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第14讲双曲线的二级结论(新高考通用)-教师版_数学_二轮复习_2027年高考数学二轮更新中_12027年高考数学二轮复习双曲线讲义(新高考通用)

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文档文本内容

第 14 讲 双曲线的二级结论
双曲线二级结论大全
一:双曲线的三个定义
1.双曲线的第一定义:
2.双曲线的第二定义
平面内,当动点M到一个定点的距离和它到一条定直线(点不在直线上)的距离之比是常数e= (e>1)时,这个
动点的轨迹就是双曲线,定点是双曲线的焦点,定直线是双曲线的准线,常数e是双曲线的离心率.
3.双曲线的第三定义:
设点 , N 为双曲线上关于原点对称的两点,点 是双曲线上异于 , N 的任意一点,若直线PM,
PN 的斜率存在,则必有 (焦点在y 轴上时为 )
证明:设点
点M,P在双曲线上
两式相减得: , 亦即 证毕。
若圆锥曲线上存在任意两点 关于原点对称, 点 为圆锥曲线上异于 的任意一点, 有:
①
;
②
.
二.双曲线的通径过焦点 做 轴的垂线,交于椭圆 两点,设 ,代入椭圆方程 ,
, ,即 ,所以通径 .
①双曲线的焦点到渐近线的距离为常数 .
②双曲线的顶点到渐近线的距离为常数 .
③双曲线上任意一点 到两渐近线的距离乘积为定值.
, ,
设
,又点 在曲线上,所以
, ,即
三.双曲线的焦点三角形
1.设 , 的周长:
2.双曲线 (a>0,b>o)的左右焦点分别为F ,F ,点P为双曲线上任意一点 ,则双
1 2
曲线的焦点角形的面积为 , .
3.若P为双曲线 (a>0,b>0)右(或左)支上除顶点外的任一点,F , F 是焦点, ,
1 2
,则 (或 ).
4.设双曲线 (a>0,b>0)的两个焦点为 F 、F ,P(异于长轴端点)为双曲线上任意一点,在
1 2△PF F 中,记 , , ,则有 .
1 2
5.PT平分△PF F 在点P处的内角,则焦点在直线PT上的射影H点的轨迹是以实轴为直径的圆,除去实轴的两
1 2
个端点.
6.以焦点弦PQ为直径的圆必与对应准线相交.
7.设P为双曲线上一点,则△PF F 的内切圆必切于与P在同侧的顶点.
1 2
8.双曲线焦三角形中,以焦半径为直径的圆必与以双曲线实轴为直径的圆相外切.
9.双曲线焦三角形的内切圆必切长轴于非焦顶点同侧的实轴端点.
10.双曲线两焦点到双曲线焦三角形内切圆的切线长为定值a+c与c-a.
11.双曲线焦三角形的非焦顶点到其旁切圆的切线长为定值c-a.
12.双曲线焦三角形中,外点到一焦点的距离与以该焦点为端点的焦半径之比为常数 e(离心率). 注:在双曲线焦三角
形中,非焦顶点的内、外角平分线与长轴交点分别称为内、外点.
13.双曲线焦三角形中,其焦点所对的旁心将外点与非焦顶点连线段分成定比e.
14.双曲线焦三角形中,半焦距必为内、外点到双曲线中心的比例中项.
15.双曲线焦三角形中,双曲线中心到内点的距离、内点到同侧焦点的距离、半焦距及外点到同侧焦点的距离成比
例.
16.双曲线焦三角形中,半焦距、外点与双曲线中心连线段、内点与同侧焦点连线段、外点与同侧焦点连线段成比
例.
17.双曲线焦三角形中,过任一焦点向非焦顶点的内角平分线引垂线,则双曲线中心与垂足连线必与另一焦半径所在
直线平行.
18.双曲线焦三角形中,过任一焦点向非焦顶点内角平分线引垂线,则双曲线中心与垂足的距离为双曲线实半轴的长.
19.双曲线焦三角形中,过任一焦点向非焦顶点的内角平分线引垂线,垂足就是垂足同侧焦半径为直径的圆和双曲线
实轴为直径的圆的切点.
20.双曲线焦三角形中,非焦顶点的内角平分线与焦半径、实轴所在直线的夹角的余弦的比为定值e.
21.双曲线焦三角形中,非焦顶点的法线即为该顶角的外角平分线.
22.双曲线焦三角形中,非焦顶点的切线即为该顶角的内角平分线.
23.双曲线焦三角形中,过非焦顶点的切线与双曲线实轴两端点处的切线相交,则以两交点为直径的圆必过两焦点.
四.双曲线焦半径
1.双曲线 (a>0,b>o)的焦半径公式: ,
当 在右支上时, , .
当 在左支上时, , .
设 为直线 倾斜角
2.焦比公式
①交双曲线的一支时, ,
所以 , , .则 , .
②交双曲线不同支时(左右都相交)
则 , ,即 ,所以 ,所以
,所以 ,此时变成 .
,则
证明过程:设
.
为焦长公式.
③若 ,则 ,所以 ,
即 .
交双曲线不同支时(左右都相交)
则 , ,即 ,所以 ,所以
,所以 ,此时变成 .
即 .
3.设P点是双曲线 (a>0,b>0)上异于实轴端点的任一点,F 、F 为其焦点记 ,则(1)
1 2
.(2)
五.双曲线中点弦及切线切点弦
1.双曲线 (a>0,b>0)的两个顶点为 , ,与y轴平行的直线交双曲线于P P 时
1、 2A P 与A P 交点的轨迹方程是 .
1 1 2 2
2.若 在双曲线 (a>0,b>0)上,则过 的双曲线的切线方程是 .
3.若 在双曲线 (a>0,b>0)外 ,则过Po作双曲线的两条切线切点为P 、P ,则切点弦
1 2
P P 的直线方程是 .
1 2
4.AB 是双曲线 (a>0,b>0)的不平行于对称轴且过原点的弦,M 为 AB 的中点,则
.
5 . 若 在 双 曲 线 ( a > 0,b > 0 ) 内 , 则 被 Po 所 平 分 的 中 点 弦 的 方 程 是
.
6.若 在双曲线 (a>0,b>0)内,则过Po的弦中点的轨迹方程是 .
7.过双曲线 (a>0,b>o)上任一点 任意作两条倾斜角互补的直线交双曲线于B,C两点,
则直线BC有定向且 (常数).
8.设双曲线方程 ,则斜率为k(k≠0)的平行弦的中点必在直线 : 的共轭直线 上,而且
.
9.过双曲线焦半径的端点作双曲线的切线,与以长轴为直径的圆相交,则相应交点与相应焦点的连线必与切线垂
直.
10.过双曲线焦半径的端点作双曲线的切线交相应准线于一点,则该点与焦点的连线必与焦半径互相垂直.
六:
六.中心张直角弦1.已知双曲线 (b>a>0),O为坐标原点,P、Q为双曲线上两动点,且 .(1)
;(2)|OP|2+|OQ|2的最小值为 ;(3) 的最小值是 .
2.MN是经过双曲线 (a>b>0)焦点的任一弦(交于同支),若过双曲线中心O的半弦 ,
则 .
3.若PQ是双曲线 (b>a >0)上对中心张直角的弦,则 .
4.若双曲线 (b>a >0)上中心张直角的弦 L 所在直线方程为 ,则(1)
;(2) .
七.轨迹
1.在双曲线 中,定长为2m( )的弦中点轨迹方程为
2.已知双曲线 (a>0,b>0),点P为其上一点F , F 为双曲线的焦点, 的内(外)角平分
1 2
线为 ,作 F 、F 分别垂直 于 R、S,当 P 跑遍整个双曲线时,R、S 形成的轨迹方程是 (
1 2
).
3.设 是双曲线 的实轴的两个端点, 是与 垂直的弦,则直线 与 的交点P的轨
迹是双曲线 .4.到双曲线 (a>0,b>0)的两准线和x轴的交点的距离之比为 (c为半焦距)的动点的轨迹
是姊妹圆 (e为离心率).
5.到双曲线 (a>0,b>0)两焦点的距离之比等于 (c为半焦距)的动点M的轨迹是姊妹圆
.
6.到双曲线 (a>0,b>0)的实轴两端点的距离之比等于 (c为半焦距)的动点M的轨迹是姊
妹圆 .
7.已知 P 是双曲线 (a>0,b>0)上一个动点, 是它实轴的两个端点,且 ,
,则Q点的轨迹方程是 .
8. 过平面上的 点作直线 及 的平行线,分别交 轴于 ,交 轴于 .(1)若
,则 的轨迹方程是 .(2)若 ,则 的轨迹方程是
.
9.AB是双曲线 (a>0,b>0)的实轴, 是双曲线上的动点,过 的切线与过A、B的切线交于
、 两点,则梯形ABDC的对角线的交点M的轨迹方程是 .
10.OA、OB是双曲线 (a>0,b>0,且 )的两条互相垂直的弦,O为坐标原点,则(1)
直线 AB 必经过一个定点 .(2) 以 O A、O B 为直径的两圆的另一个交点 Q 的轨迹方程是
(除原点)。
八.其它1.设 A、B 是双曲线 (a>0,b>0)的长轴两端点,P 是双曲线上的一点, ,
, , c 、 e 分 别 是 双 曲 线 的 半 焦 距 离 心 率 , 则 有 (1) .(2)
.(3) .
2.经过双曲线 (a>0,b>0)的实轴的两端点A 和A 的切线,与双曲线上任一点的切线相交于P 和
1 2 1
P ,则 .
2
3.双曲线的一条直径(过中心的弦)的长,为通过一个焦点且与此直径平行的弦长和实轴之长的比例中项.
4.如果一个双曲线虚半轴长为b,焦点F 、F 到直线 的距离分别为d 、d ,那么(1) ,且F 、F
1 2 1 2 1 2
在 异侧 直线L和双曲线相切,或 是双曲线的渐近线.(2) ,且F 、F 在L异侧 直线 和双
1 2
曲线相离,(3) ,或F 、F 在L同侧 直线L和双曲线相交.
1 2
5.设点 为双曲线 (a>0,b>0)的内部((含焦点的区域))一定点,AB是双曲线过定点
的任一弦.
(1)如 ,则当弦AB垂直于双曲线实轴所在直线时 .
(2)如 ,则当弦AB平行(或重合)于双曲线实轴所在直线时, .
6.已知双曲线 上有一点 ,过 分别引其渐近线的平行线,分别交 轴于 ,交
轴于 , 为原点,则: (1) ; (2) .
7.设双曲线 (a>0,b>0)实轴的端点为 , 是双曲线上的点过P作斜率为 的直线
,过 分别作垂直于实轴的直线交 于 ,则(1) .(2)四边形 面积趋近于
.
8.给定双曲线 : (a>b>0), : ,则(i)对 上任意给定的点 ,它的任一直角弦必须经过 上一定点M .
(ii)对 上任一点 在 上存在唯一的点 ,使得 的任一直角弦都经过 点.
9.已知双曲线 (a>0,b>0)的右准线 与x轴相交于点 ,过双曲线右焦点 的直线与双曲线相交
于A、B两点,点 在右准线 上,且 轴,则直线AC经过线段EF 的中点.
10. 是双曲线 (a>0,b>0)上一个定点,P A、P B是互相垂直的弦,则(1)直线
AB必经过一个定点 .(2)以P A、P B为直径的两圆的另一个交点Q的轨迹方
程是
(除P点).
11.L是经过双曲线 (a>0,b>0)的实轴顶点A且与x轴垂直的直线,E、F是双曲线的准线与x轴
交点,点 ,e 是离心率, ,H 是 L 与 X 轴的交点 c 是半焦距,则 是锐角且 或
(当且仅当 时取等号).
12.设A、B是双曲线 (a>0,b>0)实轴上分别位于双曲线一支内(含焦点的区域)、外部的两点,
且 、 的横坐标 ,(1)若过A点引直线与双曲线这一支相交于P、Q两点,则 ;
(2)若过B引直线与双曲线这一支相交于P、Q两点,则 .
13.设过双曲线的实轴上一点B(m,o)作直线与双曲线相交于P、Q两点,A为双曲线实轴的左顶点,连结AP和
AQ分别交相应于过B点的直线MN: 于M,N两点,则 .
14.L是经过双曲线 (a>0,b>0)焦点F且与实轴垂直的直线,A、B是双曲线的两个顶点,e是离
心率,点 ,若 ,则 是锐角且 或 (当且仅当 时取等号).15.设A、B、C、D为双曲线 (a>0,b>o)上四点,AB、CD所在直线的倾斜角分别为 ,直线
AB与CD相交于P,且P不在双曲线上,则 .
16.双曲线 (a>0,b>0)上存在两点关于直线 : 对称的充要条件是
.
17.P 是双曲线 (a>0,b>0)上一点,则点 P 对双曲线两焦点张直角的充要条件是
.
18.双曲线 (a>0,b>0)与直线 有公共点的充要条件是 .
19.双曲线 (a>0,b>0)与直线 有公共点的充要条件是
.
20.MN是经过双曲线 (a>0,b>0)过焦点的任一弦(交于两支),若AB是经过双曲线中心O且平行
于MN的弦,则 .
21.设 为双曲线 (a>0,b>0)上一点,P P 为曲线C的动弦,且弦PP , PP 斜率存在,记
1 2 1 2
为k , k , 则直线P P 通过定点 的充要条件是 .
1 2 1 2
22.若双曲线 (a>0,b>0)的左、右焦点分别为F 、F ,左准线为L,则当1<e≤ 时,可在
1 2
双曲线上求一点P,使得PF 是P到对应准线距离d 与PF 的比例中项.
1 1 2
23.P 为双曲线 (a>0,b>0)上任一点,F ,F 为二焦点,A 为双曲线左支内一定点,则
1 2
,当且仅当 三点共线且 在左支时,等号成立.24.设A,B为双曲线 (a>0,b>0, )上两点,其直线AB与双曲线 相交于
,则 .
25.设S为双曲线 (a>0,b>0)的通径,定长线段L的两端点A,B在双曲线右支上移动,记|AB|=
, 是 AB 中点,则当 时,有 , );当 时,有
.
26.设双曲线 (a>0,b>0),M(m,o)为实轴所在直线上除中心,顶点外的任一点,过 M引一条直线
与双曲线相交于P、Q两点,则直线A P、A Q(A A 为两顶点)的交点N在直线 : 上.
1 2 1 , 2
27.设过双曲线焦点F作直线与双曲线相交 P、Q两点,A为双曲线长轴上一个顶点,连结AP 和AQ分别交相应
于焦点F的双曲线准线于M、N两点,则MF⊥NF.
28.过双曲线一个焦点F的直线与双曲线交于两点P、Q, A 、A 为双曲线实轴上的顶点,A P和A Q交于点M,
1 2 1 2
A P和A Q交于点N,则MF⊥NF.
2 1
29.设△ABC三顶点分别在双曲线 上,且AB为 的直径, 为AB的共轭直径所在的直线, 分别交直线
AC、BC于E和F,又D为 上一点,则CD与双曲线 相切的充要条件是D为EF的中点.
30.过双曲线 (a>0,b>0)的右焦点F作直线交该双曲线的右支于M,N两点,弦MN的垂直平分线
交x轴于P,则 .
31.设A(x ,y )是双曲线 (a>0,b>0)上任一点,过A作一条斜率为 的直线L,又设d是
1 1
原点到直线 L的距离, 分别是A到双曲线两焦点的距离,则 .
32.已知双曲线 (a>0,b>0)和 ( ),一条直线顺次与它们相交于A、B、
C、D四点,则│AB│=|CD│.
33.已知双曲线 (a>0,b>0),A、B是双曲线上的两点,线段AB的垂直平分线与x轴相交于点, 则 或 .
34.L是双曲线 (a>0,b>0)焦点F 且与x轴垂直的直线,E、F是双曲线准线与x轴交点,H是L
1
与x轴的交点,点 , ,离心率为e,半焦距为c,则 为锐角且 或
(当且仅当 时取等号).
35.已知双曲线 (a>0,b>0),直线L通过其右焦点F ,且与双曲线右支交于A、B两点,将A、B
2
与双曲线左焦点F 连结起来,则 (当且仅当AB⊥x轴时取等号).
1
36.设A、B是双曲线 (a>0,b>0)实轴上分别位于双曲线一支内(含焦点的区域),外部的两点,
(1)若过A点引直线与双曲线这一支相交于P、Q两点,(若B P交双曲线这一支于两点,则P、Q不关于x轴
对称),且 ,则点A、B的横坐标 、 满足 ;(2)若过B点引直线与双曲线这
一支相交于P、Q两点,且 ,则点A、B的横坐标满足 .
37 . 过 双 曲 线 ( a > 0,b > 0 ) 的 右 焦 点 作 互 相 垂 直 的 两 条 弦 AB 、 CD, 则
;
38. 点 为双曲线 在第一象限的弧上任意一点,过 引 轴、 轴的平行线,交 轴、
轴于 ,交直线 于 ,记 与 的面积为 ,则: .
39. 点 为第一象限内一点,过 引 轴、 轴的平行线,交 轴、 轴于 ,交直线 于 ,
记 与 的面积为 ,已知 ,则 的轨迹方程是 或应用双曲线二级结论解题
一.单选题
1.设 , 是双曲线 的两个焦点, 为坐标原点,点 在 上且 ,则△ 的面积为(
)
A. B.3 C. D.2
【答案】B【解析】由已知,不妨设 ,则 ,∵ ,
∴点 在以 为直径的圆上]即 是以P为直角顶点的直角三角形,故 ,
即 ,又 ,
∴ ,
解得 ,∴ ,故选B.
2.设双曲线 的左、右焦点分别为 , ,离心率为 . 是 上一点,且 .
若△ 的面积为 ,则 ( )
A.1 B.2 C.4 D.8
b2
S =
PF F θ b2
1 2
【答案】A解法二:由题意知,双曲线的焦点三角形面积为 tan .∴ =4,则 ,
2 tan45° b=2c
e= =√5
又∵ a ,∴a=1.
3.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
【分析】先设出直线AB的方程,并与双曲线 的方程联立,利用设而不求的方法及条件 得到关于
的关系,进而求得双曲线 的离心率
【详解】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
4.已知 为双曲线 的右顶点, 为双曲线右支上一点,若点 关于双曲线中心 的对称点为
,设直线 、 的倾斜角分别为 、 ,且 ,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设出 坐标,根据题意得 ,代入斜率公式,由 点在双曲线上,消元整理得到 的关系,
进一步求得双曲线的离心率.
【详解】设 ,则 ,因为 ,即 ,由 ,所以
,因为 ,所以 ,即 ,得 ,所以,即 ,又 ,所以 ,即 ,所以 ,故双曲线的离心率为
.故选:D.
5.已知A,B,P是双曲线 ( , )上不同的三点,且A,B连线经过坐标原点,若直线PA,
PB的斜率乘积为 ,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设 , ,根据对称性,知 ,然后表示出 ,又由于点A,P在双曲线上,
所以将其坐标代入方程中,两式相减,结合前面的式子可得 ,化简可求出离心率
【详解】设 , ,根据对称性,知 ,所以 .
因为点A,P在双曲线上,所以 ,两式相减,得 ,所以
所以 ,所以 ,所以 .故选:D
6.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 ,则双曲线的离心率是( )
A. B.2 C. D.
【答案】A
【分析】设 , ,利用点差法,结合直线的斜率公式可求出 ,从而可求出 ,进而可求
出离心率
【详解】 , ,则 , ,两式相减得,所以 ,因为P是AB的中点,
所以 , ,因为直线OP的斜率为 ,所以 ,因为过左焦点 作斜率为2的直线与双
曲线交于A,B两点,所以 ,所以 , ,得 ,所以
,所以离心率为 故选:A
7.若双曲线 的焦点 到其渐近线的距离为 ,则双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题可得 , ,即得.
【详解】双曲线 的焦点 到渐近线: ,即 的距离为:
,而 ,从而 ,故渐近线 即 .故选:B.
8.已知 是双曲线 : 的一个焦点,则点 到 的一条渐近线的距离为
A. B.3 C. D.
【答案】A【解析】双曲线方程为 ,焦点 到一条渐近线的距离为 ,故选A.
9.已知双曲线 的离心率为2,过右焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点.
设A,B到双曲线同一条渐近线的距离分别为 和 ,且 ,则双曲线的方程为 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设双曲线的右焦点坐标为 ,则 ,由 可得: ,不妨设:,双曲线的一条渐近线方程为: ,据此可得: ,
,则 ,则 ,双曲线的离心率:
,据此可得: ,则双曲线的方程为 ,故选C.
x2 y2
 1(a0,b0)
a2 b2
10.已知双曲线 的两条渐近线均和圆 : 相切,且双曲线的右焦
C
点为圆 的圆心,则该双曲线的方程为
x2 y2 x2 y2 x2 y2 x2 y2
 1  1  1  1
5 4 4 5 3 6 6 3
A. B. C. D.
3b
2
【答案】A【解析】圆C:(x3)2  y2 4,c3,而 c ,则b2,a2 5,故选A.
11.已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,离心率为2,焦点到渐近线的距离为 .过
作直线 交双曲线 的右支于 两点,若 分别为 与 的内心,则 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题意,在 中,根据焦点到渐近线的距可得 ,离心率为2,
∴ ,解得: ,∴ ∴双曲线的
方程为 .记 的内切圆在边 , , 上的切点分别为 ,则 , 横坐标相等
, , ,由 ,即 ,得 ,即 ,记 的横坐
标为 ,则 ,于是 ,得 ,
同理内心 的横坐标也为 ,故 轴.设直线 的倾斜角为 ,则 , (Q为坐
标原点),在 中, ,
由于直线 与 的右支交于两点,且 的一条渐近线的斜率为 ,倾斜角为 ,∴ ,即
,∴ 的范围是 .故选:D.
12.已知 , 是椭圆和双曲线的公共焦点, 是它们的一个公共点,且 ,则椭圆和双曲线离心率倒数
之和的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据双曲线和椭圆的性质和关系,结合余弦定理即可得到结论.
【详解】设椭圆的长半轴为 ,双曲线的实半轴为 ,半焦距为 ,
由椭圆和双曲线的定义可知,设 , , ,
椭圆和双曲线的离心率分别为 , ,
因 是它们的一个公共点,且 ,则由余弦定理可得:
……①
在椭圆中,由定义知 ,①式化简为: ……②
在双曲线中,由定义知 ,①式化简为: ……③
由②③两式消去 得: ,等式两边同除 得 ,
即 ,
由柯西不等式得 ,.
故选:B
13.已知 是双曲线 的右焦点,直线 经过点 且与双曲线相交于 两点,记该双曲线
的离心率为 ,直线 的斜率为 ,若 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意,设直线 的方程为 ,联立方程组 ,整理得 ,
设 ,可得 ,因为 ,即 ,
可得 ,代入上式,可得 , 可得 ,整理得
,即 ,又由 ,可得 ,即 ,
所以 ,可得 ,即 .故选:C.
14.已知 , 是双曲线 : 的左,右焦点,过点 倾斜角为30°的直线与双曲线的左,
右两支分别交于点 , .若 ,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【详解】设 ,则 ,从而 ,进而 .过 作 ,则
.如图:
在 中, , ;在 中, ,即 ,所以 .故选:A
15.已知双曲线 的左、右焦点分别为 , ,过点 且倾斜角为 的直线 与双曲线的左、右支
分别交于点 , ,且 ,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:过 作 于点 ,设 ,因为直线 的倾斜角为 ,所以在直角三角形
中, , ,由双曲线的定义可得 ,所以 ,同理可得 ,
所以 ,即 ,所以 ,因此 ,在直角三角形 中,
,所以 ,所以 ,则 .故选:A.
16.已知双曲线 , 过 的右焦点 作垂直于渐近线的直线 交两渐近线于 、 两点 、
两点分别在一、四象限,若 ,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:由题意知:双曲线的右焦点 ,渐近线方程为 ,即 , 如下图所示:由点到直线距离公式可知: ,
又 , , ,即 ,设 ,
由双曲线对称性可知 ,而 , ,由正切二倍角公式可知:
,即 ,化简可得: ,即 ,由双曲线离心率公式
可知: .故选:A.
17.已知双曲线 的两条渐近线分别为直线 , ,经过右焦点 且垂直于 的直线 分别交
, 于 两点,且 ,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】满足情形2,即 , .
18. 是双曲线 的左右焦点,过 且斜率为1的直线与两条渐近线分别交于 两点,若
,则双曲线的离心率为
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设直线方程为 ,与渐近线方程 联立方程组解得 因为 ,
所以 ,选B.
19.已知双曲线 的离心率为 ,焦点到渐近线距离为 ,则双曲线 实轴长( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由双曲线的性质可得双曲线渐近线方程,由点到直线的距离公式可得 ,再结合离心率即可得解.【详解】由题意,双曲线的一个渐近线为 即 ,
设双曲线的的右焦点为 ,则 ,
所以焦点到渐近线的距离 ,
又离心率 ,所以 ,
所以双曲线 实轴长 .
故选:D.
二.多选题
1.方程 表示的曲线为 ,下列正确的命题是( )
A.曲线 可以是圆 B.若 ,则曲线 为椭圆
C.曲线 可以表示抛物线 D.若曲线 为双曲线,则 或
【答案】AD【详解】
对于A,若曲线 是圆,则 ,解得 ,A正确;
对于B,由选项A知,当 时,曲线 是圆,不是椭圆,B错误;
对于C,曲线 有两条对称轴,不可能为抛物线,C错误;
对于D,若曲线 为双曲线,则 ,解得 或 ,D正确.故选:AD
2.已知双曲线 的左、右焦点分别为 、 , ,过 的直线 与 的右支交于点 ,
若 ,则( )
A. 的渐近线方程为 B.
C.直线 的斜率为 D. 的坐标为 或
【答案】ABD【详解】对于A选项, ,且 ,解得 ,又因为 ,故双曲线 的渐近线方程为 ,A对;
对于B选项,因为点 在右支上,则 ,①
又因为 ,则 ,②
联立①②可得 , ,所以, ,B对;
对于C选项,若点 在第一象限,则直线 的斜率为 ,
若点 在第四象限,由对称性可知,直线 的斜率为 .
综上所述,直线 的斜率为 ,C错;
对于D选项,设点 ,则 ,且 ,可得 ,
所以, ,
解得 ,则 ,可得 ,即点 ,D对.故选:ABD.
3.双曲线 的左、右焦点分别 ,具有公共焦点的椭圆与双曲线在第一象限的交点为 ,双曲线和椭
圆的离心率分别为 的内切圆的圆心为 ,过 作直线 的垂线,垂足为 ,则( )
A. 到 轴的距离为 B.点 的轨迹是双曲线
C.若 ,则 D.若 ,则
【答案】ACD
【详解】设圆 与 三边 的切点为 ,,又
,故 ,故 ,所以 到 轴的距离为 ,故A正确;过 作直线 的垂线,垂
足为 ,延长 交 于点 ,因为 ,则 为 的中点且 ,于是
,
故点 的轨迹是在以 为圆心,半径为 的圆上,故B不正确;
设椭圆的长半轴长为 ,它们的半焦距为 ,并设 ,
根据椭圆和双曲线的定义可得: ,所以 ,
在 中,由余弦定理得: ,即 ,
在 中,由余弦定理得: ,即 ,
由 ,两式相加,则 ,又 ,所以 ,
所以 ,所以 ,即 ,故C正确; ,即 ,所
以 ,即 ,故D正确.故选:ACD.
4.已知 分别为双曲线 的左、右焦点,过 的直线与双曲线的右支交于 两点,记 的内切
圆 的面积为 , 的内切圆 的面积为 ,则( )
A.圆 和圆 外切 B.圆心 在直线 上
C. D. 的取值范围是
【答案】AC
【详解】双曲线 的 ,渐近线方程为 ,两渐近线倾斜角分别为 和
,设圆 与 轴切点为 过 的直线与双曲线的右支交于 两点,可知直线 的倾斜角取值范围为, 的的横坐标为 ,则由双曲线定义 ,所以由圆的切线长定理知
,所以 . 的横坐标均为 ,即 与 轴垂直.故圆 和圆 均与 轴相切于
,圆 和圆 两圆外切.选项A正确;由双曲线定义知, 中, ,则 只能是 的中
线,不能成为 的角平分线,则圆心 一定不在直线 上.选项B错误;在 中, ,
,则由直角三角形的射影定理可知 ,即 则 ,故
.选项C正确;
由直线 的倾斜角取值范围为 ,可知 的取值范围为 ,则 的取值范围为 ,
故 ,又 ,则
令 ,则 在 单调递减,在 单调递增.
值域为 故 的值域为 .
选项D错误.故选:AC.
5.设A,B是双曲线 上的两点,下列四个点中可以为线段 中点的是( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【分析】A选项由双曲线的对称性可直接判断,B、C、D选项,首先根据点差法分析可得 ,结合双曲线的渐近线斜率可判断B,C、D可通过联立直线方程与双曲线方程,利用判别式即可判断.
【详解】对于选项A:因为双曲线关于y轴对称,
所以当直线AB的方程为 时,线段AB的中点为 ,故A正确;
当直线AB的斜率存在且不为0时,
设 ,则 的中点 ,
可得 ,
因为 在双曲线上,则 ,两式相减得 ,
所以 .
对于选项B:可得 ,则 ,即 ,
双曲线的渐近线方程为 ,由于 与其中一条渐近线平行,故不可能有两个交点,故B错误;
对于选项C:可得 ,则 ,即 ,
联立方程 ,消去y得 ,
此时 ,故直线AB与双曲线没有交点,故C错误;
对于选项D: ,则 ,即 ,
联立方程 ,消去y得 ,
此时 ,故直线AB与双曲线有交两个交点,故D正确;
故选:AD.
6.如图, 是椭圆 与双曲线 在第一象限的交点,且 共焦
点 的离心率分别为 ,则下列结论正确的是( )A. B.若 ,则
C.若 ,则 的最小值为2 D.
【答案】ABD
【分析】根据给定条件结合椭圆、双曲线定义计算判断A;借助余弦定理、离心率公式、均值不等式计算判断B,
C,D作答.
【详解】由椭圆和双曲线的定义得: ,解得 , ,A正确;
在 中,由余弦定理得: ,
整理得 , ,即 ,
当 时, ,即 ,B正确;
当 时, , ,
当且仅当 时取“=”,而 ,C不正确;
在椭圆中, ,即 ,
在双曲线中, ,即 ,
于是得 ,而 ,则 ,D正确.
故选:ABD
【点睛】方法点睛:双曲线上一点与两焦点构成的三角形,称为双曲线的焦点三角形,与焦点三角形有关的计算或
证明
常利用正弦定理、余弦定理、双曲线定义,得到a,c的关系.7.已知椭圆 与双曲线 , 有公共焦点 (左焦点), (右焦
点),且两条曲线在第一象限的交点为 ,若△ 是以 为底边的等腰三角形, , 的离心率分别为 和
,且 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】A由已知共焦点及椭圆、双曲线参数的关系判断;B、C由椭圆、双曲线的定义可得
,而 ,即可判定;D记 ,应用余弦定理可得
,由已知及B、C分析,即可判断.
【详解】设 , 的焦距为 ,由 , 共焦点知: ,故A正确;
△ 是以 为底边的等腰三角形知 ,由 在第一象限知: ,即
,即 ,即 ,故B错;
由 且 ,易得 ,故C正确;
在△ 中,记 ,根据定义 .
由余弦定理有 .
整理得 ,两边同时除以 ,可得 ,故
.
将 代入,得 .故D正确
故选:ACD.
8.已知双曲线 的左、右焦点分别为 、 ,离心率为 ,焦点到渐近线的距离为 .过
作直线 交双曲线 的右支于 、 两点,若 、 分别为 与 的内心,则( )
A. 的渐近线方程为 B.点 与点 均在同一条定直线上C.直线 不可能与 平行 D. 的取值范围为
【答案】ABD
【详解】设双曲线 半焦距为 ,双曲线 的渐近线方程为 ,即 ,双曲线 的右焦点
到渐近线的距离为 ,由题意知 ,所以 ,所以
,故双曲线 的方程为 ,故渐近线方程为 ,故A正确;对于B选项,记
的内切圆在边 、 、 上的切点分别为 、 、 , 由切线长定理可得 ,
, ,由 ,即 ,
得 ,即 ,记 的横坐标为 ,则 ,于是 ,得 ,
同理内心 的横坐标也为 ,故 轴,即 、 均在直线 上,故B正确;对于C选项,当 与 轴垂直
时, ,故C错误;对于D选项,设直线 的倾斜角为 ,则 , ( 为坐标原
点),在 中, .
,由于直线 与 的右支交于两点,且 的一条渐
近线的斜率为 ,倾斜角为 ,结合图形可知 ,即 ,所以,
,故D正确.故选:ABD.三.填空题
1.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】
【分析】根据直线 与 的一条渐近线平行,得到 ,再结合双曲线与椭圆共焦点得到 ,再利用基本
不等式求解.
【详解】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:
2.已知双曲线方程是 ,过 的直线与双曲线右支交于 , 两点(其中 点在第一象限),设点 、
分别为 、 的内心,则 的范围是______.【答案】
【详解】 因 ,故 , , ,
如图,过 点分别作 , , ,垂足分别为 ,
因 为 的内心,所以 ,
故 点也在双曲线上,即 为双曲线的右顶点,同理 ,所以 三点共线,设直线 的倾斜角为
,因双曲线的渐近线方程为 ,倾斜角为 ,根双曲线的对称性,不妨设 ,因
,所以 , ,所以
,
因 ,所以 ,所以 ,故答案为:
3.过双曲线 的右焦点做一条渐近线的垂线,垂足为 ,与双曲线的另一条渐近线交于点
,若 ,则此双曲线的离心率为________
【答案】满足情形1,即 ,故 ,则
4.已知点 是离心率为 的双曲线 上的三点, 直线 的斜率分别是
点 分别是线段 的中点, 为坐标原点,直线 的斜率分别是 .若则
【答案】3
【分析】本题考查点差法,根据点差法的内容,设点,作差,计算得出 结合离心率为 ,求得
同理求得 代入问题计算即可.
【详解】因为双曲线 的离心率为 所以
不妨设 因为点 在 上,所以
两式相减,得 ,
因为点 是 的中点,所以 , ,
所以 即 所以
同理
因为 所以
故答案为:3.