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文档介绍
专题52 双曲线-2020年领军高考数学一轮复习(文理通用) Word版含解析
专题52双曲线 最新考纲 了解双曲线的定义、几何图形和标准方程,知道其简单的几何性质(范围、对称性、顶点、离心率、渐近线). 基础知识融会贯通 1.双曲线定义 平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数(小于|F1F2|)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. 集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0. (1)当2a<|F1F2|时,P点的轨迹是双曲线; (2)当2a=|F1F2|时,P点的轨迹是两条射线; (3)当2a>|F1F2|时,P点不存在. 2.双曲线的标准方程和几何性质 【知识拓展】 巧设双曲线方程 (1)与双曲线-=1(a>0,b>0)有共同渐近线的方程可表示为-=t(t≠0). (2)过已知两个点的双曲线方程可设为+=1(mn<0). 重点难点突破 【题型一】双曲线的定义及标准方程 命题点1 利用定义求轨迹方程 【典型例题】 动点P与点F1(0,5)与点F2(0,﹣5)满足|PF1|﹣|PF2|=6,则点P的轨迹方程为 . 【解答】解:由|PF1|﹣|PF2|=6<|F1F2|知,点P的轨迹是以F1、F2为焦点的双曲线下支, 得c=5,2a=6, ∴a=3, ∴b2=16, 故动点P的轨迹方程是1(y≤﹣3). 故答案为:1(y≤﹣3). 【再练一题】 已知点F1(﹣3,0)和F2(3,0),动点P到F1、F2的距离之差为4,则点P的轨迹方程为( ) A. B. C. D. 【解答】解:由题设知点P的轨迹方程是焦点在x轴正半轴的双曲线的右支, 设其方程为(x>0)(a>0,b>0), 由题设知c=3,a=2,b2=9﹣4=5, ∴点P的轨迹方程为(x>0). 故选:B. 命题点2 利用待定系数法求双曲线方程 【典型例题】 设双曲线(a>0,b>0)的虚轴长为4,一条渐近线为,则双曲线C的方程为( ) A. B. C. D. 【解答】解:双曲线(a>0,b>0)是焦点在x轴上的双曲线,其渐近线方程为y, 由其一条渐近线为,可得, ∵2b=4,∴b=2,则a=4. ∴双曲线C的方程为. 故选:A. 【再练一题】 已知双曲线的离心率为2,焦点到渐近线的距离等于,过右焦点F2的直线l 交双曲线于A、B两点,F1为左焦点. (Ⅰ)求双曲线的方程; (Ⅱ)若△F1AB的面积等于6,求直线l的方程. 【解答】解:(1)∵双曲线的渐近线方程为bx±ay=0, ∴双曲线焦点(±c,0)到渐近线的距离为b 又∵双曲线离心率e2 ∴c=2a,平方得c2=a2+b2=a2+3=4a2,解得a=1 因此,双曲线的方程为 (2)设A(x1,y1),B(x2,y2),由右焦点F2(2,0)设直线l方程:y=k(x﹣2) 由消去y,得(k2﹣3)x2﹣4k2x+4k2+3=0 根据题意知k≠±,由根与系数的关系得:x1+x2,x1x2,y1﹣y2=k(x1﹣x2) ∴△F1AB的面积S=c|y1﹣y2|=2|k||x1﹣x2|=2|k|•2|k|•6•6 两边去分母并且平方整理,得k4+8k2﹣9=0,解之得k2=1(舍负) ∴k=±1,得直线l的方程为y=±(x﹣2) 命题点3 利用定义解决焦点三角形问题 【典型例题】 虚轴长为2,离心率e=3的双曲线两焦点为F1,F2,过F1作直线交双曲线的一支于A、B两点,且|AB|=8,则△ABF2的周长为( ) A.3 B.16 C.12 D.24 【解答】解:由于 2,∴b=1,c=3a,∴9a2 =a2+1,∴a. 由双曲线的定义知:|AF2|﹣|AF1|=2a①,|BF2|﹣|BF1|②, 又|AF1|+|BF1|=|AB|=8,①+②得:|AF2|+|BF2|﹣|AB|, ∴|AF2|+|BF2|=8,则△ABF2的周长为16, 故选:B. 【再练一题】 已知F1、F2为双曲线C:x2﹣y2=1的左、右焦点,点P在C上,∠F1PF2=60°,则P到x轴的距离为( ) A. B. C. D. 【解答】解:不妨设点P(x0,y0)在双曲线的右支,由双曲线的第二定义得,. 由余弦定理得 cos∠F1PF2,即cos60°, 解得,所以,故P到x轴的距离为 故选:B. 思维升华 (1)利用双曲线的定义判定平面内动点与两定点的轨迹是否为双曲线,进而根据要求可求出双曲线方程. (2)在“焦点三角形”中,常利用正弦定理、余弦定理,经常结合|PF1-PF2|=2a,运用平方的方法,建立与|PF1|·|PF2|的联系. (3)利用待定系数法求双曲线方程要先定形,再定量,如果已知双曲线的渐近线方程,可设有公共渐近线的双曲线方程为-=λ(λ≠0),再由条件求出λ的值即可. 【题型二】双曲线的几何性质 【典型例题】 已知双曲线C1(a>0,b>0)的左,右焦点分别为F1,F2,抛物线y2=2px(p>0)与双曲线C有相同的焦点.设P为抛物线与双曲线C的一个交点,cos∠PF1F2,则双曲线C的离心率为( ) A.或 B.或3 C.2或 D.2或3 【解答】解:过P分别向x轴和抛物线的准线作垂线,垂足分别为M,N, 不妨设PF1=m,PF2=n,则F1M=PN=PF2=PF1cos∠PF1F2, ∵P为双曲线上的点,则PF1﹣PF2=2a,即m2a,故m=7a,n=5a. 又F1F2=2c,在△PF1F2中,由余弦定理可得, 化简可得c2﹣5ac+6a2=0,即e2﹣5e+6=0, 解得e=2或e=3. 故选:D. 【再练一题】 已知双曲线与双曲线没有公共点,则双曲线C1的离心率的取值范围是( ) A. B. C. D. 【解答】解:双曲线的渐近线方程为y=±2x, 当双曲线的渐近线方程也为y=±2x, 则两双曲线没有公共点, 又若2,可得两双曲线没有公共点, 则双曲线C1的离心率e1,又e1>1, 即有1<e1, 故选:C. 【题型三】直线与双曲线的综合问题 【典型例题】 已知双曲线mx2﹣ny2=1与直线y=1+2x交于M,N两点,过原点与线段MN中点所在直线的斜率为,则的值是( ) A. B. C. D. 【解答】解:把直线y=2x+1代入mx2﹣ny2=1 得:(m﹣4n)x2﹣4nx﹣n+1=0, 设A、B的坐标为(x1,y1),(x2,y2), 则有:x1+x2,y1+y2=1+2x1+1+2x2=2+2(x1+x2), ∴M的坐标为:(,), ∴OM的斜率k,∴. 故选:B. 【再练一题】 已知F为双曲线C:1(a>b>0)的右焦点,AB是双曲线C的一条渐近线上关于原点对称的两点,AF⊥BF,且AF的中点在双曲线C上,则C的离心率为( ) A.1 B.21 C. D.1 【解答】解:双曲线的渐近线方程bx+ay=0,AF⊥BF,可得AO=OB=c, 所以A(﹣a,b),双曲线的右焦点坐标(c,0) 可得AF的中点坐标(,), 所以:1. 5.e+1=±, 所以e1,e1(舍去) 故选:A. 思维升华 (1)研究直线与双曲线位置关系问题的通法:将直线方程代入双曲线方程,消元,得关于x或y的一元二次方程.当二次项系数等于0时,直线与双曲线相交于某支上一点,这时直线平行于一条渐近线;当二次项系数不等于0时,用判别式Δ来判定. (2)用“点差法”可以解决弦中点和弦斜率的关系问题,但需要检验. 基础知识训练 1.【天津市红桥区2019届高三一模】双曲线C:的左、右焦点分别|为、,点P在C上,且,,则双曲线的离心率为( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 解:由双曲线的定义得:|PF1|﹣|PF2|=2a,(不妨设该点在右支上) 又|PF1|+|PF2|=3b,所以, 两式相乘得.结合c2=a2+b2得. 故e. 故选:B. 2.【天津市和平区2018-2019学年度第二学期高三年级第三次质量调查】设,分别为具有公共焦点,的椭圆和双曲线的离心率,为两曲线的一个公共点,且满足,则的值为( ) A. B. C.2 D.不确定 【答案】C 【解析】 设椭圆、双曲线的长轴长分别为,焦距为, 则:,解得:, 由勾股定理可得:, 即:,整理可得:. 故选:C. 3.【甘肃省、青海省、宁夏回族自治区2019届高三5月联考】已知双曲线的左、右焦点分别为,,过且斜率为的直线与双曲线在第一象限的交点为,若,则此双曲线的标准方程可能为( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 由,可知, 又的斜率为,所以易得, 在中,由余弦定理得, 由双曲线的定义得, 所以,则, 所以此双曲线的标准方程可能为. 故选D 4.【重庆南开中学2019届高三第四次教学检测】过双曲线1(a>0,b>0)的一个焦点F1作一条渐近线的垂线,垂足为A,与另一条渐近线交于点B,若A恰好是F1B的中点,则双曲线的离心率是( ) A. B. C.2 D. 【答案】C 【解析】 由题意可知,渐近线方程为y=±x, 则F1A的方程为y﹣0(x+c),代入渐近线方程yx可得B的坐标为(, ), 因为若A恰好是F1B的中点,所以|OB|=c, 所以()2+()2=c2, 所以b2=3a2,所以c2=a2+b2=4a2, 所以e=2 故选:C. 5.【湖南省雅礼中学2019届高考模拟卷(二)】已知是双曲线的右焦点,是左支上一点,),当周长最小时,则点的纵坐标为( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 如图: 由双曲线C的方程可知:a2=1,b2=8,∴c2=a2+b2=1+8=9,∴c=3,∴左焦点E(-3,0),右焦点F(3,0), ∵|AF|=,所以当三角形APF的周长最小时,|PA|+|PF|最小. 由双曲线的性质得|PF|-|PE|=2a=2,∴|PF|=|PE|+2, 又|PE|+|PA|≥|AE|=|AF|=15,当且仅当A,P,E三点共线时,等号成立. ∴三角形APF的周长:|AF|+|AP|+|PF|=15+|PE|+|AP|+2≥15+15+2=32. 此时,直线AE的方程为y=,将其代入到双曲线方程得:x2+9x+14=0, 解得x=-7(舍)或x=-2, 由x=-2得y=2(负值已舍) 故选:B. 6.【山西省晋城市2019届高三第三次模拟考试】设双曲线:的左、右焦点分别为,,过的直线与双曲线交于,两点,其中在左支上,在右支上.若,则( ) A. B.8 C. D.4 【答案】A 【解析】 由可知,.由双曲线定义可知,,,两式相加得,. 故选:A 7.【广东省2019届高三适应性考试】双曲线,,斜率为的直线过点且与双曲线交于两点,若,,则双曲线的离心率为( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 直线MN的方程为y(x+t), 联立方程组,消元可得:(9b2﹣a2)x2﹣2a2tx﹣a2t2﹣9a2b2=0, 设M(),N(),则由根与系数的关系可得: , ∵2,∴D为MN的中点, ∴D(,), ∵,∴BD⊥MN,∴kBD=﹣3, 即,化简可得, 即b,∴e. 故选:A. 8.【天津市部分区2019届高三联考一模】已知双曲线的左、右焦点分别是,双曲线的渐近线上点满足,则双曲线的方程为( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 在的渐近线上, ,① 又, ,② 又,③ 由①②③得,, 双曲线方程为,故选C. 9.【福建省2019届高三模拟考试】在平面直角坐标系中,过双曲线上的一点作两条渐近线的平行线,与两条渐近线的交点分别为,,若平行四边形的面积为3,则该双曲线的离心率为( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 如图,设,则直线:,直线:,可求得交点的坐标为,所以 .又点到直线:的距离,所以平行四边形的面积为,即.因为,所以,所以,从而,.故选A. 10.【山东省济宁市2019届高三第一次模拟考试】已知双曲线的左、右焦点分别为,圆与双曲线在第一象限内的交点为M,若.则该双曲线的离心率为 A.2 B.3 C. D. 【答案】D 【解析】 根据题意可画出以上图像,过点作垂线并交于点, 因为,在双曲线上, 所以根据双曲线性质可知,,即,, 因为圆的半径为,是圆的半径,所以, 因为,,,, 所以,三角形是直角三角形, 因为,所以,,即点纵坐标为, 将点纵坐标带入圆的方程中可得,解得,, 将点坐标带入双曲线中可得, 化简得,,,,故选D。 11.【山东省威海市2019届高三二模】设,为双曲线 的左、右焦点,点为双曲线上一点,若的重心和内心的连线与轴垂直,则双曲线的离心率为( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 画出图形如图所示, 设的重心和内心分别为,且圆与的三边分别切于点,由切线的性质可得. 不妨设点在第一象限内, ∵是的重心,为的中点, ∴, ∴点坐标为. 由双曲线的定义可得, 又, ∴, ∴为双曲线的右顶点. 又是的内心, ∴. 设点的坐标为,则. 由题意得轴, ∴,故, ∴点坐标为. ∵点在双曲线上, ∴,整理得, ∴. 故选A. 12.【山东省栖霞市2019届高三高考模拟卷】已知双曲线与抛物线在第一象限交于点,若抛物线在点处的切线过双曲线的左焦点,则双曲线的离心率为( ) A.2 B. C. D. 【答案】D 【解析】 设, 左焦点,抛物线在第一象限对应的函数为, 函数的导数,则在P处的切线斜率, 又切线过焦点,所以,解得,则 ,设右焦点坐标为, 则,即, 所以,故选D. 13.【河南省天一大联考2019届高三阶段性测试(五)】已知双曲线:的左、右焦点分别为,,过点的直线 与双曲线的左、右两支分别交于,两点.若的内切圆与边,,分别相切于点,,,且,则的值为________. 【答案】2 【解析】 由题意知,,.根据双曲线的定义,知,,则,所以 ,所以. 故答案为:2. 14.【甘肃省靖远县2019届高三第四次联考】在平面直角坐标系中,双曲线的一条渐近线与圆相切,则_____. 【答案】 【解析】 双曲线的渐近线方程为,与圆相切的只可能是,由,得,故 故答案为: 15.【四川省2019届高三“联测促改”】中心在原点,对称轴为坐标轴的双曲线与圆有公共点,且圆在点处的切线与双曲线的一条渐近线平行,则该双曲线的实轴长为__________. 【答案】 【解析】 由的斜率为, 则圆在点处的切线斜率为, 所以双曲线的一条渐近线方程为, 所以设双曲线方程为, 因点在双曲线上, 所以, 所以双曲线方程为,即, 即,所以实轴长. 16.【安徽省皖南八校2019届高三第三次联考】已知是双曲线上一点,、是左、右焦点,的三边长成等差数列,且,则双曲线的渐近线方程为__________. 【答案】 【解析】 由题意,设,不妨设点P位于第一象限, 则由已知条件和双曲线的定义,可得且且, 整理得, 解得,又由,即, 所以双曲线的渐近线的方程为. 17.【安徽省安庆市市示范中学2019届髙三联考】已知双曲线的左、右焦点分别为,,若双曲线的渐近线上存在点,使得,则双曲线的离心率的取值范围是__________. 【答案】 【解析】 设,则,化简得,所以点在以为圆心,为半径的圆上,又因为点在双曲线的渐近线上,所以渐近线与圆有公共点,所以,解得,即,所以双曲线离心率的取值范围是. 18.【山东省青岛市2019届高考模拟检测】直线与双曲线的左、右两支分别交于两点,为双曲线的右顶点,为坐标原点,若平分,则该双曲线的离心率为_______. 【答案】 【解析】 ∵OC平分∠AOB,∴∠AOC=∠COB, 由双曲线的对称性可知∠BOy=∠COy, ∴∠AOC=2∠COy, ∴∠AOC=60°,故直线OC的方程为yx, 令b可得x=b,即C(b,b), 代入双曲线方程可得3=1,即2,∴b=2a, ∴ca, ∴e. 故答案为:. 19.【河南省开封市2019届高三第三次模拟】已知双曲线的右顶点为,以为圆心, 为半径作圆,圆与双曲线的一条渐近线交于两点.若,则的离心率为________. 【答案】 【解析】 由题得双曲线的渐近线方程为 由题得△AMN是等边三角形,边长为b. 所以点A到渐近线的距离为. 故答案为: 20.【福建省厦门市厦门外国语学校2019届高三最后一模】双曲线的焦点是,若双曲线上存在点,使是有一个内角为的等腰三角形,则的离心率是______; 【答案】 【解析】 解:根据双曲线的对称性可知, 等腰三角形的两个腰应为与或与, 不妨设等腰三角形的腰为与,且点在第一象限, 故, 等腰有一内角为, 即, 由余弦定理可得,, 由双曲线的定义可得, , 即, 解得:. 21.【福建省泉州市2019届高三第二次(5月)质检】已知双曲线的中心为,左、右顶点分别为,左、右焦点为,过的直线与的两条渐近线分别交于两点.若,,则的离心率等于_________. 【答案】 【解析】 解法一:已知 ,得渐近线的斜率为,得 又,,所以即,解得,故 解法二:已知 ,得 又渐近线的斜率为,可得. 在中,由余弦定理,得,即, 而到渐近线的距离是,所以. 结合条件,得渐近线满足, 所以,解得,故 22.【北京市朝阳区2019届高三第二次(5月)综合练习(二模)】如图,在平面直角坐标系xOy中,已知点O(0,0),M(-4,0),N(4,0),P(0,-2),Q(0,2),H(4,2).线段OM上的动点A满足;线段HN上的动点B满足.直线PA与直线QB交于点L,设直线PA的斜率记为k,直线QB的斜率记为k',则k•k'的值为______;当λ变化时,动点L一定在______(填“圆、椭圆、双曲线、抛物线”之中的一个)上. 【答案】 双曲线 【解析】 ∵;∴A(-4λ,0),又P(0,-2),∴; ∵.∴B(4,2-2λ),∴,∴kk′=, 设L(x,y),则, ∴,即. 故答案为:,双曲线. 能力提升训练 1.【山西省吕梁市2019届高三上学期第一次模拟考试】已知双曲线分别是双曲线的左右焦点,存在一点点关于点的对称点是点,点关于点的对称点是点,线段的中点在双曲线上,则( ) A. B.4 C. D.8 【答案】C 【解析】 如图所示,线段的中点在双曲线的左支上, 中,是中位线,, 同理,中,是中位线,,结合双曲线的. 同理线段中点在双曲线的右支上,, 则所求,故选C. 2.【江西省上饶市重点中学2019届高三六校第一次联考】已知点O为双曲线C的对称中心,直线交于点O且相互垂直,与C交于点与C交于点 ,若使得成立的直线有且只有一对,则双曲线C的离心率的取值范围是( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 设双曲线方程为;所以渐近线方程为 因为直线交于点O且相互垂直,与双曲线C交于点与C交于点,且使得成立的直线有且只有一对,所以可得, 所以,即,所以. 故选D 3.【安徽省淮南市2019届高三第一次模拟考试】已知点是双曲线右支上一点,分别是双曲线的左、右焦点,的内心,若成立,则双曲线的渐近线方程为 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 如图,设圆的三边分别相切于点, 连接, 则,它们分别是 的高, , , , 其中的内切圆的半径. , , 两边约去得:, , 根据双曲线定义,得, , 可得双曲线的渐近线方程为 , 即为,故选A. 4.【安徽省淮南市2019届高三第一次模拟考试】已知点是双曲线右支上一点,分别是双曲线的左、右焦点,的内心,若成立,则双曲线的离心率为 A.4 B. C.2 D. 【答案】C 【解析】 如图,设圆M与的三边分别相切于点E、F、G,连接ME、MF、MG, 则,它们分别是 的高, , ,其中r是的内切圆的半径. 两边约去得: 根据双曲线定义,得 离心率为 故选:C. 5.【河北省石家庄市2019届高中毕业班3月教学质量检测】已知双曲线的左,右焦点分别为,,点为双曲线右支上一点,线段交左支于点.若,且,则该双曲线的离心率为( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 设=m,,由双曲线定义得又A所以AB=2m+2a,,∴,即,解m=解得e= 故选:B. 6.已知是双曲线上一点,是左焦点,是右支上一点, 与的内切圆切于点,则的最小值为 ( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 与的内切圆切于点,∴,由双曲线定义= ,当且仅当A,B,共线时取等 故选:B 7.【福建省泉州市2019届高三1月单科质检】已知为双曲线的右焦点,若直线交于两点,且,则的离心率等于______. 【答案】 【解析】 设结合直角三角形满足的定理可知, ,将AB直线方程,代入双曲线方程,得到: 而,结合代入AB中,得到 ,解得,即可. 8.【广西柳州市2019届高三毕业班1月模拟考试高三】已知双曲线的左焦点为,顶点是双曲线右支上的动点,则的最小值等于__________. 【答案】6 【解析】 结合题意,绘制图像: 根据双曲线的性质可知,得到,所以 ,而,所以 ,所以最小值为6. 9.【山西省吕梁市2019届高三上学期第一次模拟考试】已知双曲线的左右焦点分别为右支上一动点,的内切圆的圆心为,半径,则的取值范围为______. 【答案】 【解析】 根据题意得F1(﹣2,0),F2(2,0),设△AF1F2的内切圆分别与AF1,AF2切于点A1,B1,与F1F2切于点P,则|AA1|=|AB1|,|F1A1|=|F1P|,|F2B1|=|F2P|,又点A在双曲线右支上,∴|F1A|﹣|F2A|=2a=2,∴|PF1|﹣|PF2|=2a=2,而|F1P|+|F2P|=2c=4,设P点坐标为(x,0),则由|F1A|﹣|F2A|=2a=2,得(x+c)﹣(c﹣x)=2a,解得x=a=1,圆与的切点为右顶点,所以,所以. 故答案为:. 10.【四川省泸州市2019届高三第二次教学质量诊断性考试】已知双曲线右支上有一点,它关于原点的对称点为,双曲线的右焦点为,满足,且,则双曲线的离心率的值是______. 【答案】 【解析】 ,可得,在中,,, 在直角三角形中,, 可得,, 取左焦点,连接 ,可得四边形为矩形, , ,故答案为.查看更多