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9.3 双曲线(精讲)(提升版)
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内江期末)“ ”是“ 为双曲线”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】C
【解析】因为方程 表示双曲线,所以 ,
又当 时,方程 表示双曲线,
因此“ ”是“方程 表示双曲线”的充要条件.故答案为:C
【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·邯郸模拟)已知 、 是双曲线 的左、右焦点,点 为双曲线右支上一点,且 在以 为直径的圆上,若 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设 , ,则 .
由双曲线定义知, ,又 ,故 ,
由于 在以 为直径的圆上,所以 ,故有
从而
故答案为:A
【例1-3】(2022·岳普湖模拟)已知双曲线 ,F,F 是双曲线的左右两个焦点,P在双曲线
1 2
上且在第一象限,圆M是△FPF 的内切圆.则M的横坐标为 ,若F 到圆M上点的最大距离
1 2 1
为 ,则△FPF 的面积为 .
1 2
【答案】1;【解析】双曲线的方程为 ,则 .
设圆 分别与 相切于 ,
根据双曲线的定义可知 ,根据内切圆的性质可知
①,
而 ②. 由①②得: ,所以 ,
所以直线 的方程为 ,即M的横坐标为1
设M的坐标为 ,则 到圆M上点的最大距离为 ,
即 ,解得 .
设直线 的方程为 ,即 .
到直线 的距离为 ,解得 .
所以线 的方程为 .由 且 在第一象限,解得 .
所以 .
所以△FPF 的面积为 .
1 2
故答案为:1;
【一隅三反】
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.
2.(2021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
3.(202郫都期中)双曲线 的两个焦点为 , ,双曲线上一点 到 的距
离为11,则点 到 的距离为( )
A.1 B.21 C.1或21 D.2或21
【答案】B
【解析】不妨设 , 分别为双曲线的左右焦点,
当P在双曲线的左支时,由双曲线的定义可知, ,又 =11,所以
,当P在双曲线的右支时,由双曲线的定义可知, ,又
=11,所以 ,又 ,所以右支上不存在满足条件的点P.故答案为:B.
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高三下·安徽期中)已知 , 是双曲线 的左、右焦点,
点P在双曲线的右支上,且 , ,则双曲线C的离心率是
( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意可知, , ,
又 , ,即 ,
∴ ,即 ,∴ .故答案为:C.【例2-2】(2022·河南模拟)已知双曲线 的左、右焦点分别为 , ,P
是双曲线上一点,且 ( 为坐标原点),若 内切圆的半径为 ,则C的
离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】 ,即为 ,即为 ,可得 .
所以 .
根据双曲线的对称性,不妨设点P在第一象限,如图所示,
由题意设 的内切圆切三边分别于G,D,E三点,则 , ,
.
又 ,所以 .
设 ,则 ,所以 ,所以切点D为双曲线的右顶点,所以 ,
.
在 中,由勾股定理得 ,
整理得 ,即 ,解得 ,
又因为 ,所以C的离心率为 ,故答案为:C.
【例2-3】(2022·德阳三模)设双曲线 的右焦点是F,左、右顶点分别是
,过 作 轴的垂线与双曲线交于 两点,若 ,则该双曲线的渐近线方程为(
)
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设双曲线的半焦距为 ,则 ,将 ,代入双曲线 ,
得 ,不妨取 , ,
又 , ,∴ 的斜率 分别为:
, ,因为 ,故 ,即 ,即 ,
所以 ,故渐近线方程是 .
故答案为:C
【一隅三反】
1.(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.
2.(2022·保定模拟)已知F为双曲线 的右焦点,A为双曲线C上一点,
直线 轴,与双曲线C的一条渐近线交于B,若 ,则C的离心率 ( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【解析】由题意得 ,双曲线的渐近线方程为 ,
由双曲线的对称性,不妨设 均为第一象限点,
当 时 ,得 ,所以 ,
当 时, ,所以 ,
因为 ,所以 ,所以 ,得 ,所以 ,
所以双曲线的离心率为 ,故答案为:B
3.(2022·石嘴山模拟)已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,P为双
由线C上的一点,若线段 与y轴的交点M恰好是线段 的中点, ,其中,O为坐标原点,则双曲线C的渐近线的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设双曲线 的半焦距为 ,则点 ,由题意知 轴,
所以点 的横坐标为 ,由双曲线的对称性特点不妨设点P(c,y )(y >0),
0 0
b2
所以 ,解得 ,所以点 ,所以点 的坐标为(0, ),
2a
b2 b2
所以⃗M F =(−c,− ),⃗MO=(0,− ),故
1 2a 2a
b2 b2 b4
⃗M F ⋅⃗MO=(−c,− )⋅(0,− )= =2b2 ,
1 2a 2a 4a2
所以 ,所以 .所以双曲线 的渐近线方程为 .故答案为:B.
考点三 双曲线的标准方程
【例3-1】(2022梧州期末)设双曲线C: ( , )的左焦点为F,直线
过点F且与双曲线C在第二象限的交点为P, ,其中O为坐标原点,则双
曲线C的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设左焦点F的坐标为 ,由点F过直线 ,
所以 ,解得 ,设右焦点为N,连接 , , .
由 ,故三角形 为直角三角形,即 ,
又因为直线斜率为 ,设直线倾斜角为 ,则 .
又 ,则 , ,
由双曲线定义,则 ,
所以 ,
所以
所以双曲线C的方程为 .
故答案为:D.
【例3-2】.(202合肥期末)已知点 分别是等轴双曲线 的左、右焦点, 为坐标原点,点 在双曲线 上, , 的面积为8,则双曲线 的方程为
( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】 , 是 的中点,所以 ,
,则 ,
,解得 ,
所以双曲线方程为 .
故答案为:D.
【一隅三反】
2.(2022·和平模拟)已知双曲线 的一条渐近线过点 ,且双曲线的一
个焦点在抛物线 的准线上,则双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为 在双曲线 的一条渐近线 上, 故可得 ;因为抛物线 的准线为 ,故 ,
又 ;解得 ,
故双曲线方程为: .故答案为:D.
2.(2022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·湖北模拟)在平面直角坐标系中,已知圆 : ,点 , 是圆上任意一点,线段 的垂直平分线与直线 相交于点 ,设点 的轨迹为曲线 ,则曲线 的
方程为 .
【答案】
【解析】因为 在线段 的垂直平分线上,所以 ,所以
,
由双曲线的定义知点 的轨迹是以 为焦点, 为实轴长的双曲线,则 , ,得
,所以曲线 的方程为 ,故答案为:
4.(2022·广州模拟)写出一个同时满足下列性质①②③的双曲线方程 .
①中心在原点,焦点在y轴上;②一条渐近线方程为 ﹔③焦距大于10
【答案】 (答案不唯一,写出一个即可)
【解析】由①中心在原点,焦点在y轴上知,可设双曲线方程为:
由②一条渐近线方程为 知, ,即
由③知, ,即 ,
则可取 (此处也可取大于 的其他数)
又 , ,则同时满足下列性质①②③的一个双曲线方程为:
故答案为: (答案不唯一, 写出一个即可).
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·山东)已知直线l的方程为 ,双曲线C的方程为 .若直线l与双曲线C
的右支相交于不同的两点,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】联立 整理得 ,因为直线 与双曲线 的右支交于不同的两点,所以 ,解得 ,所以实数k的取值范围为 .故选:D.
【一隅三反】
1.(2022·上海)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.
2.(2023·全国·高三专题练习(理))若在区间 内随机取一个实数 ,则直线 与双曲线
的左、右两支各有一个交点的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】双曲线的渐近线斜率为 ,则 ,即 ,故所求概率为 ,
故选:B.2.(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
考点五 弦长与中点弦
【例5】(2022云南)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.
【一隅三反】
1.(2022·山西)过双曲线 的右焦点作倾斜角为30°的直线l,直线l与双曲线交于不同的两点
A,B,则AB的长为______.【答案】
【解析】双曲线 的右焦点为 ,所以直线l的方程为 .由 ,得
.设 , ,则 , ,
所以 .
故答案为:
2(2022·湖南岳阳·三模)已知F,F 分别为双曲线C: 的上、下焦点,过点F 作y轴的垂线交
1 2 2
双曲线C于P,Q两点,则△PFQ的面积为________.
1
【答案】
【解析】双曲线C: 的上、下焦点 .
令 代入 ,解得: ,所以 .
所以 ,所以△PFQ的面积为 .
1
故答案为:
3.(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.
4.(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】不妨设过双曲线 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