(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)證明:直線必過定點(diǎn),并求出此定點(diǎn)坐標(biāo).
2.已知動圓過點(diǎn),并且與圓:相外切,設(shè)動圓的圓心的軌跡為.
(1)求曲線的方程;
(2)過動點(diǎn)作直線與曲線交于兩點(diǎn),當(dāng)為的中點(diǎn)時(shí),求的值;
(3)過點(diǎn)的直線與曲線交于兩點(diǎn),設(shè)直線:,點(diǎn),直線交于點(diǎn),求證:直線經(jīng)過定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo).
3.已知離心率為2的雙曲線的一個焦點(diǎn)到一條漸近線的距離為.
(1)求雙曲線的方程;
(2)設(shè)分別為的左右頂點(diǎn),為異于一點(diǎn),直線與分別交軸于兩點(diǎn),求證:以線段為直徑的圓經(jīng)過兩個定點(diǎn).
4.已知動圓過點(diǎn)并且與圓相外切,動圓圓心的軌跡為.
(1)求曲線的軌跡方程;
(2)過點(diǎn)的直線與軌跡交于、兩點(diǎn),設(shè)直線,點(diǎn),直線交于,求證:直線經(jīng)過定點(diǎn).
5.已知雙曲線的中心在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在軸上,離心率,虛軸長為.
(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線與雙曲線相交于兩點(diǎn)(均異于左、右頂點(diǎn)),且以為直徑的圓過雙曲線的左頂點(diǎn),求證:直線過定點(diǎn),并求出定點(diǎn)的坐標(biāo).
6.已知雙曲線,點(diǎn)在曲線上,曲線的離心率為,點(diǎn)為曲線上易于點(diǎn)A的任意兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)求曲線上方程;
(2)若為曲線的焦點(diǎn),求最大值;
(3)若以為直徑的圓過點(diǎn),求證:直線過定點(diǎn),并求出定點(diǎn)坐標(biāo).
7.已知曲線,為曲線上一動點(diǎn),過作兩條漸近線的垂線,垂足分別是和.
(1)當(dāng)運(yùn)動到時(shí),求的值;
(2)設(shè)直線(不與軸垂直)與曲線交于、兩點(diǎn),與軸正半軸交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn),若,,且,求證為定點(diǎn).
8.雙曲線經(jīng)過點(diǎn),兩條漸近線的夾角為,直線交雙曲線于、.
(1)求雙曲線的方程;
(2)若過原點(diǎn),為雙曲線上異于、的一點(diǎn),且直線、的斜率為、,證明:為定值;
(3)若過雙曲線的右焦點(diǎn),是否存在軸上的點(diǎn),使得直線繞點(diǎn)無論怎樣轉(zhuǎn)動,都有成立?若存在,求出的坐標(biāo),若不存在,請說明理由.
二、填空題
9.已知雙曲線C:-y2=1,直線l:y=kx+m與雙曲線C相交于A,B兩點(diǎn)(A,B均異于左、右頂點(diǎn)),且以線段AB為直徑的圓過雙曲線C的左頂點(diǎn)D,則直線l所過定點(diǎn)為________.
10.已知雙曲線,點(diǎn),在雙曲線上任取兩點(diǎn)、滿足,則直線恒過定點(diǎn)__________;
參考答案
1.(1)(2)證明見解析;定點(diǎn)
【分析】(1)由題意可得的值,再由點(diǎn)到直線的距離為,可得的值,再由,,之間的關(guān)系求出雙曲線的方程;
(2)設(shè)弦所在的直線方程,與雙曲線的方程聯(lián)立可得兩根之和進(jìn)而可得的中點(diǎn)的坐標(biāo),再由橢圓可得弦的中點(diǎn)的坐標(biāo),分別討論當(dāng)?shù)男甭蚀嬖诤筒淮嬖趦煞N情況可得直線恒過定點(diǎn).
【解析】(1)由題設(shè)可得,,所以,.
所以雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)證明:點(diǎn),設(shè)過點(diǎn)的弦所在的直線方程為,,,
則有.
聯(lián)立,可得.
因?yàn)橄遗c雙曲線有兩個交點(diǎn),所以,
所以,所以.
(1)當(dāng)時(shí),點(diǎn)即是點(diǎn),此時(shí),直線為軸.
(2)當(dāng)時(shí),將上式點(diǎn)坐標(biāo)中的換成,同理可得.
①當(dāng)直線不垂直于軸時(shí),
直線的斜率,
其方程,化簡得,
所以直線過定點(diǎn);
②當(dāng)直線垂直于軸時(shí),,此時(shí),,直線也過定點(diǎn).
綜上所述,直線過定點(diǎn).
【點(diǎn)評】本題主要考查雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程及性質(zhì)、定點(diǎn)問題等知識以及邏輯思維與運(yùn)算求解能力,考查了學(xué)生的計(jì)算能力,屬于難題.
2.(1);(2)4;(3)證明見解析,定點(diǎn)的坐標(biāo)為.
【分析】(1)利用動圓經(jīng)過的點(diǎn)及外切關(guān)系可求;
(2)設(shè)出直線方程,聯(lián)立方程組,結(jié)合中點(diǎn)公式,得到,進(jìn)而可求;
(3)設(shè)出直線方程,聯(lián)立方程組,結(jié)合韋達(dá)定理,證明直線經(jīng)過定點(diǎn).
【解析】(1)設(shè)動圓的圓心,半徑為,則由題意可得,即,
因?yàn)?,所以點(diǎn)的軌跡是以為焦點(diǎn)的雙曲線的右支,且,
所以曲線的方程為.
(2)當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),,此時(shí);
當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為,,
聯(lián)立得,
,,
.
因?yàn)闉榈闹悬c(diǎn),所以,代入曲線方程得;
整理可得;
,
因?yàn)榍殡p曲線的漸近線,且其中一條漸近線的傾斜角為,
所以,所以.
綜上可得.
(3)證明:當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),,,直線經(jīng)過點(diǎn).
當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線,,
直線,當(dāng)時(shí),,
,聯(lián)立得,
,,
下面證明直線經(jīng)過點(diǎn),即證, ,
把,代入整理得,
即,
所以直線經(jīng)過點(diǎn).
【點(diǎn)評】本題主要考查雙曲線的方程及直線與雙曲線的位置關(guān)系,聯(lián)立方程結(jié)合韋達(dá)定理是主要的考慮方向,側(cè)重考查數(shù)學(xué)運(yùn)算的核心素養(yǎng).
3.(1);(2)詳見解析.
【分析】(1)根據(jù)離心率求得的關(guān)系式,利用焦點(diǎn)到漸近線的距離列方程,解方程求得的值,進(jìn)而求得雙曲線方程.(2)設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)點(diǎn)斜式求得和的方程,進(jìn)而求得兩點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)和直徑長求得圓的方程.令求得兩個定點(diǎn)的坐標(biāo).
【解析】(1)設(shè):,
因?yàn)殡x心率為2,所以,.
所以的漸近線為,
由,得.
于是,,
故的方程為.
(2)設(shè)(),
因?yàn)椋?br>可得直線與方程為,.
由題設(shè),所以,,,中點(diǎn)坐標(biāo),
于是圓的方程為.
因?yàn)?,所以圓的方程可化為.
當(dāng)時(shí),,因此經(jīng)過兩個定點(diǎn)和.
【點(diǎn)評】本小題主要考查雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程的求法,考查雙曲線的漸近線,考查直線的點(diǎn)斜式方程和圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的求法,考查化歸與轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想方法,屬于中檔題.
4.(1);(2)證明見解析.
【解析】(1)由已知得,即,
所以的軌跡為雙曲線的右支,且,,,,
∴,
曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),,,,則直線經(jīng)過點(diǎn);
當(dāng)直線的斜率存在時(shí),不妨設(shè)直線,,,
則直線:,當(dāng)時(shí),,,
由得,
所以,,
下面證明直線經(jīng)過點(diǎn),即證,即,
即,由,,
整理得, ,即恒成立.
即,即經(jīng)過點(diǎn),
故直線過定點(diǎn).
【點(diǎn)評】本題考查了利用定義求圓錐曲線的方程,直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,直線過定點(diǎn)問題,綜合性強(qiáng),需要很好的思維和計(jì)算能力,屬于難題.
(1)根據(jù)題意,判斷出動點(diǎn)的軌跡方程為雙曲線的右支,然后根據(jù)定義即可求得雙曲線的方程.
(2)討論當(dāng)直線斜率存在與不存在兩種情況下直線過定點(diǎn)問題.當(dāng)斜率不存在時(shí),易得直線過定點(diǎn)的坐標(biāo)為;當(dāng)斜率存在時(shí),設(shè)出直線方程,聯(lián)立曲線方程,消y得到關(guān)于x的一元二次方程,利用根與系數(shù)的關(guān)系表示出兩個交點(diǎn)橫坐標(biāo)間的關(guān)系;利用,再證明直線BM經(jīng)過.
5.(1) (2) 證明見解析,定點(diǎn)坐標(biāo)為
【分析】(1)求雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程,一般方法為待定系數(shù)法,即根據(jù)題意列出兩個獨(dú)立條件:,解方程組得(2)以為直徑的圓過雙曲線的左頂點(diǎn),等價(jià)于,根據(jù)向量數(shù)量積得,結(jié)合直線方程得,利用直線方程與雙曲線方程聯(lián)立方程組,消y得,再利用韋達(dá)定理代入等式整理得,因此或.逐一代入得當(dāng)時(shí),的方程為,直線過定點(diǎn).
【解析】(1)設(shè)雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為 , 由已知得又,解得 ,所以雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為 .
(2)設(shè),聯(lián)立,得,有,,以為直徑的圓過雙曲線的左頂點(diǎn),,即,,解得或.當(dāng)時(shí), 的方程為,直線過定點(diǎn),與已知矛盾;當(dāng)時(shí),的方程為,直線過定點(diǎn),經(jīng)檢驗(yàn)符合已知條件, 所以直線過定點(diǎn),定點(diǎn)坐標(biāo)為.
考點(diǎn):雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程,直線過定點(diǎn)
【點(diǎn)評】定點(diǎn)、定值問題通常是通過設(shè)參數(shù)或取特殊值來確定“定點(diǎn)”是什么、“定值”是多少,或者將該問題涉及的幾何式轉(zhuǎn)化為代數(shù)式或三角問題,證明該式是恒定的. 定點(diǎn)、定值問題同證明問題類似,在求定點(diǎn)、定值之前已知該值的結(jié)果,因此求解時(shí)應(yīng)設(shè)參數(shù),運(yùn)用推理,到最后必定參數(shù)統(tǒng)消,定點(diǎn)、定值顯現(xiàn).
6.(1)方程為(2) (3)證明見解析;PQ過定點(diǎn)
【分析】(1)根據(jù)離心率得雙曲線中的關(guān)系,代入點(diǎn)的坐標(biāo),解方程組即可求得雙曲線方程.
(2)設(shè)點(diǎn),根據(jù)焦半徑公式表示出, 代入表達(dá)式,轉(zhuǎn)化為關(guān)于橫坐標(biāo)的表達(dá)式,根據(jù)橫坐標(biāo)的取值范圍即可求得最大值.
(3)設(shè)出點(diǎn)P、Q的坐標(biāo)和直線PQ的方程為,聯(lián)立雙曲線方程可得P、Q兩點(diǎn)縱坐標(biāo)的關(guān)系;根據(jù)以PQ為直徑的圓過點(diǎn)A,化為,代入坐標(biāo)化簡即可求得過定點(diǎn)的坐標(biāo).
【解析】(1)離心率為 所以

因?yàn)辄c(diǎn)在雙曲線上,所以
解得
所以雙曲線方程為
(2)由雙曲線的對稱性知,不妨設(shè)P在左支上,設(shè)
由焦半徑得:,
所以
所以,當(dāng)時(shí)取等號.
的最大值是 .
(3)設(shè),聯(lián)立直線PQ和雙曲線方程,化簡得

所以由 得

由題知
所以


代入得
解得或(舍去),所以PQ方程為
即得PQ過定點(diǎn)
【點(diǎn)評】本題考查了雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程的求法,雙曲線焦半徑公式的應(yīng)用,直線過定點(diǎn)的求法,綜合性強(qiáng),屬于難題.
7.(1);(2)證明見解析;
【分析】(1)確定兩條漸近線方程,求出點(diǎn)到兩條漸近線的距離,再計(jì)算與夾角的余弦值,應(yīng)用向量的數(shù)量積公式,即可求得結(jié)論.
(2)設(shè)而不解,聯(lián)立直線與雙曲線方程得到根與系數(shù)的關(guān)系,再利用向量式,,將表示出來,代入化簡即可證得為定點(diǎn).
【解析】解:(1)由曲線,得漸近線方程為,作示意圖如圖所示:
設(shè),,則
則 ,
又 ,
.
(2)設(shè),,,設(shè)直線的斜率為,
則,又,得
得,
由,則,即,
得 ,同理,由,

得,則,
得,又,得,即為定點(diǎn).
【點(diǎn)評】本題考查了直線與雙曲線的位置關(guān)系,向量數(shù)量積的定義,設(shè)而不解,根與系數(shù)的關(guān)系,學(xué)生的計(jì)算能力,是一道綜合應(yīng)用能力較強(qiáng)的題目.
8.(1)
(2)證明見解析
(3)存在,.
【分析】(1)根據(jù)雙曲線所過的點(diǎn)和漸近線的夾角可得關(guān)于的方程組,解該方程組后可得雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
(2)設(shè),,,用三點(diǎn)的坐標(biāo)表示,再利用點(diǎn)滿足的方程化簡前者可得所求的定值.
(3)設(shè)直線為,,,根據(jù)可得恒等式,聯(lián)立直線方程和雙曲線方程后利用韋達(dá)定理化簡前者可得,從而得到所求的定點(diǎn).
【解析】(1)雙曲線的漸近線方程為,
因?yàn)閮蓷l漸近線的夾角為,故漸近線的傾斜角為或,
所以或.
又,故 或(無解),故,
所以雙曲線.
(2)設(shè),,,
故,,所以,
因?yàn)?,所以即?br>所以為定值.
(3)雙曲線的右焦點(diǎn)為,
當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為:,設(shè),,
因?yàn)?,所以?br>整理得到①,
由可以得到,
因?yàn)橹本€與雙曲線有兩個不同的交點(diǎn),
故且,
所以.
由題設(shè)有①對任意的總成立,
因,
所以①可轉(zhuǎn)化為,
整理得到對任意的總成立,
故,故即所求的定點(diǎn)的坐標(biāo)為.
當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),則,此時(shí)或,
此時(shí).
綜上,定點(diǎn)的坐標(biāo)為.
【點(diǎn)評】求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,關(guān)鍵是基本量的確定,方法有待定系數(shù)法、定義法等. 直線與雙曲線的位置關(guān)系中的定點(diǎn)、定值問題,一般可通過聯(lián)立方程組并消元得到關(guān)于或的一元二次方程,再把要求解的目標(biāo)代數(shù)式化為關(guān)于兩個的交點(diǎn)橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)的關(guān)系式,該關(guān)系中含有或,最后利用韋達(dá)定理把關(guān)系式轉(zhuǎn)化為若干變量的方程(或函數(shù)),從而可求定點(diǎn)、定值、最值問題.
9.
【分析】聯(lián)立直線與雙曲線求出韋達(dá)定理,由題知,結(jié)合斜率公式和韋達(dá)定理即可求解
【解析】設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
聯(lián)立得(1-4k2)x2-8kmx-4(m2+1)=0,
所以,x1+x2=>0,x1x2=<0,所以y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+mk(x1+x2)+m2=.
因?yàn)橐跃€段AB為直徑的圓過雙曲線C的左頂點(diǎn)D(-2,0),所以kAD·kBD=-1,
即,
所以y1y2+x1x2+2(x1+x2)+4=0,
即+++4=0,
所以3m2-16mk+20k2=0,解得m=2k或m=.
當(dāng)m=2k時(shí),l的方程為y=k(x+2),直線過定點(diǎn)(-2,0),與已知矛盾;
當(dāng)m=時(shí),l的方程為y=k,直線過定點(diǎn),經(jīng)檢驗(yàn)符合已知條件.
故直線l過定點(diǎn).
故答案為:
10.
【分析】設(shè)的方程為,聯(lián)立雙曲線利用代數(shù)式恒成立即可求解直線恒過定點(diǎn)時(shí)中的值,進(jìn)而求得定點(diǎn).
【解析】設(shè)的方程為,則由.
設(shè),則是該方程的兩根,
∴,.
又,,故
∴,
又,,
∴,
代入,得:
整理得:,
∴,
∴或.
當(dāng)時(shí),過與題意不符,故舍去。
當(dāng)時(shí),過定點(diǎn).
故答案為:
【點(diǎn)評】本題主要考查了根據(jù)直線與雙曲線的聯(lián)立方程,利用韋達(dá)定理求解參數(shù)定值與直線過定點(diǎn)的問題.屬于難

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