
第6講 雙曲線
[考綱解讀] 1.掌握雙曲線的定義、幾何圖形和標準方程,知道其簡單的幾何性質(zhì)(范圍、對稱性、頂點、離心率、漸近線).(重點)
2.掌握直線與雙曲線位置關(guān)系的判斷,并能求解與雙曲線有關(guān)的簡單問題,理解數(shù)形結(jié)合思想在解決問題中的應(yīng)用.(難點)
[考向預(yù)測] 從近三年高考情況來看,本講是高考中的熱點.預(yù)測2021年高考會考查:①雙曲線定義的應(yīng)用與標準方程的求解;②漸近線方程與離心率的求解.試題以客觀題的形式呈現(xiàn),難度不大,以中檔題為主.
1.雙曲線的定義
平面內(nèi)與兩個定點F1,F(xiàn)2(|F1F2|=2c>0)的距離的差的絕對值為常數(shù)(小于|F1F2|且不等于零)的點的軌跡叫做雙曲線.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.
集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c為常數(shù)且a>0,c>0:
(1)當ac時,P點不存在.
2.雙曲線的標準方程和幾何性質(zhì)
標準方程
-=1(a>0,b>0)
-=1(a>0,b>0)
圖形
續(xù)表
標準方程
-=1(a>0,b>0)
-=1(a>0,b>0)
性質(zhì)
范圍
x≥a或x≤-a,y∈R
x∈R,y≤-a或y≥a
對稱性
對稱軸:坐標軸 對稱中心:原點
頂點
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),
A2(0,a)
焦點
F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0)
F1(0,-c),
F2(0,c)
漸近線
y=±x
y=±x
離心率
e=,e∈(1,+∞),其中c=
實虛軸
實軸:|A1A2|=2a;虛軸:|B1B2|=2b
a,b,c的關(guān)系
c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)
3.必記結(jié)論
(1)焦點到漸近線的距離為b.
(2)等軸雙曲線:實軸長和虛軸長相等的雙曲線叫等軸雙曲線,其方程可寫作:x2-y2=λ(λ≠0).
(3)等軸雙曲線?離心率e=?兩條漸近線y=±x相互垂直.
1.概念辨析
(1)平面內(nèi)到點F1(0,4),F(xiàn)2(0,-4)距離之差等于6的點的軌跡是雙曲線.( )
(2)雙曲線方程-=λ(m>0,n>0,λ≠0)的漸近線方程是-=0,即±=0.( )
(3)方程-=1(mn>0)表示焦點在x軸上的雙曲線.( )
(4)若雙曲線-=1(a>0,b>0)與-=1(a>0,b>0)的離心率分別是e1,e2,則+=1(此結(jié)論中兩條雙曲線為共軛雙曲線).( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√
2.小題熱身
(1)設(shè)雙曲線C的兩個焦點分別為(-2,0),(2,0),一個頂點是(,0),則C的方程為________.
答案?。?
解析 由題意,得雙曲線C的焦點在x軸上,設(shè)其方程為-=1(a>0,b>0),由已知得a=,c=2,所以b2=c2-a2=2,b=,所以C的方程為-=1.
(2)設(shè)P是雙曲線-=1上一點,F(xiàn)1,F(xiàn)2分別是雙曲線左、右兩個焦點,若|PF1|=9,則|PF2|=________.
答案 17
解析 由題意知|PF1|=90)的離心率為,則a=________.
答案 4
解析 由已知,b2=4,e==,即=2=,又因為a2+b2=c2,所以=,a2=16,a=4.
(4)設(shè)雙曲線-=1(a>0,b>0)的虛軸長為2,焦距為2,則雙曲線的漸近線方程為________.
答案 y=±x
解析 由已知,得2b=2,2c=2,所以b=1,c=,所以a==,所以雙曲線-=1的漸近線方程為y=±x,即y=±x.
題型一 雙曲線的定義及應(yīng)用
1.若雙曲線-=1的左焦點為F,點P是雙曲線右支上的動點,A(1,4),則|PF|+|PA|的最小值是( )
A.8 B.9
C.10 D.12
答案 B
解析 由題意知,雙曲線-=1的左焦點F的坐標為(-4,0),設(shè)雙曲線的右焦點為B,則B(4,0),由雙曲線的定義知|PF|+|PA|=4+|PB|+|PA|≥4+|AB|=4+=4+5=9,當且僅當A,P,B三點共線且P在A,B之間時取等號.
∴|PF|+|PA|的最小值為9.故選B.
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cos∠F1PF2=________.
答案
解析 由已知條件及雙曲線的定義得|PF1|-|PF2|=|PF2|=2a=2,∴|PF1|=2|PF2|=4,
則cos∠F1PF2=
==.
條件探究 將本例中的條件“|PF1|=2|PF2|”改為“∠F1PF2=60°”,則△F1PF2的面積為________.
答案 2
解析 不妨設(shè)點P在雙曲線的右支上,則|PF1|-|PF2|=2a=2,在△F1PF2中,由余弦定理,得|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|cos∠F1PF2=(|PF1|-|PF2|)2+|PF1|·|PF2|,所以42=(2)2+|PF1|·|PF2|.∴|PF1|·|PF2|=8,∴S△F1PF2=|PF1|·|PF2|sin60°=2.
1.利用雙曲線的定義需注意的問題
在雙曲線的定義中,要注意雙曲線上的點(動點)具備的幾何條件,即“到兩定點(焦點)的距離之差的絕對值為一常數(shù),且該常數(shù)必須小于兩定點間的距離”.若定義中的“絕對值”去掉,點的軌跡是雙曲線的一支.同時需注意定義的轉(zhuǎn)化應(yīng)用.
2.利用焦點三角形需注意的問題
在焦點三角形中,注意定義、余弦定理的活用,常將||PF1|-|PF2||=2a兩邊平方,建立與|PF1|·|PF2|有關(guān)的方程.見舉例說明2及條件探究.
1.設(shè)P為雙曲線x2-=1右支上一點,M,N分別是圓(x+4)2+y2=4和(x-4)2+y2=1上的點,設(shè)|PM|-|PN|的最大值和最小值分別為m,n,則|m-n|=( )
A.4 B.5
C.6 D.7
答案 C
解析 易知雙曲線的兩焦點為F1(-4,0),F(xiàn)2(4,0),恰為兩個圓的圓心,兩個圓的半徑分別為2,1,所以|PM|max=|PF1|+2,|PN|min=|PF2|-1,所以|PM|-|PN|的最大值為(|PF1|+2)-(|PF2|-1)=(|PF1|-|PF2|)+3=5,同理|PM|-|PN|的最小值為(|PF1|-2)-(|PF2|+1)=(|PF1|-|PF2|)-3=-1,所以|m-n|=6.
2.(2020·廣東普寧市華僑中學(xué)月考)過雙曲線x2-=1的左焦點F1作一條直線l交雙曲線左支于P,Q兩點,若|PQ|=4,F(xiàn)2是雙曲線的右焦點,則△PF2Q的周長是________.
答案 12
解析 由雙曲線的定義知,|PF2|-|PF1|=2a=2,|QF2|-|QF1|=2a=2,所以|PF2|+|QF2|-(|PF1|+|QF1|)=4,又|PQ|=4,所以|PF2|+|QF2|-4=4,|PF2|+|QF2|=8,所以△PF2Q的周長是|PF2|+|QF2|+|PQ|=12.
題型二 雙曲線的標準方程及應(yīng)用
1.已知動圓M與圓C1:(x+4)2+y2=2外切,與圓C2:(x-4)2+y2=2內(nèi)切,則動圓圓心M的軌跡方程為( )
A.-=1(x≥ )
B.-=1(x≤-)
C.+=1(x≥ )
D.+=1(x≤-)
答案 A
解析 設(shè)動圓的半徑為r,由題意可得|MC1|=r+,|MC2|=r-,所以|MC1|-|MC2|=2=2a,故由雙曲線的定義可知動點M在以C1(-4,0),C2(4,0)為焦點,實軸長為2a=2的雙曲線的右支上,即a=,c=4?b2=16-2=14,故其標準方程為-=1(x≥).
條件探究 將本例中的條件改為“動圓M與圓C1:(x+3)2+y2=1和圓C2:(x-3)2+y2=9都外切”,則動圓圓心M的軌跡方程為____________.
答案 x2-=1(x≤-1)
解析
如圖所示,設(shè)動圓M與圓C1及圓C2分別外切于點A和B.根據(jù)兩圓外切的條件,得
|MC1|-|AC1|=|MA|,
|MC2|-|BC2|=|MB|,
因為|MA|=|MB|,
所以|MC1|-|AC1|=|MC2|-|BC2|,
即|MC2|-|MC1|=|BC2|-|AC1|=2,
所以點M到兩定點C2,C1的距離的差是常數(shù)且小于|C1C2|=6.
又根據(jù)雙曲線的定義,得動點M的軌跡為雙曲線的左支(點M與C2的距離大,與C1的距離小),
其中a=1,c=3,則b2=8.
故點M的軌跡方程為x2-=1(x≤-1).
2.根據(jù)下列條件,求雙曲線的標準方程:
(1)虛軸長為12,離心率為;
(2)與已知雙曲線x2-4y2=4有共同漸近線且經(jīng)過點(2,2);
(3)經(jīng)過兩點P(-3,2)和Q(-6,-7).
解 (1)設(shè)雙曲線的標準方程為
-=1或-=1(a>0,b>0).
由題意知,2b=12,e==,∴b=6,c=10,a=8.
∴雙曲線的標準方程為-=1或-=1.
(2)由已知,可設(shè)雙曲線方程為x2-4y2=λ(λ≠0),
因為此雙曲線經(jīng)過點(2,2),所以22-4×22=λ,
解得λ=-12,
所以雙曲線方程為x2-4y2=-12,即-=1.
(3)設(shè)雙曲線方程為mx2-ny2=1(mn>0).
∴解得
∴雙曲線的標準方程為-=1.
求雙曲線標準方程的兩種方法
(1)定義法:依定義得出距離之差的等量關(guān)系式,求出a的值,由定點位置確定c的值.見舉例說明1.
(2)待定系數(shù)法:設(shè)出雙曲線方程的標準形式,根據(jù)已知條件,列出參數(shù)a,b,c的方程并求出a,b,c的值.見舉例說明2(1).與雙曲線-=1有相同漸近線時,可設(shè)所求雙曲線方程為-=λ(λ≠0).見舉例說明2(2).
注意:求雙曲線的標準方程時,若焦點位置不確定,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.見舉例說明2(3).
1.(2019·昆明模擬)已知雙曲線C的一個焦點坐標為(,0),漸近線方程為y=±x,則C的方程是( )
A.x2-=1 B.-y2=1
C.-x2=1 D.y2-=1
答案 B
解析 因為雙曲線C的一個焦點坐標為(,0),所以c=,又因為雙曲線C的漸近線方程為y=±x,所以有=?a=b,c=,而c=,所以解得a=,b=1,因此雙曲線C的方程為-y2=1.
2.設(shè)F1和F2分別為雙曲線-=1(a>0,b>0)的左、右焦點,若F1,F(xiàn)2,P(0,2b)為等邊三角形的三個頂點,且雙曲線經(jīng)過點Q(,),則該雙曲線的方程為( )
A.x2-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
答案 D
解析
F1和F2分別為雙曲線-=1(a>0,b>0)的左、右焦點,∵F1,F(xiàn)2,P(0,2b)構(gòu)成正三角形,
∴2b=c,即有3c2=4b2=3(a2+b2),∴b2=3a2.∵雙曲線-=1過點Q(,),∴-=1,解得a2=4,∴b2=12,∴雙曲線的方程為-=1.故選D.
題型三 雙曲線的幾何性質(zhì)
角度1 雙曲線的焦點、焦距、實軸、虛軸、頂點
及范圍問題
1.已知M(x0,y0)是雙曲線C:-y2=1上的一點,F(xiàn)1,F(xiàn)2是C的兩個焦點.若·0)的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,過F1作圓x2+y2=a2的切線,交雙曲線右支于點M,若∠F1MF2=45°,則雙曲線的漸近線方程為( )
A.y=±x B.y=±x
C.y=±x D.y=±2x
答案 A
解析 如圖,作OA⊥F1M于點A,F(xiàn)2B⊥F1M于點B,因為F1M與圓x2+y2=a2相切,∠F1MF2=45°,所以|OA|=a,|F2B|=|BM|=2a,|F2M|=2a,|F1B|=2b.又點M在雙曲線上,所以|F1M|-|F2M|=2a+2b-2a=2a.整理,得b=a.所以=.所以雙曲線的漸近線方程為y=±x.
4.(2019·湖北四地七校聯(lián)考)已知直線x=4與雙曲線C:-y2=1的漸近線交于A,B兩點,設(shè)P為雙曲線C上的任意一點,若=a+b(a,b∈R,O為坐標原點),則下列不等式恒成立的是( )
A.a(chǎn)2+b2≥ B.a(chǎn)2+b2≥
C.a(chǎn)2+b2≤ D.a(chǎn)2+b2≤
答案 B
解析 因為雙曲線C:-y2=1的漸近線為y=±,與直線x=4交于A(4,2),B(4,-2),設(shè)P(x,y),則=(x,y),=(4,2),=(4,-2),因為=a+b,所以x=4a+4b,y=2a-2b,由于點P(x,y)在雙曲線上,故-(2a-2b)2=1,解得ab=,則a2+b2≥2=(當且僅當a2=b2且ab=時取“=”).故選B.
角度3 與雙曲線離心率有關(guān)的問題
5.(2019·全國卷Ⅰ)已知雙曲線C:-=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=,·=0,則C的離心率為________.
答案 2
解析 解法一:由=,
得A為F1B的中點.
又O為F1F2的中點,
∴OA∥BF2.
又·=0,
∴∠F1BF2=90°.
∴OF2=OB,
∴∠OBF2=∠OF2B.
又∠F1OA=∠BOF2,∠F1OA=∠OF2B,
∴∠BOF2=∠OF2B=∠OBF2,
∴△OBF2為等邊三角形.
如圖1所示,不妨設(shè)B為.
∵點B在直線y=-x上,∴=,
∴離心率e===2.
解法二:∵·=0,
∴∠F1BF2=90°.在Rt△F1BF2中,O為F1F2的中點,
∴|OF2|=|OB|=c.
如圖2,作BH⊥x軸于H,由l1為雙曲線的漸近線,可得=,
且|BH|2+|OH|2=|OB|2=c2,
∴|BH|=b,|OH|=a,∴B(a,-b),F(xiàn)2(c,0).
又=,∴A為F1B的中點.
∴OA∥F2B,∴=,∴c=2a,
∴離心率e==2.
1.與雙曲線有關(guān)的范圍問題的解題思路
(1)若條件中存在不等關(guān)系,則借助此關(guān)系直接轉(zhuǎn)化求解.見舉例說明1.
(2)若條件中沒有不等關(guān)系,要善于發(fā)現(xiàn)隱含的不等關(guān)系,如借助雙曲線上點的坐標范圍,方程中Δ≥0等來解決.
2.與雙曲線離心率、漸近線有關(guān)問題的解題策略
(1)雙曲線的離心率e=是一個比值,故只需根據(jù)條件得到關(guān)于a,b,c的一個關(guān)系式,利用b2=c2-a2消去b,然后變形成關(guān)于e的關(guān)系式,并且需注意e>1.
(2)雙曲線-=1(a>0,b>0)的漸近線是令-=0,即得兩漸近線方程±=0.
(3)漸近線的斜率也是一個比值,可類比離心率的求法解答.
1.(2020·濰坊高三月考)雙曲線C:-=λ(λ≠0),當λ變化時,以下說法正確的是( )
A.焦點坐標不變 B.頂點坐標不變
C.漸近線不變 D.離心率不變
答案 C
解析 當λ>0時,雙曲線的焦點和頂點在x軸上,當λ0,b>0)的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,過F2且與漸近線垂直的直線分別與該漸近線和y軸相交于A,B兩點,O為坐標原點,若=2,則雙曲線的離心率為( )
A. B.
C.2 D.
答案 B
解析 由題意,知|F2A|==b,又=2,則|AB|=,|OA|===a,所以a2=,得2a2=c2-a2,即3a2=c2,e2==3,從而e=.故選B.
3.已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,點P在雙曲線的右支上,且|PF1|=4|PF2|,則雙曲線離心率的取值范圍是( )
A. B.
C.(1,2] D.[,+∞]
答案 B
解析 由雙曲線定義,知|PF1|-|PF2|=2a,結(jié)合|PF1|=4|PF2|,得|PF2|=,從而≥c-a,得≥c,所以e=≤,又雙曲線的離心率大于1,所以雙曲線離心率的取值范圍為.
題型四 直線與雙曲線的綜合問題
1.過雙曲線M:x2-=1的左焦點F作圓C:x2+(y-3)2=的切線,此切線與M的左支、右支分別交于A,B兩點,則線段AB的中點到x軸的距離為( )
A.2 B.3
C.4 D.5
答案 B
解析 由題意知,切線過雙曲線的左焦點F(-2,0),且切線斜率存在,不妨設(shè)切線方程為y-0=k(x+2),易知=,解得k=1或k=.當k=時,切線不與雙曲線M的右支相交,故舍去,所以切線方程為y=x+2,與雙曲線方程聯(lián)立,消元得2y2-12y+9=0,所以y1+y2=6,即線段AB中點的縱坐標為3,所以線段AB的中點到x軸的距離為3.
2.已知雙曲線C:x2-y2=1及直線l:y=kx-1.
(1)若l與C有兩個不同的交點,求實數(shù)k的取值范圍;
(2)若l與C交于A,B兩點,O是坐標原點,且△AOB的面積為,求實數(shù)k的值.
解 (1)若雙曲線C與直線l有兩個不同的交點,
則方程組有兩個不同的實數(shù)根,
整理得(1-k2)x2+2kx-2=0,
所以
解得-x2時,S△OAB=S△ODA+S△OBD=(|x1|+|x2|)=|x1-x2|.
所以S△OAB=|x1-x2|=,
所以(x1-x2)2=(x1+x2)2-4x1x2=(2)2,
即2+=8,解得k=0或k=±.
又因為-0)的右焦點F的坐標為(c,0).由圓的對稱性及條件|PQ|=|OF|可知,PQ是以O(shè)F為直徑的圓的直徑,且PQ⊥OF.設(shè)垂足為M,連接OP,如圖,則|OP|=a,|OM|=|MP|=.由|OM|2+|MP|2=|OP|2得2+2=a2,故=,即e=.故選A.
7.已知雙曲線C:x2-=1,經(jīng)過點M(2,1)的直線l交雙曲線C于A,B兩點,且M為AB的中點,則直線l的方程為( )
A.8x-y-15=0 B.8x+y-17=0
C.4x+y-9=0 D.4x-y-7=0
答案 A
解析 設(shè)A,B的坐標分別為(x1,y1),(x2,y2),則兩式相減得4(x1+x2)(x1-x2)-(y1+y2)(y1-y2)=0.因為M(2,1)是線段AB的中點,所以x1+x2=4,y1+y2=2.所以16(x1-x2)-2(y1-y2)=0,所以kAB===8,故直線l的方程為y-1=8(x-2),即8x-y-15=0.
8.(2019·東北三省四市教研聯(lián)合體模擬)已知矩形ABCD,AB=12,BC=5,以A,B為焦點,且過C,D兩點的雙曲線的離心率為________.
答案
解析 解法一:不妨設(shè)雙曲線的方程為-=1(a>0,b>0),則c==6.①
如圖1,在-=1中,令x=6,得y2=b2,
即b2=25.②
由①②解得所以a=4,
所以離心率e==.
解法二:如圖2,不妨設(shè)雙曲線的方程為-=1(a>0,b>0),易知AC=13.由雙曲線的定義可知2a=|AC|-|BC|=8,即a=4.又c=|AB|=6,所以離心率e==.
9.(2020·武漢摸底)已知雙曲線x2-=1的左頂點為A1,右焦點為F2,P為雙曲線右支上一點,則·的最小值為________.
答案?。?
解析 由題意可知A1(-1,0),F(xiàn)2(2,0).
設(shè)P(x,y)(x≥1),
則=(-1-x,-y),=(2-x,-y),·=x2-x-2+y2=x2-x-2+3(x2-1)=4x2-x-5.因為x≥1,函數(shù)f(x)=4x2-x-5的圖象的對稱軸為x=,所以當x=1時,·取得最小值-2.
10.P是雙曲線-=1右支上一點,F(xiàn)1,F(xiàn)2分別為左、右焦點,且焦距為2c,則△PF1F2的內(nèi)切圓圓心的橫坐標是________.
答案 a
解析 ∵點P是雙曲線右支上一點,
∴由雙曲線的定義,得|PF1|-|PF2|=2a,
若設(shè)△PF1F2的內(nèi)切圓圓心在x軸上的投影為A(x,0),則該點也是內(nèi)切圓與x軸的切點.
設(shè)B,C分別為內(nèi)切圓與PF1,PF2的切點.
由切線長定理,則有|PF1|-|PF2|=(|PB|+|BF1|)-(|PC|+|CF2|)=|BF1|-|CF2|=|AF1|-|F2A|=(c+x)-(c-x)=2x=2a,所以x=a.所以內(nèi)切圓圓心的橫坐標為a.
組 能力關(guān)
1.(2019·廈門一模)已知雙曲線C:-=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=±x B.y=±x
C.y=±2x D.y=±x
答案 B
解析 設(shè)雙曲線的另一個焦點為F′,由OA=OB=OF=OF′=c,知圓的方程為x2+y2=c2,點F(-c,0)到直線y=-x(即bx+ay=0)的距離為=b,所以S△ABF=·2c·b=8,即bc=8.
由得y=±,所以|MN|==2,所以b2=c,所以b=2,c=4,所以a=2,所以C的漸近線方程為y=±x.
2.(2019·河南六市第二次聯(lián)考)已知直線y=2b與雙曲線-=1(a>0,b>0)的斜率為正的漸近線交于點A,雙曲線的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,若tan∠AF2F1=,則雙曲線的離心率為( )
A. B.2
C.4或 D.4
答案 D
解析 由得點A(2a,2b),所以tan∠AF2F1==.所以4b2=15(4a2-4ac+c2),即4(c2-a2)=15(4a2-4ac+c2),即64a2-60ac+11c2=0,所以11e2-60e+64=0.解得e=4或e=.經(jīng)檢驗,當e=時,tan∠AF2F1=-,不符合題意,所以雙曲線的離心率為4.
3.過雙曲線x2-=1的右焦點F作直線l交雙曲線于A,B兩點,若|AB|=4,則這樣的直線l有( )
A.1條 B.2條
C.3條 D.4條
答案 C
解析 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),當直線l的斜率不存在時,其方程為x=,由得y=±2,∴|AB|=|y1-y2|=4滿足題意.當直線l的斜率存在時,其方程為y=k(x-),
由得(2-k2)x2+2k2x-3k2-2=0.
當2-k2=0時,不符合題意,
當2-k2≠0時,x1+x2=,x1x2=,
|AB|=·
=·
=·==4,
解得k=±.綜上可知,這樣的直線有3條.
4.(2019·成都七中高三上學(xué)期入學(xué)考試)若雙曲線-=1(a>0,b>0)上存在點P與右焦點F關(guān)于其漸近線對稱,則該雙曲線的離心率為( )
A. B.
C.2 D.
答案 D
解析 過右焦點F且與漸近線垂直的直線方程為y=±(x-c),不妨取直線y=-(x-c).設(shè)漸近線y=x與直線y=-(x-c)的交點為M.
聯(lián)立解得x=故點M的坐標為.由中點坐標公式,得點P的坐標為.將其代入雙曲線的方程,得-=1,化簡,得c2=5a2,由此,得e==.
5.已知等腰三角形ABC的底邊端點A,B在雙曲線-=1的右支上,頂點C在x軸上,且AB不垂直于x軸,則頂點C的橫坐標t的取值范圍是________.
答案
解析 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中點為M(x0,y0),則x0>.根據(jù)題意,得兩式相減得(x1+x2)(x1-x2)-2(y1+y2)(y1-y2)=0,于是x0(x1-x2)-2y0(y1-y2)=0,即kAB==.又kMC=,由kMC·kAB=·=-1,得x0+2(x0-t)=0,即t=>.
6.已知F是雙曲線C:x2-=1的右焦點,P是C的左支上一點,A(0,6).當△APF的周長最小時,該三角形的面積為________.
答案 12
解析 如圖,設(shè)雙曲線的左焦點為F1,由雙曲線方程x2-=1,可知a=1,c=3,故F(3,0),F(xiàn)1(-3,0).
當點P在雙曲線左支上運動時,由雙曲線的定義知|PF|-|PF1|=2,所以|PF|=|PF1|+2,從而△APF的周長為|AP|+|PF|+|AF|=|AP|+|PF1|+2+|AF|.
因為|AF|==15為定值,
所以當|AP|+|PF1|最小時,
△APF的周長最小,由圖象可知,此時點P在線段AF1與雙曲線的交點處(如圖所示).
由題意可知直線AF1的方程為
y=2x+6,
由
得y2+6y-96=0,
解得y=2或y=-8(舍去),
所以S△APF=S△AF1F-S△PF1F=×6×6-×6×2=12.
7.(2020·濟南摸底)已知雙曲線E:-=1(a>0,b>0)的一條漸近線的方程是2x-y=0,則雙曲線E的離心率e=________;若雙曲線E的實軸長為2,過雙曲線E的右焦點F可作兩條直線與圓C:x2+y2-2x+4y+m=0相切,則實數(shù)m的取值范圍是________.
答案 3 (-3,5)
解析 因為雙曲線E的一條漸近線的方程是2x-y=0,所以=2,所以e== = ==3.又因為雙曲線E的實軸長為2,所以2a=2,即a=1,所以c=3,F(xiàn)(3,0).由題意得右焦點F在圓C外,
所以需滿足條件
解得-30),則由題意得解得故雙曲線的方程是3x2-y2=1.
(2)聯(lián)立得(3-k2)x2-2kx-2=0,
由Δ>0且3-k2≠0,得-0)的左、右頂點,雙曲線的實軸長為4,焦點到漸近線的距離為.
(1)求雙曲線的方程;
(2)已知直線y=x-2與雙曲線的右支交于M,N兩點,且在雙曲線的右支上存在點D,使+=t,求t的值及點D的坐標.
解 (1)由題意,知a=2,∴一條漸近線為y=x,
即bx-2y=0,∴=.
∴b2=3,∴雙曲線的方程為-=1.
(2)設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),D(x0,y0),
則x1+x2=tx0,y1+y2=ty0.
將直線方程代入雙曲線方程得x2-16x+84=0,
則x1+x2=16,y1+y2=12.
∴∴
由+=t,得(16,12)=(4t,3t),
∴t=4,點D的坐標為(4,3).
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