21 雙曲線 分層訓(xùn)練(含解析),共34頁(yè)。
微信掃碼,快速注冊(cè)
注冊(cè)成功