TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc21847" 【題型1 雙曲線(xiàn)的定義及其應(yīng)用】 PAGEREF _Tc21847 \h 4
\l "_Tc14868" 【題型2 雙曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程】 PAGEREF _Tc14868 \h 6
\l "_Tc19483" 【題型3 曲線(xiàn)方程與雙曲線(xiàn)】 PAGEREF _Tc19483 \h 8
\l "_Tc6399" 【題型4 求雙曲線(xiàn)的軌跡方程】 PAGEREF _Tc6399 \h 9
\l "_Tc7771" 【題型5 雙曲線(xiàn)中焦點(diǎn)三角形問(wèn)題】 PAGEREF _Tc7771 \h 11
\l "_Tc11106" 【題型6 雙曲線(xiàn)上點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離及最值問(wèn)題】 PAGEREF _Tc11106 \h 14
\l "_Tc18792" 【題型7 雙曲線(xiàn)中線(xiàn)段和、差的最值問(wèn)題】 PAGEREF _Tc18792 \h 16
\l "_Tc2740" 【題型8 求雙曲線(xiàn)的離心率或其取值范圍】 PAGEREF _Tc2740 \h 19
\l "_Tc29859" 【題型9 雙曲線(xiàn)的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)問(wèn)題】 PAGEREF _Tc29859 \h 21
\l "_Tc28048" 【題型10 雙曲線(xiàn)的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題】 PAGEREF _Tc28048 \h 24
\l "_Tc24078" 【題型11 橢圓與雙曲線(xiàn)綜合】 PAGEREF _Tc24078 \h 27
1、雙曲線(xiàn)
【知識(shí)點(diǎn)1 雙曲線(xiàn)及其性質(zhì)】
1.雙曲線(xiàn)的定義
雙曲線(xiàn)的定義:平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)的距離的差的絕對(duì)值等于非零常數(shù)(小于)的點(diǎn)的軌跡叫
作雙曲線(xiàn).這兩個(gè)定點(diǎn)叫作雙曲線(xiàn)的焦點(diǎn),兩焦點(diǎn)間的距離叫作雙曲線(xiàn)的焦距.
2.雙曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程
雙曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程與其在坐標(biāo)系中的位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系:
3.雙曲線(xiàn)的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)
雙曲線(xiàn)的一些幾何性質(zhì):
4.雙曲線(xiàn)的離心率
(1)定義:雙曲線(xiàn)的焦距與實(shí)軸長(zhǎng)的比,叫作雙曲線(xiàn)的離心率.
(2)雙曲線(xiàn)離心率的范圍:e>1.
(3)離心率的意義:離心率的大小決定了漸近線(xiàn)斜率的大小,從而決定了雙曲線(xiàn)的開(kāi)口大小.
因?yàn)?,所以e越大,越大,則雙曲線(xiàn)的開(kāi)口越大.
(4)等軸雙曲線(xiàn)的兩漸近線(xiàn)互相垂直,離心率e=.
【知識(shí)點(diǎn)2 雙曲線(xiàn)方程的求解方法】
1.雙曲線(xiàn)方程的求解
(1)用定義法求雙曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程
根據(jù)雙曲線(xiàn)的定義,確定的值,結(jié)合焦點(diǎn)位置可寫(xiě)出雙曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程.
(2)用待定系數(shù)法求雙曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程
用待定系數(shù)法求雙曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程時(shí),先確定焦點(diǎn)在x軸還是y軸上,設(shè)出標(biāo)準(zhǔn)方程,再由條件確定
a2,b2的值,即“先定型,再定量”,如果焦點(diǎn)的位置不好確定,可將雙曲線(xiàn)的方程設(shè)為或,再根據(jù)條件求解.
(3)與雙曲線(xiàn)有相同漸近線(xiàn)時(shí),可設(shè)所求雙曲線(xiàn)方程為.
【知識(shí)點(diǎn)3 雙曲線(xiàn)的焦點(diǎn)三角形的相關(guān)結(jié)論】
1.雙曲線(xiàn)的焦點(diǎn)三角形
(1)焦點(diǎn)三角形的概念
設(shè)P是雙曲線(xiàn)上一點(diǎn),,為雙曲線(xiàn)的焦點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)P,,不在同一條直線(xiàn)上時(shí),它們構(gòu)成一個(gè)焦
點(diǎn)三角形,如圖所示.
(2)焦點(diǎn)三角形的常用結(jié)論
若P是雙曲線(xiàn)上不同于實(shí)軸兩端點(diǎn)的任意一點(diǎn),,分別為雙曲線(xiàn)的左、右焦點(diǎn),則,其中為.
【知識(shí)點(diǎn)4 雙曲線(xiàn)的離心率或其取值范圍的解題策略】
1.求雙曲線(xiàn)離心率或其取值范圍的方法
(1)直接求出a, c的值,利用離心率公式直接求解.
(2)列出含有a, b, c的齊次方程(或不等式),借助于消去b,轉(zhuǎn)化為含有e的方程(或不等式)
求解.
【知識(shí)點(diǎn)5 雙曲線(xiàn)中的最值問(wèn)題的解題策略】
1.雙曲線(xiàn)中的最值問(wèn)題
求解此類(lèi)問(wèn)題一般有以下兩種思路:
(1)幾何法:若題目中的條件和結(jié)論能明顯體現(xiàn)幾何特征及意義,則考慮利用圖形性質(zhì)來(lái)解決,這就是幾何法.解題的關(guān)鍵是能夠準(zhǔn)確分析出最值問(wèn)題所隱含的幾何意義,并能借助相應(yīng)曲線(xiàn)的定義求解.
(2)代數(shù)法:若題目中的條件和結(jié)論能體現(xiàn)一種明確的函數(shù)關(guān)系,則可建立目標(biāo)函數(shù),將目標(biāo)變量表示為一個(gè)(或多個(gè))變量的函數(shù)關(guān)系式,然后根據(jù)函數(shù)關(guān)系式的特征選用配方法、判別式法,應(yīng)用基本不等式以及三角函數(shù)的最值求法求出最大值、最小值或范圍,但要注意自變量的取值范圍對(duì)最值的影響.
【方法技巧與總結(jié)】
1.雙曲線(xiàn)的焦點(diǎn)到其漸近線(xiàn)的距離為b.
2.若P是雙曲線(xiàn)右支上一點(diǎn),F(xiàn)1,F2分別為雙曲線(xiàn)的左、右焦點(diǎn),則,.
3.同支的焦點(diǎn)弦中最短的為通徑(過(guò)焦點(diǎn)且垂直于實(shí)軸的弦),其長(zhǎng)為.
4.與雙曲線(xiàn)有共同漸近線(xiàn)的雙曲線(xiàn)方程可表示為(t≠0).
【題型1 雙曲線(xiàn)的定義及其應(yīng)用】
【例1】(2024·河北邢臺(tái)·二模)若點(diǎn)P是雙曲線(xiàn)C:x216?y29=1上一點(diǎn),F(xiàn)1,F(xiàn)2分別為C的左、右焦點(diǎn),則“PF1=8”是“PF2=16”的( )
A.既不充分也不必要條件B.必要不充分條件
C.充要條件D.充分不必要條件
【解題思路】首先求得焦半徑的最小值,然后結(jié)合雙曲線(xiàn)定義以及充要條件的定義即可得解.
【解答過(guò)程】a=4,b=3,c=42+32=5,
當(dāng)點(diǎn)P在左支時(shí),PF1的最小值為c?a=1,
當(dāng)點(diǎn)P在右支時(shí),PF1的最小值為a+c=9,
因?yàn)镻F1=8,則點(diǎn)P在雙曲線(xiàn)的左支上,
由雙曲線(xiàn)的定義PF2?PF1=PF2?8=2a=8,解得PF2=16;
當(dāng)PF2=16,點(diǎn)P在左支時(shí),PF1=8;在右支時(shí),PF1=24;推不出PF1=8;
故為充分不必要條件,
故選:D.
【變式1-1】(2024·青海·模擬預(yù)測(cè))已知F1,F(xiàn)2分別是雙曲線(xiàn)C:x2a2?y2b2=1a>0,b>0的左、右焦點(diǎn),F(xiàn)1F2=2c,點(diǎn)P在C的右支上,且△PF1F2的周長(zhǎng)為6c,則PF1=( )
A.3c?aB.3c+aC.2c?aD.2c+a
【解題思路】借助雙曲線(xiàn)定義計(jì)算即可得.
【解答過(guò)程】由雙曲線(xiàn)定義可知:PF1?PF2=2a,
則三角形△PF1F2的周長(zhǎng)為F1F2+PF1+PF2=2c+PF1+PF1?2a=6c,
故PF1=2c+a.
故選:D.
【變式1-2】(23-24高二下·北京海淀·期末)已知雙曲線(xiàn)C:x2a2?y216=1的左右焦點(diǎn)依次為F1,F(xiàn)2,且F1F2=10,若點(diǎn)P在雙曲線(xiàn)的右支上,則PF1?PF2=( )
A.?6B.6C.8D.10
【解題思路】根據(jù)題意,得b=4,c=5,求出a2=9,根據(jù)雙曲線(xiàn)的定義即可求出PF1?PF2的值.
【解答過(guò)程】
由題意知,b=4,2c=10,
∴a2=c2?b2=52?42=9,
∴雙曲線(xiàn)C:x29?y216=1,
∵點(diǎn)P在雙曲線(xiàn)的右支上,
∴由雙曲線(xiàn)的定義得,PF1?PF2=6,
故選:B.
【變式1-3】(2024·四川達(dá)州·二模)設(shè)F1,F(xiàn)2是雙曲線(xiàn)C:x24?y23=1的左、右焦點(diǎn),過(guò)F2的直線(xiàn)與C的右支交于P,Q兩點(diǎn),則F1P+F1Q?|PQ|=( )
A.5B.6C.8D.12
【解題思路】
由雙曲線(xiàn)的定義知F1P?PF2=2a=4,F(xiàn)1Q?QF2=2a=4,則F1P+F1Q?|PQ|= F1P?PF2+F1Q?QF2,即可得出答案.
【解答過(guò)程】雙曲線(xiàn)C:x24?y23=1,則a2=4,a=2,
由雙曲線(xiàn)的定義知:F1P?PF2=2a=4,F(xiàn)1Q?QF2=2a=4,
PQ=PF2+QF2,
所以F1P+F1Q?|PQ|=F1P+F1Q?PF2+QF2
=F1P?PF2+F1Q?QF2=8.
故選:C.
【題型2 雙曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程】
【例2】(2024·北京門(mén)頭溝·一模)已知雙曲線(xiàn)C經(jīng)過(guò)點(diǎn)0,1, 離心率為2,則C的標(biāo)準(zhǔn)方程為( )
A.x2?y23=1B.x23?y2=1
C.y2?x23=1D.y23?x2=1
【解題思路】根據(jù)題意設(shè)出雙曲線(xiàn)方程,在根據(jù)離心率公式,即可求出。
【解答過(guò)程】由題意知,雙曲線(xiàn)的焦點(diǎn)在y軸上,
設(shè)雙曲線(xiàn)的方程為y2a2?x2b2=1 a>0,b>0,
因?yàn)殡p曲線(xiàn)C經(jīng)過(guò)點(diǎn)(0,1),所以a=1,
因?yàn)閑=ca=2,所以c=2,
所以b2=c2?a2=4?1=3,
所以雙曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程為y2?x23=1.
故選:C.
【變式2-1】(2024·北京海淀·一模)若雙曲線(xiàn)x2a2?y2b2=1(a>0,b>0)上的一點(diǎn)到焦點(diǎn)(?5,0)的距離比到焦點(diǎn)(5,0)的距離大b,則該雙曲線(xiàn)的方程為( )
A.x24?y2=1B.x22?y2=1C.x2?y22=1D.x2?y24=1
【解題思路】根據(jù)題意及雙曲線(xiàn)的定義可知2a=b,c=5,再結(jié)合a2+b2=c2,求出a,b,即可求出結(jié)果.
【解答過(guò)程】由題知c=5,根據(jù)題意,由雙曲線(xiàn)的定義知2a=b,又a2+b2=c2,
所以5a2=5,得到a2=1,b2=4,所以雙曲線(xiàn)的方程為x2?y24=1,
故選:D.
【變式2-2】(2024·湖南岳陽(yáng)·一模)如圖,唐金筐寶鈿團(tuán)花紋金杯出土于西安,這件金杯整體造型具有玲瓏剔透之美,充分體現(xiàn)唐代金銀器制作的高超技藝,是唐代金銀細(xì)工的典范之作.該杯主體部分的軸截面可以近似看作雙曲線(xiàn)C的一部分,若C的中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,離心率e=2,且點(diǎn)P(6,3)在雙曲線(xiàn)C上,則雙曲線(xiàn)C的標(biāo)準(zhǔn)方程為( )
A.x2?y23=1B.x22?y26=1
C.x23?y29=1D.x24?y212=1
【解題思路】利用待定系數(shù)法可求雙曲線(xiàn)C的標(biāo)準(zhǔn)方程.
【解答過(guò)程】設(shè)雙曲線(xiàn)的方程為:x2a2?y2b2=1(a>0,b>0),
因?yàn)殡x心率e=2,故半焦距c=2a,故b=3a,
而雙曲線(xiàn)過(guò)P(6,3),故6a2?9b2=1,解得a=3,b=3,
故雙曲線(xiàn)的方程為:x23?y29=1,
故選:C.
【變式2-3】(2024·四川雅安·一模)已知F1,F2為雙曲線(xiàn)C:x2a2?y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)A在C上,若F1A=2F2A,∠AF1F2=30°,△AF1F2的面積為63,則C的方程為( )
A.x29?y26=1B.x23?y26=1
C.x26?y29=1D.x26?y23=1
【解題思路】先根據(jù)雙曲線(xiàn)的定義求出F2A,F1A,在△AF1F2中,利用正弦定理求出AF2F1,再根據(jù)三角形的面積公式求出a2,利用勾股定理可求得c2,進(jìn)而可求出答案.
【解答過(guò)程】因?yàn)镕1A=2F2A,所以F1A>F2A,
又因?yàn)辄c(diǎn)A在C上,所以F1A?F2A=2a,
即2F2A?F2A=2a,所以F2A=2a,F1A=4a,
在△AF1F2中,由正弦定理得AF2sin∠AF1F2=AF1sin∠AF2F1,
所以sin∠AF2F1=AF1sin30°AF2=1,
又0°0的漸近線(xiàn)方程為bx±ay=0,
將點(diǎn)?1,2代入bx+ay=0中,得ba=2,
故離心率e=ca=1+ba2=3,
故選:A.
【變式8-1】(2024·四川·模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線(xiàn)E:x2a2?y2b2=1(a>0,b>0),F,A分別為E的右焦點(diǎn)和左頂點(diǎn),點(diǎn)M?2,3是雙曲線(xiàn)E上的點(diǎn),若△AMF的面積為92,則雙曲線(xiàn)E的離心率為( )
A.3B.2C.62D.6
【解題思路】根據(jù)S△AMF=92、點(diǎn)M?2,3在E上,求出a,c可得答案.
【解答過(guò)程】由題設(shè)知,AF=a+c,則S△AMF=12yMAF=32AF=92,
所以a+c=3,且c>a,易知00)的左右焦點(diǎn),過(guò)點(diǎn)F2的直線(xiàn)交雙曲線(xiàn)右支于點(diǎn)M,交y軸于點(diǎn)N,且F2為線(xiàn)段MN的中點(diǎn),并滿(mǎn)足F1M⊥F1N,則雙曲線(xiàn)C的離心率為( )
A.3+12B.3+1C.2D.5+1
【解題思路】設(shè)M(x,y),根據(jù)中點(diǎn)關(guān)系得M(2c,y),從而根據(jù)向量垂直的坐標(biāo)形式列式求得y2=3c2,根據(jù)點(diǎn)M在雙曲線(xiàn)上列方程求解即可a、c的關(guān)系式,利用離心率的定義轉(zhuǎn)化為e的方程求解即可.
【解答過(guò)程】由題意,F(xiàn)1?c,0,F2c,0,設(shè)M(x,y),則N(0,?y),
因?yàn)镕2為線(xiàn)段MN的中點(diǎn),所以x=2c,即M(2c,y),則F1M=(3c,y),F1N=(c,?y),
因?yàn)镕1M⊥F1N,所以F1M?F1N=3c2?y2=0,即y2=3c2,
又M在C:x2a2?y2b2=1(a>0,b>0)雙曲線(xiàn)上,所以4c2a2?3c2b2=1,
結(jié)合b2=c2?a2整理得4c4?8c2a2+a4=0,所以4e4?8e2+1=0,
解得e2=1+32或e2=1?32(舍去),由e>1,解得e=3+12.
故選:A.
【變式8-3】(2024·浙江杭州·三模)已知雙曲線(xiàn)x2a2?y2b2=1a,b>0上存在關(guān)于原點(diǎn)中心對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)A,B,以及雙曲線(xiàn)上的另一點(diǎn)C,使得△ABC為正三角形,則該雙曲線(xiàn)離心率的取值范圍是( )
A.2,+∞B.3,+∞C.2,+∞D(zhuǎn).233,+∞
【解題思路】設(shè)點(diǎn)Ax,y,則可取C?3y,3x,代入雙曲線(xiàn)方程整理可得y2x2=3a2+b2a2+3b2,結(jié)合漸近線(xiàn)列式求解即可.
【解答過(guò)程】由題意可知:雙曲線(xiàn)的漸近線(xiàn)方程為y=±bax,
設(shè)點(diǎn)Ax,y,則可取C?3y,3x,
則x2a2?y2b2=13y2a2?3x2b2=1,整理得y2x2=3a2+b2a2+3b2a2,即c2?a2>a2,可得c2a2>2,則e=ca=c2a2>2,
所以該雙曲線(xiàn)離心率的取值范圍是2,+∞.
故選:A.
【題型9 雙曲線(xiàn)的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)問(wèn)題】
【例9】(2024·福建福州·模擬預(yù)測(cè))以y=±3x為漸近線(xiàn)的雙曲線(xiàn)可以是( )
A.x23?y2=1B.x2?y29=1
C.y23?x2=1D.y2?x29=1
【解題思路】利用漸近線(xiàn)的求法,直接求出各個(gè)選項(xiàng)的漸近線(xiàn)方程,即可求解.
【解答過(guò)程】對(duì)于選項(xiàng)A,由x23?y2=1得漸近線(xiàn)方程為y=±33x,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤,
對(duì)于選項(xiàng)B,由x2?y29=1得漸近線(xiàn)方程為y=±3x,所以選項(xiàng)B正確,
對(duì)于選項(xiàng)C,由y23?x2=1得漸近線(xiàn)方程為y=±3x,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤,
對(duì)于選項(xiàng)D,由y2?x29=1得漸近線(xiàn)方程為y=±13x,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤,
故選:B.
【變式9-1】(2024·湖南·三模)雙曲線(xiàn)C:y2a2?x2=1(a>0)的上焦點(diǎn)F2到雙曲線(xiàn)一條漸近線(xiàn)的距離為a2,則雙曲線(xiàn)兩條漸近線(xiàn)的斜率之積為( )
A.?4B.4C.?2D.2
【解題思路】由點(diǎn)到直線(xiàn)的距離公式、焦點(diǎn)、漸近線(xiàn)以及c2=a2+1的關(guān)系即可求解.
【解答過(guò)程】由對(duì)稱(chēng)性,不妨設(shè)F20,c,雙曲線(xiàn)的漸近線(xiàn)是y=±ax,
則由題意ca2+1=cc=1=a2,解得a=2,故所求為?a2=?4.
故選:A.
【變式9-2】(2024·甘肅張掖·三模)已知雙曲線(xiàn)方程為2x2?y2=λ(λ≠0),則不因λ的值變化而變化的是( )
A.頂點(diǎn)坐標(biāo)B.焦距C.離心率D.漸近線(xiàn)方程
【解題思路】分λ>0和λ0,雙曲線(xiàn)的焦點(diǎn)和頂點(diǎn)在x軸上,頂點(diǎn)坐標(biāo)為2λ2,0,焦距為6λ,
離心率為6λ22λ2=3,顯然頂點(diǎn)坐標(biāo)和焦距是隨λ變化的,則AB錯(cuò)誤;
當(dāng)λ0,b>0)的兩焦點(diǎn)分別為F1,F2,過(guò)F2的直線(xiàn)與其一支交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)B在第四象限.以F1為圓心,Γ的實(shí)軸長(zhǎng)為半徑的圓與線(xiàn)段AF1,BF1分別交于M,N兩點(diǎn),且|AM|=3|BN|,F1B⊥F2B,則Γ的漸近線(xiàn)方程是( )
A.y=±6xB.y=±62x
C.y=±63xD.y=±64x
【解題思路】設(shè)|BN|=t(t>0),則|AM|=3|BN|=3t,由已知結(jié)合雙曲線(xiàn)定義,在△AF1B中由勾股定理求得t=a,在△BF1F2中,利用勾股定理得a2=25c2,進(jìn)而可求答案.
【解答過(guò)程】解:如圖,由題意得:|F1M|=|F1N|=2a,
設(shè)|BN|=t(t>0),則|AM|=3|BN|=3t,
所以|AF1|=2a+3t,|BF1|=2a+t,
由雙曲線(xiàn)的定義得:|AF1|?|AF2|=|BF1|?|BF2|=2a,
所以|AF2|=3t,|BF2|=t,則|AB|=|AF2|+|BF2|=4t,
因?yàn)镕1B⊥F2B,在Rt△AF1B中,|BF1|2+|AB|2=|AF1|2,
即(2a+t)2+(4t)2=(2a+3t)2,解得t=a,
所以|BF1|=3a,|BF2|=a,
在Rt△BF1F2中,|BF1|2+|BF2|2=|F1F2|2,
即(3a)2+a2=(2c)2,
可得a2=25c2,
所以b2=a2?c2=35c2,
所以a2b2=23,即ab=63,
故雙曲線(xiàn)Γ的漸近線(xiàn)方程為y=±63x.
故選:C.
【題型10 雙曲線(xiàn)的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題】
【例10】(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))圓錐曲線(xiàn)的光學(xué)性質(zhì)在實(shí)際生活中有著廣泛的應(yīng)用.我國(guó)首先研制成功的“雙曲線(xiàn)電瓶新聞燈”就是利用了雙曲線(xiàn)的光學(xué)性質(zhì),即從雙曲線(xiàn)的一個(gè)焦點(diǎn)射出的光線(xiàn),經(jīng)過(guò)雙曲線(xiàn)反射后,反射光線(xiàn)的反向延長(zhǎng)線(xiàn)都經(jīng)過(guò)雙曲線(xiàn)的另一個(gè)焦點(diǎn).如圖,已知雙曲線(xiàn)C:x2a2?y2b2=1a>0,b>0的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,當(dāng)入射光線(xiàn)F2P和反射光線(xiàn)PE互相垂直時(shí)(其中P為入射點(diǎn)),cs∠F1F2P=7?14,則該雙曲線(xiàn)的離心率為( )

A.2B.2C.72D.7
【解題思路】根據(jù)三角函數(shù)的定義表示出F2P,利用勾股定理表示出F1P,根據(jù)雙曲線(xiàn)的定義得到2a=c,即得離心率.
【解答過(guò)程】設(shè)雙曲線(xiàn)C的焦距為2c,因?yàn)閏s∠F1F2P=7?14,F(xiàn)1P⊥F2P,
所以F2P=F1F2cs∠F1F2P=7?12c,F(xiàn)1P=F1F22?F2P2=7+12c,
所以2a=F1P?F2P=c,故該雙曲線(xiàn)的離心率為ca=2.
故選:B.
【變式10-1】(23-24高二下·浙江·階段練習(xí))江南水鄉(xiāng)多石拱橋,現(xiàn)有等軸雙曲線(xiàn)形的石拱橋(如圖),拱頂離水面10米,水面寬AB=205米,若水面上升5米,則水面寬為( )
A.102米B.152米C.123米D.30米
【解題思路】設(shè)雙曲線(xiàn)方程為y2a2?x2a2=1a>0,y0,y0.
又由題可得B105,?a?10,代入雙曲線(xiàn)方程可得:
a+102a2?500a2=1?a+102?500=a2?a=20 ,則Dx,?25.
將D點(diǎn)坐標(biāo)代入雙曲線(xiàn)方程可得:625400?x2400=1?x=15,則D15,?25.
又由對(duì)稱(chēng)性可得C?15,?25,則水面上升5米,則水面寬為30米.
故選:D.
【變式10-2】(2024·重慶沙坪壩·模擬預(yù)測(cè))某中心接到其正東、正西、正北方向三個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的報(bào)告;正西、正北兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)同時(shí)聽(tīng)到了一聲巨響,正東觀測(cè)點(diǎn)聽(tīng)到的時(shí)間比其它兩觀測(cè)點(diǎn)晚2s,已知各觀測(cè)點(diǎn)到該中心的距離是680m,則該巨響發(fā)生在接報(bào)中心的( )處(假定當(dāng)時(shí)聲音傳播的速度為340m/s,相關(guān)各點(diǎn)均在同一平面上)
A.西偏北45°方向,距離3403mB.東偏南45°方向,距離3403m
C.西偏北45°方向,距離1703mD.東偏南45°方向,距離1703m
【解題思路】建立平面直角坐標(biāo)系,由條件確定該巨響發(fā)生的軌跡,聯(lián)立方程組求其位置.
【解答過(guò)程】如圖,

以接報(bào)中心為原點(diǎn)O,正東、正北方向?yàn)閤軸、y軸正向,建立直角坐標(biāo)系.設(shè)A、B、C分別是西、東、北觀測(cè)點(diǎn),則A(?680,0),B(680,0),C(0,680).
設(shè)P(x,y)為巨響為生點(diǎn),由A、C 同時(shí)聽(tīng)到巨響聲,得PA=PC,故P在AC的垂直平分線(xiàn)PO上,PO的方程為y=?x,因B點(diǎn)比A點(diǎn)晚2s聽(tīng)到爆炸聲,故,PB?PA=340×2=680
由雙曲線(xiàn)定義知P點(diǎn)在以A、B為焦點(diǎn)的雙曲線(xiàn)左支x2a2?y2b2=1(x0,
由已知可得a ,將點(diǎn)C坐標(biāo)代入解得b 的值,從而得到雙曲線(xiàn)的方程,最后利用雙曲線(xiàn)的方程
解得B 的坐標(biāo)即可求得地標(biāo)建筑的高.
【解答過(guò)程】解:以地標(biāo)建筑的最細(xì)處所在直線(xiàn)為x 軸,雙曲線(xiàn)的虛軸為y 軸,建立平面直角坐標(biāo)系如圖所示.
由題意可得:A50,0,C2522,?300,
設(shè)B256,y0 y0>0,雙曲線(xiàn)的方程是x2a2?y2b2=1a>0,b>0,
則a=5025222502??3002b2=1,解得a=50b=1002 ,
所以雙曲線(xiàn)的方程是:x22500?y220000=1,
將點(diǎn)B256,y0代入得252×62500?y0220000=1,
解得y0=100,
所以該地標(biāo)建筑的高為:300+100=400 m .
故選:C.
【題型11 橢圓與雙曲線(xiàn)綜合】
【例11】(2024·四川樂(lè)山·三模)設(shè)雙曲線(xiàn)C1:x2a2?y2=1(a>0),橢圓C2:x24+y2=1的離心率分別為e1,e2,若e1=23e2,則a=( )
A.28B.24C.22D.63
【解題思路】先求得橢圓的離心率,進(jìn)而可求得雙曲線(xiàn)的離心率,可求a的值.
【解答過(guò)程】由橢圓C2:x24+y2=1,可得a2=2,b2=1,
所以c2=4?1=3,所以橢圓的離心率e2=32,
又e1=23e2,所以雙曲線(xiàn)的離心率為e1=3,
又雙曲線(xiàn)C1:x2a2?y2=1(a>0),所以c=a2+1,
所以a2+1a=3,解得a=24.
故選:B.
【變式11-1】(2024·山西太原·一模)設(shè)雙曲線(xiàn)x2a2?y2b2=1(a、b均為正值)的漸近線(xiàn)的傾斜角為α,且該雙曲線(xiàn)與橢圓x24+y23=1的離心率之積為1,且有相同的焦距,則sinα=( )
A.37B.713C.32D.213
【解題思路】運(yùn)用共焦點(diǎn)條件得到雙曲線(xiàn)中c=1,由兩曲線(xiàn)的離心率之積為1得ca=2,再用a2+b2=c2轉(zhuǎn)化得到ba=3,進(jìn)而得到sinα.
【解答過(guò)程】由題意易得,在雙曲線(xiàn)中c=1,即a2+b2=1,
由于橢圓離心率為e=12,且由兩曲線(xiàn)的離心率之積為1得ca=2.
∴c2a2=a2+b2a2=1+b2a2=4,∴b2a2=3,∴ba=3,∴tanα=±3,又00)和雙曲線(xiàn)x2a2?y2b2=1的離心率,雙曲線(xiàn)漸近線(xiàn)的斜率不超過(guò)255,則e2e1的最大值是( )
A.2B.3C.4D.5
【解題思路】根據(jù)橢圓與雙曲線(xiàn)的幾何性質(zhì),求出e2e1=a2+b2a2?b2,令k=ba,結(jié)合ba≤255,即可求解.
【解答過(guò)程】由橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)的離心率e1=ca=1?b2a2,
雙曲線(xiàn)x2a2?y2b2=1的離心率e2=ca=1+b2a2,可得e2e1=a2+b2a2?b2=1+(ba)21?(ba)2,
令k=ba,因?yàn)殡p曲線(xiàn)的漸近線(xiàn)的斜率不超過(guò)255,即ba≤255,
則0n>0)與雙曲線(xiàn)C2:x2a2?y2b2=1(a>0,b>0)有共同的焦點(diǎn)F1,F2,點(diǎn)P為兩曲線(xiàn)的一個(gè)公共點(diǎn),且∠F1PF2=60°,橢圓的離心率為e1,雙曲線(xiàn)的離心率為e2,那么e12+e22最小為( )
A.2+34B.2+32C.3+224D.3+222
【解題思路】分別在橢圓和雙曲線(xiàn)中,利用焦點(diǎn)三角形中的余弦定理建立等量關(guān)系,再構(gòu)造1e12+3e22=4,利用基本不等式,即可求解.
【解答過(guò)程】設(shè)兩曲線(xiàn)的半焦距為c,由余弦定理得F1F22=PF12+PF22?2PF1?PF2cs60°.
在橢圓中,F(xiàn)1F22=PF1+PF22?2PF1?PF21+cs60°,
得PF1?PF2= 2n21+cs60°=43n2.
在雙曲線(xiàn)中,F(xiàn)1F22=PF1?PF22+2PF1?PF21?cs60°,
得PF1?PF2=2b21?cs60°=4b2.從而4n23=4b2,得n2=3b2,
則m2=n2+c2=3b2+c2,a2=c2?b2,即m2+3a2=4c2,m2c2+3a2c2=4,
即1e12+3e22=4.
所以e12+e22=14e12+e221e12+3e22=144+e22e12+3e12e22≥14×(4+23)=2+32,
當(dāng)且僅當(dāng)e22=3e12=3+34時(shí)等號(hào)成立.
故選:B.
一、單選題
1.(2024·山東泰安·模擬預(yù)測(cè))已知曲線(xiàn)C:x28+y2m=1(m≠0,m≠8),則“m∈(0,8)”是“曲線(xiàn)C的焦點(diǎn)在x軸上的( )
A.充分不必要條件B.必要不充分條件
C.充要條件D.既不充分也不必要條件
【解題思路】易得充分性成立,當(dāng)m0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,過(guò)F2且斜率為247的直線(xiàn)與雙曲線(xiàn)在第一象限的交點(diǎn)為A,若F1F2=AF2,則此雙曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程可能為( )
A.x23?y24=1B.x24?y3=1
C.x29?y216=1D.x216?y29=1
【解題思路】|AF2|=|F2F1|=2c,由雙曲線(xiàn)的定義可得|AF1|=2a+2c,再由三角形的余弦定理,可得3c=5a,4c=5b,即可判斷出所求雙曲線(xiàn)的可能方程.
【解答過(guò)程】因?yàn)閨AF2|=|F2F1|=2c,
由雙曲線(xiàn)的定義可知AF1?AF2=2a,
可得|AF1|=2a+2c,
由于過(guò)F2的直線(xiàn)斜率為247,
所以在等腰三角形AF1F2中,tan∠AF2F1=?247,則cs∠AF2F1=?725,
由余弦定理得:cs∠AF2F1=?725=4c2+4c2?(2a+2c)22?2c?2c,
化簡(jiǎn)得39c2?50ac?25a2=0,可得3c=5a,即a=35c,b=45c,
可得a:b=3:4,a2:b2=9:16,
所以此雙曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程可能為:x29?y216=1.
故選:C.
5.(2024·重慶渝中·模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線(xiàn)C:x2a2?y2b2=1(a>0,b>0)的左焦點(diǎn)為F,過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的直線(xiàn)與雙曲線(xiàn)C交于M,N兩點(diǎn),且點(diǎn)M在第一象限,滿(mǎn)足OM=OF.若點(diǎn)P在雙曲線(xiàn)C上,且NP=4NF,則雙曲線(xiàn)C的離心率為( )
A.52B.102C.22D.5
【解題思路】利用三角形一邊中線(xiàn)等于這一邊的一半,則這是一個(gè)直角三角形,可得∠FNF2是直角,再利用雙曲線(xiàn)的定義,及已知的兩焦半徑關(guān)系,結(jié)合勾股定理,可得長(zhǎng)度關(guān)系,即可求得離心率.
【解答過(guò)程】
設(shè)雙曲線(xiàn)右焦點(diǎn)為F2,連接MF,MF2,NF2,PF2,
由題意可知M,N關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng),所以O(shè)M=ON=OF=OF2,
所以∠FNF2是直角,由NP=4NF,可設(shè)NF=m,則NP=4m,即FP=3m
由雙曲線(xiàn)的定義可知:PF2?PF=2a,NF2?NF=2a,
則PF2=2a+3m,NF2=2a+m,
由∠FNF2是直角得:PF22=PN2+NF22,
則2a+3m2=16m2+2a+m2,解得:m=a,
又由∠FNF2是直角得:FF22=FN2+NF22,
則FF22=a2+9a2=10a2=4c2,解得:ca=52=102,所以離心率e=102
故選:B.
6.(2024·湖南邵陽(yáng)·三模)已知雙曲線(xiàn)C:x2a2?y2b2=1(a>0,b>0)的右焦點(diǎn)為F,左、右頂點(diǎn)分別為A1,A2,點(diǎn)M在C上且MF⊥x軸,直線(xiàn)MA1,MA2與y軸分別交于點(diǎn)P,Q,若3OQ=4OP(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),則C的漸近線(xiàn)方程為( )
A.y=±26xB.y=±210xC.y=±43xD.y=±215x
【解題思路】由題意求出直線(xiàn)MA1和直線(xiàn)MA2的方程,分別令x=0,可求出OQ,OP,結(jié)合3OQ=4OP代入化簡(jiǎn)即可得出答案.
【解答過(guò)程】由題意知Fc,0,A1?a,0,A2a,0,因?yàn)镸F⊥x軸,
所以令x=c,可得c2a2?yM2b2=1,解得:yM=±b2a,設(shè)Mc,b2a,
直線(xiàn)MA1的斜率為:kMA1=b2a?0c+a=b2ac+a,
所以直線(xiàn)MA1的方程為:y=b2aa+cx+a,
令x=0可得y=b2a+c,所以O(shè)P=b2a+c,
直線(xiàn)MA2的斜率為:kMA2=b2a?0c?a=b2ac?a
所以直線(xiàn)MA2的方程為:y=b2ac?ax?a,
令x=0可得y=?b2c?a,所以O(shè)Q=b2c?a,
由3OQ=4OP可得4b2a+c=3b2c?a,解得:c=7a,
所以c2=a2+b2=49a2,解得:b2a2=48,即ba=±43
所以C的漸近線(xiàn)方程為y=±43x,
故選:C.
7.(2024·山西太原·模擬預(yù)測(cè))在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn)A坐標(biāo)為0,?6,若動(dòng)點(diǎn)P位于y軸右側(cè),且到兩定點(diǎn)F1?3,0,F(xiàn)23,0的距離之差為定值4,則△APF1周長(zhǎng)的最小值為( )
A.3+45B.3+65C.4+45D.4+65
【解題思路】先根據(jù)雙曲線(xiàn)的定義,判斷P點(diǎn)軌跡為雙曲線(xiàn)的右支,并求出方程;再根據(jù)PF1?PF2=2a和AF1=AF2把△PF1A的周長(zhǎng)轉(zhuǎn)化為PA+ PF2的范圍問(wèn)題,利用三角形兩邊之和大于第三邊求解.
【解答過(guò)程】由動(dòng)點(diǎn)P到兩定點(diǎn)F1?3,0,F(xiàn)23,0的距離之差為定值4,
結(jié)合雙曲線(xiàn)定義可知,動(dòng)點(diǎn)P的軌跡是以F1?3,0,F(xiàn)23,0為焦點(diǎn)的雙曲線(xiàn)的右支,
易得c=3,2a=4,由c2=a2+b2得b2=5,則動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程為x24?y25=1x>0,
如圖:
又PF1?PF2=4,則PF1=PF2+4,且AF1=AF2=32+62=35
故△APF1的周長(zhǎng)為:PA+AF1+PF1=PA+PF2+4+AF1=PA+PF2+4+35≥AF2+4+35=4+65,
當(dāng)且僅當(dāng)P,A,F(xiàn)2三點(diǎn)共線(xiàn)且P點(diǎn)位于A、F2之間時(shí)等號(hào)成立,故△APF1周長(zhǎng)的最小值為4+65.
故選:D.
8.(2024·陜西銅川·模擬預(yù)測(cè))已知雙曲線(xiàn)C:x22?y22=1的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,點(diǎn)P是C的右支上的一點(diǎn),C在點(diǎn)P處的切線(xiàn)與C的漸近線(xiàn)交于M,N兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),給出下列四個(gè)結(jié)論:
①直線(xiàn)F1P的斜率的取值范圍是?1,1;
②點(diǎn)P到C的兩條漸近線(xiàn)的距離之積為12;
③|PO|2=PF1?PF2;
④PM=PN.
其中所有正確結(jié)論的個(gè)數(shù)是( )
A.1B.2C.3D.4
【解題思路】利用解析幾何中的坐標(biāo)思想來(lái)研究,結(jié)合雙曲線(xiàn)方程及聯(lián)解方程組,通過(guò)坐標(biāo)運(yùn)算進(jìn)行分析求解即可.
【解答過(guò)程】由題意知F1(?2,0),F(xiàn)2(2,0),設(shè)Px0,y0x0≥2,又點(diǎn)P在C上,所以x022?y022=1,
所以y02=x02?2,所以直線(xiàn)F1P的斜率kF1P=y0x0+2,
所以kF1P2=y0x0+22=x02?2x0+22,令t=x0+2,t≥2+2,
所以kF1P2=x02?2x0+22=(t?2)2?2t2=21t?12?1∈[0,1)
所以kF1P∈(?1,1),即直線(xiàn)F1P的斜率的取值范圍是(?1,1),故①正確;
C的漸近線(xiàn)方程為y=±x,所以點(diǎn)P到C的兩條漸近線(xiàn)的距離之積為x0?y012+(?1)2?x0+y012+12=x02?y022=1.故②錯(cuò)誤;
PF1?PF2=x0+22+y02?x0?22+y02 =x02+y02+4+4x0x02+y02+4?4x0
=x02+y02+42?16x02 =2x02+22?16x02 =4x04?8x02+4
=2x02?2=2x02?2=x02+y02=|OP|2,故③正確;
當(dāng)y0≠0時(shí),顯然C在點(diǎn)P處的切線(xiàn)的斜率存在,設(shè)點(diǎn)P處的切線(xiàn)方程為y=kx?x0+y0,
由x22?y22=1y=kx?x0+y0得1?k2x2?2ky0?kx0x?y0?kx02?2=0,
所以Δ=?2ky0?kx02?41?k2?y0?kx02?2=0得,y0k?x02=0,
解得k=x0y0,
所以C在點(diǎn)P處的切線(xiàn)方程為y=x0y0x?x0+y0,即x0x?y0y=2.
當(dāng)y0=0時(shí),C在點(diǎn)P處的切線(xiàn)方程為x=x0,所以點(diǎn)P處的切線(xiàn)方程為x0x?y0y=2.
由x0x?y0y=2y=x,解得M2x0?y0,2x0?y0,
由x0x?y0y=2y=?x解得N2x0+y0,?2x0+y0
又2x0?y0+2x0+y02=x0,2x0?y0+?2x0+y02=y0,
所以點(diǎn)P是線(xiàn)段MN的中點(diǎn),所以PM=PN,故④正確.
故選:C.
二、多選題
9.(2024·廣東肇慶·模擬預(yù)測(cè))已知曲線(xiàn)C的方程為x2a+y23=1,則( )
A.當(dāng)a1,m=5+5時(shí)取等號(hào),
所以5PF1?1PF2的最大值為3?52.
故答案為:3?52.
四、解答題
15.(23-24高二上·全國(guó)·單元測(cè)試)分別求適合下列條件的雙曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程:
(1)經(jīng)過(guò)A?7,?62,B27,3兩點(diǎn);
(2)與雙曲線(xiàn)x22?y2=1有公共的漸近線(xiàn),且過(guò)點(diǎn)2,2.
【解題思路】(1)設(shè)雙曲線(xiàn)的方程,代入點(diǎn)的坐標(biāo),聯(lián)立解參數(shù)即可.
(2)設(shè)雙曲線(xiàn)的方程,代入點(diǎn)的坐標(biāo),聯(lián)立解參數(shù)即可.
【解答過(guò)程】(1)可設(shè)雙曲線(xiàn)的方程為mx2?ny2=1,
則有49m?72n=1,28m?9n=1,解得m=125,n=175,
則雙曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程為x225?y275=1.
(2)設(shè)所求雙曲線(xiàn)的方程為x22?y2=t(t≠0).
將點(diǎn)2,2代入雙曲線(xiàn)方程得222?22=t,解得t=?1,
因此,所求雙曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程為y2?x22=1.
16.(23-24高二上·天津·階段練習(xí))已知雙曲線(xiàn)C:x2a2?y2b2=1(a>0,b>0)與雙曲線(xiàn)y24?x22=1有相同的漸近線(xiàn),且經(jīng)過(guò)點(diǎn)M2,?2.
(1)求雙曲線(xiàn)C的方程;
(2)求雙曲線(xiàn)C的實(shí)軸長(zhǎng),焦點(diǎn)坐標(biāo),離心率.
【解題思路】(1)先求出雙曲線(xiàn)y24?x22=1的漸近線(xiàn)方程y=±2x,從而由題意可得ba=2,所以雙曲線(xiàn)C:x2a2?y2b2=1(a>0,b>0)的方程可化為x2a2?y22a2=1,再把M(2,?2)坐標(biāo)代入方程中求出a的值,從而可得雙曲線(xiàn)C的方程;
(2)由雙曲線(xiàn)方程可得a=1,b=2,c=3,從而可得C的實(shí)軸長(zhǎng),焦點(diǎn)坐標(biāo),離心率.
【解答過(guò)程】(1)在雙曲線(xiàn)y24?x22=1中,a′=2,b′=2,
則漸近線(xiàn)方程為y=±a′b′x=±2x,
∵雙曲線(xiàn)C:x2a2?y2b2=1與雙曲線(xiàn)y24?x22=1有相同的漸近線(xiàn),
∴ba=2,
∴方程可化為x2a2?y22a2=1,
又雙曲線(xiàn)C經(jīng)過(guò)點(diǎn)M(2,?2),代入方程,
∴2a2?22a2=1,解得a=1,b=2,
∴雙曲線(xiàn)C的方程為x2?y22=1.
(2)由(1)知雙曲線(xiàn)C:x2?y22=1中,
∵a=1,b=2,c=3,
∴實(shí)軸長(zhǎng)2a=2,離心率為e=ca=3,
雙曲線(xiàn)C的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(±3,0).
17.(23-24高二上·河北石家莊·階段練習(xí))動(dòng)點(diǎn)M(x,y)與定點(diǎn)F(5,0)的距離和它到定直線(xiàn)l:x=95的距離的比是53,記動(dòng)點(diǎn)M的軌跡為曲線(xiàn)C.
(1)求曲線(xiàn)C的方程;
(2)若動(dòng)點(diǎn)M在y軸右側(cè),定點(diǎn)A5,2,求|MA|+35|MF|的最小值.
【解題思路】(1)根據(jù)題意,由(x?5)2+y2|x?95|=53化簡(jiǎn)求解;
(2)過(guò)點(diǎn)M作MN垂直于直線(xiàn)l: x=95,垂足為N,設(shè)MN=d,得到MF=53d,然后由MA+35MF=MA+d求解.
【解答過(guò)程】(1)解:由題意得:(x?5)2+y2|x?95|=53,
化簡(jiǎn)得:x29?y216=1.
(2)如圖所示:
過(guò)點(diǎn)M作MN垂直于直線(xiàn)l: x=95,垂足為N,
設(shè)MN=d,則MFd=53,即MF=53d,
所以MA+35MF=MA+d,
顯然,當(dāng)M,N,A三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí),MA+35MF取得最小值,
為xA?a2c=5?95=165.
18.(23-24高二上·甘肅白銀·期末)已知雙曲線(xiàn)C:x22?y2=1,P是C上的任意一點(diǎn).
(1)設(shè)點(diǎn)A的坐標(biāo)為4,0,求PA的最小值;
(2)若F1,F2分別為雙曲線(xiàn)的左?右焦點(diǎn),∠F1PF2=60°,求△PF1F2的面積.
【解題思路】(1)設(shè)出點(diǎn)P的坐標(biāo)為x0,y0,表示出PA,利用點(diǎn)P再雙曲線(xiàn)上,借助二次函數(shù)知識(shí)計(jì)算即可;
(2)由雙曲線(xiàn)的定義及余弦定理表示出PF1PF2=4,結(jié)合面積公式計(jì)算即可.
【解答過(guò)程】(1)

設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為x0,y0,
則|PA|2=x0?42+y02=x0?42+x022?1=32x02?8x0+15=32x0?832+133,
因?yàn)閤0≥2,所以當(dāng)x0=83時(shí),PA取得最小值393.
(2)由雙曲線(xiàn)的定義知PF1?PF2=22①,
由余弦定理得(23)2=PF12+PF22?2PF1PF2cs60°②,
根據(jù)①②可得PF1PF2=4,所以S△PF1F2=12?PF1PF2sin60°=12×4×32=3.
19.(2024·安徽蕪湖·模擬預(yù)測(cè))設(shè)雙曲線(xiàn)E:x2a2?y2b2=1(a>0,b>0)過(guò)P13,0,P23,4,P33,2,P4?3,2四個(gè)點(diǎn)中的三個(gè)點(diǎn).
(1)求雙曲線(xiàn)E的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)F作兩條互相垂直的直線(xiàn)m,n,其中m與E的右支交于A,B兩點(diǎn),與直線(xiàn)x=32交于點(diǎn)M,n與E的右支相交于C,D兩點(diǎn),與直線(xiàn)x=32交于點(diǎn)N,求1MA+1MB+1NC+1ND的最大值.
【解題思路】(1)由題意可得雙曲線(xiàn)不過(guò)點(diǎn)P2,將其余點(diǎn)坐標(biāo)代入雙曲線(xiàn)方程計(jì)算即可得;
(2)借助韋達(dá)定理與兩點(diǎn)間距離公式表示出1MA+1MB并化簡(jiǎn)后,可得1NC+1ND,結(jié)合基本不等式即可得解.
【解答過(guò)程】(1)由P23,4,P33,2,P4?3,2,P3與P2不能同過(guò),P3與P4對(duì)稱(chēng),
故該雙曲線(xiàn)不過(guò)點(diǎn)P2,
則有3a2?0b2=19a2?2b2=1,解得a2=3b2=1,即雙曲線(xiàn)方程為x23?y2=1;
(2)由雙曲線(xiàn)方程為x23?y2=1,故F2,0,
由題意可知,m,n的斜率均存在,
設(shè)m的斜率為k,則n的斜率為?1k,
即lm:y=kx?2,設(shè)Ax1,y1、Bx2,y2,
令x=32,則y=k32?2=?k2,即M32,?k2,
聯(lián)立雙曲線(xiàn)x23?y2=1y=kx?2,有3k2?1x2?12k2x+12k2+3=0,
由雙曲線(xiàn)性質(zhì)可知k∈?∞,?ba∪ba,+∞,即k∈?∞,?33∪33,+∞,
此時(shí)Δ>0恒成立,
有x1+x2=12k23k2?1,x1x2=12k2+33k2?1,
則MA=1+k2?x1?32,MB=1+k2?x2?32,
故1MA+1MB=11+k2?x1?32+11+k2?x2?32=11+k2?x1?32+x2?32x1?32x2?32
=11+k2?x1+x2?3x1x2?32x1+x2+94=11+k2?12k23k2?1?312k2+33k2?1?32?12k23k2?1+94
=11+k2?12k2?33k2?112k2+3?18k2+943k2?1=11+k2?3k2+33k2+34=41+k2,
同理可得1NC+1ND=41+?1k2=4k1+k2,
則1MA+1MB+1NC+1ND=41+k2+4k1+k2=4k2+2k+11+k2=41+2k1+k2
=41+21k+k≤41+221k?k=42,當(dāng)且僅當(dāng)k=1,即k=±1時(shí),等號(hào)成立,
即1MA+1MB+1NC+1ND的最大值為42.
考點(diǎn)要求
真題統(tǒng)計(jì)
考情分析
(1)了解雙曲線(xiàn)的定義、幾何圖形和標(biāo)準(zhǔn)方程
(2)掌握雙曲線(xiàn)的幾何性質(zhì)(范圍、對(duì)稱(chēng)性、頂點(diǎn)、漸近線(xiàn)、離心率)
(3)了解雙曲線(xiàn)的簡(jiǎn)單應(yīng)用
2023年新高考I卷:第16題,5分
2023年全國(guó)甲卷(文數(shù)):第8題,5分
2023年北京卷:第12題,5分
2023年天津卷:第9題,5分
2024年新高考I卷:第12題,5分
2024年全國(guó)甲卷(理數(shù)):第5題,5分
雙曲線(xiàn)是圓錐曲線(xiàn)中的重要內(nèi)容,是高考命題的重點(diǎn).從近幾年的高考情況來(lái)看,主要考查雙曲線(xiàn)的定義、方程與性質(zhì)等知識(shí),題型比較豐富,選擇、填空、解答題都可能出現(xiàn),選擇、填空題中難度中等偏易,解答題中難度偏大,有時(shí)會(huì)與向量等知識(shí)結(jié)合考查,需要學(xué)會(huì)靈活求解.
雙曲線(xiàn)在坐標(biāo)系中的位置
標(biāo)準(zhǔn)方程
焦點(diǎn)坐標(biāo)
F1(-c,0),F2 (c,0)
F1(0,-c),F2 (0,c)
a,b,c的關(guān)系
圖形
標(biāo)準(zhǔn)方程
范圍
x≥a或x≤-a,y∈R
y≥a或y≤-a,x∈R
對(duì)稱(chēng)性
關(guān)于x軸、y軸對(duì)稱(chēng),關(guān)于原點(diǎn)中心對(duì)稱(chēng)
頂點(diǎn)
A1(-a,0),A2 (a,0)
A1(0,-a),A2 (0,a)
半軸長(zhǎng)
實(shí)半軸長(zhǎng)為a,虛半軸長(zhǎng)為b
離心率
漸近線(xiàn)方程

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