文档内容
第 06 讲 双曲线 (精讲)
目录
第一部分:知识点精准记忆
第二部分:课前自我评估测试
第三部分:典型例题剖析
题型一:双曲线的定义及其应用
题型二:双曲线的标准方程
题型三:双曲线的简单几何性质
角度1:渐近线
角度2:离心率
题型四:与双曲线有关的最值和范围问题
第四部分:高考真题感悟
第一部分:知 识 点 精 准 记 忆
知识点一:双曲线的定义
1、定义:一般地,我们把平面内与两个定点 , 的距离的差的绝对值等于非零常数(小于 )的点的轨
迹叫做双曲线.
这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.
2、集合语言表达式
双曲线就是下列点的集合: .
3、说明
若将定义中差的绝对值中的绝对值符号去掉,则点 的轨迹为双曲线的一支,具体是哪一支,取决于 与
的大小.
(1)若 ,则 ,点 的轨迹是靠近定点 的那一支;
(2)若 ,则 ,点 的轨迹是靠近定点 的那一支.
知识点二:双曲线的标准方程和简单几何性质( (
标准方程
) )
图形
范围 或 或
对称性 对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点坐标 , ,
性质
渐近线
离心率 , ,
间的关系
知识点三:等轴双曲线
( , )当 时称双曲线为等轴双曲线
① ; ②离心率e=√2; ③两渐近线互相垂直,分别为 ;
④等轴双曲线的方程x2 −y2 =λ, ;
知识点四:双曲线与渐近线的关系
1、若双曲线方程为 渐近线方程:
2、若双曲线方程为 ( , ) 渐近线方程:
3、若渐近线方程为 ,则双曲线方程可设为 ,
4、若双曲线与 有公共渐近线,则双曲线的方程可设为 ( ,焦点在 轴上,
,焦点在 轴上)第二部分:课 前 自 我 评 估 测 试
1.(2022·海南·琼海市嘉积第三中学高三阶段练习)双曲线 的离心率为 ,且过 ,
则双曲线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
解:由双曲线离心率为 ,得 ,所以 所以 ,
所以双曲线方程为 ,
将 代入 得 .
所以双曲线的方程为 .
故选:D
2.(2022·四川甘孜·高二期末(文))双曲线的方程为 , 则该双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
由双曲线方程 得 , ,
则双曲线的离心率为 .
故选:D.
3.(多选)(2022·广东·佛山市南海区艺术高级中学模拟预测)若方程 所表示的曲线为 ,
则下面四个命题中正确的是( )
A.若 为椭圆,则 B.若 为双曲线,则 或
C.曲线 可能是圆 D.若 为椭圆,且长轴在 轴上,则
【答案】BC若 为椭圆,则 , 且 ,故A错误
若 为双曲线,则 , ,故B正确
若 为圆,则 , ,故C正确
若 为椭圆,且长轴在 轴上,则 , ,故D错误
故选:BC
4.(2022·贵州遵义·高二期末(理))过点 且与双曲线: 的渐近线垂直的直线方程为
__________.
【答案】 ,
由双曲线: 可得其渐近线方程为 ,
∴过点 且与双曲线: 的渐近线垂直的直线方程为 ,
即 , .
故答案为: , .
5.(2022·上海·华东师范大学附属东昌中学高三阶段练习)若双曲线 的焦距等于虚轴长的3倍,
则 的值为______.
【答案】
化为标准方程: ,
则 ,故 ,则可得: ,
解得: ,
故答案为:
第三部分:典 型 例 题 剖 析
题型一:双曲线的定义及其应用
典型例题
例题1.(2022·河南许昌·高二期末(理))已知双曲线 的左右焦点分别为 , ,其一条渐近线倾斜角为 ,若点P在双曲线上,且 ,则 ______.
【答案】13
由题意, ,故 ,双曲线 , ,因为 小于 到右顶
点的距离,故 在双曲线的左支上,由双曲线的定义可得 ,解得
故答案为:13
例题2.(2022·安徽师范大学附属中学模拟预测(文))设 为椭圆 和双曲线
的一个公共点,且 在第一象限, 是 的左焦点,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
由椭圆 方程知其焦点为 ;由双曲线 方程知其焦点为 ;
椭圆 与双曲线 共焦点,设其右焦点为 ,
为椭圆 与双曲线 在第一象限内的交点,
由椭圆和双曲线定义知: ,解得: .
故选:A.
例题3.(2022·全国·高二专题练习)双曲线 的左、右焦点分别是 、 ,过 的弦AB与其右支
交于 、 两点, ,则 的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
由题可得 ,
则 的周长为 .
故选:C.
例题4.(2022·江苏·高二)已知 、 是双曲线 的两个焦点,点 是双
曲线 上一点,且 ,求 的面积.
【答案】
因为 、 是双曲线 的两个焦点,
所以 ,所以 ;设 , ,
因为点M是双曲线上一点,且 ,所以 ;
在△ 中,由余弦定理可得: ;
联立上述两式可得: ,
所以 的面积 .
同类题型归类练
1.(2022·湖北·宜城市第一中学高三阶段练习)已知 , 分别是双曲线 的左、右焦点,动
点 在双曲线 的右支上,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
因为动点 在双曲线 的右支上,由双曲线定义可得: ,
所以 ,因为 , ,所以 , ,
所以 ,将 代入 得:
.
故选:B.
2.(2022·陕西·西北工业大学附属中学高二阶段练习(文))已知双曲线 的左焦点为F,点
M在双曲线C的右支上, ,当 的周长最小时, 的面积为( )
A.2 B.4 C.8 D.12
【答案】D
解:设双曲线 的右焦点为 ,则 , , ,又 ,所以 ,
由双曲线的定义知, ,
所以 ,所以 的周长为 ,
即当 在 即 与双曲线的交点处时, 的周长最小,此时直线 的方程为 ,
联立 ,即 ,解得 ,即 ,
故 的面积为 .
故选:D.
3.(2022·宁夏·银川一中模拟预测(文))已知双曲线 : 的左、右焦点分别为 , ,
一条渐近线方程为 ,若点 在双曲线 上,且 ,则 ________.
【答案】9
由双曲线C的方程可得其渐近线方程为 ,
由已知可得 ,
所以 , ,所以 ,
由双曲线定义可知 ,则 或 ,
又因为 ,故 ,
故答案为:9.
4.(2022·河北·衡水市第二中学高二期中)已知双曲线 : 的左、右焦点分别为 , .双曲线
上有一点 ,若 ,则 ______.
【答案】1或13##13或1
因为双曲线 : ,
所以a=3,所以 ,
又因为 ,
所以 或 ,
故答案为:1或13.
题型二:双曲线的标准方程
典型例题
例题1.(2022·江苏·高二课时练习)求适合下列条件的双曲线的标准方程:
(1)顶点在 轴上,焦距为10,离心率是 ;
(2)一个顶点的坐标为 ,一个焦点的坐标为 ;
(3)焦点在 轴上,一条渐近线方程为 ,实轴长为12;
(4)渐近线方程为 ,焦点坐标为 和 .
【答案】(1) ;(2) ;(3) ;(4) .
(1)由题设, 且 ,则 , ,
又顶点在x轴上,故双曲线的标准方程为 .
(2)由题设, ,则 ,
又一个焦点为 ,故双曲线的标准方程为 .
(3)由题设, ,又焦点在y轴上,令双曲线的标准方程为 ,
又一条渐近线方程为 ,即 ,则 ,
所以双曲线的标准方程为 .
(4)由题设, 且焦点在x轴上,令
又渐近线方程为 ,则 ,而 ,
所以 ,故双曲线的标准方程为例题2.(2022·全国·高二课时练习)求适合下列条件的双曲线的标准方程:
(1) , ,焦点在 轴上;
(2)焦点为 、 ,经过点 .
【答案】(1) (2)
(1)由题设知, , ,由 ,得 .
因为双曲线的焦点在x轴上,所以所求双曲线的标准方程为 ;
(2)由已知得 ,且焦点在y轴上.因为点 在双曲线上,
所以点A与两焦点的距离的差的绝对值是常数2a,
即 ,
则 , .
因此,所求双曲线的标准方程是 .
同类题型归类练
1.(2022·全国·高二课时练习)已知双曲线的焦点与椭圆 的左、右顶点相同,且经过椭圆的右
焦点,求该双曲线的方程.
【答案】
解:椭圆 的左顶点为 ,右顶点为 ,右焦点为 ,所以双曲线中 ,又
,所以 ,所以双曲线方程为 ;
2.(2022·全国·高二课时练习)求适合下列条件的双曲线的标准方程:
(1)焦点为 , ,且双曲线上的一点到两个焦点距离之差为2;
(2)焦点在y轴上,焦距为10,且经过点 ;
(3)经过点 , .
【答案】(1) ;(2) ;(3) .
(1)因为双曲线的焦点在 轴上,故可设方程为: ,
又焦点为 , ,故可得 ,又双曲线上的一点到两个焦点距离之差为2,即 ,则 ,
又 .
故双曲线方程为: .
(2)因为双曲线焦点在 轴上,故可设双曲线方程为 ,
又其焦距为10,故可得 ;
又该双曲线过点 ,则 ,故 ,
故双曲线方程为: .
(3)不妨设双曲线方程为: ,
因其过点 , ,故可得 ,
联立方程组可得: ,
故所求双曲线方程为: .
题型三:双曲线的简单几何性质
角度1:渐近线
典型例题
例题1.(2022·四川·威远中学校高二阶段练习(文))设双曲线 的虚轴长为2,焦距
为 ,则双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
解:依题意 ,所以 ,又 ,所以 ,所以双曲线方程为 ,所以双
曲线的渐近线方程为 ;
故选:C
例题2.(2022·天津市第一中学滨海学校高二开学考试)双曲线 的离心率 ,则其渐
近线方程为______.
【答案】 或由题意得: ,
解得: 或 ,
当 时, ,
则 ,解得: ,
此时双曲线方程为:
渐近线方程为: ;
当 时, ,
则 ,
解得: ,
此时双曲线方程为: ,
渐近线方程为: .
故答案为: 或
同类题型归类练
1.(2022·全国·高三专题练习(文))已知双曲线 的离心率为 ,则双曲线E的两条
渐近线的夹角为( )
A. B. C. 或 D. 或
【答案】B
【详解】
当 ,即 时, ,解得 ,
则双曲线
此时渐近线的斜率为 ,所以渐近线的倾斜角为 和 ,
所以双曲线E的两条渐近线的夹角为 ;
当 ,即 时, ,解得 ,则双曲线
此时渐近线的斜率为 ,所以渐近线的倾斜角为 和 ,
所以双曲线E的两条渐近线的夹角为 ;
故选:B.
2.(2022·北京·高三专题练习)已知双曲线 的一个焦点为 ,则双曲线 的一条渐近线
方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
根据题意, ,故可得 ,则 ,
故双曲线的渐近线方程为 ,故 是其中一条渐近线.
故选:A.
3.(2022·上海理工大学附属中学高二期中)双曲线 的两条渐近线的夹角为______.
【答案】 ##
因为双曲线 ,则 ,
所以渐近线方程为 ,
又直线 的倾斜角为 ,直线 的倾斜角为 ,
所以两条渐近线的夹角为 .
故答案为:
角度2:离心率
典型例题
例题1.(2022·江苏南通·高二期中)若 是1和4的等比中项,则曲线 的离心率为
( )
A. 或 B. 或 C. D.【答案】A
m是1和4的等比中项,所以 ,
当 时,曲线 化为 是焦点在 轴上的椭圆,离心率为:
.
当 时,曲线 化为 是焦点在 轴上的双曲线,离心率为:
.
故选:A.
例题2.(2022·四川省泸县第二中学模拟预测(理))已知 为双曲线 的左、
右焦点,以线段 为直径的圆与双曲线 的右支交于 两点,若 为等边三角形,则 的离心率
为( )
A. B. C. D.
【答案】D
双曲线 与以 为直径的圆均关于 轴对称, 为等边三角形,
,又 , , ;
由双曲线定义知: ,即 ,
双曲线离心率 .
故选:D例题3.(2022·山东泰安·三模)已知双曲线 ( , )的右焦点为 ,点 为双曲线虚
轴的上端点, 为双曲线的左顶点,若 ,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
由已知双曲线 的右焦点 的坐标为 ,虚轴的上端点B的坐标为 ,
左顶点A的坐标为 ,所以 ,
又 ,所以 ,故 ,即 ,
所以 ,又 ,
所以双曲线的离心率 ,
故选:D.
例题4.(2022·全国·高三专题练习)已知双曲线 : ( ),以 的焦点为圆心,3为半
径的圆与 的渐近线相交,则双曲线 的离心率的取值范围是________________.
【答案】
双曲线C的渐近线方程为 ,右焦点 ,
∵渐近线与圆相交,
∴ ,即 ,
∴ ,可得 ,
∴双曲线C的离心率为: ,且 .
∴ .
故答案为:
同类题型归类练1.(2022·江苏连云港·模拟预测)已知双曲线 的右焦点为 ,一条渐近线被圆
截得的弦长为 ,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
双曲线的一条渐近线为 ,即
过F作渐近线的垂线,垂足为B
则右焦点 到渐近线的距离
由题可知
由勾股定理得, ,所以
即 ,得
故选:A
2.(2022·河南商丘·三模(理))已知双曲线 : 经过点 ,且 的实轴长
大于 ,则 的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
由题意可知, ,所以 ,又 ,所以 ,所以
,解得
故选:D3.(2022·四川省内江市第六中学高二阶段练习(文))已知 , 是双曲线 的
左、右焦点,过 作斜率为 的直线 , 分别交 轴和双曲线右支于点 , ,且 ,则
的离心率为( )
A. B.2 C. D.
【答案】D
由 可得, ,即 ,
则 为 的中点,
由于O为 的中点,故 ,
故 轴,将 代入 中得: ,
故 ,
因为直线 的斜率为 ,故 ,
所以 ,即 ,
故 (负值舍去),故 ,
故选:D
4.(2022·四川雅安·三模(文))已知双曲线 的右焦点为F,若过点F且倾斜角为
的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则此双曲线离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
由题可得渐近线 的斜率满足 ,所以离心率 .
故选:D.
5.(2022·广西·昭平中学高二阶段练习(理))已知双曲线 : 的左、右焦点分别为
, ,过 作 轴的垂线与双曲线交于 , 两点,且 ,则双曲线 的离心率的取值范围
是__________.
【答案】
当 时, ,解得: ,
不妨设 ,
则 ,
即 ,
不等式两边同除以 得: ,
解得:
故答案为:
题型四:与双曲线有关的最值和范围问题
典型例题
例题1.(2022·全国·模拟预测(文))已知点 为双曲线 的右焦点,过 作双曲
线的一条渐近线的垂线,垂足为 .若 (点 为坐标原点)的面积为4,双曲线的离心率
,则 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
取双曲线的一条渐近线为 ,即 .
则 到渐近线的距离即 , ,,即 .
又 , ,易得 ,
即 ,解得 .
故选:B.
例题2.(2022·全国·高二专题练习)直线 与双曲线 没有交点,则 的取值范围为
_____.
【答案】
由题意,双曲线 的渐近线方程为: ,
因为直线 过原点且与双曲线 没有交点,
故需满足 ,
故答案为:
例题3.(2022·全国·高二专题练习)已知 是双曲线 的左右焦点,以 为圆心,
为半径的圆与双曲线的一条渐近线交于 , 两点,若 ,则双曲线的离心率的取值范围是
______.
【答案】
, 是双曲线 的左右焦点,以 圆心, 为半径的圆与双曲线的一条渐近线
交于 , 两点,
则焦点到渐近线的距离: ,
所以 ,,
,
可得 ,
即: ,可得 ,
所以 ,
所以 ,又 ,
所以双曲线的离心率的取值范围是: .
故答案为: .
同类题型归类练
1.(2022·安徽滁州·高二期末)已知双曲线 与双曲线 有相同的渐近线,
过双曲线 右焦点 的直线 与双曲线 相交于 , 两点,弦 的中点为 ,点 是双曲线 右
支上的动点,点 是以点 为圆心, 为半径的圆上的动点,点 是圆 上的动点,则
的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
由双曲线 知渐近线方程为 ,
又双曲线 与双曲线 有相同的渐近线,
, , 双曲线方程为 ,
设 , ,
, ,
,
又弦 的中点为 ,
, ,设 ,,解得 , ,解得 ,
所以双曲线的方程为 ,
由圆 的方程可得 ,
圆心为 ,半径为 ,
.
当且仅当 , , 三点共线时取等号.
故选:D.
2.(2022·全国·高二专题练习)设双曲线 的左、右焦点分别为 , ,过 的直线 交双曲线
左支于 , 两点,则 的最小值为______.
【答案】22
根据双曲线 ,得 , ,
由双曲线的定义可得: ①,
②,
①+②可得: ,
由于过双曲线的左焦点 的直线交双曲线的左支于 , 两点,
可得 ,即有 .
则 ,当 是双曲线的通径时 最小,
故 .
故答案为:22
3.(2022·河南洛阳·模拟预测(理))已知F是椭圆 : ( )的右焦点,A为椭圆
的下顶点,双曲线 : ( , )与椭圆 共焦点,若直线 与双曲线 的一条渐近
线平行, , 的离心率分别为 , ,则 的最小值为______.
【答案】
解:设 的半焦距为c( ),则 ,又 ,所以 ,又直线 与 的一条渐近线平行,
所以 ,所以 ,
所以 ,
所以 ,
所以 ,
又 ,
当且仅当 ,即 , 时等号成立,
即 的最小值为 .
故答案为:
4.(2022·河南·南阳中学三模(文))已知双曲线 的一条渐近线方程为 ,左
焦点为 ,点P在双曲线右支上运动,点Q在圆 上运动,则 的最小值为
___________.
【答案】8
由双曲线 的一条渐近线方程为 ,
可得 ,解得 .
所以 ,双曲线的左焦点坐标 ,右焦点坐标为 ,
由双曲线的定义,知 ,即 ,
由圆 可得圆心 ,半径为 ,
,
问题转化为求点 到圆 上的最小值,
即 ,
所以 .
所以 的最小值为 .故答案为: .
第四部分:高考真题感悟
1.(2022·天津·高考真题) 、 是双曲线 的两个焦点,抛物线 的准线
过双曲线的焦点 ,准线与渐近线交于点 , ,则双曲线的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
抛物线 的准线方程为 ,则 ,则 、 ,
不妨设点 为第二象限内的点,联立 ,可得 ,即点 ,
因为 且 ,则 为等腰直角三角形,
且 ,即 ,可得 ,
所以, ,解得 ,因此,双曲线的标准方程为 .
故选:C.
2.(多选)(2022·全国·高考真题(理))双曲线C的两个焦点为 ,以C的实轴为直径的圆记为
D,过 作D的切线与C交于M,N两点,且 ,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】AC
解:依题意不妨设双曲线焦点在 轴,设过 作圆 的切线切点为 ,
若 分别在左右支,
因为 ,且 ,所以 在双曲线的右支,又 , , ,
设 , ,
在 中,有 ,
故 即 ,
所以 ,
而 , , ,故 ,
代入整理得到 ,即 ,
所以双曲线的离心率
若 均在左支上,同理有 ,其中 为钝角,故 ,
故 即 ,
代入 , , ,整理得到: ,
故 ,故 ,
故选:AC.
3.(2022·全国·高考真题(理))若双曲线 的渐近线与圆 相切,则
_________.
【答案】
解:双曲线 的渐近线为 ,即 ,
不妨取 ,圆 ,即 ,所以圆心为 ,半径 ,
依题意圆心 到渐近线 的距离 ,
解得 或 (舍去).
故答案为: .
4.(2022·浙江·高考真题)已知双曲线 的左焦点为F,过F且斜率为 的直线交双曲线于点 ,交双曲线的渐近线于点 且 .若 ,则双曲线的离心率是
_________.
【答案】
过 且斜率为 的直线 ,渐近线 ,
联立 ,得 ,由 ,得
而点 在双曲线上,于是 ,解得: ,所以离心率 .
故答案为: .
5.(2022·北京·高考真题)已知双曲线 的渐近线方程为 ,则 __________.
【答案】
解:对于双曲线 ,所以 ,即双曲线的标准方程为 ,
则 , ,又双曲线 的渐近线方程为 ,
所以 ,即 ,解得 ;
故答案为:
6.(2022·全国·高考真题(文))记双曲线 的离心率为e,写出满足条件“直线
与C无公共点”的e的一个值______________.【答案】2(满足 皆可)
解: ,所以C的渐近线方程为 ,
结合渐近线的特点,只需 ,即 ,
可满足条件“直线 与C无公共点”
所以 ,
又因为 ,所以 ,
故答案为:2(满足 皆可)