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3.2.2雙曲線的簡單幾何性質(zhì)目錄TOC\o"12"\h\z\u【題型歸納】 2題型一:雙曲線的簡單幾何性質(zhì) 2題型二:雙曲線的漸近線 6題型三:求雙曲線離心率的值 8題型四:求雙曲線離心率的范圍 12題型五:直線與雙曲線的位置關(guān)系 14題型六:弦長、面積問題 17題型七:中點(diǎn)弦問題 20題型八:定點(diǎn)定值問題 23題型九:最值問題 28【重難點(diǎn)集訓(xùn)】 36【高考真題】 51【題型歸納】題型一:雙曲線的簡單幾何性質(zhì)1.(多選題)(2024·高三·海南儋州·開學(xué)考試)已知橢圓的方程為,雙曲線的方程為,則(
)A.雙曲線的一條漸近線方程為B.橢圓和雙曲線共焦點(diǎn)C.橢圓的離心率D.橢圓和雙曲線的圖像有4個(gè)公共點(diǎn)【答案】ACD【解析】對于橢圓的方程為,可得,對于雙曲線的方程為,可得,且橢圓的焦點(diǎn)在x軸上,雙曲線的焦點(diǎn)在y軸上,對于選項(xiàng)A:因?yàn)殡p曲線的漸近線方程為,所以雙曲線的一條漸近線方程為,故A正確;對于選項(xiàng)B:因?yàn)闄E圓的焦點(diǎn)在x軸上,雙曲線的焦點(diǎn)在y軸上,所以橢圓和雙曲線不共焦點(diǎn),故B錯(cuò)誤;對于選項(xiàng)C:橢圓的離心率,故C正確;對于選項(xiàng)D:因?yàn)?,可知雙曲線的頂點(diǎn)在橢圓內(nèi)部,所以橢圓和雙曲線的圖像有4個(gè)公共點(diǎn),故D正確;故選:ACD.2.(多選題)(2024·高二·河北保定·期末)已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為,,點(diǎn)為雙曲線右支上一點(diǎn),且,若與一條漸近線平行,則(
)A.雙曲線的離心率為B.雙曲線的漸近線方程為C.的面積為D.直線與圓相切【答案】ACD【解析】不妨設(shè)直線平行于雙曲線的漸近線,從而可得是線段的垂直平分線,且直線的方程為,設(shè)直線與直線相交于點(diǎn),聯(lián)立方程組,解得,即,又F1-c,0,結(jié)合中點(diǎn)坐標(biāo)公式,可得代入雙曲線,可得,整理得,,對于A,雙曲線的離心率,故A正確;對于B,雙曲線的漸近線,故B錯(cuò)誤;對于C,的面積,故C正確;對于D,圓心到直線的距離,故直線與圓相切,故D正確.故選:ACD3.(多選題)(2024·高三·湖南長沙·階段練習(xí))直線與雙曲線交于兩點(diǎn),點(diǎn)位于第一象限,過點(diǎn)作軸的垂線,垂足為,點(diǎn)為雙曲線的左焦點(diǎn),則(
)A.若,則B.若,則的面積為4C.D.的最小值為4【答案】AD【解析】設(shè)雙曲線右焦點(diǎn)為,由題意可知,四邊形為平行四邊形,由雙曲線可知:,對于A,因?yàn)?,所以,所以四邊形為矩形,所以,故A正確;對于B,據(jù)雙曲線定義可知:,若,則四邊形為矩形,則,所以,即所以,所以,所以,故B不正確;對于C,由雙曲線的方程可知,在中,,又因?yàn)殡p曲線漸近線方程為:,所以,所以,即,故C錯(cuò)誤;對于D,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),取到最小值為4,故D正確.故選:AD.4.(多選題)(2024·高三·安徽黃山·階段練習(xí))已知分別為雙曲線的左?右焦點(diǎn),過的直線與圓相切于點(diǎn),與第二象限內(nèi)的漸近線交于點(diǎn),則(
)A.雙曲線的離心率B.若,則的漸近線方程為C.若,則的漸近線方程為D.若,則的漸近線方程為【答案】AC【解析】對于A,,,,,,,又與第二象限內(nèi)的漸近線交于點(diǎn),,即,,,A正確;對于B,由A知:,又,,直線即為雙曲線的一條漸近線,,,又,,,,,,,整理可得:,,,,即,解得:,的漸近線方程為,B錯(cuò)誤;對于C,,,,,,整理可得:,即,,,的漸近線方程為,C正確;對于D,,,,,,,,整理可得:,,,,的漸近線方程為,D錯(cuò)誤.故選:AC.題型二:雙曲線的漸近線5.(2024·陜西安康·模擬預(yù)測)已知雙曲線的左?右焦點(diǎn)分別為,過右焦點(diǎn)作其中一條漸近線的垂線,垂足為,且直線與另一條漸近線交于點(diǎn),設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),則的面積為.【答案】【解析】由題意,得雙曲線的漸近線方程為.不妨設(shè)直線為過右焦點(diǎn)且與漸近線垂直的直線,則直線的方程為,聯(lián)立,解得,即.同理,聯(lián)立,解得,即,所以.故答案為:.6.(2024·高二·北京·階段練習(xí))若雙曲線的兩條漸近線互相垂直,則兩條漸近線方程為.【答案】【解析】因?yàn)殡p曲線的兩條漸近線互相垂直,的漸近線方程為,所以,即,所以漸近線方程為,故答案為:.7.(2024·高二·吉林·期末)已知雙曲線,焦點(diǎn)到漸近線距離為3,則其漸近線方程為.【答案】【解析】雙曲線,(),其焦點(diǎn)到漸近線的距離為,,又,所以雙曲線的漸近線方程為.故答案為:.8.(2024·高二·福建·期末)雙曲線的左,右焦點(diǎn),過點(diǎn)F2的直線l1交雙曲線的右支于A、B兩點(diǎn),且,,則雙曲線的漸近線為.【答案】【解析】令,則,依題意,,,等腰中,,而,在中,由余弦定理得:,整理得:,又,解得,,所以雙曲線的漸近線為.故答案為:題型三:求雙曲線離心率的值9.(2024·高二·上?!て谥校┮阎獧E圓,雙曲線.設(shè)橢圓兩個(gè)焦點(diǎn)分別為,橢圓的離心率為,雙曲線的離心率為,記雙曲線的一條漸近線與橢圓的一個(gè)交點(diǎn)為,若且,則的值為.【答案】【解析】如圖所示,橢圓,因?yàn)?所以,又因?yàn)?,所以,故,雙曲線的一條漸近線設(shè)為,即,故,所以雙曲線離心率,所以.故答案為:.10.(2024·高二·重慶·階段練習(xí))已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,以為直徑的圓過橢圓的上頂點(diǎn),雙曲線和橢圓有相同的焦點(diǎn),為曲線與的一個(gè)公共點(diǎn),若,則曲線與的離心率的乘積為.【答案】【解析】因?yàn)橐詾橹睆降膱A過橢圓的上頂點(diǎn),所以,如圖,所以,所以,故,設(shè)雙曲線的方程為,假設(shè)點(diǎn)在第一象限,則,得,在中,由余弦定理得,即,整理得,所以,則,,所以,所以,故.故答案為:11.(2024·高二·河南開封·期末)已知過雙曲線C:x2a2-y2b2=1a>0,b>0左焦點(diǎn)且傾斜角為60°的直線與C交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)【答案】/【解析】由題意,F(xiàn)1-c,0,所以直線的方程為,令得,因?yàn)锳是的中點(diǎn),所以,將點(diǎn)代入得,結(jié)合化簡得,所以,所以或,所以或,又,所以,所以.故答案為:12.(2024·高二·上?!て谥校╇p曲線具有如下光學(xué)性質(zhì):從一個(gè)焦點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)雙曲線反射后,反射光線的反向延長線一定經(jīng)過另一個(gè)焦點(diǎn).已知雙曲線,如圖從的一個(gè)焦點(diǎn)射出的光線,經(jīng)過兩點(diǎn)反射后,分別經(jīng)過點(diǎn)和.若,則的離心率為.【答案】【解析】由雙曲線的光學(xué)性質(zhì)可知,的反向延長線交于雙曲線的左焦點(diǎn),如圖所示:由,兩邊平方可得,所以,所以,所以,又,所以,設(shè)則,設(shè),則,根據(jù)雙曲線定義,可得,所以,解得,所以在中,所以所以C的離心率為.故答案為:.13.(2024·高二·上海·階段練習(xí))已知分別是雙曲線的左、右焦點(diǎn),為雙曲線上兩點(diǎn),滿足,且,則雙曲線的離心率為.【答案】【解析】設(shè),則,可知點(diǎn)在雙曲線的右支上,點(diǎn)在雙曲線的右支上,設(shè)與雙曲線的左支的交點(diǎn)為,連接,因?yàn)?,即,即,,因?yàn)椋呻p曲線的對稱性可知:為平行四邊形,則,,,因?yàn)?,則,由余弦定理可得:,整理得,即,所以雙曲線的離心率為.故答案為:.題型四:求雙曲線離心率的范圍14.(2024·高二·浙江嘉興·期末)已知雙曲線:的左頂點(diǎn)為,右焦點(diǎn)為,傾斜角為的直線與雙曲線在第一象限交于點(diǎn),若,則雙曲線的離心率的取值范圍是.【答案】【解析】在中,,由余弦定理得,又,所以,設(shè)雙曲線的左焦點(diǎn)為,,在中,由余弦定理得,得,由得,,.所以離心率的取值范圍是.故答案為:15.(2024·高三·陜西榆林·階段練習(xí))若雙曲線C:的左、右焦點(diǎn)分別為,,點(diǎn)P是其右支上的動點(diǎn),與其左支交于點(diǎn)Q.若存在P,使得,則C的離心率的取值范圍為.【答案】【解析】因?yàn)?,且,所以,所以,由于,所以,解得,所?故答案為:16.(2024·高二·貴州黔東南·階段練習(xí))已知雙曲線,若過右焦點(diǎn)F且傾斜角為的直線與雙曲線的右支有兩個(gè)交點(diǎn),則此雙曲線離心率的取值范圍是.【答案】【解析】由題意知,雙曲線的漸近線方程為,要使直線與雙曲線的右支有兩個(gè)交點(diǎn),需使雙曲線的漸近線方程的斜率小于直線的斜率,即,即,由,得,整理得,所以,因?yàn)殡p曲線中,所以雙曲線的離心率的范圍是,故答案為:.題型五:直線與雙曲線的位置關(guān)系17.(2024·高三·全國·專題練習(xí))過點(diǎn)且與雙曲線有且只有一個(gè)公共點(diǎn)的直線有條,它們的方程分別是.【答案】和【解析】若直線的斜率不存在,則直線方程為,此時(shí)僅有一個(gè)交點(diǎn),滿足條件;若直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立方程組,整理得到,當(dāng)時(shí),方程無解,不滿足條件;當(dāng)時(shí),方程有一解,滿足條件;當(dāng)時(shí),令,解得,此時(shí)恰好為漸近線的斜率,不滿足條件,所以滿足條件的直線有兩條,直線方程分別為和.故答案為:;和.18.(2024·高二·江蘇鎮(zhèn)江·期中)已知雙曲線C的方程為.(1)求與雙曲線C有公共漸近線,且過點(diǎn)的雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)當(dāng)過點(diǎn)的直線與雙曲線C有兩個(gè)公共點(diǎn)時(shí),求直線斜率取值范圍.【解析】(1)由已知可設(shè)雙曲線方程為,又雙曲線過點(diǎn),即,解得,故雙曲線方程為,即;(2)設(shè)直線的方程為,即,聯(lián)立得,,解得:且,綜上所述:.19.(2024·高二·全國·課后作業(yè))已知雙曲線與點(diǎn),討論過點(diǎn)的直線的斜率的情況,使與雙曲線分別有一個(gè)公共點(diǎn)、兩個(gè)公共點(diǎn)、沒有公共點(diǎn).【解析】①當(dāng)垂直于軸時(shí),直線與雙曲線相切,有一個(gè)公共點(diǎn).②當(dāng)與軸不垂直時(shí),設(shè)直線的方程為,代入雙曲線的方程中,有.當(dāng),即或時(shí),方程有一個(gè)解.當(dāng)時(shí),,令,可得;令,可得;令,可得.綜上所述,當(dāng)直線的斜率或直線的斜率不存在時(shí),直線與雙曲線有一個(gè)公共點(diǎn);當(dāng)直線的斜率時(shí),直線與雙曲線有兩個(gè)公共點(diǎn);當(dāng)直線的斜率時(shí),直線與雙曲線沒有公共點(diǎn).20.(2024·高二·上海·期中)已知,直線與雙曲線相交于不同的點(diǎn).(1)若點(diǎn)分別在雙曲線的左、右兩支上,求的取值范圍;(2)若以線段為直徑的圓,經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn),求的值.【解析】(1)直線與雙曲線方程聯(lián)立得:,因?yàn)橹本€與雙曲線相交于不同的兩點(diǎn)分別在雙曲線的左、右兩支上,所以有:,因此實(shí)數(shù)的取值范圍為;(2)設(shè),因?yàn)榫€段為直徑的圓經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn),所以有,即,由(1)可知:,則,即.題型六:弦長、面積問題21.(2024·高二·北京·開學(xué)考試)已知雙曲線,則雙曲線的離心率為;直線與雙曲線相交于兩點(diǎn),則.【答案】【解析】因?yàn)殡p曲線,則故;當(dāng)時(shí),,不妨設(shè),故,故答案為:;.22.(2024·海南·模擬預(yù)測)已知雙曲線的實(shí)軸長為,點(diǎn)在雙曲線上.(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過點(diǎn)且斜率為的直線與雙曲線的另一個(gè)交點(diǎn)為,求.【解析】(1)因?yàn)殡p曲線的實(shí)軸長為,所以,解得:;又因?yàn)辄c(diǎn)在雙曲線上,所以,解得:,所以雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為:(2)設(shè),Qx由題可得過點(diǎn)且斜率為的直線方程為:,即,聯(lián)立,消去可得:,所以,,所以23.(2024·高二·黑龍江哈爾濱·期末)在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),動點(diǎn)的軌跡為.(1)求的方程;(2)若直線交于兩點(diǎn),且,求直線的方程.【解析】(1)根據(jù)題意由可知,動點(diǎn)的軌跡為以為焦點(diǎn),實(shí)軸長為的雙曲線,即,所以,所以可得的方程為;(2)如下圖所示:依題意設(shè)Ax聯(lián)立與的方程,消去整理可得,則;且,解得;所以,解得,滿足,符合題意;所以直線的方程為.24.(2024·高二·黑龍江·期中)已知雙曲線C:(,)的一條漸近線方程為,焦距為.(1)求雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若O為坐標(biāo)原點(diǎn),直線l:交雙曲線C于A,B兩點(diǎn),求的面積.【解析】(1)由題意得:,解得,,,所以雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)設(shè)Ax1,y1,Bx則,,,,原點(diǎn)到直線AB的距離,所以.題型七:中點(diǎn)弦問題25.(2024·高二·山東泰安·階段練習(xí))直線被雙曲線所截得的弦的中點(diǎn)坐標(biāo)是.【答案】【解析】設(shè)直線與雙曲線的交點(diǎn)為,聯(lián)立方程組,整理得,則,且,設(shè)弦的中點(diǎn)為,則,代入直線方程可得,所以截得弦的中點(diǎn)坐標(biāo)為.故答案為:.26.(2024·高二·江西贛州·期中)已知A,B為雙曲線C:上的兩點(diǎn),且A,B關(guān)于直線:對稱,則線段中點(diǎn)的坐標(biāo)為.【答案】【解析】由題意可知:直線:的斜率為,可知直線的斜率,設(shè),則線段中點(diǎn)的坐標(biāo),可得,,因?yàn)锳,B為雙曲線C:上的兩點(diǎn),則,兩式相減整理得,即,解得,即直線,聯(lián)立方程,解得,可知線段中點(diǎn)的坐標(biāo)為.故答案為:.27.(2024·高二·河南南陽·期中)已知雙曲線的一條漸近線方程為,且經(jīng)過點(diǎn).(1)求雙曲線的方程;(2)直線與雙曲線相交于,兩點(diǎn),若線段的中點(diǎn)坐標(biāo)為,求直線的方程.【解析】(1)由題意,知,解得,故雙曲線的方程為.(2)設(shè)Ax則,兩式相減,得,整理得.因?yàn)榫€段的中點(diǎn)坐標(biāo)為,所以,所以直線的斜率,故直線的方程為,即.經(jīng)檢驗(yàn),直線與雙曲線相交,所以直線的方程為.28.(2024·高二·全國·課后作業(yè))雙曲線C的離心率為,且與橢圓有公共焦點(diǎn).(1)求雙曲線C的方程.(2)雙曲線C上是否存在兩點(diǎn)A,B關(guān)于點(diǎn)(4,1)對稱?若存在,求出直線AB的方程;若不存在,說明理由.【解析】(1)橢圓:,所以雙曲線.所以雙曲線的方程為.(2)畫出圖象如下圖所示,設(shè),,兩式相減并化簡得,即,所以直線的方程為.題型八:定點(diǎn)定值問題29.(2024·高三·浙江紹興·期末)已知雙曲線的離心率為2,右焦點(diǎn)到其中一條漸近線的距離為.(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過右焦點(diǎn)作直線交雙曲線于兩點(diǎn),過點(diǎn)作直線的垂線,垂足為,求證直線過定點(diǎn).【解析】(1)由題意,設(shè)右焦點(diǎn)的坐標(biāo)為,雙曲線的漸近線方程為:,右焦點(diǎn)到其中一條漸近線的距離為,可得,又因?yàn)?,解得,故雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)當(dāng)直線的斜率不為0時(shí),設(shè),則聯(lián)立方程組,得整理得:.,且,,,令得,,直線過定點(diǎn).當(dāng)直線的斜率為0時(shí),此時(shí)直線:,此時(shí)均在軸上,故直線過定點(diǎn).綜上:直線過定點(diǎn).30.(2024·高二·四川瀘州·階段練習(xí))設(shè)直線.點(diǎn)和點(diǎn)分別在直線和上運(yùn)動,點(diǎn)為的中點(diǎn),點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),且.(1)已知直線:經(jīng)過定點(diǎn)P,直線經(jīng)過點(diǎn)P,且,求直線的方程.(2)求點(diǎn)的軌跡方程;(3)當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為,證明:直線過定點(diǎn).【解析】(1)對于直線,將其變形為.令,解方程組:將其代入,得到.那么,所以定點(diǎn).已知直線,其斜率,因?yàn)椋瑑芍本€垂直斜率之積為,所以直線的斜率.由點(diǎn)斜式可得直線的方程為,整理得.(2)設(shè),則,所以從而因?yàn)椋?,即.則,化簡得.所以點(diǎn)的軌跡方程為.(3)設(shè),則,當(dāng)直線的斜率存在,易得且,則直線的方程為,注意到,化簡得.點(diǎn)與關(guān)于直線AB對稱,設(shè),則由,解得,又,所以,從而,令,得,因此直線過定點(diǎn).31.(2024·高二·陜西西安·階段練習(xí))設(shè)動點(diǎn)到定點(diǎn)的距離與它到定直線的距離之比為.(1)求點(diǎn)的軌跡的方程;(2)過的直線與曲線交右支于兩點(diǎn)(在軸上方),曲線與軸左、右交點(diǎn)分別為,設(shè)直線的斜率為,直線的斜率為,試判斷是否為定值,若是定值,求出此值,若不是,請說明理由.【解析】(1)設(shè)Mx,y,到定直線的距離為則,故,平方后化簡可得,故點(diǎn)的軌跡的方程為:(2)由題意,,設(shè)直線的方程為,,,,,由,可得,所以,.則,,所以;當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),,此時(shí),綜上,為定值.32.(2024·高三·河北邯鄲·階段練習(xí))已知雙曲線的左、右頂點(diǎn)分別為,離心率為.過點(diǎn)的直線l與C的右支交于M、N兩點(diǎn),設(shè)直線的斜率分別為.(1)若,求:;(2)證明:為定值.【解析】(1)設(shè)雙曲線的焦距為,由題意得,,所以.因?yàn)?,所以,所以C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.直線,由消去y化簡并整理得,解得或(舍),所以.又直線過點(diǎn),所以直線的方程為,所以.(2)設(shè)Mx1,因?yàn)?,所以.設(shè)直線,由消去x化簡并整理得.設(shè)Nx2,故.所以為定值.題型九:最值問題33.(2024·高三·湖南長沙·階段練習(xí))已知雙曲線的焦距為4,離心率為2,,分別為C的左、右焦點(diǎn),兩點(diǎn),都在C上.(1)求C的方程;(2)若,求直線AB的方程;(3)若,且,,求四個(gè)點(diǎn)A,B,,所構(gòu)成四邊形的面積的最小值.【解析】(1)由題意可得,解得,故曲線的方程為,(2)根據(jù)題意知直線的斜率不為零,設(shè)直線的方程為,得,都在右支上,由,消去可得,易知,其中恒成立,,代入,消元得,所以,解得,滿足,所以直線的方程為,(3)Ax1,則分別在兩支上,且都在的上方或的下方,不妨設(shè)都在的上方,又,則在第二象限,在第一象限,如圖所示,延長交雙曲線與點(diǎn),延遲交雙曲線于點(diǎn),由對稱性可知四邊形為平行四邊形,且面積為四邊形面積的2倍,由題設(shè)直線的方程為,直線的方程為,由第(2)問易得,因?yàn)?所以,所以,兩條直線與間的距離,所以,令,,所以,設(shè),則,在上恒為減函數(shù),所以在上恒為增函數(shù),當(dāng)時(shí)即,取得最小值為12,所以四個(gè)點(diǎn)所構(gòu)成的四邊形的面積的最小值為12.34.(2024·高三·上海寶山·階段練習(xí))已知雙曲線的虛軸長為4,漸近線方程為.(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)設(shè),是雙曲線上的動點(diǎn),求的最小值;(3)過雙曲線右焦點(diǎn)的直線與雙曲線的左、右兩支分別交于點(diǎn)、,點(diǎn)是線段的中點(diǎn),過點(diǎn)且與垂直的直線交直線于點(diǎn),點(diǎn)滿足,求四邊形面積的最小值.【解析】(1)由題意可知,又漸近線方程為,所以,易知雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)設(shè)Px,y,,因?yàn)榛?,對稱軸為,所以當(dāng)時(shí)取得最小值1.(3)設(shè)Ax1,y1,B得,,且,,由,,三點(diǎn)共線得①,由得,即②,由①②解得.由可知,四邊形是平行四邊形,所以,,,所以,令,,則,令,則,所以在上單調(diào)遞減,上單調(diào)遞增,所以,所以,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)取等號.35.(2024·湖北黃岡·二模)已知雙曲線的左?右焦點(diǎn)分別為,焦距為4,虛半軸長為1.如圖,直線與雙曲線的右支交于兩點(diǎn),其中點(diǎn)在第一象限.與關(guān)于原點(diǎn)對稱,連接與,其中垂直于的平分線,垂足為.
(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)求證:直線與直線的斜率之積為定值;(3)求的最小值.【解析】(1)由題設(shè),故,所以,則雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)不妨設(shè)Ax0,y0,因?yàn)辄c(diǎn)與點(diǎn)易知直線的斜率存在,不妨設(shè)直線的斜率為,記,因?yàn)橹本€為的平分線,所以,因?yàn)閮牲c(diǎn)均在雙曲線上,所以,此時(shí),則,同理得,因?yàn)?,又,所以,整理得,則,故直線與直線的斜率之積為定值;(3)由(2)知,因?yàn)?,所以,?lián)立,又,解得,所以,不妨設(shè)直線的方程為,因?yàn)辄c(diǎn)在直線上,解得,所以直線的方程為,易知,因?yàn)橹本€的斜率為,不妨設(shè)直線的方程為,因?yàn)辄c(diǎn)在直線上,解得,所以直線的方程為,聯(lián)立,消去并整理得,由韋達(dá)定理得,因?yàn)椋?,此時(shí),所以,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),等號成立,故當(dāng)時(shí),取得最小值,最小值為3.36.(2024·高二·河南商丘·期末)若橢圓的長軸長,短軸長分別等于雙曲線的實(shí)軸長,虛軸長,且橢圓和雙曲線的焦點(diǎn)在同一坐標(biāo)軸上,則稱橢圓是雙曲線的共軛橢圓,雙曲線是橢圓的共軛雙曲線.已知橢圓的共軛雙曲線為.(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)已知點(diǎn),直線(不過點(diǎn))與相交于、兩點(diǎn),且,求點(diǎn)到直線的距離的最大值.【解析】(1)由題意可設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)方程為,則,,所以雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為,設(shè)點(diǎn)Mx1,聯(lián)立,得,所以且,即且,由韋達(dá)定理可得,,.因?yàn)?,且,,所以.所以或.?dāng)時(shí),直線恒過點(diǎn),不合題意,當(dāng)時(shí),直線恒過點(diǎn),合乎題意;當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),設(shè)直線的方程為,則、因?yàn)?,所以,解得或(舍去).所以直線恒過點(diǎn),所以當(dāng)直線時(shí),點(diǎn)到直線的距離最大,距離的最大值為.37.(2024·高三·遼寧·階段練習(xí))已知雙曲線(,)的離心率為,且經(jīng)過點(diǎn).(1)求的方程;(2)過原點(diǎn)的直線與交于,兩點(diǎn)(異于點(diǎn)),記直線和直線的斜率分別為,,證明:的值為定值;(3)過雙曲線上不同的兩點(diǎn),分別作雙曲線的切線,若兩條切線相交于點(diǎn),且,求的最大值.【解析】(1)依題意可得,解得,所以雙曲線方程為;(2)根據(jù)對稱性,不妨設(shè)在雙曲線的右支,設(shè),(且),則,,所以,為定值.(3)依題意可得,兩點(diǎn)處的切線的斜率都存在且不為,設(shè),兩點(diǎn)處的切線方程為,,依題意,由,消元整理得,則且,整理得到,同理可得,又點(diǎn)在兩切線上,所以,所以,,所以、為關(guān)于的方程的兩根,即的兩根,所以,即,所以點(diǎn)的軌跡方程為,所以.【重難點(diǎn)集訓(xùn)】1.(2024·高二·河南南陽·期中)已知雙曲線C:的左、右焦點(diǎn)分別為,,P為雙曲線上一點(diǎn),若P與恰好關(guān)于C的一條漸近線對稱,且,則的面積為(
)A.2 B. C. D.4【答案】D【解析】連接交雙曲線的漸近線于點(diǎn),則(為原點(diǎn)),而分別為的中點(diǎn),則,,且,由雙曲線的一條漸近線為,得,則,所以的面積為.故選:D2.(2024·高二·河南·階段練習(xí))已知為雙曲線的右焦點(diǎn),過點(diǎn)作的一條漸近線的垂線,垂足為,為坐標(biāo)原點(diǎn),若的面積為,則的焦距的最小值為(
)A. B. C. D.【答案】C【解析】根據(jù)題意雙曲線的一條漸近線方程為,即,設(shè)點(diǎn)Fc,0到漸近線的距離為,則,所以,因?yàn)?,,所以,所以,所以;的焦距為,又,?dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號成立.故選:C3.(2024·高三·江蘇南通·階段練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系中,過雙曲線上一點(diǎn)作兩條漸近線的平行線分別與兩漸近線交于,兩點(diǎn).若,則該雙曲線的離心率為(
)A. B. C. D.【答案】C【解析】由題意可得雙曲線的漸近線方程為,設(shè)交直線于點(diǎn),則點(diǎn)到直線的距離為,點(diǎn)到直線的距離為,因?yàn)?,由正弦定理可得,即,設(shè),即,因?yàn)?,,所以,即,所以,即,所以離心率.故選:C.4.(2024·高三·廣東揭陽·階段練習(xí))已知雙曲線的兩條漸近線均和圓相切,且圓的圓心是雙曲線的一個(gè)焦點(diǎn),則該雙曲線的方程為(
)A. B.C. D.【答案】B【解析】因?yàn)閳A的圓心為,半徑,所以,又雙曲線的兩條漸近線為,即,由題知,整理得到,又,得到,所以,,得到雙曲線的方程為.故選:B.5.(2024·高二·云南曲靖·階段練習(xí))已知雙曲線的右焦點(diǎn)為,以為圓心,為半徑的圓與雙曲線的一條漸近線的兩個(gè)交點(diǎn)為.若,則該雙曲線的離心率為()A. B. C. D.【答案】D【解析】設(shè)雙曲線的半焦距為,則右焦點(diǎn)的坐標(biāo)為,不妨設(shè)以為圓心,為半徑的圓與漸近線的兩個(gè)交點(diǎn)為.則,又,所以為等邊三角形,所以點(diǎn)Fc,0到直線的距離等于,所以,又,故,所以,所以雙曲線的離心率為.故選:D.6.(2024·高二·上海浦東新·階段練習(xí))已知方程的根大于,則實(shí)數(shù)滿足(
)A. B.C. D.【答案】A【解析】令,原方程轉(zhuǎn)化為,問題轉(zhuǎn)化為過定點(diǎn)的直線與實(shí)軸在軸上的雙曲線的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)要大于的問題,因?yàn)橹本€過,所以只需要保證直線和右支相交,而與左支不相交,即可,觀察圖形,可以發(fā)現(xiàn)兩條漸近線的斜率是臨界情況,所以.故選:A7.(2024·高二·全國·課后作業(yè))已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為,虛軸長為,離心率為是上一點(diǎn),若,則(
)A.2 B.3或6 C.3 D.2或10【答案】D【解析】因?yàn)殡p曲線虛軸長為,且離心率為,可得,所以,又因?yàn)?,即,解得,?dāng)在的左支時(shí),,因?yàn)?,所以;?dāng)在的右支時(shí),,因?yàn)?,所以.綜上,或10.故選:D.8.(2024·高二·全國·課后作業(yè))已知離心率為的雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為為右支上的一點(diǎn),若,則(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】由題意可知,所以,由雙曲線定義可得,則,則,所以為直角三角形,所以.故選:B.9.(多選題)(2024·高三·貴州貴陽·階段練習(xí))已知雙曲線的左?右焦點(diǎn)分別為,離心率為2,點(diǎn)是上的一點(diǎn),過點(diǎn)的直線與交于兩點(diǎn),則下列說法正確的是(
)A.若,則或1B.不存在點(diǎn)為線段的中點(diǎn)C.若直線與雙曲線的兩支各有一個(gè)交點(diǎn),則直線的斜率D.內(nèi)切圓圓心的橫坐標(biāo)為【答案】BCD【解析】對于A,離心率為,解得:,則或1.又因?yàn)椋蔄錯(cuò);對于B,假設(shè)存在點(diǎn)為線段的中點(diǎn),則,又,線段,聯(lián)立與雙曲線,整理得:,,矛盾,所以不存在點(diǎn)為中點(diǎn)的弦,故B正確;對于C,由于雙曲線的漸近線斜率為,直線與雙曲線的兩支各有1個(gè)交點(diǎn),則直線的斜率,故C正確;對于的內(nèi)切圓與軸相切于點(diǎn),則由雙曲線定義得:,所以,即內(nèi)切圓圓心的橫坐標(biāo)為,所以D正確,故選:BCD.10.(多選題)(2024·高二·河南商丘·期末)已知雙曲線與直線無公共點(diǎn),過的右焦點(diǎn)作的一條漸近線的垂線,垂足為為坐標(biāo)原點(diǎn),若,則的離心率可以是(
)A. B.2 C.3 D.4【答案】BC【解析】因?yàn)殡p曲線的漸近線方程為,則的右焦點(diǎn)到的距離,即,因?yàn)?,則,又因?yàn)?,則,可得,又因?yàn)榕c直線無公共點(diǎn),則,所以的離心率.故選:BC.11.(多選題)(2024·高二·浙江衢州·期末)已知是雙曲線的右焦點(diǎn),為其左支上一點(diǎn),點(diǎn),則(
)A.雙曲線的焦距為6B.點(diǎn)到漸近線的距離為2C.的最小值為D.若,則的面積為【答案】AC【解析】如圖:由雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,可知,,所以,所以雙曲線的焦距為:,故A正確;雙曲線的漸近線為,即,點(diǎn)到漸近線的距離為:,故B錯(cuò)誤;設(shè)雙曲線的左焦點(diǎn)為,根據(jù)雙曲線的定義:,所以,故C正確;在中,由,,,由余弦定理得:,所以,所以,所以,故D錯(cuò)誤.故選:AC12.(2024·高二·江西南昌·期中)已知雙曲線的左?右作點(diǎn)分別為為坐標(biāo)原點(diǎn),傾斜角為的直線過右焦點(diǎn)且與雙曲線的左支交于點(diǎn),若,則雙曲線的離心率為.【答案】【解析】因?yàn)?,所以,則,過作軸,垂足為,由題意知,則,故,在中,,故,又點(diǎn)在雙曲線C:x2a則,將代入整理得,則,解得,又,得到,所以雙曲線的離心率為,故答案為:.13.(2024·高二·云南昆明·期中)已知反比例函數(shù)可由等軸雙曲線繞原點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)得到,若的三個(gè)頂點(diǎn)均在雙曲線上,則垂心的軌跡方程是.(三角形三條高線交于一點(diǎn),此點(diǎn)即為垂心)【答案】【解析】等軸雙曲線上三點(diǎn)的垂心的軌跡方程就是等軸雙曲線本身.證明如下:由題意,反比例函數(shù)可由等軸雙曲線繞原點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)得到,故證明采用反比例函數(shù).設(shè)垂心的坐標(biāo)為,且三個(gè)頂點(diǎn)都在等軸雙曲線上,設(shè)三個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)為,所以直線的方程為,即,因?yàn)?即,所以直線的方程為,同理由,即,所以直線的方程為,所以由,解得的垂心坐標(biāo)為,即垂心的橫縱坐標(biāo)的乘積為,所以垂心的軌跡方程就是原來的等軸雙曲線本身.故答案為:.14.(2024·高二·江蘇泰州·階段練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知雙曲線的左焦點(diǎn)為,直線與雙曲線的右支交于A,B兩點(diǎn),與雙曲線的漸近線交于C,D兩點(diǎn),且的取值范圍為,記的面積為面積為,則取值范圍為.【答案】【解析】由題設(shè)可知,面積為面積的兩倍,記的面積為,所以.又因?yàn)楹偷母呦嗤?,所?由直線與雙曲線的漸近線交于兩點(diǎn),與雙曲線的右支交于Ax1,聯(lián)立方程組,可得,消去可得,而,則.由韋達(dá)定理可得,從而有,.又,則,所以.故答案為:15.(2024·高二·浙江寧波·階段練習(xí))已知平面內(nèi)兩個(gè)定點(diǎn),滿足直線與的斜率之積為的動點(diǎn)的軌跡為曲線,直線與曲線交于不同兩點(diǎn).(1)求曲線的軌跡方程;(2)若直線和的斜率之積為,試證明直線過定點(diǎn),并求出這個(gè)定點(diǎn)坐標(biāo).【解析】(1)設(shè),由題意得,化簡得到,所以曲線C的軌跡方程為.(2)因?yàn)橹本€和的斜率之積為,所以直線的斜率存在,設(shè),Mx1,y由,消得到,則,,,而,,化簡整理得到,得到或,當(dāng)時(shí),,直線過定點(diǎn)與重合,不合題意,當(dāng)時(shí),,直線過定點(diǎn),所以直線過定點(diǎn).16.(2024·高三·貴州·階段練習(xí))已知是雙曲線的一條漸近線,點(diǎn)在上.(1)求的方程.(2)已知直線的斜率存在且不經(jīng)過原點(diǎn),與交于兩點(diǎn),的中點(diǎn)在直線上.(i)證明:的斜率為定值.(ii)若的面積為,求的方程.【解析】(1)由題可得,所以的方程為.(2)(i)證明:設(shè),由得,由題意得,設(shè)中點(diǎn)的坐標(biāo)為,則所以.因?yàn)榈闹悬c(diǎn)在直線上,所以,即,因?yàn)?,所以,故的斜率為定?(ii)由(i)得的方程為,且,又點(diǎn)到的距離,所以,解得,所以的方程為.17.(2024·高三·云南昆明·階段練習(xí))動點(diǎn)到直線與直線的距離之積等于,且.記點(diǎn)M的軌跡方程為.(1)求的方程;(2)過上的點(diǎn)P作圓的切線PT,T為切點(diǎn),求的最小值;(3)已知點(diǎn),直線交于點(diǎn)A,B,上是否存在點(diǎn)C滿足?若存在,求出點(diǎn)C的坐標(biāo);若不存在,說明理由.【解析】(1)根據(jù)到直線與直線的距離之積等于,可得,化簡得,由于,故,即.(2)設(shè),,故當(dāng)時(shí),最小值為2(3)聯(lián)立與可得,設(shè),則,故設(shè)存在點(diǎn)C滿足,則,故,由于在,故,化簡得,即,解得或(舍去),由于,解得且,故符合題意,由于,故,故,故,故存在,使得【高考真題】1.(2024年高考全國甲卷數(shù)學(xué)(理)真題)已知雙曲線的兩個(gè)焦點(diǎn)分別為,點(diǎn)在該雙曲線上,則該雙曲線的離心率為(
)A.4 B.3 C.2 D.【答案】C【解析】由題意,設(shè)、、,則,,,則,則.故選:C.2.(2023年高考全國甲卷數(shù)學(xué)(理)真題)已知雙曲線的離心率為,C的一條漸近線與圓交于A,B兩點(diǎn),則(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】由,則,解得,所以雙曲線的漸近線為,當(dāng)漸近線為時(shí),圓心到該漸近線的距離,不合題意;當(dāng)漸近線為時(shí),則圓心到漸近線的距離,所以弦長.故選:D3.(2023年天津高考數(shù)學(xué)真題)已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為.過向一條漸近線作垂線,垂足為.若,直線的斜率為,則雙曲線的方程為(
)A. B.C. D.【答案】D【解析】如圖,因?yàn)?,不妨設(shè)漸近線方程為,即,所以,所以.設(shè),則,所以,所以.因?yàn)?所以,所以,所以,所以,因?yàn)?,所以,所以,解得,所以雙曲線的方程為故選:D4.(2023年高考全國乙卷數(shù)學(xué)(理)真題)設(shè)A,B為雙曲線上兩點(diǎn),下列四個(gè)點(diǎn)中,可為線段AB中點(diǎn)的是(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】設(shè),則的中點(diǎn),可得,因?yàn)樵陔p曲線上,則,兩式相減得,所以.對于選項(xiàng)A:可得,
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