【例1】 (1)已知F1,F(xiàn)2為雙曲線C:x2-y2=2的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)P在C上,|PF1|=2|PF2|,則cs∠F1PF2= ;
(2)已知F是雙曲線x24-y212=1的左焦點(diǎn),A(1,4),P是雙曲線右支上的一動(dòng)點(diǎn),則|PF|+|PA|的最小值為 .
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解題技法
雙曲線定義的應(yīng)用主要有兩個(gè)方面
1.已知?jiǎng)狱c(diǎn)M(x,y)滿足(x+2)2+y2-(x-2)2+y2=4,則動(dòng)點(diǎn)M的軌跡是( )
A.射線 B.直線
C.橢圓 D.雙曲線的一支
2.雙曲線x216-y29=1的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,在左支上過點(diǎn)F1的弦AB的長為5,那么△ABF2的周長是( )
A.12 B.16
C.21 D.26
【例2】 (1)雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)過點(diǎn)(2,3),且離心率為2,則該雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為( )
A.x2-y23=1 B.x23-y2=1
C.x2-y23=1 D.x23-y2=1
(2)在平面直角坐標(biāo)系中,已知△ABC的頂點(diǎn)A(-3,0),B(3,0),其內(nèi)切圓圓心在直線x=2上,則頂點(diǎn)C的軌跡方程為( )
A.x24-y25=1(x>2)B.x29-y25=1(x>3)
C.x29+y25=1(0<x<2)D.x29+y24=1(0<x<3)
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解題技法
求雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程的兩種方法
(1)待定系數(shù)法:設(shè)出雙曲線方程的標(biāo)準(zhǔn)形式,根據(jù)已知條件,列出參數(shù)a,b,c的方程(組)并求出a,b,c的值;
(2)定義法:依定義得出距離之差的等量關(guān)系式,求出a的值,由定點(diǎn)位置確定c的值.
提醒 求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程時(shí),若焦點(diǎn)位置不確定,要注意分類討論,也可以設(shè)雙曲線方程為mx2+ny2=1(mn<0)求解.
1.焦點(diǎn)在x軸上,焦距為10,且與雙曲線y24-x2=1有相同漸近線的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程是 .
2.經(jīng)過點(diǎn)P(3,27),Q(-62,7)的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為 .
考向1 雙曲線的漸近線
【例3】 (1)已知雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的焦距為25,且實(shí)軸長為2,則雙曲線C的漸近線方程為( )
A.y=±12x B.y=±2x
C.y=±5x D.y=±52x
(2)(2022·全國甲卷14題)若雙曲線y2-x2m2=1(m>0)的漸近線與圓x2+y2-4y+3=0相切,則m= .
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解題技法
求雙曲線漸近線方程的方法
(1)求雙曲線中a,b的值,進(jìn)而得出雙曲線的漸近線方程;
(2)求a與b的比值,進(jìn)而得出雙曲線的漸近線方程;
(3)令雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程右側(cè)為0,將所得代數(shù)式化為一次式即為漸近線方程.
提醒 兩條漸近線的傾斜角互補(bǔ),斜率互為相反數(shù),且兩條漸近線關(guān)于x軸,y軸對(duì)稱.
考向2 雙曲線的離心率
【例4】 (1)(2021·全國甲卷5題)已知F1,F(xiàn)2是雙曲線C的兩個(gè)焦點(diǎn),P為C上一點(diǎn),且∠F1PF2=60°,|PF1|=3|PF2|,則C的離心率為( )
A.72 B.132
C.7 D.13
(2)(2022·全國甲卷15題)記雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的離心率為e,寫出滿足條件“直線y=2x與C無公共點(diǎn)”的e的一個(gè)值 .
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解題技法
求雙曲線離心率的兩種方法
1.設(shè)F1,F(xiàn)2是雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn),P是雙曲線C右支上一點(diǎn),若|PF1|+|PF2|=4a,且∠F1PF2=60°,則雙曲線C的漸近線方程是( )
A.3x±y=0B.2x±7y=0
C.3x±2y=0D.2x±3y=0
2.已知點(diǎn)F1,F(xiàn)2分別是雙曲線x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn),過點(diǎn)F1且垂直于x軸的直線與雙曲線交于A,B兩點(diǎn),若△ABF2是銳角三角形,則該雙曲線離心率的取值范圍是( )
A.(1,2) B.(1,1+2)
C.(2,+∞) D.(1+2,+∞)
3.(多選)已知雙曲線C:x22-y2=λ(λ<0),則( )
A.雙曲線C的實(shí)軸長為定值B.雙曲線C的焦點(diǎn)在y軸上
C.雙曲線C的離心率為定值D.雙曲線C的漸近線方程為y=±22x
參考答案與解析
雙曲線的定義及應(yīng)用
【例1】 (1)已知F1,F(xiàn)2為雙曲線C:x2-y2=2的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)P在C上,|PF1|=2|PF2|,則cs∠F1PF2= 34 ;
(2)已知F是雙曲線x24-y212=1的左焦點(diǎn),A(1,4),P是雙曲線右支上的一動(dòng)點(diǎn),則|PF|+|PA|的最小值為 9 .
解析:(1)∵由雙曲線的定義有||PF1|-|PF2||=2a=22,∴|PF1|=2|PF2|=42,則cs∠F1PF2=|PF1|2+|PF2|2?|F1F2|22|PF1|·|PF2|=(42)2+(22)2-422×42×22=34.
(2)因?yàn)镕是雙曲線x24-y212=1的左焦點(diǎn),所以F(-4,0),設(shè)其右焦點(diǎn)為H(4,0),則由雙曲線的定義可得|PF|+|PA|=2a+|PH|+|PA|≥2a+|AH|=4+(4-1)2+(0-4)2=4+5=9(當(dāng)A,P,H三點(diǎn)共線時(shí)取等號(hào)).
解題技法
雙曲線定義的應(yīng)用主要有兩個(gè)方面
1.已知?jiǎng)狱c(diǎn)M(x,y)滿足(x+2)2+y2-(x-2)2+y2=4,則動(dòng)點(diǎn)M的軌跡是( )
A.射線 B.直線
C.橢圓 D.雙曲線的一支
解析:A 設(shè)F1(-2,0),F(xiàn)2(2,0),由題意知?jiǎng)狱c(diǎn)M滿足|MF1|-|MF2|=4=|F1F2|,故動(dòng)點(diǎn)M的軌跡是射線,故選A.
2.雙曲線x216-y29=1的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,在左支上過點(diǎn)F1的弦AB的長為5,那么△ABF2的周長是( )
A.12 B.16
C.21 D.26
解析:D 依題意知|AF2|-|AF1|=2a=8,|BF2|-|BF1|=2a=8,∴(|AF2|-|AF1|)+(|BF2|-|BF1|)=16,又|AB|=5,∴|AF2|+|BF2|=16+(|AF1|+|BF1|)=16+|AB|=16+5=21.∴|AF2|+|BF2|+|AB|=21+5=26.即△ABF2的周長是26.故選D.
雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程
【例2】 (1)雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)過點(diǎn)(2,3),且離心率為2,則該雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為( )
A.x2-y23=1 B.x23-y2=1
C.x2-y23=1 D.x23-y2=1
(2)在平面直角坐標(biāo)系中,已知△ABC的頂點(diǎn)A(-3,0),B(3,0),其內(nèi)切圓圓心在直線x=2上,則頂點(diǎn)C的軌跡方程為( )
A.x24-y25=1(x>2)
B.x29-y25=1(x>3)
C.x29+y25=1(0<x<2)
D.x29+y24=1(0<x<3)
答案:(1)A (2)A
解析:(1)因?yàn)閑=ca=2,所以c=2a,b=c2-a2=3a,則雙曲線的方程為x2a2-y23a2=1,將點(diǎn)(2,3)的坐標(biāo)代入雙曲線的方程,得2a2-33a2=1a2=1,解得a=1,故b=3,因此雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2-y23=1.故選A.
(2)如圖,設(shè)△ABC與圓的切點(diǎn)分別為D,E,F(xiàn),
則有|AD|=|AE|=5,|BF|=|BE|=1,|CD|=|CF|,所以|CA|-|CB|=5-1=4.根據(jù)雙曲線定義,所求軌跡是以A,B為焦點(diǎn),實(shí)軸長為4的雙曲線的右支(右頂點(diǎn)除外),即c=3,a=2,又c2=a2+b2,所以b2=5,所以頂點(diǎn)C的軌跡方程為x24-y25=1(x>2).
解題技法
求雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程的兩種方法
(1)待定系數(shù)法:設(shè)出雙曲線方程的標(biāo)準(zhǔn)形式,根據(jù)已知條件,列出參數(shù)a,b,c的方程(組)并求出a,b,c的值;
(2)定義法:依定義得出距離之差的等量關(guān)系式,求出a的值,由定點(diǎn)位置確定c的值.
提醒 求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程時(shí),若焦點(diǎn)位置不確定,要注意分類討論,也可以設(shè)雙曲線方程為mx2+ny2=1(mn<0)求解.
1.焦點(diǎn)在x軸上,焦距為10,且與雙曲線y24-x2=1有相同漸近線的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程是 x25-y220=1 .
解析:設(shè)所求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為y24-x2=-λ(λ>0),即x2λ-y24λ=1,則有4λ+λ=25,解得λ=5,所以所求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為x25-y220=1.
2.經(jīng)過點(diǎn)P(3,27),Q(-62,7)的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為 y225-x275=1 .
解析:設(shè)雙曲線方程為mx2+ny2=1(mn<0),因?yàn)樗箅p曲線經(jīng)過點(diǎn)P(3,27),Q(-62,7),所以9m+28n=1,72m+49n=1,解得m=-175,n=125.故所求雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程為y225-x275=1.
雙曲線的幾何性質(zhì)
考向1 雙曲線的漸近線
【例3】 (1)已知雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的焦距為25,且實(shí)軸長為2,則雙曲線C的漸近線方程為( B )
A.y=±12x B.y=±2x
C.y=±5x D.y=±52x
(2)(2022·全國甲卷14題)若雙曲線y2-x2m2=1(m>0)的漸近線與圓x2+y2-4y+3=0相切,則m= 33 .
解析:(1)由題意可知,2c=25,2a=2,所以c=5,a=1,所以b=c2-a2=2,則ba=2.故該雙曲線C的漸近線方程為y=±2x.
(2)雙曲線的漸近線方程為x±m(xù)y=0,圓x2+y2-4y+3=0的方程可化為x2+(y-2)2=1,則圓心坐標(biāo)為(0,2),半徑r=1.∵雙曲線的漸近線與圓相切,∴圓心到漸近線的距離d=|0±2m|1+m2=1,得m=33.
解題技法
求雙曲線漸近線方程的方法
(1)求雙曲線中a,b的值,進(jìn)而得出雙曲線的漸近線方程;
(2)求a與b的比值,進(jìn)而得出雙曲線的漸近線方程;
(3)令雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程右側(cè)為0,將所得代數(shù)式化為一次式即為漸近線方程.
提醒 兩條漸近線的傾斜角互補(bǔ),斜率互為相反數(shù),且兩條漸近線關(guān)于x軸,y軸對(duì)稱.
考向2 雙曲線的離心率
【例4】 (1)(2021·全國甲卷5題)已知F1,F(xiàn)2是雙曲線C的兩個(gè)焦點(diǎn),P為C上一點(diǎn),且∠F1PF2=60°,|PF1|=3|PF2|,則C的離心率為( A )
A.72 B.132
C.7 D.13
(2)(2022·全國甲卷15題)記雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的離心率為e,寫出滿足條件“直線y=2x與C無公共點(diǎn)”的e的一個(gè)值 2(答案不唯一,(1,5]內(nèi)的任意值均可) .
解析:(1)設(shè)|PF2|=m,|PF1|=3m,則|F1F2|=m2+9m2-2×3m×m×cs60°=7m,所以C的離心率e=ca=2c2a=|F1F2||PF1|?|PF2|=7m2m=72.
(2)雙曲線C的漸近線方程為y=±bax,若直線y=2x與雙曲線C無公共點(diǎn),則2≥ba,∴b2a2≤4,∴e2=c2a2=1+b2a2≤5,又e>1,∴e∈(1,5].∴填寫(1,5]內(nèi)的任意值均可.
解題技法
求雙曲線離心率的兩種方法
1.設(shè)F1,F(xiàn)2是雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn),P是雙曲線C右支上一點(diǎn),若|PF1|+|PF2|=4a,且∠F1PF2=60°,則雙曲線C的漸近線方程是( )
A.3x±y=0 B.2x±7y=0
C.3x±2y=0 D.2x±3y=0
解析:C ∵F1,F(xiàn)2是雙曲線的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)P在雙曲線右支上,∴由雙曲線的定義可得|PF1|-|PF2|=2a,又知|PF1|+|PF2|=4a,∴|PF1|=3a,|PF2|=a.在△PF1F2中,由余弦定理的推論可得cs 60°=|PF1|2+|PF2|2?|F1F2|22|PF1|·|PF2|,即12=(3a)2+a2-4c22×3a×a,∴3a2=10a2-4c2,即4c2=7a2,又知b2+a2=c2,∴b2a2=34,∴雙曲線C的漸近線方程為y=±32x,即3x±2y=0.
2.已知點(diǎn)F1,F(xiàn)2分別是雙曲線x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn),過點(diǎn)F1且垂直于x軸的直線與雙曲線交于A,B兩點(diǎn),若△ABF2是銳角三角形,則該雙曲線離心率的取值范圍是( )
A.(1,2) B.(1,1+2)
C.(2,+∞) D.(1+2,+∞)
解析:B 依題意,得0<∠AF2F1<π4,故0<tan∠AF2F1<1,則b2a2c=c2-a22ac<1,即e-1e<2,e2-2e-1<0,(e-1)2<2,又e>1,所以1<e<1+2.
3.(多選)已知雙曲線C:x22-y2=λ(λ<0),則( )
A.雙曲線C的實(shí)軸長為定值
B.雙曲線C的焦點(diǎn)在y軸上
C.雙曲線C的離心率為定值
D.雙曲線C的漸近線方程為y=±22x
解析:BCD 對(duì)于A、B,由雙曲線C:x22-y2=λ(λ<0),整理可得y2-λ-x2-2λ=1(λ<0),所以雙曲線的焦點(diǎn)在y軸上,且a2=-λ,b2=-2λ(λ<0),實(shí)軸長不是定值,所以A錯(cuò)誤,B正確;對(duì)于C,離心率e=ca=1+b2a2=3為定值,C正確;對(duì)于D,漸近線的方程為y=±abx=±22x,D正確.
1.方程x22+m-y21-m=1表示雙曲線,則m的取值范圍是( )
A.-2<m<1 B.m>1
C.m<-2 D.-1<m<2
解析:A 因?yàn)榉匠蘹22+m-y21-m=1表示雙曲線,所以(2+m)(1-m)>0,即(m+2)(m-1)<0,解得-2<m<1.故選A.
2.已知雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0),離心率e=2,則雙曲線C的漸近線方程為( )
A.y=2x B.y=3x
C.y=±2x D.y=±3x
解析:D ba=c2-a2a2=e2-1=3,故雙曲線C的漸近線方程為:y=±3x.
3.若雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)滿足ba=52,且與橢圓x212+y23=1有公共焦點(diǎn),則雙曲線C的方程為( )
A.x24-y25=1 B.x28-y210=1
C.x25-y24=1 D.x24-y23=1
解析:A 由題意可得橢圓的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(-3,0),(3,0),則在雙曲線C中,有ba=52,c=3,c2=a2+b2,解得a2=4,b2=5,c2=9,所以雙曲線C的方程為x24-y25=1.
4.已知點(diǎn)A(0,2),B(0,-2),C(3,2),若動(dòng)點(diǎn)M(x,y)滿足|MA|+|AC|=|MB|+|BC|,則點(diǎn)M的軌跡方程為( )
A.y2-x23=1 B.y2-x23=1(y≤-1)
C.x2-y23=1 D.x2-y23=1(x≤-1)
解析:B 設(shè)M(x,y),因?yàn)椋麺A|+|AC|=|MB|+|BC|,故|MA|+3=|MB|+32+[2?(?2)]2,即|MA|-|MB|=2<4.故點(diǎn)M(x,y)的軌跡是以A(0,2),B(0,-2)為焦點(diǎn)的雙曲線的下支,且a=1,c=2.故b2=c2-a2=3.故方程為y2-x23=1(y≤-1).
5.已知雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,點(diǎn)A是圓O:x2+y2=c2上一點(diǎn),線段F2A交雙曲線C的右支于點(diǎn)B,|F2A|=a,F(xiàn)2A=3F2B,則雙曲線C的離心率為( )
A.62 B.332
C.362 D.6
解析:A 如圖,由題意可知|F2B|=a3,|AB|=2a3,由雙曲線的定義可知|BF1|=a3+2a=7a3,易得∠F1AF2=90°,則在△ABF1中,由勾股定理可得|AF1|=5a,在Rt△AF1F2中,(5a)2+a2=(2c)2,所以e=62.故選A.
6.(多選)已知雙曲線C的方程為x216-y29=1,則下列說法正確的是( )
A.雙曲線C的實(shí)軸長為8
B.雙曲線C的漸近線方程為y=±34x
C.雙曲線C的焦點(diǎn)到漸近線的距離為3
D.雙曲線C上的點(diǎn)到焦點(diǎn)距離的最小值為94
解析:ABC 因?yàn)閍2=16,所以a=4,2a=8,故A正確;因?yàn)閍=4,b=3,所以雙曲線C的漸近線方程為y=±bax=±34x,故B正確;因?yàn)閏=a2+b2=16+9=5,所以焦點(diǎn)坐標(biāo)為(-5,0),(5,0),焦點(diǎn)(5,0)到漸近線3x-4y=0的距離為|15|32+(?4)2=3,故C正確;雙曲線C上的點(diǎn)到焦點(diǎn)距離的最小值為c-a=1,故D錯(cuò)誤.
7.雙曲線y2m-x2n=1(m>0,n>0)的漸近線方程為y=±22x,實(shí)軸長為2,則m-n= -1 .
解析:因?yàn)殡p曲線的實(shí)軸長為2m,所以2m=2,所以m=1,又漸近線方程為y=±22x,所以mn=22,解得n=2,所以m-n=-1.
8.試寫出一個(gè)中心為坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在坐標(biāo)軸上,漸近線方程為y=±2x的雙曲線方程為 x2-y24=1(答案不唯一) .
解析:因?yàn)闈u近線方程為2x±y=0,設(shè)雙曲線方程為4x2-y2=λ,λ≠0,所以雙曲線的方程可以為x2-y24=1.
9.設(shè)雙曲線x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的右焦點(diǎn)為F,如圖所示,直線l:x=a2c與兩條漸近線交于P,Q兩點(diǎn),N為PQ的中點(diǎn),如果△PQF是直角三角形,則雙曲線的離心率e= 2 .
解析:由題意知右焦點(diǎn)F(c,0),直線l:x=a2c,漸近線y=±bax.聯(lián)立x=a2c,y=±bax,可得P(a2c,abc),Q(a2c,-abc),∴|FP|=|FQ|,即△PQF是等腰三角形.∵△PQF是直角三角形,∴∠PFQ=90°,N為PQ的中點(diǎn),∴|PN|=|FN|,即abc=c-a2c,∴a=b,e=2.
10.中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上的一橢圓與一雙曲線有共同的焦點(diǎn)F1,F(xiàn)2,且|F1F2|=213,橢圓的長半軸與雙曲線的實(shí)半軸之差為4,離心率之比為3∶7.
(1)求這兩個(gè)曲線的方程;
(2)若P為這兩個(gè)曲線的一個(gè)交點(diǎn),求cs∠F1PF2的值.
解:(1)由已知c=13,設(shè)橢圓的長半軸長、短半軸長分別為a,b,雙曲線的實(shí)半軸長、虛半軸長分別為m,n.則a-m=4,7·13a=3·13m,
解得a=7,m=3,所以b=6,n=2.所以橢圓的方程為x249+y236=1,雙曲線的方程為x29-y24=1.
(2)不妨設(shè)F1,F(xiàn)2分別為左、右焦點(diǎn),P是第一象限的一個(gè)交點(diǎn),
則|PF1|+|PF2|=14,|PF1|-|PF2|=6,
所以|PF1|=10,|PF2|=4,
又|F1F2|=213,
所以cs∠F1PF2=|PF1|2+|PF2|2?|F1F2|22|PF1|·|PF2|=102+42?(213)22×10×4=45.
11.如圖為陜西博物館收藏的國寶——唐·金筐寶鈿團(tuán)花紋金杯,杯身曲線內(nèi)收,玲瓏嬌美,巧奪天工,是唐代金銀細(xì)作的典范之作.該杯的主體部分可以近似看作是雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的右支與y軸及平行于x軸的兩條直線圍成的曲邊四邊形ABMN繞y軸旋轉(zhuǎn)一周得到的幾何體,若該金杯主體部分的上口外直徑為1033,下底座外直徑為2393,且杯身最細(xì)之處到上杯口的距離是到下底座距離的2倍,則杯身最細(xì)之處的周長為( )
A.22π B.3π
C.23π D.4π
解析:C 該金杯主體部分的上口外直徑為1033,下底座外直徑為2393,且杯身最細(xì)之處到上杯口的距離是到下底座距離的2倍,可設(shè)M(533,2m),N(393,-m),代入雙曲線方程可得253a2-4m2b2=1,133a2-m2b2=1,即2512a2-m2b2=14,133a2-m2b2=1,作差可得2712a2=34,解得a2=3,a=3,所以杯身最細(xì)處的周長為23π.故選C.
12.(多選)雙曲線C:x24-y22=1的右焦點(diǎn)為F,點(diǎn)P在雙曲線C的一條漸近線上,O為坐標(biāo)原點(diǎn),則下列說法正確的是( )
A.雙曲線C的離心率為62
B.雙曲線y24-x28=1與雙曲線C的漸近線相同
C.若PO⊥PF,則△PFO的面積為2
D.|PF|的最小值為2
解析:ABC 因?yàn)閍=2,b=2,所以c=a2+b2=6,所以e=ca=62,故A正確;雙曲線y24-x28=1的漸近線方程為y=±22x,雙曲線C的漸近線方程為y=±22x,故B正確;因?yàn)镻O⊥PF,點(diǎn)F(6,0)到漸近線2x-2y=0的距離d=|2×6|6=2,所以|PF|=2,所以|PO|=(6)2?(2)2=2,所以△PFO的面積為12×2×2=2,故C正確;|PF|的最小值即為點(diǎn)F到漸近線的距離,即|PF|min=2,故D不正確.
13.已知雙曲線x216-y24=1的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2.
(1)若點(diǎn)M在雙曲線上,且MF1·MF2=0,求點(diǎn)M到x軸的距離;
(2)若雙曲線C與已知雙曲線有相同的焦點(diǎn),且過點(diǎn)(32,2),求雙曲線C的方程.
解:(1)不妨設(shè)M在雙曲線的右支上,M點(diǎn)到x軸的距離為h,
∵M(jìn)F1·MF2=0,∴MF1⊥MF2.
設(shè)|MF1|=m,|MF2|=n,
由雙曲線的定義知m-n=2a=8. ①
在Rt△F1MF2中,由勾股定理得m2+n2=(2c)2=80, ②
由①②得m·n=8.
∵S△MF1F2=12mn=4=12×2ch,∴h=255.
即點(diǎn)M到x軸的距離為255.
(2)設(shè)雙曲線C的方程為x216-λ-y24+λ=1(-4<λ<16).
∵雙曲線C過點(diǎn)(32,2),∴1816-λ-44+λ=1,
解得λ=4或λ=-14(舍去),
∴雙曲線C的方程為x212-y28=1.
14.已知F1,F(xiàn)2分別是雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)P在雙曲線右支上且不與頂點(diǎn)重合,過F2作∠F1PF2的平分線的垂線,垂足為A,O為坐標(biāo)原點(diǎn),若|OA|=2b,則該雙曲線的離心率為 62 .
解析:如圖,記直線F2A交PF1于點(diǎn)Q,因?yàn)镻A是∠F1PF2的平分線,所以|AQ|=|AF2|,|PQ|=|PF2|.又O是F1F2的中點(diǎn),所以QF1∥AO,且|QF1|=2|OA|=22b.由雙曲線的定義,知2a=|PF1|-|PF2|=|PF1|-|PQ|=|QF1|,所以2a=22b,即a=2b,a2=2b2=2(c2-a2),即3a2=2c2,所以該雙曲線的離心率e=ca=62.
15.已知雙曲線x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的右焦點(diǎn)為F(c,0).
(1)若雙曲線的一條漸近線方程為y=x且c=2,求雙曲線的方程;
(2)以原點(diǎn)O為圓心,c為半徑作圓,該圓與雙曲線在第一象限的交點(diǎn)為A,過A作圓的切線,斜率為-3,求雙曲線的離心率.
解:(1)因?yàn)殡p曲線的漸近線方程為y=±bax,所以a=b,所以c2=a2+b2=2a2=4,所以a2=b2=2,
所以雙曲線方程為x22-y22=1.
(2)設(shè)點(diǎn)A的坐標(biāo)為(x0,y0),所以直線AO的斜率滿足y0x0·(-3)=-1,所以x0=3y0, ①
依題意,圓的方程為x2+y2=c2,
將①代入圓的方程得3y02+y02=c2,
即y0=12c,所以x0=32c,
所以點(diǎn)A的坐標(biāo)為(32c,12c),
代入雙曲線方程得34c2a2-14c2b2=1,
即34b2c2-14a2c2=a2b2, ②
又因?yàn)閍2+b2=c2,
所以將b2=c2-a2代入②式,整理得34c4-2a2c2+a4=0,所以3(ca)4-8(ca)2+4=0,所以(3e2-2)(e2-2)=0,
因?yàn)閑>1,所以e=2。
雙曲線的定義及應(yīng)用
雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程
雙曲線的幾何性質(zhì)

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