文档内容
第 06 讲 双曲线及其性质
目录
01 模拟基础练......................................................................................................................................2
题型一:双曲线的定义与标准方程....................................................................................................2
题型二:双曲线方程的充要条件........................................................................................................3
题型三:双曲线中焦点三角形的周长与面积及其他问题................................................................4
题型四:双曲线上两点距离的最值问题............................................................................................7
题型五:双曲线上两线段的和差最值问题........................................................................................9
题型六:离心率的值及取值范围......................................................................................................11
题型七:双曲线的简单几何性质问题..............................................................................................17
题型八:利用第一定义求解轨迹......................................................................................................20
题型九:双曲线的渐近线..................................................................................................................23
题型十:共焦点的椭圆与双曲线......................................................................................................25
题型十一:双曲线的实际应用..........................................................................................................28
02 重难创新练....................................................................................................................................32
03 过关测试........................................................................................................................................49题型一:双曲线的定义与标准方程
1.已知点 为双曲线 的左支上一点, 分别为 的左,右焦点,则
( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】A
【解析】由于 为双曲线 的左支上一点, 分别为 的左,右焦点,
所以 ,故 ,
由于 ,
所以 ,
故选:A
2.(2024·吉林·模拟预测)已知双曲线 的对称轴为坐标轴,一条渐近线的方程为 ,且点
在 上,则 的标准方程为 .
【答案】 .
【解析】由双曲线的一条渐近线为 ,故设双曲线方程为: ,
又 在双曲线上,则 ,
故所求双曲线方程为: ,整理得: .
故答案为: .
3.双曲线的一个焦点坐标是 ,且双曲线经过点 ,则双曲线的实轴长为 ,标准方
程为 .
【答案】【解析】因为双曲线的一个焦点坐标是 ,
所以设双曲线的标准方程为 ,
又因为双曲线经过点 ,则有 ,又因为 ,
所以 或 ,因为 ,所以 ,
双曲线方程为 ,
所以双曲线的实轴长为 ;标准方程为 ,
故答案为: ; .
题型二:双曲线方程的充要条件
4. “ ”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.既不充分又不必要条件
【答案】B
【解析】若 ,但是取 ,则 不是双曲线,故不是充分条件,
若 为双曲线,
则 必须异号,所以 ,故是必要条件,
所以“ ”是“方程 表示双曲线”的必要不充分条件.
故选: .
5.若方程 表示双曲线,则实数 的取值范围是( )
A. B.
C. D. 或
【答案】B
【解析】若方程 表示双曲线,
则 ,得 .
故选:B6. “方程 表示双曲线”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】B
【解析】因为方程 表示双曲线,
所以 ,解得 或 .
所以“ 或 ”是“ ”的必要不充分条件.
所以“方程 表示双曲线”是“ ”的必要不充分条件.
故选:B.
题型三:双曲线中焦点三角形的周长与面积及其他问题
7.(2024·黑龙江·二模)已知双曲线 的离心率为 ,其左、右焦点分别为
,过 作 的一条渐近线的垂线并交 于 两点,若 ,则 的周长为 .
【答案】
【解析】由 ,得 ,
则双曲线 ,
,渐近线 ,
不妨设直线 , ,
联立方程 消去 得 ,则 ,
可得 ,解得 ,可得 ,
由双曲线的定义可得 ,
则 ,
可得 ,所以 的周长 .
故答案为:
8.(2024·高三·江苏南京·开学考试)设双曲线 的左右焦点分别为 ,离心率
为 为 上一点,且 ,若 的面积为 ,则 .
【答案】2
【解析】不妨取 点在第一象限,如下图所示:
根据双曲线定义可得 ,且 ;
由离心率为 可得 ,可得 ,即 ;
设 ,则 ;
由 的面积为 可得 ,
解得 ;
利用余弦定理可得 ,
即 ,整理可得 ,
即 ,所以 ,解得 .
故答案为:29.(2024·河南焦作·模拟预测)已知双曲线 的左焦点为 , 为坐标原点,
,线段 的垂直平分线与 交于 两点,且与 的一条渐近线交于第二象限的点 ,若
,则 的周长为 .
【答案】 /
【解析】记 的右焦点为 ,
由题意可知:双曲线 的一条渐近线为 ,可知点 在 的渐近线上,
且 ,即 ,
且 , ,则 ,
可知 和 均为等边三角形,
则 ,即 ,
所以双曲线 的方程为 .
不妨设A在 上方,
则 的周长为 ,
又因为 的直线方程为 ,与双曲线方程联立得 ,
整理得 ,解得 ,
且 ,可知 ,所以 的周长为 .
故答案为: .题型四:双曲线上两点距离的最值问题
10.定长为 的线段AB的端点在双曲线 的右支上运动,则AB中点M的横坐
标的最小值为 .
【答案】
【解析】设F是右焦点,点 , .
由离心率为 ,右准线为 ,
则 ,
则 ,
∴ .
∴ .
故答案为:
11.已知点 ,点 在曲线 上运动,点 在曲线 上运动,则
的最小值是 .
【答案】
【解析】如下图所示:
在双曲线 中, , , ,圆 的圆心为 ,半径长为 ,
所以,双曲线 的左、右焦点分别为 、 ,
由双曲线的定义可得 , ,
所以, ,
当且仅当 为射线 与圆 的交点,且 时,等号成立,
故 的最小值是 .
故答案为: .
12.已知定点 ,且 ,动点 满足 ,则 的最小值是 .
【答案】6
【解析】因为动点 满足 ,
所以点P的轨迹是以A,B为焦点的双曲线的一支,
则 ,即 ,
不妨设焦点在x轴上,则双曲线方程为 ,
左焦点为 ,右焦点为 ,
设 ,则 ,
所以 ,
所以 的最小值是6,
故答案为:6
13.(2024·湖北·一模)平面内,线段 的长度为10,动点 满足 ,则 的最小值为
.
【答案】2
【解析】因为 ,所以 ,
因此动点 在以 为焦点的双曲线的靠近 点的一支上,且 ,
从而 的最小值为
故答案为:2.题型五:双曲线上两线段的和差最值问题
14.设点 是曲线 右支上一动点, 为左焦点,点 是圆 上一动点,则
的最小值是 .
【答案】8
【解析】由双曲线的方程 可得 , ,则 ,
设双曲线的右焦点 ,则 ,
圆 的圆心 ,半径 ,
由题意可得 ,
当且仅当 , , 三点共线,且 在 , 之间时取等号,
即 的最小值为 .
故答案为: .
15.已知 , 是双曲线 的左焦点, 是双曲线右支上的动点,则 的最小值为
.
【答案】7
【解析】如图所示:
由题意 ,设 为双曲线右焦点,线段 与双曲线右支交于点 ,
所以 ,等号成立当且仅当 重合,
所以 的最小值为7.故答案为:7.
16.已知点 是双曲线 的左焦点,点 是该双曲线右支上的任一点, ,则 的最
大值为 .
【答案】 /
【解析】如图,设双曲线的右焦点为 ,由题知 ,
因为 ,所以 ,
因为 , ,当且仅当 三点共线时等号成立,
所以, ,当且仅当 三点共线时等号成立.
所以, 的最大值为
故答案为:
17.(2024·河北邯郸·一模)已知点 在双曲线 的右支上, ,动点 满足 , 是
双曲线的右焦点,则 的最大值为 .
【答案】 /
【解析】动点 满足 ,则点 的轨迹是以 为圆心,2为半径的圆,
设双曲线的左焦点为 ,由题知 ,
则 ,
当且仅当 , , 三点共线时,等号成立,所以 的最大值为 ,
故答案为:
题型六:离心率的值及取值范围
18.已知O为坐标原点,F为双曲线C: 的左焦点,直线 与C交于A,B两点(点
A在第一象限),若 ,且 ,则C的离心率为 .
【答案】
【解析】设双曲线右焦点为 ,连接 ,
由对称性可知, , , ,
因为 ,所以 ,故四边形 为矩形, ,
因为 ,所以 ,
由双曲线定义可得 ,
由勾股定理得 ,
由题意得 ,
即 ,解得 ,
故 ,解得 ,
离心率为 .故答案为:
19.已知双曲线 : 的左、右焦点分别为 、 点A在C上,点B在y轴上,
, ,则C的离心率为 .
【答案】 /
【解析】如图:
设A(x ,y ),因为 ,由 .
1 1
因为 ,所以 ;
又 在曲线 上,所以: .
由
,
由因为 ,所以 .
故答案为: .
20.已知双曲线 的左焦点为 ,直线 过点 ,在第四象限与双曲线 的渐近线交于点 ,且直线 与圆 切于点 ,若 ,则双曲线 的离心率是 .
【答案】 /
【解析】如图,因为直线 与圆 切于点 ,所以 .
因为 , ,所以 .因为 ,
所以 ,则 , .
因为 ,所以 ,
所以 ,即 ,所以 ,则双曲线 的离心率 .
故答案为:
21.某研究性学习小组发现,由双曲线 的两渐近线所成的角可求离心率 的大小,
联想到反比例函数 的图象也是双曲线,据此可进一步推断双曲线 的离心率 .
【答案】
【解析】由题意,双曲线 的渐近线为 ,
若两渐近线垂直,则 ,解得 ,即双曲线为等轴双曲线,
所以离心率为 .
双曲线 的两渐近线为 轴和 轴,互相垂直,则双曲线 为等轴双曲线,
所以离心率为 .
故答案为: .22.已知圆 与双曲线 的渐近线有公共点,则双曲线 的离
心率的取值范围为 .
【答案】
【解析】圆 ,双曲线 的渐近线为 ,
圆与双曲线的渐近线有公共点,
圆心 到渐近线的距离 ,
, ,即 ,
.
故答案为: .
23.已知 为坐标原点,若双曲线 的右支上存在两点 , ,使得 ,
则 的离心率的取值范围是 .
【答案】
【解析】设渐近线 的倾斜角为 ,则 ,即 ,
所以 ,离心率 .
故答案为: .
24.(2024·山东淄博·二模)若双曲线 (a>0,b>0)的一条渐近线方程为 ,则离心率e
为( )
A. B. C.√3 D.
【答案】B
【解析】 (a>0,b>0)渐近线方程为 ,则 .
离心率 .故选:B.
25.(2024·广东东莞·模拟预测)若双曲线C: 的右支上存在 ,
到点 的距离相等,则双曲线C的离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据题意,结合双曲线的对称性可知,
存在以点 为圆心的圆与双曲线的右支有四个交点,
所以当双曲线上的点 到点P的距离最小时,点Q不可为双曲线的右顶点,
设点 ,则 ,
又因为由 ,可得 ,
所以 ,
要使 最小, ,则 ,解得 ,
所以 ,
又因为双曲线中 ,所以 .
故选:A
26.(2024·高三·湖北武汉·开学考试)已知双曲线 的左右焦点分别为 ,过
的直线与双曲线的右支交于 两点,若 的周长为 ,则双曲线离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D【解析】
根据双曲线定义知: 的周长为 ,而 ,
所以 ,而 的周长为 ,
所以 ,即 ,所以 ,解得 ,
双曲线离心率的取值范围是 .
故选:D
27.已知F是双曲线 ( , )的右焦点,O是坐标原点,F是OP的中点,双曲线E
上有且仅有一个动点与点P之间的距离最近,则E的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题知, ,设 是双曲线E上的一个动点,∴ ,即 ,
∴ .
易知 最小时,M为E的右顶点,则 ,
∴当 时, 在 处取得最小值,不符合题意,
故 ,此时 在 处取得最小值,符合题意,
故 .
故选:B.题型七:双曲线的简单几何性质问题
28.(多选题)(2024·全国·模拟预测)若 是双曲线 上一点, 分别为 的左、右焦点,
则下列结论中正确的是( )
A.双曲线 的虚轴长为 B.若 ,则 的面积为2
C. 的最小值是 D.双曲线 的焦点到其渐近线的距离是2
【答案】BC
【解析】由双曲线 ,得双曲线 ,
设双曲线 的实半轴长为 ,虚半轴长为 ,半焦距为 .
选项A:得 ,故双曲线 的虚轴长为 ,故A错误.
选项B:得 ,则 , ,得 ,
故 的面积为 ,故B正确.
选项C:易知 ,故C正确.
选项D:易得双曲线 的焦点坐标为 ,渐近线方程为 ,
所以双曲线 的焦点到其渐近线的距离为 ,故D错误.
故选:BC.
29.(多选题)已知双曲线 ( ),则不因k的变化而变化的是( )
A.顶点坐标 B.渐近线方程 C.焦距 D.离心率
【答案】BD
【解析】双曲线 化为: ,实半轴长 ,虚半轴长 ,
双曲线的顶点 随k的变化而变化,焦距 随k的变化而变化,AC不是;
而 ,渐近线方程 不因k的变化而变化,离心率 为常数,BD是.
故选:BD
30.(多选题)(2024·全国·模拟预测)已知双曲线 的左焦点 与抛物线 的焦点重合, 是双曲线的右焦点,则下列说法中正确的是( )
A.抛物线的准线方程为
B.双曲线的实轴长为4
C.双曲线的一条渐近线方程为
D.P为双曲线上一点,若 ,则
【答案】ABD
【解析】 的准线方程为 ,A正确;
由 ,得 ,不妨设 ,则 ,故双曲线的实轴长为4,B正确;
令 ,知双曲线的一条渐近线方程为 ,C错误;
由双曲线的定义,知 ,可得 ( ,舍),D正确.
故选:ABD
31.(多选题)(2024·湖南株洲·一模)已知双曲线 ,则下列说法中正确的是( )
A.双曲线C的实轴长为2 B.双曲线C的焦点坐标为
C.双曲线C的渐近线方程为 D.双曲线C的离心率为
【答案】AD
【解析】因为双曲线方程 ,所以 ,
对于A:实轴长为 ,故A正确;
对于B:因为 ,所以焦点坐标 ,故B错误;
对于C:因为 ,所以渐近线方程 ,故C错误;
对于D:因为 ,所以离心率 ,故D正确;
故选:AD.
32.(多选题)(2024·江苏南通·二模)已知双曲线 的右焦点为F,直线 是
C的一条渐近线,P是l上一点,则( )
A.C的虚轴长为 B.C的离心率为C. 的最小值为2 D.直线PF的斜率不等于
【答案】AD
【解析】双曲线 的渐近线方程为 ,依题意, ,解得 ,
对于A, 的虚轴长 ,A正确;
对于B, 的离心率 ,B错误;
对于C,点 到直线 的距离 ,即 的最小值为 ,C错误;
对于D,直线 的斜率为 ,而点 不在 上,点 在 上,则直线PF的斜率不等于 ,
D正确.
故选:AD
33.(多选题)(2024·湖南长沙·一模)已知双曲线的方程为 ,则( )
A.渐近线方程为 B.焦距为
C.离心率为 D.焦点到渐近线的距离为8
【答案】BC
【解析】因为双曲线方程为 ,即 ,
则 ,且双曲线焦点在 轴上,
所以渐近线方程为: ,A选项错误;
焦距 ,B选项正确;
离心率 ,C选项正确;
焦点为 ,则焦点到渐近线的距离为 ,D选项错误.
故选:BC.
34.(多选题)(2024·海南·模拟预测)已知双曲线 的焦点分别为 ,则下列结论正确
的是( )A.渐近线方程为
B.双曲线 与椭圆 的离心率互为倒数
C.若双曲线 上一点 满足 ,则 的周长为28
D.若从双曲线 的左、右支上任取一点,则这两点的最短距离为6
【答案】CD
【解析】由题意可得 ,故渐近线为 ,故A错误;
易知双曲线和椭圆的离心率分别为 ,
显然它们不互为倒数,故B错误;
由双曲线的定义可知 ,
若 ,则 ,
又 ,故 的周长为 ,故C正确;
由双曲线的图象可知左右两支上距离最近的两点为左右顶点,即最短距离为6,故D正确.
故选:CD
题型八:利用第一定义求解轨迹
35. 是一个动点, 与直线 垂直,垂足 位于第一象限, 与直线 垂直,垂足 位于第
四象限,若四边形 ( 为原点)的面积为4,则动点 的轨迹方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设 ,根据题意可知点 在 和 相交的右侧区域,
所以点 到直线 的距离 ,到直线 的距离 ,
,即 .所以动点M的轨迹方程: .
故选:C.
36.已知圆 与圆 ,动圆 同时与圆 及 相外切,则动圆圆
心 的轨迹为( )
A.椭圆 B.椭圆和一条直线
C.双曲线和一条射线 D.双曲线的一支
【答案】D
【解析】圆 , ,圆心 , ,
圆 , ,圆心 , ,
设 ,因为圆 同时与圆 及 相外切,
所以 ,
即 的轨迹是以 为焦点, 的双曲线的左支.
故选:D
37.已知点 , ,若动点 满足 ,则动点 的轨迹方程为 .
【答案】
【解析】设 ,由题意可知 , ,
整理可得动点 的轨迹方程为 .
故答案为: .
38.在平面直角坐标系xOy中,动点P关于x轴对称的点为Q,且 ,则点P的轨迹方程为
.
【答案】
【解析】设 ,则 ,
又因为 可得 .
则点 的轨迹方程为 .
故答案为: .
39.已知P为圆C: 上任意一点, .若线段 的垂直平分线交直线 于点Q,
则点Q的轨迹方程为 .【答案】
【解析】由点 是线段 垂直平分线上的点,
,
又 ,
满足双曲线定义且 , ,
,
轨迹方程: .
故答案为: .
40.在平面直角坐标系中,动点P与两个定点 和 的连线的斜率之积等于 ,则点P的轨迹
方程为 .
【答案】
【解析】设点 ,
由已知得 ,整理得 ,
所以点P的轨迹方程为 .
故答案为: .
41.动点 与定点 的距离和它到直线 的距离的比是常数 ,则动点M的轨迹方程是
.
【答案】
【解析】动点 与定点 的距离和它到直线 的距离的比是常数 ,所以 ,即 ,
展开整理得 .
故答案为: .
42.已知A,B分别为椭圆 的左、右顶点,点M,N为椭圆上的两个动点,满足线段MN与x轴
垂直,则直线MA与NB交点的轨迹方程为 .
【答案】
【解析】因为A,B分别为椭圆 的左、右顶点,所以A(-2,0),B(2,0),
设MA与NB的交点为P,P(x,y),M(x,y),N(x,-y),
1 1 1 1
由 , ,得 , ,
两式相乘得∶ ,化解得 .
故答案为: .
题型九:双曲线的渐近线
x2 y2
43.(2024·陕西安康·模拟预测)已知双曲线C: − =1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为 , . 点A
a2 b2
在双曲线 上,点 在 轴上, , ,则双曲线 的渐近线方程为 .
【答案】【解析】因为 ,所以 三点共线,
又 ,所以 为直角三角形,
记 ,则 ,
由双曲线定义和对称性可得 ,
则有 ,即 ,
解得 或 (舍去).
记 ,则 ,
在 中,由余弦定理得 ,
整理得 ,得
所以双曲线 的渐近线方程为 .
故答案为:
44.(2024·上海·三模)已知双曲线 的一条渐近线方程为 ,则 .
【答案】
【解析】双曲线 的渐近线为 ,
依题意 ,解得 .
故答案为:
45.(2024·上海宝山·二模)已知 是双曲线 上的点,过点 作双曲线两渐近线的平行线 ,
直线 分别交 轴于 两点,则 .
【答案】4
【解析】双曲线 两渐近线的斜率为 ,设点 ,
则 、 的方程分别为 , ,
所以 、 坐标为 , ,所以 ,
又点 在双曲线上,则 ,所以 .
故答案为:4
46.(2024·江西鹰潭·一模)设 为双曲线 右支上的任意一点, 为坐标原点,过点 作双曲线
两渐近线的平行线,分别与两渐近线交于 , 两点,则平行四边形 的面积为 .
【答案】
【解析】设 (不妨设 在第一象限),代入双曲线得 即 ,
不妨假设 在第一象限,所以直线 的方程为 ,直线 方程为 ,联立解得
,
直线 的一般方程为 ,
又 到渐近线 的距离为 ,
又 ,且 , 为锐角,
∴ ,
∴平行四边形 的面积为 ,
故答案为:15
题型十:共焦点的椭圆与双曲线
47.已知F是椭圆 的右焦点,A为椭圆 的上顶点,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 .
【答案】1
【解析】设椭圆 的半焦距为 ,则F(c,0), ,所以 ,直线 与 的一条渐近线平行,所以 ,
则 ,所以 ,即得 ,又 , ,
所以 ,即 .
故答案为:1.
48.(2024·湖北襄阳·模拟预测)已知椭圆 与双曲线 共焦点,双曲线 实轴的两顶点将椭圆 的长轴
三等分,两曲线的交点与两焦点共圆,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设椭圆 的标准方程为 ,
双曲线 的标准方程为 ,设 ,
因为双曲线 实轴的两顶点将椭圆 的长轴三等分,则 ,
设椭圆 与双曲线 的公共焦点为 、 ,且 、 为两曲线的左、右焦点,
设椭圆 与双曲线 在第一象限的交点为 ,在第三象限的交点为 ,
则 ,解得 ,
由对称性可知 、 的中点均为原点 ,所以,四边形 为平行四边形,
因为 、 、 、 四点共圆,则有 ,故 ,由勾股定理可得 ,即 ,即 ,
即 ,故椭圆 的离心率为 .
故选:C.
49.已知椭圆 与双曲线 共焦点(记为 , ),点 是该椭圆与双曲线的一个公共
点,则 的面积为( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为椭圆 与双曲线 共焦点,
所以有 , , ,
因为该椭圆与双曲线是中心对称图形和轴对称图形,
所以不妨设点 是在第一象限,左、右焦点分别为 , ,
设 ,由椭圆和双曲线的定义可知: ,则 ,
由余弦定理可知: ,
所以有 ,
因此 的面积为 ,
故选:D.
50.(多选题)已知椭圆C: 与双曲线 : 共焦点,过椭圆C上一点P的切线
l与x轴、y轴分别交于A,B两点 为椭圆C的两个焦点 又O为坐标原点,当 的面积最小时,
下列说法正确的是( )
A.
B.
C.直线OP的斜率与切线l的斜率之积为定值
D. 的平分线长为【答案】ABC
【解析】 椭圆C: 与双曲线 : 共焦点,.
,故A正确;
这时 , 是椭圆C: 上一点,设 , ,则
,椭圆C上一点P的切线l的方程为 , ,
, ,
,当且仅当 时,取得最小值.
这时 , ,
对于B, , , ,故
B正确;
对于C,直线OP的斜率 ,切线l的斜率 , ,故C正确;
对于D,不妨设P在第一象限,则 ,这时 ,
在 中,由 ,知 , .
设 的平分线交 于点Q,则 ,
在 中,由正弦定理得 , .
故D错误.
故选:ABC
题型十一:双曲线的实际应用
51.如图1,北京冬奥会火种台以“承天载物”为设计理念,创意灵感来自中国传统青铜礼器一尊的曲线
造型,基座沉稳,象征“地载万物”,顶部舒展开阔,寓意迎接纯洁的奥林匹克火种.如图2,一种尊的
外形近似为某双曲线的一部分绕着虚轴旋转所成的曲面,尊高63cm,上口直径为40cm,底部直径为
26cm,最小直径为24cm,则该双曲线的渐近线与实轴所成锐角的正切值为 .【答案】
【解析】如图所示,设双曲线的标准方程为 ,
因为最小直径为 ,可得 ,即 ,
又因为尊高 ,上口直径为 ,底部直径为 ,
设点 ,
所以 且 ,解得 ,即 ,
可得双曲线的渐近线为 ,
所以渐近线与实轴所成锐角的正切值为 .
故答案为: .
52.(2024·上海·三模)如图,B地在A地的正东方向,相距4km;C地在B地的北偏东 方向,相距
2km,河流沿岸PQ(曲线)上任意一点到A的距离比它到B的距离远2km,现要在曲线PQ上选一处M建
一座码头,向A、B、C三地转运货物.经测算,从M到A、B两地修建公路费用都是10万元/km,从M到
C修建公路的费用为20万元/km.选择合适的点M,可使修建的三条公路总费用最低,则总费用最低是
万元(精确到0.01)【答案】85.83
【解析】以 所在的直线为 轴, 的垂直平分线为 轴建立直角坐标系,如图所示:
,根据双曲线定义知,轨迹为双曲线的右支.
故 , , , ,故轨迹方程为: .
由题意修建的三条公路总费用
,
由图形可知,当 三点共线,即 在 点处时, 有最小值 ,
由题意 ,所以 ,
所以 .
故答案为:
53.(2024·上海·模拟预测)一颗彗星的运行轨迹是以太阳为焦点,且靠近该焦点的双曲线的一支,当太
阳与这颗彗星的距离分别是6(亿千米)和3(亿千米)的时候,这颗彗星与太阳的连线所在直线与双曲线的实
轴所在直线夹角分别为 和 ,则这颗彗星与太阳的最近距离是 .
【答案】2
【解析】如图,设 , , ,
设双曲线的方程为 ,半焦距为 ,
将 代入双曲线可得 ,则 ,①
又 ,即 ,
代入双曲线得 ②
联立①②,结合 可得 ,解得 或 (因为 ,故舍去),
,
则这颗彗星与太阳的最近距离是 .
故答案为:2.
54.根据中国地震局发布的最新消息,2023年1月1日至2023年11月10日,全球共发生六级以上地震
110次,最大地震是2023年02月06日09时02分37秒在土耳其发生的7.8级地震.地震定位对地震救援
具有重要意义,根据双台子台阵方法,在一次地震发生后,通过两个地震台站的位置和其接收到的信息,
可以把震中的位置限制在双曲线的一支上,这两个地震台站的位置就是该双曲线的两个焦点.已知地震台站
A,B在公路l上(l为直线),且A,B相距 ,地震局以 的中点为原点O,直线l为x轴, 为
单位长度建立如图所示的平面直角坐标系.在一次地震发生后,根据A,B两站收到的信息,并通过计算发
现震中P在双曲线 的右支上,且 ,则P到公路l的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设双曲线 的焦距为2c,
由题意,得 ,所以 ,解得 ,所以 ,由 及余弦定理,
得 ,
即 ,所以 ,
的面积 ,
设P到公路l的距离为h,则 ,所以 ,
即P到公路l的距离为 ,
故选:D.
1.(2024·湖南邵阳·三模)已知双曲线 : ( , )的右焦点为 ,左、右顶点分别
为 , ,点 在 上且 轴,直线 , 与 轴分别交于点 , ,若 ( 为坐
标原点),则 的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意知 ,因为 轴,
所以令 ,可得 ,解得: ,设 ,
直线 的斜率为: ,
所以直线 的方程为: ,
令 可得 ,所以 ,直线 的斜率为:
所以直线 的方程为: ,
令 可得 ,所以 ,
由 可得 ,解得: ,
所以 ,解得: ,即
所以 的渐近线方程为 ,
故选:C.
2.(2024·陕西西安·模拟预测)已知双曲线 的焦点关于渐近线的对称点在双曲线
上,则双曲线 的离心率为( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【解析】双曲线的右焦点为 ,渐近线方程为: ,
设F关于 的对称点为 ,
由题意可得 ,解得 ,
又点M在双曲线上,则 ,整理得: ,得离心率 ,
故选:D
3.(2024·四川德阳·模拟预测)已知双曲线l 的焦距为2c,右顶点为A,过A作x
轴的垂线与E 的渐近线交于M、N 两点,若 则 E 的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.[ √3 ,2]
【答案】A
【解析】由题意得 ,渐近线 ,
将 代入得 坐标为 ,所以 ,
因为 轴,所以 ,
由已知可得 ,
两边同时除以 得 ,
所以 ,即 ,
解得 ,所以 ,
而双曲线的离心率 ,
故选:A.
4.(2024·陕西榆林·模拟预测)设 , 是双曲线 的左,右焦点,过 的直线与 轴和
的右支分别交于点 , ,若 是正三角形,则 ( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【答案】B
【解析】对于双曲线 ,则 ,
根据双曲线定义有 ,
又 , ,故 .故选:B
5.(2024·河南周口·模拟预测)已知双曲线 的左、右焦点分别为 , ,过点
作倾斜角为30°的直线l与C的左、右两支分别交于点P,Q,若 ,则C的
离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【解析】依题意,由 ,
得 ,即 的平分线与直线PQ垂直,
设 的平分线 与直线PQ交于点D,如图,
则 , ,又 ,
所以 ,所以 , .
由题得 , ,设 , , ,
在 中, , ,则 , ,
由双曲线的性质可得 ,解得 ,
则 ,所以在 中, ,又 , ,所以 ,
即 ,整理得 ,所以 .
故选:A
6.(2024·四川·模拟预测)已知双曲线 的左,右顶点分别为 ,点 在双曲线
上,过点 作 轴的垂线 ,交 于点 .若 ,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
【答案】A
【解析】设 ,可得 ,
过P作x轴的垂线,垂足为N,所以 ,
又因为 ,
所以 ,又
所以 ,
所以 ,又 ,
所以
所以双曲线的离心率为 .
故选:A.
7.(2024·陕西榆林·模拟预测)设 , 是双曲线C: 的左,右焦点,过 的直线与y轴和C
的右支分别交于点P,Q,若 是正三角形,则 ( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【答案】C
【解析】根据双曲线定义有 ,由于点P在线段 的垂直平分线上,∴ ,
又 , ,故 .
故选:C.
8.(2024·河北·模拟预测)双曲线 的两焦点分别为 ,过 的直线与其一支
交于 , 两点,点 在第四象限.以 为圆心, 的实轴长为半径的圆与线段 分别交于M,N两
点,且 ,则 的渐近线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】如图,由题意得: ,
设 ,则 ,
所以 , ,
由双曲线的定义得: ,
所以 , ,则 ,
因为 ,在 中, ,
即 ,解得 ,
所以 , ,
在 中, ,即 ,
可得 ,
所以 ,
所以 ,即 ,
故双曲线 的渐近线方程为 .
故选:C.
9.(多选题)(2024·安徽·一模)已知双曲线 的左、右焦点分别为 .过
的直线 交双曲线 的右支于 两点,其中点 在第一象限. 的内心为 与 轴的交点为
,记 的内切圆 的半径为 的内切圆 的半径为 ,则下列说法正确的有( )
A.若双曲线渐近线的夹角为 ,则双曲线的离心率为2或
B.若 ,且 ,则双曲线的离心率为
C.若 ,则 的取值范围是
D.若直线 的斜率为 ,则双曲线的离心率为
【答案】ABD
【解析】对于A,双曲线渐近线的夹角为 ,则 或者 故 或
.
对于B,设 ,则 .
故 ,解得 .又 ,故 .
对于C, 令圆 切 分别为点 ,则 ,
,令点 ,而 ,
因此 ,解得 ,又 ,则点 横坐标为 ,同理点 横坐标为 ,
即直线 的方程为 ,
设直线 的倾斜角为 ,那么 ,在 中,
在 中, ,渐近线的斜率为 .
因为 均在右支上,故 .
如图所求, .
对于D, ,故 ,而 .
故 ,
由余弦定理可知 ,故 .
故选:ABD.
10.(多选题)(2024·福建泉州·模拟预测)在平面直角坐标系 中,已知 是
动点.下列命题正确的是( )
A.若 ,则 的轨迹的长度等于2
B.若 ,则 的轨迹方程为
C.若 ,则 的轨迹与圆 没有交点
D.若 ,则 的最大值为3
【答案】ACD
【解析】选项A:因为 ,所以 的轨迹为线段 ,
从而 的轨迹的长度等于2,故A正确;
选项B:因为 ,由双曲线的定义知, 的轨迹是以 为焦点的双曲线的右支,而结论的方程中未限制范围,故B错误;(由 ,得 的轨迹方程为 )
选项C:解法一:由 ,得 ,
化简得, ,联立 ,得 ,
这与 矛盾,所以方程组无解,故 的轨迹与圆 没有交点,故C正确;
解法二:若有交点M(x,y),则 ,
又 ,矛盾,
所以 的轨迹与圆 没有交点,故C正确;
选项D:
解法一:由 得, ,
化简得 ,
所以 的轨迹是以 为圆心,半径为 的圆,
等于 在 轴上的投影的长度,
由图知其最大值为3,故D正确;
解法二:同法一得 的轨迹是以 为圆心,半径为 的圆,
,由圆的方程知 可取到最大值3,故D正确;
解法三:由 得, ,
当 在 的反向延长线上时取等号,
① ;
②当 在 的反向延长线上,且 时,满足条件 ,此时 ,
所以 的最大值为3,故D正确;
故选:ACD.
11.(多选题)(2024·安徽芜湖·模拟预测)已知双曲线C: 的离心率为e,其左、
右焦点分别为 , ,左、右顶点分别为 , ,过点 的直线l交双曲线C于P,Q两点,交两条渐近
线于M,N两点(P,M在第一象限),MN的中点为R,则( )
A.若直线l斜率 ,则
B. 的周长为
C.以 为直径的圆与以 为直径的圆相交
D.若点M恰为以 为直径的圆与渐近线的一个交点,且 ,则
【答案】ABD
【解析】对于A项,由双曲线 ,可得其渐近线的方程为 ,
要使得过点 的直线l交双曲线C于P,Q两点,交两条渐近线于M,N两点,
则满足 ,所以 ,所以A正确;
对于B项,由双曲线的定义,可得 , ,
两式相减得 ,
所以
,所以B项正确;
对于C项,设 的中点为S,则 ,
即两圆半径之和,所以两圆外切,所以C项错误;
对于D项,联立方程组 ,且 ,解得 ,
因为 ,则 ,
连接 并延长交 于 ,则 , 为 中点,
又由 的中点为 ,则 ,从而 ,所以 ,从而 ,因此 ,所以D项正确.
故选:ABD.
12.(多选题)(2024·安徽·模拟预测)已知双曲线 ,过原点的直线AC,BD分别交双曲线于
A,C和B,D四点(A,B,C,D四点逆时针排列),且两直线斜率之积为 ,则下列结论正确的是
( )
A.四边形ABCD一定是平行四边形 B.四边形ABCD可能为菱形
C.AB的中点可能为 D. 的值可能为
【答案】AD
【解析】由双曲线的中心对称性可知,点A,B分别关于原点与C,D对称,故 , ,
所以四边形ABCD一定是平行四边形,而直线AC,BD斜率之积为 ,则AC与BD不垂直,所以四边形
ABCD不可能为菱形,A正确,B错误;
设A(x ,y ),B(x ,y ),则 , ,
1 1 2 2
两式作差得 ,
若 的中点为 ,可得 ,
代入上式,求得 ,故AB的方程为 ,
联立方程组 ,整理得 ,可得 ,
则 ,此时 ,故C错误;
当点A位于第一象限,点B位于第二象限,设直线OA的斜率为k,则直线OB的斜率为 ,结合双曲线渐近线 ,
易知 , ,可得 ,
又因为 ,所以 的取值范围为 ;
当点A位于第四象限,点B位于第一象限,同理,可得 的取值范围为 .
综上 的取值范围为 ,所以D正确.
故选:AD.
13.(2024·山西太原·一模)已知椭圆 , 为原点,过第一象限内椭圆外一点 作椭圆的
两条切线,切点分别为 .记直线 , , , 的斜率分别为 , , , ,若 ,则
的最小值是 .
【答案】5
【解析】因为 ,故 不关于 轴对称且 的横纵坐标不为0,
所以直线 方程斜率一定存在,
设直线 的方程为 ,
联立方程 ,消去y可得 ,
则 ,设A(x ,y ),B(x ,y ),
1 1 2 2
则 , ,可得y y =(kx +t)(kx +t)=k2x x +kt(x +x )+t2
1 2 1 2 1 2 1 2
,
且 , ,由 ,可得 ,
即 ,解得 ,
下面证明椭圆 在 处的切线方程为 ,
理由如下:
当 时,故切线的斜率存在,设切线方程为 ,
代入椭圆方程得: ,
由 ,化简得: ,
所以 ,
把 代入 ,得: ,
于是 ,
则椭圆的切线斜率为 ,切线方程为 ,
整理得到 ,
其中 ,故 ,即 ,
当 时,此时 或 ,
当 时,切线方程为 ,满足 ,
当 时,切线方程为 ,满足 ,
综上:椭圆 在 处的切线方程为 ;
可知:椭圆在点A(x ,y )的切线方程为 ,
1 1
椭圆在点B(x ,y )的切线方程为 ,
2 2由于点P(x ,y )为 与 的交点,
0 0
故 , ,
所以直线 为 ,
因为直线 的方程为 ,对照系数可得 , ,
又 ,故 ,整理得 ,
又P(x ,y )在第一象限,
0 0
故点P(x ,y )的轨迹为双曲线 位于第一象限的部分,
0 0
,同理可得 ,
则 ,
又由于 , , ,故 ,
设 ,则 ,
则两式联立得 ,
由 得, ,
检验,当 时, ,又 ,
解得 ,满足要求.
故 的最小值为4
故 的最小值是5
故答案为:5.14.(2024·河南郑州·模拟预测)已知正方形PQRS的边长为 ,两个不同的点A,B都在直线QS的同
侧(但A,B与P在直线QS的异侧),A,B关于直线PR对称,若 ,则 面积的取值范围是
.
【答案】
【解析】以PR为x轴,QS为y轴建系,则 , ,
设 , ,且 , ,所以 , ,
因为 ,所以 ,
即A位于双曲线 的右支上,渐近线方程为 或 ,
设点A到直线PS的距离为h,又直线 与直线PS的距离为 ,点 到直线PS的距离为 ,
则 ,又 ,
所以 面积的取值范围是 .
故答案为:
15.(2024·安徽马鞍山·模拟预测)已知双曲线 : 的一条渐近线与圆O:
交于 两点,设圆O在 两点处的切线与 轴分别交于 两点、若双曲线 的焦距为
,则四边形 周长的最大值为 .
【答案】4
【解析】由题意可知渐近线方程为 , ,
故 ,故 ,
又 ,
由于焦距为 ,故 ,则 ,
由对称性可知四边形 为平行四边形,故周长为
,设 ,由 可得 ,当且仅当 ,
即 时等号成立,
故 ,
故最小值为4
故答案为:4
16.(2024·湖北·模拟预测)已知双曲线 的左焦点为 ,过坐标原点 作直线与双曲线
的左右两支分别交于 两点,且 ,则双曲线的渐近线方程为 .
【答案】
【解析】双曲线的右焦点为 ,连接 ,
由 关于原点对称, 也关于原点对称,可知四边形 是平行四边形,
又 , ,则有 , ,
又由双曲线的定义得 ,解得 ,
再由余弦定理: ,
即 ,得 ,
再由 ,
故渐近线方程为: ,故答案为: .
17.(2024·海南·模拟预测)已知双曲线 的实轴长为 ,点 在双曲
线 上.
(1)求双曲线 的标准方程;
(2)过点 且斜率为 的直线与双曲线 的另一个交点为 ,求 .
【解析】(1)因为双曲线的实轴长为 ,所以 ,解得: ;
又因为点 在双曲线 上,所以 ,解得: ,
所以双曲线的标准方程为:
(2)设 ,Q(x ,y )
2 2
由题可得过点 且斜率为 的直线方程为: ,即 ,
联立 ,消去 可得: ,
所以 , ,
所以
18.(2024·山东·二模)已知双曲线的中心为坐标原点 ,点 在双曲线上,且其两条渐近线相互垂直.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若过点 的直线 与双曲线交于 , 两点, 的面积为 ,求直线 的方程.
【解析】(1)因为双曲线 的两条渐近线互相垂直,
所以双曲线 为等轴双曲线,
所以设所求双曲线方程为 , ,
又双曲线 经过点 ,
所以 ,即 ,
所以双曲线的方程为 ,即 .
(2)根据题意可知直线 的斜率存在,又直线 过点 ,
所以直线 的方程为 ,
所以原点 到直线 的距离 ,
联立 ,得 ,
所以 且 ,
所以 ,且 ,
所以 ,
所以 的面积为 ,
所以 ,解得 ,所以 ,
所以直线 的方程为 或 .1.(2022年新高考天津数学高考真题)已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,抛
物线 的准线l经过 ,且l与双曲线的一条渐近线交于点A,若 ,则双曲线的方程为
( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】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:D.
2.(2021年天津高考数学试题)已知双曲线 的右焦点与抛物线 的焦
点重合,抛物线的准线交双曲线于A,B两点,交双曲线的渐近线于C、D两点,若 .则双曲
线的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
【答案】A【解析】设双曲线 与抛物线 的公共焦点为 ,
则抛物线 的准线为 ,
令 ,则 ,解得 ,所以 ,
又因为双曲线的渐近线方程为 ,所以 ,
所以 ,即 ,所以 ,
所以双曲线的离心率 .
故选:A.
3.(2021年北京市高考数学试题)若双曲线 离心率为 ,过点 ,则该双曲线的方
程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】 ,则 , ,则双曲线的方程为 ,
将点 的坐标代入双曲线的方程可得 ,解得 ,故 ,
因此,双曲线的方程为 .
故选:B
4.(2021年全国高考甲卷数学(文)试题)点 到双曲线 的一条渐近线的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可知,双曲线的渐近线方程为: ,即 ,
结合对称性,不妨考虑点 到直线 的距离: .
故选:A.
5.(2021年全国高考甲卷数学(理)试题)已知 是双曲线C的两个焦点,P为C上一点,且
,则C的离心率为( )A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为 ,由双曲线的定义可得 ,
所以 , ;
因为 ,由余弦定理可得 ,
整理可得 ,所以 ,即 .
故选:A
6.(多选题)(2022年高考全国乙卷数学(理)真题)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
【解析】[方法一]:几何法,双曲线定义的应用
情况一
M、N在双曲线的同一支,依题意不妨设双曲线焦点在 轴,设过 作圆 的切线切点为B,
所以 ,因为 ,所以 在双曲线的左支,
, , ,设 ,由即 ,则 ,选A
情况二
若M、N在双曲线的两支,因为 ,所以 在双曲线的右支,
所以 , , ,设 ,
由 ,即 ,则 ,
所以 ,即 ,
所以双曲线的离心率
选C
[方法二]:答案回代法
特值双曲线
,
过 且与圆相切的一条直线为 ,
两交点都在左支, ,
,则 ,
特值双曲线 ,
过 且与圆相切的一条直线为 ,
两交点在左右两支, 在右支, ,
,
则 ,
[方法三]:
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.
7.(2024年新课标全国Ⅰ卷数学真题)设双曲线 的左右焦点分别为 ,过
作平行于 轴的直线交C于A,B两点,若 ,则C的离心率为 .
【答案】
【解析】由题可知 三点横坐标相等,设 在第一象限,将 代入
得 ,即 ,故 , ,
又 ,得 ,解得 ,代入 得 ,
故 ,即 ,所以 .故答案为:
8.(2023年北京高考数学真题)已知双曲线C的焦点为 和 ,离心率为 ,则C的方程为
.
【答案】
【解析】令双曲线 的实半轴、虚半轴长分别为 ,显然双曲线 的中心为原点,焦点在x轴上,其半
焦距 ,
由双曲线 的离心率为 ,得 ,解得 ,则 ,
所以双曲线 的方程为 .
故答案为:
9.(2023年新课标全国Ⅰ卷数学真题)已知双曲线 的左、右焦点分别为 .
点 在 上,点 在 轴上, ,则 的离心率为 .
【答案】 /
【解析】方法一:
依题意,设 ,则 ,
在 中, ,则 ,故 或 (舍去),
所以 , ,则 ,
故 ,
所以在 中, ,整理得 ,故 .
方法二:
依题意,得 ,令 ,
因为 ,所以 ,则 ,
又 ,所以 ,则 ,
又点 在 上,则 ,整理得 ,则 ,
所以 ,即 ,
整理得 ,则 ,解得 或 ,
又 ,所以 或 (舍去),故 .
故答案为: .
10.(2022年新高考浙江数学高考真题)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】
【解析】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: .
11.(2022年高考全国甲卷数学(文)真题)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)
【解析】 ,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)
12.(2022年高考全国甲卷数学(理)真题)若双曲线 的渐近线与圆
相切,则 .
【答案】
【解析】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: .
13.(2022年新高考北京数学高考真题)已知双曲线 的渐近线方程为 ,则
.
【答案】
【解析】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:
14.(2021年全国新高考II卷数学试题)若双曲线 的离心率为2,则此双曲线的渐近线方程
.
【答案】
【解析】由题可知,离心率 ,即 ,
又 ,即 ,则 ,
故此双曲线的渐近线方程为 .
故答案为: .
15.(2021年全国高考乙卷数学(理)试题)已知双曲线 的一条渐近线为
,则C的焦距为 .
【答案】4
【解析】由渐近线方程 化简得 ,即 ,同时平方得 ,又双曲线中
,故 ,解得 (舍去), ,故焦距 .
故答案为:4.16.(2021年全国高考乙卷数学(文)试题)双曲线 的右焦点到直线 的距离为
.
【答案】
【解析】由已知, ,所以双曲线的右焦点为 ,
所以右焦点 到直线 的距离为 .
故答案为:
17.(2022年新高考全国II卷数学真题)已知双曲线 的右焦点为 ,渐近
线方程为 .
(1)求C的方程;
(2)过F的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点,点 在C上,且 .
过P且斜率为 的直线与过Q且斜率为 的直线交于点M.从下面①②③中选取两个作为条件,证明另
外一个成立:
M在 上;② ;③ .
①注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.
【解析】(1)右焦点为 ,∴ , 渐近线方程为 ,∴ ,∴ ,∴
∵
,∴ ,∴ .
C的方程为: ;
∴
(2)由已知得直线 的斜率存在且不为零,直线 的斜率不为零,
若选由①②推③或选由②③推①:由②成立可知直线 的斜率存在且不为零;
若选①③推②,则 为线段 的中点,假若直线 的斜率不存在,则由双曲线的对称性可知 在 轴
上,即为焦点 ,此时由对称性可知 、 关于 轴对称,与从而 ,已知不符;
总之,直线 的斜率存在且不为零.
设直线 的斜率为 ,直线 方程为 ,
则条件① 在 上,等价于 ;
两渐近线的方程合并为 ,
联立消去y并化简整理得:
设 ,线段中点为 ,则 ,设 ,
则条件③ 等价于 ,
移项并利用平方差公式整理得:
,
,即 ,
即 ;
由题意知直线 的斜率为 , 直线 的斜率为 ,
∴由 ,
,
∴
所以直线 的斜率 ,
直线 ,即 ,
代入双曲线的方程 ,即 中,
得: ,
解得 的横坐标: ,
同理: ,
∴
,
∴
∴条件② 等价于 ,
综上所述:
条件① 在 上,等价于 ;
条件② 等价于 ;
条件③ 等价于 ;
选①②推③:由①②解得: , 成立;
∴③
选①③推②:
由①③解得: , ,
∴ ,∴②成立;
选②③推①:
由②③解得: , ,∴ ,
∴ ,∴①成立.