
本講為高考命題熱點,分值22-27分,題型多變,選擇題,填空題,解答題都會出現(xiàn),
選擇填空題常考圓錐曲線橢圓雙曲線的離心率,幾何關(guān)系等問題,大題題型多變,但多以最值,定值,范圍,存在性問題,考察邏輯推理能力與運算求解能力.
考點一 雙曲線的定義
1.平面內(nèi)到兩個定點F1,F(xiàn)2的距離的差的絕對值等于常數(shù)2a?(2a<|F1F2|)的點P的軌跡叫做雙曲線?.這兩個定點叫做雙曲線的焦點,兩焦點間的距離叫做雙曲線的焦距.
?當|PF1|-|PF2|=2a?2a<|F1F2|?時,點P的軌跡為靠近F2的雙曲線的一支.,當|PF1|-|PF2|=-2a?2a<|F1F2|?時,點P的軌跡為靠近F1的雙曲線的一支.
?若2a=2c,則軌跡是以F1,F(xiàn)2為端點的兩條射線;若2a>2c,則軌跡不存在;若2a=0,則軌跡是線段F1F2的垂直平分線.
考點二 雙曲線的標準方程
(1)中心在坐標原點,焦點在x軸上的雙曲線的標準方程為eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0).
(2)中心在坐標原點,焦點在y軸上的雙曲線的標準方程為eq \f(y2,a2)-eq \f(x2,b2)=1(a>0,b>0).
在雙曲線的標準方程中,看x2項與y2項的系數(shù)的正負,若x2項的系數(shù)為正,則焦點在x軸上;若y2項的系數(shù)為正,則焦點在y軸上,即“焦點位置看正負,焦點隨著正的跑”.
考點三 雙曲線的幾何性質(zhì)
[常用結(jié)論]
1.過雙曲線的一個焦點且與實軸垂直的弦的長為eq \f(2b2,a),也叫通徑.
2.與雙曲線eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)有共同漸近線的方程可表示為eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=t(t≠0).
3.雙曲線的焦點到其漸近線的距離為b.
4.若P是雙曲線右支上一點,F(xiàn)1,F(xiàn)2分別為雙曲線的左、右焦點,則|PF1|min=a+c,|PF2|min=c-a.
高頻考點一 雙曲線的定義及其應(yīng)用
【例1】(1)(2022·河南安陽三模)設(shè)雙曲線C:eq \f(x2,8)-eq \f(y2,m)=1的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,過F1的直線與雙曲線C交于M,N兩點,其中M在左支上,N在右支上.若∠F2MN=∠F2NM,則|MN|=( )
A.8 B.4
C.8 eq \r(2) D.4 eq \r(2)
(2)(2019·河北廊坊省級示范校三聯(lián))設(shè)F1,F(xiàn)2分別為雙曲線C:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦點,過F1的直線交雙曲線C的左支于A,B兩點,且|AF2|=3,|BF2|=5,|AB|=4,則△BF1F2的面積為________.
(3)已知F是雙曲線eq \f(x2,4)-eq \f(y2,12)=1的左焦點,A(1,4),P是雙曲線右支上的一動點,則|PF|+|PA|的最小值為________.
[答案] (1)C (2)eq \f(9,2) (3)9
[解析] (1)由∠F2MN=∠F2NM可知,|F2M|=|F2N|,由雙曲線定義可知,|MF2|-|MF1|=4 eq \r(2),|NF1|-|NF2|=4 eq \r(2),兩式相加得,|NF1|-|MF1|=|MN|=8 eq \r(2).
(2)∵|AF2|=3,|BF2|=5,
|AF2|-|AF1|=2a,|BF2|-|BF1|=2a,
∴|AF2|+|BF2|-|AB|=4a=3+5-4=4,
∴a=1,∴|BF1|=3,
又|AF2|2+|AB|2=|BF2|2,
∴∠F2AB=90°,∴sin B=eq \f(3,5),
∴S△BF1F2=eq \f(1,2)×5×3×sin B=eq \f(1,2)×5×3×eq \f(3,5)=eq \f(9,2).
(3)因為F是雙曲線eq \f(x2,4)-eq \f(y2,12)=1的左焦點,所以F(-4,0),設(shè)其右焦點為H(4,0),則由雙曲線的定義可得|PF|+|PA|=2a+|PH|+|PA|≥2a+|AH|=4+eq \r(?4-1?2+?0-4?2)=4+5=9.
【方法技巧】
雙曲線定義的應(yīng)用策略
(1)根據(jù)動點與兩定點的距離的差判斷動點的軌跡是否為雙曲線.
(2)利用雙曲線的定義解決與雙曲線的焦點有關(guān)的問題,如最值問題、距離問題.
(3)利用雙曲線的定義解決問題時應(yīng)注意三點:①距離之差的絕對值;②2a2).
2.已知F1,F(xiàn)2為雙曲線C:x2-y2=2的左、右焦點,點P在C上,|PF1|=2|PF2|,則cs∠F1PF2=________.
解析:由雙曲線的定義有|PF1|-|PF2|=2a=2eq \r(2),
|PF1|=2|PF2|,∴|PF1|=4eq \r(2),|PF2|=2eq \r(2),
則cs∠F1PF2=eq \f(|PF1|2+|PF2|2-|F1F2|2,2|PF1|·|PF2|)
=eq \f(?4\r(2)?2+?2\r(2)?2-42,2×4\r(2)×2\r(2))=eq \f(3,4).
高頻考點二 雙曲線的幾何性質(zhì)
考向(一) 求雙曲線的離心率(或范圍)
[例2] (一題多解)(2019·全國卷Ⅰ) 已知雙曲線C:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,過F1的直線與C的兩條漸近線分別交于A,B兩點.若eq \(F1A,\s\up7(―→))=eq \(AB,\s\up7(―→)),eq \(F1B,\s\up7(―→))·eq \(F2B,\s\up7(―→))=0,則C的離心率為________.
[解析] 法一:雙曲線eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的漸近線方程為y=±eq \f(b,a)x,
∵eq \(F1B,\s\up7(―→))·eq \(F2B,\s\up7(―→))=0,∴F1B⊥F2B,
∴點B在⊙O:x2+y2=c2上,如圖所示,
不妨設(shè)點B在第一象限,由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(y=\f(b,a)x,,x2+y2=c2,得點B?a,b?,,a2+b2=c2,,x>0))
∵eq \(F1A,\s\up7(―→))=eq \(AB,\s\up7(―→)),∴點A為線段F1B的中點,
∴Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a-c,2),\f(b,2))),將其代入y=-eq \f(b,a)x得eq \f(b,2)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(b,a)))×eq \f(a-c,2).解得c=2a,故e=eq \f(c,a)=2.
法二:如圖,由eq \(F1A,\s\up7(―→))=eq \(AB,\s\up7(―→))知A為線段F1B的中點,
∵O為線段F1F2的中點,
∴OA∥F2B,
∵eq \(F1B,\s\up7(―→))·eq \(F2B,\s\up7(―→))=0,∴F1B⊥F2B,
∴OA⊥F1A且∠F1OA=∠OF2B,
∵∠BOF2=∠AOF1,∴∠BOF2=∠OF2B,
又易知|OB|=|OF2|=c,∴△OBF2為正三角形,
可知eq \f(b,a)=tan 60°=eq \r(3),∴e=eq \f(c,a)= eq \r(1+\f(b2,a2))=2.
法三:如圖,設(shè)∠AOy=α,則∠BOy=α,
∵eq \(F1A,\s\up7(―→))=eq \(AB,\s\up7(―→)),∴A為線段F1B的中點,
又∵O為線段F1F2的中點,
∴OA∥BF2,∴∠OBF2=2α.
過B作BH⊥OF2,垂足為H,
則BH∥y軸,則有∠OBH=α,∴∠HBF2=α,
易得△OBH≌△F2BH,∴|OB|=|BF2|,
∵eq \(F2B,\s\up7(―→))·eq \(F1B,\s\up7(―→))=0,∴BF1⊥BF2,又O為F1F2的中點,
∴|OB|=|OF2|=c,∴△OBF2為正三角形.
∴∠BOF2=60°,則eq \f(b,a)=tan 60°=eq \r(3),
∴e=eq \f(c,a)=eq \r(1+\f(b2,a2))=2.
考向(二) 求雙曲線的漸近線方程
[例3] (2022·武漢調(diào)研)已知雙曲線C:eq \f(x2,m2)-eq \f(y2,n2)=1(m>0,n>0)的離心率與橢圓eq \f(x2,25)+eq \f(y2,16)=1的離心率互為倒數(shù),則雙曲線C的漸近線方程為( )
A.4x±3y=0
B.3x±4y=0
C.4x±3y=0或3x±4y=0
D.4x±5y=0或5x±4y=0
[答案] A
[解析] 由題意知,橢圓中a=5,b=4,∴橢圓的離心率e= eq \r(1-\f(b2,a2))=eq \f(3,5),∴雙曲線的離心率為 eq \r(1+\f(n2,m2))=eq \f(5,3),∴eq \f(n,m)=eq \f(4,3),∴雙曲線的漸近線方程為y=±eq \f(n,m)x=±eq \f(4,3)x,即4x±3y=0.故選A.
考向(三) 求雙曲線的方程
[例4] (2020·廣東湛江一模)設(shè)F為雙曲線E:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的右焦點,過E的右頂點作x軸的垂線與E的漸近線相交于A,B兩點,O為坐標原點,四邊形OAFB為菱形,圓x2+y2=c2(c2=a2+b2)與E在第一象限的交點是P,且|PF|=eq \r(7)-1,則雙曲線E的方程是( )
A.eq \f(x2,6)-eq \f(y2,2)=1 B.eq \f(x2,2)-eq \f(y2,6)=1
C.eq \f(x2,3)-y2=1 D.x2-eq \f(y2,3)=1
[解析] 雙曲線E:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1的漸近線方程為y=±eq \f(b,a)x,
∵四邊形OAFB為菱形,
∴對角線互相垂直平分,∴c=2a,∠AOF=60°,∴eq \f(b,a)=eq \r(3).
則有eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(x2,a2)-\f(y2,3a2)=1,,x2+y2=c2=4a2,))解得Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(7),2)a,\f(3,2)a)).∵|PF|=eq \r(7)-1,
∴eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(7),2)a-2a))2+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2)a))2=(eq \r(7)-1)2,解得a=1,
則b=eq \r(3),故雙曲線E的方程為x2-eq \f(y2,3)=1.故選D.
[規(guī)律探求]
[跟蹤訓(xùn)練]
1.(2020·福建廈門一模)已知雙曲線C:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的一個焦點為F,點A,B是C的一條漸近線上關(guān)于原點對稱的兩點,以AB為直徑的圓過F且交C的左支于M,N兩點,若|MN|=2,△ABF的面積為8,則C的漸近線方程為( )
A.y=±eq \r(3)x B.y=±eq \f(\r(3),3)x
C.y=±2x D.y=±eq \f(1,2)x
解析:選B 設(shè)雙曲線的另一個焦點為F′,由雙曲線的對稱性,可得四邊形AFBF′是矩形,∴S△ABF=S△ABF′,即bc=8,
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x2+y2=c2,,\f(x2,a2)-\f(y2,b2)=1))可得y=±eq \f(b2,c),
則|MN|=eq \f(2b2,c)=2,即b2=c,∴b=2,c=4,
∴a=eq \r(c2-b2)=2 eq \r(3),
∴C的漸近線方程為y=±eq \f(\r(3),3)x,故選B.
2.(2019·天津高考)已知拋物線y2=4x的焦點為F,準線為l.若l與雙曲線eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的兩條漸近線分別交于點A和點B,且|AB|=4|OF|(O為原點),則雙曲線的離心率為( )
A.eq \r(2) B.eq \r(3)
C.2 D.eq \r(5)
解析:選D 由已知易得,拋物線y2=4x的焦點為F(1,0),準線l:x=-1,所以|OF|=1.又雙曲線的兩條漸近線的方程為y=±eq \f(b,a)x,不妨設(shè)點Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-1,\f(b,a))),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-1,- \f(b,a))),所以|AB|=eq \f(2b,a)=4|OF|=4,所以eq \f(b,a)=2,即b=2a,所以b2=4a2.又雙曲線方程中c2=a2+b2,所以c2=5a2,所以e=eq \f(c,a)=eq \r(5).故選D.
3.已知M(x0,y0)是雙曲線C:eq \f(x2,2)-y2=1上的一點,F(xiàn)1,F(xiàn)2是雙曲線C的兩個焦點.若eq \(MF1,\s\up7(―→))·eq \(MF2,\s\up7(―→))
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