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10.4 双曲线(精讲)(基础版)
思维导图考点呈现例题剖析
考点一 双曲线的定义及应用
【例1-1】(2022·潮州二模)若点P是双曲线 上一点, , 分别为 的左、右焦点,
则“ ”是“ ”的( ).
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】由题意可知, , , ,
若 ,则 , 或1(舍去),
若 , , 或13,
故“ ”是“ ”的充分不必要条件.故答案为:A.
【例1-2】(2022·成都模拟)设 , 是双曲线 的左,右焦点,点P在双曲线C的右
支上,当 时, 面积为( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵双曲线 ,
∴ ,又点P在双曲线C的右支上, ,
所以 , ,即 ,又 ,∴ 面积为 .故答案为:B.
【例1-3】(2022常州期中)已知双曲线 的右焦点为 , 为双曲线左支上一点,点
,则 周长的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】曲线 右焦点为 , 周长
要使 周长最小,只需 最小,如图:
当 三点共线时取到,故l=2|AF|+2a= 故答案为:B
【例1-4】(2021河北月考)已知方程 表示双曲线,则实数 的取值范围为(
)
A. B.C. 或 D. 或
【答案】C
【解析】因为方程 表示双曲线,
所以当 ,即 时, ,可得 ;
当 ,即 时, ,可得 .
综上所述,实数 的取值范围为 或 。故答案为:C
【一隅三反】
1.(2022高三上·广东开学考)“k<2”是“方程 表示双曲线”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】∵方程 为双曲线,∴ ,
∴ 或 ,∴“ ”是“方程 为双曲线”的充分不必要条件,故答案为:
A.
2.(2022·运城模拟)已知双曲线 的左右焦点 , , 是双曲线上一点, ,则
( )
A.1或13 B.1 C.13 D.9
【答案】C
【解析】根据双曲线定义可得 ,又 , 所以 或 ,又 ,解得 ,即 ,
又 ,所以 .故答案为:C
3.(2022红塔月考)已知 是双曲线 的左焦点,点 , 是双曲线右支上
的动点,则 的最小值为( )
A.9 B.5 C.8 D.4
【答案】A
【解析】设右焦点为F',则F'(4,0), 依题意,有PF|=|PF'|+4,
|PF|+|PA|=|PF'|+|PA|+4≥|AF'|+4=5+4=9(当P在线段AF'上时,取等号)
故|PF|+|PA|的最小值为9.故答案为:A
4(2022广东)已知 , 分别是双曲线 的左、右焦点,若P是双曲线左支上的点,且
.则 的面积为( )
A.8 B. C.16 D.
【答案】C
【解析】因为P是双曲线左支上的点,所以 ,
两边平方得 ,
所以 .
在 中,由余弦定理得 ,
所以 ,所以 。故答案为:C
考点二 双曲线的离心率及渐近线【例2-1】(2022龙岗期中)双曲线 的渐近线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】 表示焦点在y轴上的双曲线,且a2=3,b2=1,则
则渐近线为 ,即 .故答案为为:A
【例2-2】(2022长春月考)在 中, , .若以A,B为焦点的双
曲线经过点C,则该双曲线的离心率为 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设双曲线的实半轴长,半焦距分别为a,c,因为 ,所以AC>BC,
因为以A,B为焦点的双曲线经过点C所以AC-BC=2a,AB=BC=2c,
在三角形 ABC 中由余弦定理得 ,即 ,解得
AC2=12c2,所以 ,所以 ,所以 .
故选:C
【例2-3】(2022·重庆市模拟)已知双曲线C: 的左右焦点分别为 , ,
点 在 轴上, 为等边三角形,且线段 的中点恰在双曲线C上,则双曲线C的离心率为
( )A. B.2 C. D.
【答案】C
【解析】如图所示,设 , ,设线段 的中点为 ,则 在双曲线C的右支
上,
又 为等边三角形,所以 ,所以 ,所以
连接 ,则在等边三角形 中 ,且 ,
所以 ,所以 ,即双曲线 的离心率为 .
故答案为:C.
【一隅三反】
1.(2022·湖南模拟)已知O是坐标原点,F是双曲线 的右焦点,过双曲
线C的右顶点且垂直于x轴的直线与双曲线C的一条渐近线交于A点,若以F为圆心的圆经过点A,
O,则双曲线C的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A【解析】由已知,点 的坐标为 ,故 ,
因为以F为圆心的圆经过点A,O,所以 ,则△ 为等边三角形,
所以 ,则 ,所以双曲线C的渐近线方程为 .故答案为:A
2.(2022高三上·广西开学考)已知 , 是双曲线C的两个焦点,P为双曲线上的一点,且
;则C的离心率为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】 。 故答案为:B
3.(202怀仁期末)设 , 分别是双曲线 的左、右焦点,若双曲线右
支上存在一点 ,使 ( 为坐标原点),且 ,则双曲线的离心率为(
)
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为 ,所以 ,
设 ,则 ,
因为 ,所以可得 ,
因为 ,所以 ,则 ,所以 ,
故答案为:D
4(2022德州月考)已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,曲线
上一点 到 轴的距离为 ,且 ,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】作 轴于 ,如图,依题意 , ,则
,
令 ,由 得: ,
由双曲线定义知 ,而 ,
在 中,由余弦定理得: ,
解得: ,即 ,又因为离心率 ,于是有 ,所以双曲线 的离心率为 。
故答案为:B
5.(2022辽宁期中)(多选)已知双曲线 的左、右焦点分别为 , ,
是双曲线上一点,若 ,则该双曲线的离心率可以是( )
A. B. C. D.2
【答案】A,B
【解析】 是双曲线右支上一点, 则有 ,又 ,
则有 ,即 ,则双曲线的离心率取值范围为
AB符合题意;CD不符合题意.故答案为:AB
考点三 双曲线的标准方程
【例3-1】(2022·海宁模拟)已知双曲线C的渐近线方程为 ,且焦距为10,则双曲线C的
标准方程是( )
A. B.
C. 或 D. 或
【答案】C
【解析】渐近线方程为 的双曲线为 ,即 ,故 ,故
, 故答案为:C.【例3-2】(2022·河西模拟)已知双曲线的一个焦点与抛物线 的焦点重合,且双曲线上的一
点 到双曲线的两个焦点的距离之差的绝对值等于6,则双曲线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为 的焦点为 ,故双曲线的焦点在 轴上, 故设双曲线方程为 ,
则 ;由双曲线定义知: ,解得 ;故可得 ;则双曲线方程为:
.
故答案为:C.
【一隅三反】
1.(2022·河南模拟)已知双曲线 的一条渐近线过点 , 是
的左焦点,且 ,则双曲线 的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可知,双曲线 的渐近线方程为 ,点 在一条渐近线上,如图示:所以 ,则 ,且两条渐近线的倾斜角分别为60°,120°,则 ,
又 , ( 为坐标原点),所以 为等边三角形,从而
,
由 , ,解得 , ,所以双曲线 的方程为 ,
故答案为:A.
2(2021高三上·宁波期末)已知双曲线 与双曲线 有相同的渐近线, 且它们的离心率
不相同, 则下列方程中有可能为双曲线 的标准方程的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】双曲线 中, ,则渐近线方程为 ,
离心率为 。对于A, ,则离心率 ,故A错误;
对于B, ,则渐近线方程为 ,故B错误;
对于C, ,则离心率 ,故C错误;
对于D, ,则渐近线方程为 ,离心率 ,故D正确。
故选:D
3(2022南山期末)已知双曲线C过点 且渐近线为 ,则双曲线C的方程是
( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可设双曲线的方程为 ,即3x2-y2=λ
将点 代入上式,得 则双曲线的方程为3x2-y2=1 故答案为:A
4.(2022商丘)若方程 表示双曲线,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】方程 可化为 ,它表示双曲线,则 ,解得 .
故答案为:A.
5.(2021肇东月考)以 , 为焦点且过点 的双曲线方程是( )
A. B. C. D.【答案】A
【解析】由题意得 ,
则 , 则 双曲线方程是 , 故答案为:A
考点四 直线与双曲线的位置关系
【例4-1】(2022·全国·高三专题练习)过 且与双曲线 有且只有一个公共点的直线有
( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】D
【解析】当斜率不存在时,过 的直线与双曲线没有公共点;
当斜率存在时,设直线为 ,联立 ,得 ①.
当 ,即 时,①式只有一个解;
当 时,则 ,解得 ;
综上可知过 且与双曲线 有且只有一个公共点的直线有4条.
故选:D.
【例4-2】(2022·全国·专题练习)若过点 的直线 与双曲线 : 的右支相交于不同两点,
则直线 斜率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意可得直线 斜率存在,设直线 的方程为 ,
设交点 ,联立 可得 ,由题意可得 解得: ,故选:D.
【一隅三反】
1.(2022·安徽)直线 与双曲线 没有公共点,则斜率k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】联立直线 和双曲线: ,消去 得 ,
当 ,即 时,此时方程为 ,解得 ,此时直线与双曲线有且只有一个交点;
当 ,此时 ,
解得 或 ,所以 时直线与双曲线无交点;
故选:A
2.(2022·全国·高三专题练习)若双曲线 的一个顶点为A,过点A的直线
与双曲线只有一个公共点,则该双曲线的焦距为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】 斜率为 ,过点A的直线 与双曲线只有一个公共点,
则该直线与双曲线的渐近线 平行,且过双曲线右顶点(a,0),故 = ,且a-3=0,解得a=3,b=1,故c= ,故焦距为2c= .故选:D.
考点五 弦长与中点弦
【例5-1】(2021·江西省)已知双曲线x2-y2=a2(a>0)与直线y= x交于A、B两点,且|AB|=2
,则a =_____
【答案】3
【解析】由题设,不妨设 ,则 ,且 ,
所以 ,可得 .
故答案为:3
【例5-2】(2022·河南·模拟预测(文))已知双曲线 的离心率为 ,直线 与
交于 两点, 为线段 的中点, 为坐标原点,则 与 的斜率的乘积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设 , , ,
则 ,两式作差,并化简得,
,
所以 ,
因为 为线段 的中点,即所以 ,
即 ,由 ,得 .
故选:B.
【一隅三反】
1.(2021·全国·高二课时练习)已知双曲线 ,过点 的直线l与双曲线C交于M、N两点,
若P为线段MN的中点,则弦长|MN|等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题设,直线l的斜率必存在,设过 的直线MN为 ,联立双曲线:
设 ,则 ,所以 ,解得 ,
则 , .
弦长|MN| .
故选:D.
2.(2022·全国·高三专题练习)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的斜率为 ,则b的值是
( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【解析】设 、 ,则 , ,两式相减可得 ,
为线段 的中点, , ,
,又 , ,
,即 , ,
故选:D.
3.(2022·山东烟台·三模)过双曲线 : ( , )的焦点且斜率不为0的直线交 于
A, 两点, 为 中点,若 ,则 的离心率为( )
A. B.2 C. D.
【答案】D
【解析】妨设过双曲线 的焦点且斜率不为0的直线为 ,令
由 ,整理得
则 ,
则 ,由 ,可得
则有 ,即 ,则双曲线 的离心率
故选:D
4.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线C的中心在坐标原点,其中一个焦点为 ,过F的直线
l与双曲线C交于A、B两点,且AB的中点为 ,则C的离心率为( )A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由F、N两点的坐标得直线l的斜率 .
∵双曲线一个焦点为(-2,0),∴c=2.
设双曲线C的方程为 ,则 .
设 , ,则 , , .
由 , 得 ,
即 ,∴ ,易得 , , ,
∴双曲线C的离心率 .
故选:B.
5.(2022·四川省)已知中心在原点的双曲线C的右焦点为(2,0),右顶点为( ,0).
(1)求双曲线C的方程;
(2)若直线l:y=x+2与双曲线交于A,B两点,求弦长|AB|.
【答案】(1) y2=1(2)2
【解析】(1)由已知得a ,c=2,再由c2=a2+b2,得b2=1,所以双曲线C的方程为 y2=1.
(2)由直线与双曲线联立得2x2+12x+15=0,解得x=﹣3± ,
,∴|AB| 2 .