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专题8.6 双曲线方程
重难点题型1 双曲线的定义与标准方程
1.(2025·甘肃平凉·模拟预测)设P 是双曲线C:
上一点,
,
是C 的左、右焦点,若
,则
( )
A.10 或4
B.13 或1
C.10
D.13
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值
【分析】先利用双曲线的定义得出
或
,再结合双曲线的性质
得出即可.
【详解】根据双曲线的定义,知
,
目录●重难点题型分布
序号
题型
重难点题型1
双曲线的定义与标准方程
重难点题型2
双曲线方程的充要条件
重难点题型3
利用第一定义求双曲线的轨迹方程
重难点题型4
双曲线中焦点三角形的周长与面积及其它问题
重难点题型5
双曲线的渐近线
重难点题型6
双曲线中的最值与范围问题
重难点题型7
求双曲线的离心率与离心率的取值范围
重难点题型8
直线与双曲线的位置关系
重难点题型9
定点与定值问题
重难点题型10
双曲线中的探索性问题
因为
,所以
或
,
又
,所以
.
故选:D.
2.(2025·北京海淀·二模)已知
.若动点
满足
,则
的轨迹的方程为
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【难度】0.94
【知识点】利用双曲线定义求方程
【分析】由双曲线的定义即可得出答案.
【详解】∵
,动点
满足
,
∴动点
的轨迹为双曲线且为右支,
,
,
,
∴
的轨迹的方程为
,
故选:D.
3.(2025·贵州安顺·二模)已知
是双曲线
的左,右焦点,点
在双曲线上,
,
则
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】余弦定理解三角形、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题
【分析】根据双曲线定理及余弦定理可求
.
【详解】由题设,双曲线的实半轴长
,且
,
因为
,故
在右支上且
,
而
,故
,
由余弦定理可得:
,
故选:C.
4.(2025·四川宜宾·三模)复数
满足
,则在复平面内
对应的点的轨迹为( )
A.圆
B.双曲线的一支
C.椭圆
D.抛物线
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】双曲线定义的理解、与复数模相关的轨迹(图形)问题
【分析】根据复数的几何意义,可将条件转化为
,再结合双曲线的定义即可判断.
【详解】设
,
根据复数的几何意义知,
表示复平面内点
与点
的距离,
表示复平面内点
与点
的距离,
则
,
则由双曲线的定义可知,点
的轨迹为双曲线的左支,
故复平面内
对应的点的轨迹为双曲线的一支.
故选:B
5.(2025·浙江·一模)双曲线
(
,
)的左、右焦点为
,
,P 为双曲线上一点,
且满足
轴,
,则双曲线的离心率为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】双曲线定义的理解、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】因为
轴,所以
,再利用双曲线的定义即可求得答案.
【详解】因为
轴,所以
为通径的一半,故
,
在
中,因为
,所以
,
所以
,即
,可得
.
故答案为:
.
6.(2025·河南郑州·一模)已知双曲线
,双曲线C 上一点P 到一个焦点的距离为4,则P 到
另一个焦点的距离为 .
【答案】12
【难度】0.85
【知识点】利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、根据双曲线方程求a、b、c
【分析】根据双曲线定义求解.
【详解】由双曲线
,得
,
,
,
设其左右焦点为
,
,
则由双曲线的定义,得
,
可设
,则有
(舍去或12,
故P 在左支上,P 到另一个焦点的距离为12.
故答案为:
7.(2025·广东·一模)双曲线
的左,右焦点分别为
,点
在双曲线右支上,若
,
则
.
【答案】
【难度】0.85
【知识点】余弦定理解三角形、双曲线定义的理解、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题
【分析】根据双曲线的定义求得
,再利用余弦定理求解.
【详解】因为点
在双曲线右支上,且
,
则
,又
,
在
中,由余弦定理可得
,
,
所以
.
故答案为:
.
8.(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】
【难度】0.4
【知识点】求双曲线中的弦长、根据离心率求双曲线的标准方程、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题
【分析】由离心率得出
,可得双曲线方程为
,然后由
求得
,再根据双曲线的
定义求得三角形周长.
【详解】由题意
,即
,化简和是
,
,
因此双曲线方程为
,右焦点为
,渐近线方程为
,
不妨设直线
方程为
,设
,
由
得
,
,
,
,
所以
,解得
,从而
,
由双曲线的定义可得
,
所以
,
从而
的周长为
,
故答案为:
.
【点睛】关键点点睛:在双曲线中弦
过焦点
,则焦点
的周长是
(其中
).
重难点题型2 双曲线方程的充要条件
1.曲线
,则“
”是“曲线C 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】B
【难度】0.94
【知识点】判断命题的必要不充分条件、解不含参数的一元二次不等式、根据方程表示双曲线求参数的范
围
【分析】曲线C 是双曲线则
与
异号,列出不等式求出m 的范围,即可进行判断.
【详解】曲线C 是双曲线,则
,解得
,故
是曲线C 是双曲线的必要不
充分条件.
故选:B
2.(2025·北京朝阳·一模)已知曲线
,则“
”是“
为焦点在
轴上的双曲线”
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
【难度】0.85
【知识点】判断命题的充分不必要条件、判断方程是否表示双曲线
【分析】结合双曲线的标准方程,直接判断命题的充分性和必要性即可.
【详解】若
,则
,
所以
,即
,
所以
为焦点在
轴上的双曲线;
若
为焦点在
轴上的双曲线,
则对于
,即
,
可得
,即
且
,不一定得到
,
综上,“
”是“
为焦点在
轴上的双曲线”的充分不必要条件.
故选:A
3.(2025·安徽黄山·一模)“
”是“
为双曲线方程”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
【难度】0.85
【知识点】根据方程表示双曲线求参数的范围、解不含参数的一元二次不等式、判断命题的充分不必要条
件
【分析】根据双曲线的标准方程以及充分条件、必要条件的定义判断即可.
【详解】若
为双曲线方程,则
,
解得
或
,
故
是“
为双曲线方程”的充分不必要条件.
故选:A
4.(2024·河北石家庄·二模)已知曲线
,则“
”是“曲线
的焦点在
轴
上”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
【难度】0.85
【知识点】根据方程表示双曲线求参数的范围、根据方程表示椭圆求参数的范围、判断命题的充分不必要
条件
【分析】根据充分条件、必要条件的定义及椭圆、双曲线的特征判断即可.
【详解】当
时曲线
表示焦点在
轴上的椭圆,故充分性成立;
当
时曲线
表示焦点在
轴上的双曲线,
故由曲线
的焦点在
轴上推不出
,即必要性不成立;
所以“
”是“曲线
的焦点在
轴上”的充分不必要条件.
故选:A
5.(2025·山西·三模)已知曲线
表示双曲线,则
的取值范围是 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】根据方程表示双曲线求参数的范围
【分析】根据双曲线方程的特征得到不等式,求出答案.
【详解】又题意可知,
,解得
,
故
的取值范围是
.
故答案为:
6.(2024·浙江温州·一模)已知椭圆
和双曲线
的焦点相同,则
.
【答案】
【难度】0.85
【知识点】根据椭圆方程求a、b、c、根据双曲线方程求a、b、c
【分析】根据双曲线方程可得
,且焦点在x 轴上,再结合椭圆方程列式求解即可.
【详解】对于双曲线
,可知其半焦距
,且焦点在x 轴上,
对于椭圆可得
,且
,解得
.
故答案为:
.
7.若曲线
是双曲线,则其焦距为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】求双曲线的焦距、根据方程表示双曲线求参数的范围
【分析】
根据双曲线的方程可得
,即可求解.
【详解】
表示双曲线,则
,
因此
,
,
故答案为:
8.(2023·上海浦东新·三模)已知曲线
是焦点在
轴上的双曲线,则实数
的取值范围是
.
【答案】
.
【难度】0.94
【知识点】根据方程表示双曲线求参数的范围
【分析】根据双曲线标准方程的特点求解.
【详解】
是焦点在x 轴的双曲线,
,即
;
故答案为:
.
重难点题型3 利用第一定义求双曲线的轨迹方程
1.(2024·广西柳州·一模)在平面直角坐标系中,点
的坐标分别是
,
,直线
,
相
交于点
,且它们的斜率之积是
,则点
的轨迹方程为( ).
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【难度】0.94
【知识点】求平面轨迹方程、求双曲线的轨迹方程
【分析】设点
,由题意列出方程,化简整理即得点
的轨迹方程.
【详解】依题意,设点
,由
,
可得
,即得点
的轨迹方程为
.
故选:A.
2.动圆P 过定点M(0,2),且与圆N:
相内切,则动圆圆心P 的轨迹方程是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】由圆的位置关系确定参数或范围、求双曲线的轨迹方程
【分析】根据圆与圆的位置关系,结合双曲线的定义得出动圆圆心P 的轨迹方程.
【详解】圆N:
的圆心为
,半径为
,且
设动圆
的半径为,则
,即
.
即点
在以
为焦点,焦距长为
,实轴长为
,
虚轴长为
的双曲线上,且点
在靠近于点
这一支上,
故动圆圆心P 的轨迹方程是
故选:A
3.已知定点F1(-2,0),F2(2,0),N 是圆O:x2+y2=1 上任意一点,点F1关于点N 的对称点为M,线段
F1M 的中垂线与直线F2M 相交于点P,则点P 的轨迹是( )
A.椭圆
B.双曲线
C.抛物线
D.圆
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】求双曲线的轨迹方程
【解析】连接
,可得点
为
的中点,故
,由线段
的垂直平分线与直线
相交于点
,
可得
,可得
,可得点
的轨迹为双曲线,可得其方程.
【详解】
连接ON,如图,
由题意可得|ON|=1,且N 为线段MF1的中点,∴|MF2|=2,
∵点F1关于点N 的对称点为M,线段F1M 的中垂线与直线F2M 相交于点P,
∴由垂直平分线的性质可得|PM|=|PF1|,
||
∴
PF2|-|PF1||=||PF2|-|PM||=|MF2|=2<|F1F2|,
∴由双曲线的定义可得点P 的轨迹是以F1,F2为焦点的双曲线,故选:B
【点睛】关键点睛:连接ON,由垂直平分线的性质可得|PM|=|PF1|,进而利用双曲线的定义,||PF2|-|
PF1||=||PF2|-|PM||=|MF2|=2<|F1F2|,即可判断求解,属于基础题
4.(2024·河南·一模)已知
为圆
:
上任意一点,
,若线段
的垂直平分线交
直线
于点
,则
点的轨迹方程为
A.
B.
C.
(
)
D.
(
)
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】求双曲线的轨迹方程
【分析】如图所示:连接
,根据垂直平分线知
,
,故轨迹为双曲线,计算
得到答案.
【详解】如图所示:连接
,根据垂直平分线知
,
故
,故轨迹为双曲线,
,
,
,故
,故轨迹方程为
.
故选:
.
【点睛】本题考查了轨迹方程,确定轨迹方程为双曲线是解题的关键.
5.(23-24 高三下·云南昆明·阶段练习)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】
【难度】0.85
【知识点】已知两点求斜率、求平面轨迹方程、求双曲线的轨迹方程
【分析】设点
,根据题意结合斜率公式分析求解.
【详解】设点
,
由已知得
,整理得
,
所以点P 的轨迹方程为
.
故答案为:
.
6.(2024·辽宁锦州·模拟预测)在平面直角坐标系
中,已知双曲线
经过点
,点
与点
关于原点对称,
为
上一动点,且
异于
,
两点.若
的重心为
,点
,则
的最小值 ;
【答案】
【难度】0.4
【知识点】求平面两点间的距离、根据双曲线过的点求标准方程、求双曲线的轨迹方程、求双曲线中的最
值问题
【分析】根据给定条件,求出双曲线
的方程,再利用三角形的重心坐标公式求得动点
的轨迹方程,借
助两点间距离公式求出
的最小值.
【详解】由双曲线
经过点
,得
,解得
,
则双曲线
,显然
,设
,
由
的重心为
,得
,解得
,
又
,于是
,即
,
而
不共线,即
且
,因此
不满足上述方程,
于是
,当且仅当
时取等号,
所以
的最小值为
.
故答案为:
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中最值或范围问题的常见解法:
①几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用几何法来解决;
②代数法,若题目的条件和结论能体现某种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数的最
值或范围.
重难点题型4 双曲线中焦点三角形的周长与面积及其它问题
1.(2025·湖北·模拟预测)已知双曲线
,右焦点为
,直线经过
且与
轴垂直.若与
的两条渐近线分别交于
,
两点,则
的面积为( )
A.2
B.
C.4
D.
【答案】C
【难度】0.94
【知识点】已知方程求双曲线的渐近线、求双曲线中三角形(四边形)的面积问题
【分析】求得右焦点
的坐标,渐近线方程,进而求得
的坐标,可求
的面积.
【详解】由双曲线
,可得右焦点为
,渐近线方程为
,
因为直线经过
且与
轴垂直,所以直线的方程为
,
所以直线与两渐近线的交点
的坐标分别为
,
所以
,所以
的面积为
.
故选:C.
2.(2025·江西·二模)过双曲线
的中心作直线与双曲线
交于
、
两点,设双曲线
的
右焦点为
,已知
,则
的面积为( )
A.
B.1
C.
D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、求双曲线中三角形(四边形)的面积问题
【分析】设双曲线的左焦点为
,连接
、
,根据双曲线的对称性得到
,设
,
,结合双曲线的定义及余弦定理求出
,再由面积公式计算可得.
【详解】设双曲线的左焦点为
,连接
、
,由双曲线的对称性可知四边形
为平行四边形,
由
,则
,
不妨设
在双曲线的右支上,设
,
,又
,
由双曲线的定义可得
,
在
中由余弦定理可得,
,
即
,解得
,
所以
.
故选:D
3.(2025·江苏泰州·二模)在平面直角坐标系
中,已知点
,点
是平面内的一个动点,若
以
为直径的圆与圆
:
相切,记点P 的轨迹为曲线C,过曲线C 上一点Q 作直线分别与直
线
,
相交,交点为M、N,且交点分别在第一象限和第四象限,若
,
,
则
面积的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【难度】0.4
【知识点】求双曲线的轨迹方程、求双曲线中三角形(四边形)的面积问题
【分析】根据给定条件,求出点
的轨迹方程,再设出点
的坐标,并表示出点
,将三角形面积表
示为
的函数,借助对勾函数的性质求出范围.
【详解】依题意,以
为直径的圆的圆心为
,而点
在圆
外,且圆
圆心
,半径1,
由两圆相切,得
,整理得
,
设
,由
,得
,
而点
在
上,则
,整理得
,
直线
,
的倾斜角为
,则
,
的面积
,
对勾函数
在
上单调递减,在
上单调递增,
则
,因此
,
所以
面积的取值范围为
.
故选:D
4.(2025·江西南昌·一模)已知双曲线
的左、右焦点分别为
,P 为双曲线C 第一象限上
一点,
的角平分线为l,过点O 作
的平行线,分别与
,l 交于M,N 两点,若
,
则
的面积为( )
A.20
B.12
C.24
D.10
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、求双曲线中三角形(四边形)的面积问题
【分析】因为
,故
为
的中位线,
,由此得到
,再利用
得到
,推出
,结合角平分线定理
,找出
,进而得解;
【详解】如图,记l 与
轴交于点
,
由双曲线的定义,
,
,
因为
,
为
中点,故
为
的中位线,
,
,
易知,
,故
,故
,
由
的角平分线为l,由角平分线的性质得:
,
所以
,
故
为直角三角形,面积为
.
故选:C.
5.(2024·辽宁·模拟预测)(多选题)已知
是等轴双曲线C 的方程,P 为C 上任意一点,
,则( )
A.C 的离心率为
B.C 的焦距为2
C.平面上存在两个定点A,B,使得
D.
的最小值为
【答案】ACD
【难度】0.65
【知识点】双曲线定义的理解、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、求双曲线的焦距、求双曲线的
离心率或离心率的取值范围
【分析】根据等轴双曲线的离心率可判断A 的正误,根据
图象的对称轴可求
,从而可求,故可判
断BCD 的正误.
【详解】对于A,因为
是等轴双曲线,故其离心率为
,故A 正确.
对于B,因为
图象的对称轴为
和
,
由
可得
或
,故双曲线的顶点坐标为
,
故双曲线的实半轴长为
,故半焦距为
,
故焦距为4,故B 错误.
对于C,因焦点在直线
上,故设焦点坐标为
,
因为
,且双曲线的中心为原点,故
即
,
取
,由双曲线的定义可得
,
故C 正确.
对于D,由C 的分析可得
为焦点,则
,故D 正确,
故选:ACD.
6.(2024·广东广州·二模)(多选题)双曲线具有如下性质:双曲线在任意一点处的切线平分该点与两焦
点连线的夹角.设
为坐标原点,双曲线
的左右焦点分别为
,右顶点
到一条渐
近线的距离为2,右支上一动点
处的切线记为,则( )
A.双曲线
的渐近线方程为
B.双曲线
的离心率为
C.当
轴时,
D.过点
作
,垂足为
【答案】ACD
【难度】0.4
【知识点】利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、已知方程求双曲线的渐近线、求双曲线的离心率或
离心率的取值范围、圆锥曲线新定义
【分析】由题意求出b 的值,即可求得双曲线渐近线方程,判断A;根据离心率定义,求出离心率,判断
B;利用双曲线定义可判断C;由题意结合角平分线性质推出
,K 为
的中点,进而结合三角
形中位线以及双曲线定义求得
,判断D.
【详解】对于A,由双曲线
可知
,右顶点
,
其渐近线方程为
,右顶点
到一条渐近线的距离为2,
不妨取渐近线
,则
,解得
,
故双曲线
的渐近线方程为
,A 正确;
对于B,由于
,
故双曲线
的离心率为
,B 错误;
对于C,
,当
轴时,将
代入
中,
得
,即得
,
由于P 在双曲线右支上,故
,C 正确;
对于D,连接
并延长交
的延长线于E,
由题意知,
为
的角平分线,结合
,
可知
,K 为
的中点,而O 为
的中点,
故
,D 正确,
故选:ACD
【点睛】关键点睛:本题考查了双曲线知识的综合应用,解答的关键是选项D 的判断,解答时要结合题中
所给性质,利用角平分线性质推出K 为
的中点,即可结合双曲线定义求得答案.
7.(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
【难度】0.15
【知识点】求双曲线的轨迹方程、求椭圆的切线方程、求椭圆中的最值问题、求双曲线中的最值问题
【分析】设直线
的方程为
,联立椭圆方程,得到两根之和,两根之积,由
得到方程,
求出
,证明椭圆
在
处的切线方程为
,从而得到椭
圆在点
和
的切线方程,得到切点弦方程
为
,对照系数结合
得
到
的轨迹方程,计算出
,
,求出
,得到点
轨迹的渐近线,先得到
,设
,则
,联立双曲线方程,由根的判别式得到不等式,即得结果.
【详解】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
,
,
则
,
,
可得
,
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
的切线方程为
,
椭圆在点
的切线方程为
,
由于点
为
与
的交点,
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
在第一象限,
故点
的轨迹为双曲线
位于第一象限的部分,
,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.
【点睛】结论点睛:过圆
上一点
的切线方程为:
,
过圆
外一点
的切点弦方程为:
;
过椭圆
上一点
的切线方程为
;
过椭圆
外一点
的切点弦方程为
;
过双曲线
上一点
的切线方程为
;
过双曲线
外一点
的切点弦方程为
.
8.(2025·河南信阳·二模)已知正方形
的边长为
,两个点
,
(两点不重合)都在直线
的同
侧(但
,
与
在直线
的异侧),
,
关于直线
对称,若
,则
面积的取值范围是
.
【答案】
【难度】0.65
【知识点】双曲线中的参数及范围、求双曲线的轨迹方程
【分析】建立平面直角坐标系,由
求出
点轨迹,由轨迹特征求
点到直线
的距离的取值范
围,可求
面积的取值范围.
【详解】以
为
轴,
为
轴建立如图所示的平面直角坐标系,
则
,
,
,
,
设
,
,所以
,
,
因为
,所以
,即
位于双曲线
的右支上,
渐近线方程为
或
,
设
点到直线
的距离为,又直线
与直线
:
的距离为
,
点
到直线
的距离为
,则
,
又
,
所以
面积的取值范围是
故答案为:
.
9.(2025·江西鹰潭·二模)已知双曲线
的左、右焦点分别为
,点
在
的
左支上,过点
作
的一条渐近线的垂线,垂足为
,则当
取最小值12 时,
面积的
最大值为 .
【答案】18
【难度】0.65
【知识点】利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、求双曲线中三角形(四边形)的面积问题
【分析】先利用双曲线的定义判断出当且仅当
三点共线时
取得最小值为
,得出
,再利用基本不等式求出
,最后将
的面积表示为
即可.
【详解】由题意得
,故
,如图所示,
则
,当且仅当
三点共线时等号成立,而
到渐近线
的距离
,
所以
的最小值为
,所以
,即
,当
,
时,等号成立,
又
,故
,
所以
,
即
面积的最大值为18.
故答案为:18.
10.(2025·广东·一模)
分别为双曲线
的左、右焦点,
两点在双曲线上且关于原点对
称(点
在第一象限),直线
与双曲线的另一个交点为点
,若
,则
的面积为
.
【答案】
【难度】0.65
【知识点】求双曲线中三角形(四边形)的面积问题
【分析】由对称性可知
,由
得
,设直线
的方程为
,
联立
可得
,由弦长公式可得
,进而由点到直线的距离可得
到直线
的距离为
,进而可得
的面积.
【详解】
如图,由双曲线的对称性可知
,故
,
设直线
的方程为
,
,
由
得
,
由题意
,
,
,
整理得
,由
得
,
故直线
的方程为
,即
,则
,
由题意
,点
到直线
的距离为
,
则
,
故答案为:
【点睛】关键点点睛:本题关键是结合双曲线的对称性,由题中条件转化为
,进而设直线
的方
程,联立方程后,利用弦长公式可得直线
的方程,进而可得.
重难点题型5 双曲线的渐近线
1、(2025·湖北·模拟预测)已知双曲线
的离心率
,则双曲线的渐近线方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】根据a,b,c 齐次式关系求渐近线方程
【分析】根据双曲线离心率及
之间的关系,求出
即可得解.
【详解】∵
,则
,
∴
,
所以双曲线渐近线方程为
.
故选:D.
2.(2025·四川成都·一模)双曲线
的渐近线方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【难度】0.94
【知识点】已知方程求双曲线的渐近线
【分析】根据渐近线方程直接进行求解.
【详解】
的渐近线方程为
,
即
.
故选:A
3.(2025·河南·二模)已知双曲线
(
,
均为正整数)的左、右焦点分别为
,
,O 为坐
标原点,P 为C 右支上一点,
的周长为25,O 到直线
,
的距离分别为
,
,若
,
则C 的渐近线方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】双曲线定义的理解、已知方程求双曲线的渐近线
【分析】设
,根据双曲线的定义及焦点三角形的周长表示出
,
,再由面积公式
得到
,即可求出
、、
,从而得解.
【详解】设
,因为
,所以
①,
由双曲线的定义得
②,
由①②得
,
.
因为
与
的面积相等,所以
,又
,
则
,
所以
,整理得
,因为
,
所以
,又因为
为正整数,所以
,又
且
为正整数,
经验证得,
,
,
所以
,所以
的渐近线的方程为
.
故选:B
4.(2025·福建泉州·模拟预测)已知
分别为双曲线
的左、右焦点,直线过
与
交于
两点,若
,
,则
的渐近线为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、已知方程求双曲线的渐近线、双曲线向量共线比例问
题
【分析】由题意求得
,
,
,
,结合余弦定理
求得
即可.
【详解】
由
,即
,可得
.
设
,
,
,根据上述条件及双曲线的定义,可知
,
,
.
又因为
,所以
,
故
,
,
,
.
在
中,由
,
得
,得
,即
,
得
,故
的两条渐近线方程为
.
故选:A.
5.(2025·海南三亚·一模)已知
是抛物线
的焦点,双曲线
的两条渐近线分别与抛物线
交于异于原点的
两点,若
,则双曲线的渐近线方程是 .
【答案】
或
【难度】0.65
【知识点】根据抛物线方程求焦点或准线、与抛物线焦点弦有关的几何性质、根据a,b,c 齐次式关系求渐近
线方程、直线与抛物线交点相关问题
【分析】分
、
在焦点左侧、在焦点右侧讨论,过
作
交
轴于
点,结合抛物线定义、
,可得答案.
【详解】当
、
在焦点左侧时,
因为渐近线关于
轴对称,所以
,
过
作
交
轴于
点,
设
,则
,
,
由抛物线定义得
,
因为
,所以
,
所以
,因为
,
所以渐近线方程为
;
当
,
在焦点右侧时,
过
作
交
轴于
点,
所以
,设
,
则
,
,
由抛物线定义得
,
因为
,所以
,
所以
,因为
,
所以渐近线方程为
.
故答案为:
或
.
6.(2025·北京西城·模拟预测)若双曲线
的一条渐近线方程为
,则
;
离心率
.
【答案】
【难度】0.85
【知识点】根据双曲线的渐近线求标准方程、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】根据渐近线与标准方程求解.
【详解】标准方程
的一条渐近线方程为
,
则
,
,
故
.
故答案为:
,
.
7.(2025·江西新余·模拟预测)已知双曲线
的左、右焦点分别为
,
,点
在
双曲线上,且
,则
;若点
满足
,若
,则双曲线
的渐近线方程为 .
【答案】 2
【难度】0.65
【知识点】双曲线定义的理解、已知方程求双曲线的渐近线
【分析】由双曲线的定义可结合第一空,由条件
确定
为
的内
心,再结合
得到
,进而可求解.
【详解】依题意,
,
,则
;则
;
先证在
中,若
,则
为
的内心.
由
,
可得:
,
整理得
.
又
,
所以
.
因为
,
分别为
,
方向的单位向量,故AO 与
的角平分线共线.
同理
与
的角平分线共线,
与
的角平分线共线,
故点
为
的内心.
所以由条件可知:点
为
的内心,设
的内切圆半径为,
则
,故
,故
,
而
,
故
,故
,则
,
,
故所求渐近线方程为
.
故答案为:2;
8.(2025 高三·全国·专题练习)已知双曲线
的左、右焦点分别为
.
为坐
标原点,点
在双曲线
的一条渐近线上,且
,若
,则双曲线的渐近线方程为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】余弦定理解三角形、已知方程求双曲线的渐近线
【分析】利用线段之比可设两线段长,再利用焦点到渐近线的距离为
,结合余弦定理去求解其它线段长,
即可求解渐近线方程.
【详解】
由
,不妨设
,则
因为
,由焦点到渐近线的距离就是
,可知
在直角
中,
在
中,
则解得
故
所以
综上,渐近线方程为
,
故答案为:
.
重难点题型6 双曲线中的最值与范围问题
1.(2025·辽宁沈阳·模拟预测)已知双曲线
与椭圆
的焦点重合,离
心率互为倒数,设
分别为双曲线
的左,右焦点,
为右支上任意一点,则
的最小值为(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】求椭圆的焦点、焦距、求椭圆的离心率或离心率的取值范围、利用双曲线定义求点到焦点的距
离及最值、根据离心率求双曲线的标准方程
【分析】先由椭圆方程求出其焦点坐标及离心率,再根据双曲线的性质,以及与椭圆的关系求出
,根
据双曲线的定义可得
,将其代入
,利用基本不等式即可求出其最小值.
【详解】因为椭圆
的焦点为
,离心率为
,
所以可知双曲线
,解得
.
因为
为双曲线右支上任意一点,
所以
,即
,
又因为
,
所以
,
当且仅当
,即
时取等号,
所以
的最小值为.
故选:C
2.(2024·四川绵阳·模拟预测)已知双曲线
的左、右焦点分别为
,直线
与
的一条渐近线平行,若点
在
的右支上,点
,则
的最小
值为( )
A.
B.6
C.
D.8
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、已知方程求双曲线的渐近线
【分析】由直线
与
的一条渐近线平行,可求得
,从而可求出,则可求出
的坐标,结合图形可知
,从而可求得答案.
【详解】因为双曲线
,所以双曲线的渐近线方程为
,
因为直线
与
的一条渐近线平行,
所以
,得
,
所以
,
所以
,
因为
,所以
,
因为点
在
的右支上,
所以
,
所以
的最小值为
,
故选:C
3.(2023·宁夏中卫·一模)已知双曲线C:
的左右焦点为
,
,点P 在双曲线C 的右支上,
则
( )
A.-8
B.8
C.10
D.-10
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】求双曲线的实轴、虚轴、利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值
【分析】先由双曲线的方程求出其实半轴长
,然后利用双曲线的定义可求得答案.
【详解】设双曲线
的实半轴长为
,
则
,所以
,
因为双曲线C 的左右焦点为
,
,点P 在双曲线C 的右支上,
所以
,
故选:A
4.(2023·河南郑州·一模)设
,
为双曲线C:
的左、右焦点,Q 为双曲线右支上一点,点
P(0,2).当
取最小值时,
的值为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值、利用定义求双曲线中线段和、差的最值
【分析】结合双曲线定义数形结合判断
取最小值时,
三点共线,联立直线及双曲线方程
解出Q 的坐标为
,即可求解
的值.
【详解】由双曲线定义得
,
故
如图示,当
三点共线,即Q 在M 位置时,
取最小值,
,故
方程为
,
联立
,解得点Q 的坐标为
(Q 为第一象限上的一点),
故
故选:A
5.(2025·甘肃白银·模拟预测)(多选题)已知双曲线
:
的左、右焦点分别为
,
,点
在双曲线
的右支上,若
,
的面积为,则下列命题正确的是( )
A.若
,则
B.若
,则
C.若
为锐角三角形,则
D.若
的重心为
,随着点
的运动,点
的轨迹方程为
(
)
【答案】BD
【难度】0.65
【知识点】双曲线定义的理解、求双曲线中三角形(四边形)的面积问题
【分析】本题考查双曲线,掌握双曲线的定义,理解双曲线的概念与性质.
【详解】A、由
,得
,
,则
,
,
,
当
时,
,由
,可得
,故A 不正确;
B、焦点
的面积公式
,将
代入可知
,故B 正确;
C、当
时,
,当
时,
,
因为
为锐角三角形,所以
,故C 不正确;
D、设
,
(
),则
(
),
由题设知
,
,则
,
所以点
的轨迹方程为
,故D 正确.
故选:BD.
【点睛】
6.(2025·河北唐山·三模)(多选题)已知点
,
分别为双曲线
的左、右顶点,点
,
是
右支上不同两点,若
且
的面积为
,则下列说法正确的是( )
A.双曲线
的渐近线方程为
B.点
为
的重心
C.
D.
为等边三角形
【答案】ABD
【难度】0.65
【知识点】双曲线的对称性、求双曲线的顶点坐标、已知方程求双曲线的渐近线、求双曲线中三角形(四
边形)的面积问题
【分析】根据等轴双曲线求得渐近线判断A;根据重心的向量形式判断B;设
,
,根据
重心坐标性质得
,
关于
轴对称,进而求得
,根据
的面积求得
判断C,结合选项C
求得
,根据对称性可得
为等边三角形判断D.
【详解】由于双曲线
是等轴双曲线,故其渐近线为
,故A 正确;
由
知点
为
的重心,故B 正确;
设
,
,
,
,
由点
为
的重心知
,
,
故
,
关于
轴对称且
,
,
故
的面积
,解得
,故C 错误;
由C 可知,
,
关于
轴对称且
,
,
所以
,所以
,所以
,
因此
为等边三角形,故D 正确.
故选:ABD.
7.已知
,
分别为双曲线
的左右焦点,
为
的右支上一点,
,
若
的一条渐近线方程为
,则实数
的取值范围是 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】由双曲线的离心率求参数的取值范围、利用定义解决双曲线中焦点三角形问题、利用双曲线定
义求点到焦点的距离及最值
【分析】首先根据渐近线求出双曲线的离心率,再根据双曲线的定义和性质求出
,最后求
的范围.
【详解】设
,∵
的一条渐近线方程为
,
∴
.
设
,则
,
∴
,
∴
.
又
,∴
.
因此,
的取值范围是
.
故答案为:
【点睛】本题考查双曲线的性质,重点考查转化思想,计算能力,属于中档题型.
8.设双曲线
的左、右焦点分别为F1,F2,过F1的直线l 交双曲线左支于A,B 两点,则|BF2|+|
AF2|的最小值为 .
【答案】10
【难度】0.85
【知识点】利用双曲线定义求点到焦点的距离及最值
【解析】根据双曲线的定义转换求解即可.
【详解】由双曲线的标准方程
得a=2,由双曲线的定义可得|AF2|-|AF1|=4,|BF2|-|BF1|=4,所
以|AF2|-|AF1|+|BF2|-|BF1|=8.因为|AF1|+|BF1|=|AB|,当直线l 过点F1,且垂直于x 轴时,|AB|最小,所以(|
AF2|+|BF2|)min=|AB|min+8=
故答案为:10.
【点睛】本题主要考查了双曲线的定义的运用,需要利用定义将题中所给的线段进行转换再分析求解.属于
基础题型.
重难点题型7 求双曲线的离心率与离心率的取值范围
1.(2025·江苏宿迁·模拟预测)已知双曲线
的左焦点为
,直线
与C 的右
支于点A,若C 的左支上存在点B 满足
,且
,则C 的离心率为
( )
A.3
B.
C.2
D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】平面向量线性运算的坐标表示、求双曲线的离心率或离心率的取值范围、求直线与双曲线的交
点坐标、利用向量垂直求参数
【分析】取
的中点为
,连接
,根据中位线性质及向量运算得
,进而
,由
得
,从而
,利用双曲线的定义列方程化简即可求解离心率.
【详解】设双曲线
的右焦点为
,取
的中点为
,连接
,
因为
分别为
和
的中点,所以
,
因为
,且
,所以
,所以
,
所以
,由
可知
,所以
,
又
,所以
,所以
,
所以
,在
中,
,
,
所以
,
由
得
,所以C 的离心率为
.
故选:D
2.(2025·江西吉安·模拟预测)已知双曲线
的实轴长等于8,等腰梯形
的四
个顶点均在双曲线上,边
都与
轴平行,其中
在
轴下方,且
;又等腰
梯形的高等于3,则双曲线的离心率=( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】根据双曲线过的点求标准方程、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】根据等腰梯形的性质,设出坐标,代入双曲线中,求出双曲线参数,求得离心率.
【详解】如图所示,
,等腰梯形的高等于3,设
,则
,实轴长等
于8,则双曲线
,
代入可得
,可得
,代入得
,
化简得
,解得
或
,因为
,所以
,代入得
,
双曲线中
,则离心率为
.
故选:A.
3.(2025·甘肃白银·三模)已知
是双曲线
在第一象限上的一点,点
与点
关
于原点
对称,过点
作
,与
的另外一个交点为
,连接
,与
轴交于点
,若
,则
的离心率为( )
A.
B.
C.
D.3
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】设
为
的中点,设
,
,
,
,利用点差的方法
表示出
,结合题意继而表示出
,推出
,根据
即可求得
的关系,
从而可求双曲线离心率.
【详解】
如图,取
的中点
,连接
,
因为
为
的中点,故
,
设
,
,
,
,
因为
在双曲线上,则
,两式相减可得,
,
即
,而
,
,
故
,即
,
又因为
,则
,即
,
所以
,即
,所以
,
又
,则
,
即
,故
,
所以
,而
,故
,
故
,则双曲线
的离心率为
.
故选:C.
4.(2025·云南昭通·模拟预测)已知双曲线
的右焦点为
,过点
作互相垂直
的直线,
,与
的右支交于
,
两点,
,若
与
的左支交于
点,且
,
,
三
点共线(
是坐标原点),则
的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】设点
为双曲线的左焦点,设
,则
,根据双曲线的定义及对称性得到四边形
为矩形,应用勾股定理求参数,并列方程得到双曲线参数的齐次式,即可得离心率.
【详解】如图所示:设点
为双曲线的左焦点,不妨设
,则
,
由双曲线的定义可得
,
,易知
为
的中点,
由双曲线的对称性,知
为
的中点,故四边形
为平行四边形.
因为
,故四边形
为矩形,则
.
由勾股定理得
,即
,解得
,
故
,
.又
,
由勾股定理可得
,即
,整理可得
,
故该双曲线的离心率为
.
故选:D
5.(2025·四川绵阳·模拟预测)已知双曲线
的左、右焦点分别为
,
,点P 在双
曲线上,且
,若
的内心为
,且
与
共线,则双曲线C 的离心率为
.
【答案】
【难度】0.4
【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】根据
与
共线,求出点
的纵坐标,再根据
及双曲线的定义求出
,
,
从而可求出点
的坐标,代入双曲线方程即可得解.
【详解】设
,依题意可设
,所以
,则
,
由等面积可得
,化简得
,
又
,所以
,
,
因为
,点P 在双曲线上,且
,所以P 在双曲线的右支上,
所以
,
则
,解得
,所以
的坐标为
,
代入双曲线方程中,得
,解得
,
所以离心率为
.
所以双曲线C 的离心率为
.
故答案为:
6.(2025·四川成都·模拟预测)已知为双曲线
(
,
)上的任意一点,过分别引其
渐近线的平行线,分别交
轴于点
,
,交
轴于点
,
,若
恒成立,
则双曲线离心率的取值范围为
【答案】
【难度】0.4
【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】设点
,由双曲线的渐近线斜率为
,求出点与渐近线平行的直线方程,解
得点
坐标,进而得
,利用
恒成立即可求解.
【详解】设点
,双曲线的渐近线斜率为
,
过点与一条渐近线平行的直线方程为
,
令
得
,令
得
,
同理过点与另一条渐近线平行的直线方程为
,
令
得
,令
得
,
所以
,
所以
,
,
由
恒成立,
所以
恒成立,所以
,即
,
所以
,
所以双曲线离心率的取值范围为
.
故答案为:
.
7.(2025·湖北荆州·模拟预测)过双曲线
右支上的点
作
的切线,
,
为双曲
线
的左右焦点,
为切线上的一点,且
若
,则双曲线的离心率为 .
【答案】
/
【难度】0.65
【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】先设出
的坐标写出切线方程从而得到切线与
轴交点的横坐标,再利用双曲线第二定义表示出
的值,再根据
得到相似比即可求
的值进而求离心率.
【详解】设
,则切线的方程为
,
设切线与
轴交点为
,令
可得点
的横坐标
,
根据双曲线第二定义可得
,
由
,即
,
也即
,解得
,
则
,故
.
故答案为:
8.(2025·上海杨浦·模拟预测)设双曲线
的两个焦点为
,以
的实轴为直径的圆记作圆
,过
作圆
的切线
分别交
的两支于点
,若
,则
的离心率为 .
【答案】
/
【难度】0.65
【知识点】正弦定理解三角形、余弦定理解三角形、求双曲线的离心率或离心率的取值范围
【分析】根据已知有
且点
位于双曲线的右支,应用正弦定理及双曲线的定义得
、
,再应用余弦定理得到齐次方程,即可求离心率.
【详解】由题知,
、
两点位于双曲线的两支,且
,
且点
位于双曲线的右支,如图所示,
在
中,由正弦定理得
,
,
,
,
在
中,
,
即
,
化简得
,即
.
故答案为:
重难点题型8 直线与双曲线的位置关系
1.(2025·浙江杭州·模拟预测)已知双曲线
的左顶点
,渐近线方程为
,直
线经过点
,与C 交于不与A 重合的两点P,Q,
(1)求双曲线C 的方程;
(2)求直线AP,AQ 的斜率之和;
(3)设在射线AQ 上的点R 满足∠APQ=∠ARP,求直线PR 斜率的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【难度】0.4
【知识点】根据双曲线的渐近线求标准方程、根据直线与双曲线的位置关系求参数或范围、求双曲线中的
最值问题
【分析】(1)由双曲线顶点以及渐近线方程,建立方程,可得答案;
(2)设出直线方程,联立方程写出韦达定理,利用两点斜率公式,可得答案;
(3)设出直线方程,联立表示每个点的坐标,根据距离公式以及圆的性质,可得答案.
【详解】(1)由双曲线的左顶点
,则
,
由双曲线的渐近线
,则
,即
,
所以双曲线
.
(2)设
,由
,已知直线斜率存在,
则直线方程可设为
,
设直线
的斜率为
,直线
的斜率为
,
联立
,消去
可得
,
由
,则
,
,
又因为
,
,所以
,代入
,
,
可得
,
所以直线
的斜率之和为
.
(3)设
,
,
,
联立
,解得
,同理可得
,
联立
,解得
,同理可得
,
所以
,
,
因为
,所以
为
外接圆的切线,且
,
所以
,由
,
,
则化简可得
,当
时取等号,
所以直线
的斜率的最大值为
.
2.(2025·湖南长沙·三模)已知动点
与定点
的距离与它到定直线
的距离的比
是常数
,
(1)求动点
的轨迹;
(2)过上述轨迹上一点
作轨迹的切线与两直线
分别交于
、
两点,证明:三角形
的面积是定
值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【难度】0.65
【知识点】利用双曲线定义求方程、双曲线中的定值问题、圆锥曲线的统一定义
【分析】(1)由题意得
,化简即可;
(2)设点M 坐标为
,设曲线在点M 处的切线方程为
,与双曲线方程联立求得切
线方程,分别与直线
和
联立可求得
的横坐标,计算可求解.
【详解】(1)根据题意得
,则可得
,
将上式两边平方,得
,
整理得
,所以
,
所以
(2)设点M 坐标为
,设曲线在点M 处的切线方程为
,
与双曲线方程联立
,消去
,可得
,
整理得
,
所以
且
,
解得
,代入
,得
,
所以切线方程为
,
与
联立得
,与
联立得
,
故
.
3.(2025·山东泰安·模拟预测)已知双曲线
的中心为坐标原点,过点
,其中一条渐近线的方程为
.
(1)求双曲线
的方程;
(2)设双曲线
的左、右顶点分别为
,过点
的直线交双曲线
于
、
两点.直线
与直线
交于点
,证明:
三点共线.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【难度】0.4
【知识点】根据a、b、c 求双曲线的标准方程、根据双曲线的渐近线求标准方程、根据直线与双曲线的位
置关系求参数或范围、双曲线中的定值问题
【分析】(1)根据渐近线方程及顶点坐标列式计算求解双曲线;
(2)分直线的斜率为
及直线的斜率不为
设直线方程,再联立得出韦达定理,应用斜率公式计算得出
即可证明.
【详解】(1)由题意知
且
,
所以
,所以
的方程为
.
(2)由题意知
,
,
当直线的斜率为
时,:
,此时
三点共线显然成立,
当直线的斜率不为
时,设:
,
,
,
联立
可得
,
由题意得
,
,
所以
,
,
因为直线
的方程为
,
令
,得
,所以
,
所以
,
因为
,
所以
所以
,故
三点共线,
综上:
三点共线.
4.(2025·河北保定·三模)已知双曲线
的一条渐近线方程为
,且点
在双曲线
上.
(1)求双曲线
的方程;
(2)已知双曲线
的右焦点为
,点
,斜率为1 的直线与双曲线
交于不同的两点
,
,且
为
线段
的中点,若
,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【难度】0.65
【知识点】根据双曲线的渐近线求标准方程、根据直线与双曲线的位置关系求参数或范围、根据韦达定理
求参数
【分析】(1)根据渐近线得
,再结合点在双曲线上得基本量,故可得双曲线方程;
(2)设直线的方程为
,,联立直线方程和双曲线方程消元后得中点坐标,结合垂直关系可求
,
故可得直线方程.
【详解】(1)双曲线
的一个渐近线方程为
,
得
,即
,
因为点
在双曲线
上,所以
,即
,
解得
,
,
所以双曲线
的方程为
.
(2)由(1),得
.
设直线的方程为
,
,
,
联立
消去
,得
,
,
所以
,
,即
.
因为
,所以
,又
,
,
所以
,即
,解得
,
所以直线的方程为
,即
.
重难点题型9 定点与定值问题
1.(2025·湖南娄底·模拟预测)已知双曲线
过点
,
,
分别为圆
的两条切线,且分别交双曲线
于点
.
(1)证明:直线
的斜率为定值;
(2)当
时,求
的面积.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【难度】0.65
【知识点】根据双曲线过的点求标准方程、求直线与双曲线的交点坐标、求双曲线中三角形(四边形)的
面积问题、双曲线中的定值问题
【分析】(1)过联立直线方程和双曲线方程,利用韦达定理求出交点坐标,再根据已知条件得出斜率关
系,进而求出直线PQ 的斜率;
(2)由
,
可求出斜率,进而可求出P、Q 的坐标,进而得到PQ 的方程,令
,
,利用三角形面积公式即可求解.
【详解】(1)
将
的坐标代入
,得
,
所以双曲线
的方程为
.
由题意可知,直线
的斜率均存在且不为0,
设直线
的方程为
,直线
的方程为
,
,
.
由
消去
,整理得
.
由
,得
,
由
,得
.
由题意
,解得
,
,
所以
,同理
.
由题意,
,得
.因为
,所以
,
故
,
所以直线
的斜率
,
即直线
的斜率为定值
.
(2)不妨设
,因为
,
,所以
,
由(1)知,
,
,
所以直线
的方程为
,即
,
当
时,
,
所以
.
2.(2025·江西新余·模拟预测)已知等轴双曲线
的焦点分别在
轴上,
经过
,
的焦距
为
.
(1)求
的方程;
(2)
为直线
上一点,相互垂直且斜率均存在的直线
交于
点,与
交于
两点,
与
交于
两点.设直线
与关于直线
对称,证明:
①直线
与
关于直线
对称;
②
.
【答案】(1)
,
(2)①证明见解析 ;②证明见解析
【难度】0.65
【知识点】利用双曲线定义求方程、双曲线中存在定点满足某条件问题
【分析】(1)根据题意求解即可;
(2)(i)假设方程,由
与关于直线
对称可得
方程,由
可得
方程,依题意只需证明
即可;
(ii)由对称性可得
,故只需证明
即可,将线段化为坐标运算,
结合韦达定理证明即可.
【详解】(1)设:
代入
得:
,故
设:
,而
,故:
(2)(ⅰ)设
,
与关于直线
对称,故
所以
,而
,所以
,
因为
所以
与
关于直线
对称
(ⅱ)由对称性:设
与
交于
两点,则:
下试证:
,
设:
,
,
,
,
故:
,
同理:
要证原式成立,即证:
.
所以:
,同理,用
替换
得:
所以即证:
,
代入数据即证:
,这显然成立,
所以:
成立
3.(2025·甘肃甘南·模拟预测)已知双曲线
过点
分别为圆
:
的两条切线,且分别交双曲线
于点
.
(1)求双曲线
的离心率;
(2)证明:直线
的斜率为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【难度】0.65
【知识点】求双曲线的离心率或离心率的取值范围、双曲线中的定值问题
【分析】(1)根据点在双曲线上,将点的坐标代入双曲线方程求出
的值,再利用双曲线的离心率公式
(对于双曲线
)来计算离心率.
(2)通过联立直线方程和双曲线方程,利用韦达定理求出交点坐标,再根据已知条件得出斜率关系,进
而求出直线PQ 的斜率.
【详解】(1)解:将
的坐标代入
,得
,
所以双曲线
的离心率
.
(2)证明:由题意知,直线
的斜率都存在且不为0,
设直线
的方程为
,直线
的方程为
.
由
消去
,整理得
.
由
,得
,
由
,得
.
由题意
,解得
,所以
,
所以
,同理
.
由题意,
,得
.
因为
,所以
,故
,
所以直线
的斜率
,即直线
的斜率为定值
.
4.(2025·陕西咸阳·模拟预测)已知双曲线
的对称中心为坐标原点,对称轴为坐标轴,其一条渐近线方
程为
,且点
在双曲线
上.
(1)求双曲线
的方程;
(2)已知
,
,过点
的直线与双曲线
的右支交于
两点,直线
与直线
交于点
.
(ⅰ)证明:直线
恒过定点;
(ⅱ)若直线
与直线
交于点
,直线
与直线
交于点
,求
面积的最小值.
【答案】(1)
;
(2)(ⅰ)证明见解析(ⅱ)
.
【难度】0.65
【知识点】根据a、b、c 求双曲线的标准方程、根据双曲线的渐近线求标准方程、双曲线中的直线过定点
问题
【分析】(1)先根据点
与渐近线
的位置关系确定双曲线
的焦点在x 轴上,再利用
待定系数法求解双曲线
的方程即可;
(2)(ⅰ)设直线
的方程为
,
,
,与双曲线
方程联立,利用韦达定理得
到
,
,写出直线PM 的方程,令
得点A 的坐标,写出直线
的方程,
令
即可求出定点;(ⅱ)先说明直线BP 也过定点
,即
,根据题意判断出参数
的取
值范围,表达出
面积
,利用换元法求最小值即可.
【详解】(1)因为点
在渐近线
上方,所以双曲线
的焦点在x 轴上,
设双曲线
的方程为
(
,
).
由题知
,解得
,
,
故双曲线
的方程为
;
(2)(ⅰ)证明:因为两点P,Q 在双曲线C 的右支,所以直线
与x 轴不重合,设直线
的方程为
,
,
.
联立方程
得
,
则
,
,
,
直线PM 的方程为
,
令
,得点A 的坐标为
,
所以直线
的方程为
,
令
,得直线
与x 轴交点的横坐标
.
故直线
恒过定点
.
(ⅱ)由(ⅰ)同理可得,直线BP 也过定点
,
因为直线
与直线BP 交于点D,所以
.
因为过点N 的直线与双曲线C 的右支交于P,Q 两点,
所以
或
或
,即
.
.
令
,则
,
,
因为函数
在
上单调递增,故
,
故
的面积的最小值为
.
重难点题型10 探索性问题
1.(2025·广东惠州·模拟预测)已知双曲线C:
的两条渐近线分别为:
和
:
,右焦点坐标为
,
为坐标原点.
(1)求双曲线C 的标准方程;
(2)设M,N 是双曲线C 上不同的两点,Q 是
的中点,直线
,
的斜率分别为
,
,证明:
为定值;
(3)直线
与C 的右支交于点
,
(A₁ 在
的上方),过点
,
分别作
,的平行线,交于
点
,过点
且斜率为2 的直线与C 的右支交于点
,
(
在
的上方),再过点
,
分别作
,
的平行线,交于点
,…,这样一直操作下去,可以得到一系列点
,
,
,记
的
坐标为
.证明:
共线.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【难度】0.4
【知识点】根据a、b、c 求双曲线的标准方程、双曲线中的定值问题、双曲线中的动点在定直线上问题
【分析】(1)根据题意,由双曲线的性质,列出关于
的方程,计算即可求得方程;
(2)设
,
,
,利用点差法可证得结论;
(3)设斜率为2 且与双曲线右支相交于
,
两点的直线方程为
,
,与双曲线
方程联立方程组,结合韦达定理代入计算,即可表示出直线
的方程,以及直线
的方程,然后联立
两直线方程,即可表示出
的坐标,即可证明.
【详解】(1)由已知得
解得
,
故双曲线C 的标准方程为:
;
(2)设
,
,
,
因为M,N 为双曲线C 上的两点,所以
,
两式相减得:
,
整理得,
,
则
,得证.
(3)设斜率为2 且与双曲线右支相交于
,
两点的直线方程为
,
,
联立:
,整理得:
,
因为该方程有两个正根,则
,解得:
或
(舍),
设
,
,由韦达定理得:
,
,
直线
的方程为:
,
因为
,所以
,①
直线
的方程为
,
因为
,所以
,②
联立①②得
,
,
所以
,
因为
,
所以
,
,
所以
,
则
都在直线
上,
故
共线.
2.(2025·河北邢台·二模)已知双曲线
的离心率为2,过点
的直线与
相交于
两点,且当的斜率为0 时,
.
(1)求
的方程;
(2)是否存在,使得
两点关于直线
对称?若存在,求出的方程;若不存在,请说明理由;
(3) 与直线
交于点
,设
,问:
是否为定值?若为定值,求出
该定值;若不为定值,请说明理由.
【答案】(1)
(2)不存在,理由见解析
(3)
为定值0
【难度】0.4
【知识点】根据离心率求双曲线的标准方程、根据直线与双曲线的位置关系求参数或范围、双曲线中的定
值问题、根据韦达定理求参数
【分析】(1)由双曲线
的离心率为2,得到
,再由直线的方程为
,代入双曲线的方程,
求得
,结合
,进而得到竖曲线
的方程;
(2)设直线的方程为
,联立方程组,由
,且
,求得
的范围,以及
和
,假设存在,使得
两点关于直线
对称,得到
,进而得到线段
的中点坐标为
,结合中点不在直线
上,得出结论;
(3)解:设
,求得
和
,根据题意,求得
和
,化
简得到
,即可得到答案.
【详解】(1)解:设双曲线
的焦距为
,
因为
的离心率为2,所以
,即
,所以
,
当直线的斜率为0 时,直线的方程为
,代入
,得
,
所以
,解得
,所以
的方程为
.
(2)解:显然直线的斜率存在,设直线的方程为
,即
,
联立方程组
,整理得
,
设
,
可得
,且
,
解得
,且
,
又由
,
,①
假设存在,使得
两点关于直线
对称,则与直线
垂直,所以
,
所以
,且
,则
,
因此线段
的中点坐标为
,
又因为
,即点
不在直线
上,
所以不存在,使得
两点关于直线
对称.
(3)解:设
,
由
在直线
上,可得
,即
;②
又由
在直线上,可得
,③
因为
,可得
,
即
,解得
,
同理:由
,可得
,
结合①②③,得
,
所以
为定值0.
3.(2025·福建福州·模拟预测)已知直线
,直线
,动点M 到x 轴的距离小于它到y 轴的距
离,过M 分别作和
的垂线,垂足分别为D,E,O 为坐标原点,若四边形
的面积为
,设动点
M 的轨迹为曲线C.根据上述运算回答下面问题:
(1)求C 的方程;
(2)若C 交x 轴正半轴于点A,C 上一点B 和直线
上一点Q 满足
是以
为底的等腰直角三角形.
(ⅰ)求直线
的斜率:
(ⅱ)若B 在第一象限,记点B 关于的对称点为K,点B 关于原点的对称点为
,若动点M 不与
,B
重合,设动直线
与直线
相交于点P,动直线
与直线
相交于点
,求证:
成
等比数列.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)
或
;(ⅱ)证明见解析
【难度】0.4
【知识点】等比数列的定义、求平面轨迹方程、根据直线与双曲线的位置关系求参数或范围、双曲线中的
定值问题
【分析】(1)设
,得到四边形
为矩形,求得
和
,进而得到
,即可求解;
(2)(ⅰ)解法一:设
,求得
,①当B 在第一象限时,作
轴,求得
,求得
直线BQ 的斜率;②当B 在第二象限时,作
轴,求得
,得到直线BQ 的斜率③当B 在第三象
限时,由对称性,得到直线
的斜率;④当B 在第四象限时,由对称性,得到直线
的斜率,进求得
的斜率;
解法二:设直线AB 的方程为
,则直线
的方程为
,联立方程组,求得
,根据
,求得
的值,进而求得
的斜率;
解法三:设
,根据
,求得
,结合
,求得
,所以
,分类讨论,进而求得
的斜率;
(ⅱ)证明:设
,求得直线OK 的方程为
,分
和
,以及
且
,三种情
况讨论,求得
的坐标,化简得到
,结合P,K,
,O 四点共线,得到
,
即可得证.
【详解】(1)解:如图所示1,设
,
因为M 到x 轴的距离小于它到y 轴的距离,所以
,故
,
又因为的斜率为1,
的斜率为
,故
,四边形
为矩形,
因为
到直线的距离
,故
,同理
,
所以四边形
的面积为
,所以
,
所以
,所以C 的方程为
.
(2)(ⅰ)解法一:设
,令
,代入
,得
,
①当B 在第一象限时,如图2 所示,由于
是以
为底的等腰直角三角形,
易知Q 在x 轴上方,
,
作
轴,垂足为S,则
,故
,故
,
又因为
则
,即
,
从而
,故
,直线
的斜率
.
②当B 在第二象限时,如图3 所示,由于
是以
为底的等腰直角三角形,
易知Q 在x 轴下方,
,
作
轴,垂足为S,则
,故
,故
,
又
,则
,即
,
从而
,故
,直线
的斜率
;
③当B 在第三象限时,由对称性知,直线
的斜率3;
④当B 在第四象限时,由对称性知,直线
的斜率
;
综上可知,直线
的斜率为
或
.
解法二:令
,代入
,可得
,
易知直线AB 的斜率存在且不为零,故可设直线AB 的方程为
,
则直线
的方程为
,则
,
联立方程组
,整理得
,故
,
所以
,
由
,得
,
即
,故
,所以
或
,
当
时,
,所以
,
直线
的斜率
当
时,
,所以
,
直线
的斜率
当
时,
,所以
,直线
的斜率
当
时,
,所以
,
直线
的斜率
综上可知,直线
的斜率为
或
.
解法三:令
,代入
,可得
,
设
,则
,
由
,可得
,故
,
由
,可得
,所以
,
所以
,
即
,易知
,所以
,即
,所以
,
当
时,
,所以
,
直线
的斜率
当
时,
,所以
,
直线
的斜率
:
当
时,
,所以
,
直线
的斜率
;
当
时,
,所以
,
直线
的斜率
,
综上可知,直线
的斜率为
或
.
(ⅱ)证明:设
,依题意可得
,所以直线OK 的方程为
,
①若
,则直线MB 的方程为
,直线
的方程为
,
此时点
,所以
,
因为P,K,
,O 四点共线,所以
,所以
成等比数列;
②若
,则直线
的方程为
,直线MB 的方程为
,
此时点
,所以
,
因为P,K,
,O 四点共线,所以
,所以
成等比数列;
③若
且
,
,
直线MB 的方程为
,
联立方程组
,解得
,
同理可得直线
的方程为
,
联立方程组
,解得
因为
在双曲线上,所以
,
所以
,
所以
,
因为P,K,
,O 四点共线,所以
,
所以
成等比数列.
4.(2025·江苏宿迁·模拟预测)已知
,
,二者相交于
,离心
率为
.
(1)求
的方程;
(2)记
在第一象限交于
,第二象限交于
,第三象限于
,第四象限交于
.
(i)如图1,过点
的直线交
于
,过点
的直线
交
于
,斜率分别为
,
,
的中点
分别为
,
.求证:当
时,
(所有直线斜率均存在) ;
(ii)如图2,
为
上的动点,连接
交
于
,连接
交
于
.连接
交
于
,连接
交
于
,求证:
轨迹为双曲线,并给出轨迹方程.
【答案】(1)
,
(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析,轨迹方程为
【难度】0.4
【知识点】求平面轨迹方程、求双曲线的轨迹方程、根据离心率求双曲线的标准方程、双曲线中的定值问
题
【分析】(1)由题意可得
,
,计算即可得解;
(2)(i)由题意可得
,
,分别联立曲线
,结合韦达定理可得
的横坐标,则可计算出
的纵坐标,从而可用
表示出
的斜率,结合
计算即可
得证;(ii)设直线
、
、
、
的斜率分别为
、
、
、
,分别联立直线
、
、
与曲线
、
、
,结合韦达定理计算出
、
、
的坐标,从而可得出
、
、
、
间的关系,
并可用
表示出
,再设
,结合
、
两点坐标可得
,
,则可得
所满足关
系式,即为
轨迹.
【详解】(1)由题意可得
,且
,即
,
故
,解得
,则
,
故
,
;
(2)(i)由题意可得
,
,
联立
,消去
有
,
故
,则
,
,故
,
联立
,消去
有
,
故
,则
,
,故
,
由
,故
,故
;
(ii)设直线
、
、
、
的斜率分别为
、
、
、
,
则
,
联立
,消去
有
,
则
,故
,
则
,
由
,则
,
,
联立
,消去
有
,
则
,故
,
则
,
由
,则
,
则
,
,
联立
,消去
有
,
则
,故
,
则
,
由
,则
,
则
,
设
,则
,
,
故有
,
即有
,
化简可得
,故
轨迹为双曲线,
且轨迹方程为
.