3.2.2 双曲线的简单几何性质-2022-2023学年高二数学《考点•题型 •技巧》精讲与精练高分突破系列(人教A版2019选择性必修第一册).docx
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1、3.2.2双曲线的简单几何性质【考点梳理】考点一:双曲线的性质标准方程1(a0,b0)1(a0,b0)图形性质范围xa或xaya或ya对称性对称轴:坐标轴;对称中心:原点顶点坐标A1(a,0),A2(a,0)A1(0,a),A2(0,a)渐近线yxyx离心率e,e(1,),其中ca,b,c间的关系c2a2b2(ca0,cb0)考点二:等轴双曲线实轴和虚轴等长的双曲线,它的渐近线方程是yx,离心率为.考点三:直线与双曲线的位置关系设直线l:ykxm(m0),双曲线C:1(a0,b0),把代入得(b2a2k2)x22a2mkxa2m2a2b20.(1)当b2a2k20,即k时,直线l与双曲线C的渐
2、近线平行,直线与双曲线相交于一点(2)当b2a2k20,即k时,(2a2mk)24(b2a2k2)(a2m2a2b2)0直线与双曲线有两个公共点;0直线与双曲线有一个公共点;0直线与双曲线有0个公共点考点四:弦长公式若斜率为k(k0)的直线与双曲线相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则|AB|.重难点技巧:求解直线过定点问题常用方法如下:(1)“特殊探路,一般证明”:即先通过特殊情况确定定点,再转化为有方向、有目的的一般性证明;(2)“一般推理,特殊求解”:即设出定点坐标,根据题设条件选择参数,建立一个直线系或曲线的方程,再根据参数的任意性得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的
3、解为坐标的点即为所求点;(3)求证直线过定点,常利用直线的点斜式方程或截距式来证明.【题型归纳】题型一:双曲线的简单几何性质(焦点、焦距)1从某个角度观察篮球(如图1),可以得到一个对称的平面图形,如图2所示,篮球的外轮形状为圆O,将篮球表面的粘合线看成坐标轴和双曲线,若坐标轴和双曲线与圆O的交点将圆O的周长八等分,则该双曲线的焦距为()ABCD2若双曲线的一条渐近线与直线相互垂直,则双曲线的两个焦点与虚轴的一个端点构成的三角形的面积为()AB6CD83以双曲线的焦点为椭圆C的长轴顶点,且过点的椭圆C的方程为()ABCD题型二:双曲线的简单几何性质(顶点、实轴、虚轴)4已知点是双曲线的右焦点,
4、过F作双曲线C的一条渐近线的垂线,垂足为M,若OMF(点O为坐标原点)的面积为8,则C的实轴长为()A8BC6D5已知双曲线以正方形ABCD的两个顶点为焦点,且经过该正方形的另两个顶点,若正方形ABCD的边长为2,则E的实轴长为()ABCD6双曲线:与双曲线:的()A实轴长相等B焦点坐标相同C焦距相等D离心率相等题型三:等轴双曲线7双曲线与椭圆有相同的焦点,它的一条渐近线为,则该双曲线方程为()ABCD8双曲线的一条渐近线方程为,则此双曲线的离心率为()A2BC3D9如图,设F1,F2分别为等轴双曲线x2y2a2的左,右焦点,A为双曲线的左顶点,以F1F2为直径的圆交双曲线的一条渐近线于M,N
5、两点,则cosMAN等于()ABCD题型四:双曲线的渐近线问题10已知双曲线,过左焦点F作一条渐近线的垂线,记垂足为P,点Q在双曲线上,且满足,则双曲线的离心率为()ABCD211已知是双曲线:(,)的右焦点,过作与轴垂直的直线与双曲线交于,两点,过作一条渐近线的垂线,垂足为,若,则()A1BCD312,分别是双曲线的左、右焦点,过左焦点的直线l与双曲线C的左、右两支分别交于A,B两点,若,则双曲线的渐近线方程是()ABCD题型五:双曲线的的离心率问题13已知,分别是双曲线(,)的左、右焦点,过作双曲线C的渐近线的垂线,垂足为P,且与双曲线C的左支交于点Q,若存在非零实数使得(O为坐标原点),
6、则双曲线的离心率为()ABCD14设、分别是双曲线的左、右焦点,A为左顶点,P为双曲线右支上一点,若,且的最小内角为30,则以下说法中错误的是()A双曲线的离心率为B双曲线的渐近线方程为CD直线x2y20与双曲线有两个公共点15已知双曲线(,)的左、右顶点分别为,点在直线上运动,若的最大值为,则双曲线的离心率为()ABCD题型六:双曲线的弦长、焦点弦问题16已知双曲线的焦点在轴上,对称中心为坐标原点,焦距为,且过点(1)求的方程;(2)若斜率为2的直线与交于,两点且,求17设分别为双曲线的左右焦点,且也为抛物线的的焦点,若点,是等腰直角三角形的三个顶点.(1)双曲线C的方程;(2)若直线l:与
7、双曲线C相交于AB两点,求.18已知点在双曲线上,直线l交C于P,Q两点,直线的斜率之和为0(1)求l的斜率;(2)若,求的面积题型七:双曲线中的定值、定点问题19已知双曲线(1)求双曲线C的离心率;(2)若直线与双曲线C相交于A,B两点(A,B均异于左、右顶点),且以AB为直径的圆过双曲线C的左顶点D,求证:直线l过定点,并求出该定点的坐标20已知F1(,0),F2(,0)为双曲线C的两个焦点,点在双曲线C上(1)求双曲线C的方程;(2)已知点A,B是双曲线C上异于P的两点,直线PA,PB与y轴分别相交于M,N两点,若,证明:直线AB过定点21已知双曲线:的右焦点为,左顶点为A,且,到C的渐
8、近线的距离为1,过点的直线与双曲线C的右支交于P,Q两点,直线AP,AQ与y轴分别交于M,N两点.(1)求双曲线C的标准方程.(2)若直线MB,NB的斜率分别为,判断是否为定值.若是,求出该定值;若不是,请说明理由.题型八:双曲线中的向量、定直线问题22已知双曲线:(,)实轴端点分别为,右焦点为,离心率为2,过点且斜率1的直线与双曲线交于另一点,已知的面积为(1)求双曲线的方程;(2)若过的直线与双曲线交于,两点,试探究直线与直线的交点是否在某条定直线上?若在,请求出该定直线方程;如不在,请说明理由23在平面直角坐标系中,为坐标原点.动点与定点的距离和它到定直线的距离的比为常数2,动点的轨迹为
9、曲线.(1)求曲线的方程;(2)过点的直线交曲线于两点,若,求直线的方程.24已知双曲线C的方程为,离心率为,右顶点为(2,0)(1)求双曲线的标准方程;(2)过的直线与双曲线C的一支交于两点,求的取值范围【双基达标】一、单选题25已知椭圆:与双曲线:的离心率之积为2,则双曲线的两条渐近线的方程分别为()ABCD26已知是椭圆和双曲线的公共焦点,P是它们的一个公共点,且,记椭圆和双曲线的离心率分别为,则的值为()A4B3C2D127已知,是双曲线(,)的左、右焦点,点关于渐近线的对称点恰好落在以为圆心,为半径的圆上,则该双曲线的离心率为()ABCD28已知为双曲线的右焦点,为的右顶点,为上的点
10、,且垂直于轴若的斜率为,则的离心率为()AB6C7D829已知中心在原点且关于坐标轴对称的双曲线C的离心率为2(1)求双曲线C的渐近线方程;(2)如果双曲线C的焦点和椭圆的焦点相同,求双曲线C的方程30已知双曲线C:(,),第一象限内的点P在C上,双曲线的左、右焦点分别记为,且,O为坐标原点(1)求双曲线C的离心率;(2)若的面积为2,求点P的坐标【高分突破】一:单选题31已知直线与双曲线无公共交点,则双曲线C离心率e的取值范围为()ABCD32双曲线C:的左焦点为F,过原点作一条直线分别交C的左右两支于A,B两点,若,则此双曲线的离心率为()ABCD333黄金分割是指将整体一分为二,较大部分
11、与整体部分的比值等于较小部分与较大部分的比值,其比值为,把称为黄金分割数已知双曲线的实轴长与焦距的比值恰好是黄金分割数,则m的值为()ABC2D34已知A,B,P是双曲线(,)上不同的三点,且点A,B连线经过坐标原点,若直线PA,PB的斜率乘积为,则该双曲线的离心率为()ABCD35已知双曲线C:(,)的实轴长为8,一条渐近线的方程为,则双曲线的标准方程为()ABCD36已知双曲线的右顶点为,若以点为圆心,以为半径的圆与的一条渐近线交于,两点,且,则的离心率为()ABCD37已知双曲线的左、右焦点分别为、,过左焦点作斜率为2的直线与双曲线交于A,B两点,P是AB的中点,O为坐标原点,若直线OP
12、的斜率为,则双曲线的离心率是()AB2CD38已知双曲线C:的左,右焦点分别为、,过的直线l交双曲线的右支于点P,以双曲线的实轴为直径的圆与直线l相切,切点为H,若,则双曲线C的离心率为()ABC2D二、多选题39已知曲线C:,则()A当时,则C的焦点是,B当时,则C的渐近线方程为C当C表示双曲线时,则m的取值范围为或D不存在实数m,使C表示圆40关于双曲线有下列四个说法,正确的是()AP为双曲线上一点,分别为左、右焦点,若,此时B与双曲线有相同的离心率C与椭圆有相同的焦距D过右焦点的弦长最小值为441已知为4,为8或,则下列对曲线描述正确的是()A曲线可表示为焦点在轴的椭圆B曲线可表示焦距是
13、4的双曲线C曲线可表示为离心率是的椭圆D曲线可表示渐近线方程是的双曲线42已知圆锥曲线与的公共焦点为,点为,的一个公共点,且满足,若圆锥曲线的离心率为,则下列说法正确的是()A的离心率为B的离心率为C的渐近线方程为D的渐近线方程为43设双曲线的两个焦点分别是,以线段为直径的圆交双曲线于A,B,C,D四点,若A,B,C,D,恰为正六边形的六个顶点,则下列说法正确的是()AB四边形ABCD的面积为C双曲线的离心率为D双曲线的渐近线方程为44已知,同时为椭圆:()与双曲线:(,)的左右焦点,设椭圆与双曲线在第一象限内交于点,椭圆与双曲线的离心率分别为,为坐标原点,则下列结论正确的是()AB若,则C若
14、,则D若,则的取值范围是三、解答题45已知点在双曲线上(1)求双曲线的方程;(2)是否存在过点的直线l与双曲线相交于A,B两点,且满足P是线段的中点?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由46双曲线,右焦点为.(1)若双曲线为等轴双曲线,且过点,求双曲线的方程;(2)经过原点倾斜角为的直线与双曲线的右支交于点是以线段为底边的等腰三角形,求双曲线的离心率.47已知点A、F分别为双曲线C:的左顶点和右焦点,且点A、F到直线的距离相等(1)求双曲线C的离心率;(2)设M为双曲线C上的点,且点M到双曲线C的两条渐近线的距离乘积为求双曲线C的方程;设过点F且与坐标轴不垂直的直线l与双曲线C相交于
15、点P、Q,线段PQ的垂直平分线与x轴交于点B,求值48已知双曲线(,)的左、右焦点分别为,点在双曲线的右支上,的最小值,且满足(1)求双曲线的离心率;(2)若,过点的直线交双曲线于,两点,线段的垂直平分线交轴于点(异于坐标原点),求的最小值【答案详解】1C【分析】建立平面直角坐标系,求得该双曲线的标准方程,进而求得其焦距.【详解】如图,以O为原点,AD所在直线为x轴建立平面直角坐标系,设双曲线的方程为,则该双曲线过点,且,所以,解得,所以,得,所以该双曲线的焦距为,故选:C2C【分析】写出渐近线方程,利用直线垂直列方程求解,从而得焦点坐标与虚轴顶点坐标,可求解得三角形面积.【详解】双曲线的一条
16、渐近线方程为,由两直线垂直得,所以双曲线的焦点坐标为,虚轴一个顶点坐标为,故选:C3B【分析】求出双曲线的焦点坐标,得出椭圆的半长轴长,设椭圆标准方程为,代入已知点,求解即可得到椭圆的标准方程.【详解】解:双曲线的焦点为,设椭圆标准方程为,则,又椭圆过点,所以,解得,所以椭圆的标准方程为.故选:B.4A【分析】根据可得,再焦点到渐近线的距离为b,结合OMF的面积为8,列式求解即可【详解】由题意可得取渐近线,易知点到直线的距离为b,则,所以,联立得所以C的实轴长为8故选:A5A【分析】由正方形边长可得c,将D点坐标代入双曲线方程,结合求解可得.【详解】由图知,易知,代入双曲线方程得,又,联立求解
17、得或(舍去)所以所以双曲线E的实轴长为.故选:A6C【分析】根据两双曲线的方程,分别求得实半轴,虚半轴,进而求得实轴长,焦点位置,焦距,离心率,即可做出判定.【详解】设双曲线的实半轴,虚半轴,半焦距分别为.由双曲线的方程可得:,.双曲线的实轴长分别是,与参数t和m有关,所以实轴长不一定相等,故A错误;因为双曲线的焦点在x轴上,双曲线的焦点在y轴上,所以焦点坐标不同,故B错误;因为,即两个双曲线的焦距相等,故C正确;因为离心率,不一定相等,故离心率不一定相等,故D错误.故选:C.7D【分析】根据题意得双曲线的焦点为,且为等轴双曲线,进而得,故双曲线的方程为.【详解】因为椭圆的焦点在轴上,即,所以
18、根据题意得所求双曲线的焦点为,因为双曲线的一条渐近线为,所以该双曲线为等轴双曲线,即,所以,解得,所以双曲线的方程为.故选:D【点睛】本题考查双曲线方程的求解,考查运算求解能力,是基础题.本题解题的关键在于根据题意得双曲线为等轴双曲线且焦点为进而求解.8B【分析】先根据渐近线的斜率得,再利用离心率公式求解即可.【详解】解:因为双曲线是焦点在轴上的双曲线,一条渐近线方程为,所以,所以离心率.故选:B.【点睛】本题考查双曲线的性质,是基础题.9D【详解】等轴双曲线的两条渐近线方程为,所以,则,则;故选D.10C【分析】设在渐近线上,直线的方程为,联立求得,由,求得,代入双曲线的方程化简即可得出答案
19、.【详解】设在渐近线上,直线的方程为,由,得即,由,得为的中点,又因为所以,因为在双曲线上,所以化简得:故选:C11B【分析】设,分别求出和,即可求出.【详解】设.过作与轴垂直的直线与双曲线交于,两点,则,解得:,所以.由双曲线可得渐近线为.由对称性可知,到任一渐近线的距离均相等,不妨求到渐近线的距离,所以.因为,所以,解得:.故选:B12B【分析】由,设,可判断为直角三角形,再结合双曲线的定义可求得,得,则,再利用勾股定理结合可求出,从而可求出渐近线方程.【详解】因为,所以可设,其中,所以,所以为直角三角形又因为,所以,所以,所以2a2k,所以ka,所以,又因为,所以,所以,又,所以,所以,
20、所以渐近线方程为故选:B13A【分析】先求得,然后利用余弦定理列方程,化简求得,进而求得双曲线的离心率.【详解】因为存在非零实数使得,所以,O是的中点,所以Q为的中点, 因为,所以点到渐近线,即的距离,又,所以,则由双曲线的定义可知,在中,由余弦定理,得,整理,得,所以双曲线的离心率为.故选:A14C【分析】A.首先根据三边的关系,判断出,再根据余弦定理求离心率; B.根据离心率,直接求渐近线方程;C.首先由边的关系,判断出,再判断与是否相等;D.联立直线与双曲线方程,根据的正负,即可判断.【详解】因为,所以,又因为且,所以,所以,所以,所以,故A选项正确,所以,所以,所以渐近线方程为,故B选
21、项正确因为,所以,所以又因为,所以,所以,所以C选项不成立因为所以,所以,所以,所以直线x2y20与双曲线有两个公共点,所以D选项正确故选:C15A【分析】根据两角差的正切公式,结合基本不等式求最值,即可得,进而可求离心率.【详解】设双曲线的左、右焦点分别为,则依题意不妨设点在第一象限,坐标为,则,所以因为,所以,当且仅当时等号成立,则因为的最大值为,所以,即,则,所以,故,故选:A16(1);(2)【分析】(1)由焦距可以设出焦点坐标,利用双曲线的定义求出实轴的长度,进而可得双曲线的方程;(2)联立直线与双曲线方程,消去,写出韦达定理,由得出直线的纵截距,再利用弦长公式求解即可【详解】(1)
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