2020版高考数学总复习第九章平面解析几何第7节双曲线教案文（含解析）北师大版.docx

第7节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).知 识 梳 理1.双曲线的定义我们把平面内到两定点F1，F2的距离之差的绝对值等于常数(大于零且小于|F1F2|)的点的集合叫作双曲线.定点F1，F2叫作双曲线的焦点，两个焦点之间的距离叫作双曲线的焦距.其数学表达式：集合PM|MF1|MF2|2a，|F1F2|2c，其中a，c为常数且a0，c0：(1)若ac，则集合P为空集.2.双曲线的标准方程和几何性质标准方程1(a0，b0)1(a0，b0)图形性质范围xa或xa，yRxR，ya或ya对称性对称轴：坐标轴；对称中心：原点顶点A1(a，0)，A2(a，0)A1(0，a)，A2(0，a)渐近线yxyx离心率e，e(1，)实虚轴线段A1A2叫作双曲线的实轴，它的长度|A1A2|2a；线段B1B2叫作双曲线的虚轴，它的长度|B1B2|2b；a叫作双曲线的实半轴长，b叫作双曲线的虚半轴长a，b，c的关系c2a2b2微点提醒1.过双曲线的一个焦点且与实轴垂直的弦的长为.2.离心率e.3.等轴双曲线的渐近线互相垂直，离心率等于.基 础 自 测1.判断下列结论正误(在括号内打“”或“”)(1)平面内到点F1(0，4)，F2(0，4)距离之差的绝对值等于8的点的轨迹是双曲线.()(2)平面内到点F1(0，4)，F2(0，4)距离之差等于6的点的轨迹是双曲线.()(3)方程1(mn0)表示焦点在x轴上的双曲线.()(4)双曲线(m0，n0，0)的渐近线方程是0.()(5)若双曲线1(a0，b0)与1(a0，b0)的离心率分别是e1，e2，则1(此条件中两条双曲线称为共轭双曲线).()解析(1)因为|MF1|MF2|8|F1F2|，表示的轨迹为两条射线.(2)由双曲线的定义知，应为双曲线的一支，而非双曲线的全部.(3)当m0，n0时表示焦点在x轴上的双曲线，而m0，n0时则表示焦点在y轴上的双曲线.答案(1)(2)(3)(4)(5)2.(选修11P44练习1（1）改编)经过点A(3，1)，且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线方程为_.解析设双曲线方程为：x2y2(0)，把点A(3，1)代入，得8，故所求双曲线方程为1.答案13.(选修11P39讲解引申改编)已知双曲线x21上一点P到它的一个焦点的距离等于4，那么点P到另一个焦点的距离等于_.解析设双曲线的焦点为F1，F2，|PF1|4，则|PF1|PF2|2，故|PF2|6或2，又双曲线上的点到焦点的距离的最小值为ca1，故|PF2|6.答案64.(2018浙江卷)双曲线y21的焦点坐标是()A.(，0)，(，0) B.(2，0)，(2，0)C.(0，)，(0，) D.(0，2)，(0，2)解析由题可知双曲线的焦点在x轴上，又c2a2b2314，所以c2，故焦点坐标为(2，0)，(2，0).答案B5.(2017全国卷)双曲线1(a0)的一条渐近线方程为yx，则a_.解析由题意可得，所以a5.答案56.(2018北京卷)若双曲线1(a0)的离心率为，则a_.解析由题意可得，即a216，又a0，所以a4.答案4考点一双曲线的定义及应用【例1】 (1)已知F1，F2为双曲线C：x2y22的左、右焦点，点P在C上，|PF1|2|PF2|，则cos F1PF2()A. B. C. D.(2)(2019西安调研)已知圆C1：(x3)2y21和圆C2：(x3)2y29，动圆M同时与圆C1及圆C2相外切，则动圆圆心M的轨迹方程为_.解析(1)由x2y22，知ab，c2.由双曲线定义知，|PF1|PF2|2a2，又|PF1|2|PF2|，|PF1|4，|PF2|2，在PF1F2中，|F1F2|2c4，由余弦定理，得cos F1PF2.(2)如图所示，设动圆M与圆C1及圆C2分别外切于A和B.根据两圆外切的条件，得|MC1|AC1|MA|，|MC2|BC2|MB|，因为|MA|MB|，所以|MC1|AC1|MC2|BC2|，即|MC2|MC1|BC2|AC1|2，所以点M到两定点C1，C2的距离的差是常数且小于|C1C2|6.又根据双曲线的定义，得动点M的轨迹为双曲线的左支(点M与C2的距离大，与C1的距离小)，其中a1，c3，则b28.故点M的轨迹方程为x21(x1).答案(1)C(2)x21(x1)规律方法1.利用双曲线的定义判定平面内动点的轨迹是否为双曲线，进而根据要求可求出曲线方程；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.【训练1】 (1)(2018赣南五校联考)已知双曲线C：1(a0，b0)的离心率为2，左、右焦点分别为F1，F2，点A在双曲线C上，若AF1F2的周长为10a，则AF1F2的面积为()A.2a2 B.a2C.30a2 D.15a2(2)(2019长春质检)双曲线C的渐近线方程为yx，一个焦点为F(0，)，点A(，0)，点P为双曲线第一象限内的点，则当点P的位置变化时，PAF周长的最小值为()A.8 B.10 C.43 D.33解析(1)由双曲线的对称性不妨设A在双曲线的右支上，由e2，得c2a，AF1F2的周长为|AF1|AF2|F1F2|AF1|AF2|4a，又AF1F2的周长为10a，|AF1|AF2|6a，又|AF1|AF2|2a，|AF1|4a，|AF2|2a，在AF1F2中，|F1F2|4a，cos F1AF2.又0F1AF0，b0)的一条渐近线方程为yx，且与椭圆1有公共焦点，则C的方程为()A.1 B.1C.1 D.1(2)(2018天津卷)已知双曲线1(a0，b0)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到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d1和d2，且d1d26，则双曲线的方程为()A.1 B.1C.1 D.1解析(1)由题设知，又由椭圆1与双曲线有公共焦点，易知a2b2c29，由解得a2，b，则双曲线C的方程为1.(2)由d1d26，得双曲线的右焦点到渐近线的距离为3，所以b3.因为双曲线1(a0，b0)的离心率为2，所以2，所以4，所以4，解得a23，所以双曲线的方程为1.答案(1)B(2)C规律方法1.利用待定系数法求双曲线标准方程的关键是：设出双曲线方程的标准形式，根据已知条件，列出关于参数a，b，c的方程并求出a，b，c的值.2.与双曲线1有相同渐近线时可设所求双曲线方程为(0).【训练2】 (1)(2018海南二模)已知双曲线C：1(a0，b0)过点(，)，且实轴的两个端点与虚轴的一个端点组成一个等边三角形，则双曲线C的标准方程是()A.y21 B.1C.x21 D.1(2)已知双曲线的渐近线方程为2x3y0，且双曲线经过点P(，2)，则双曲线的方程为_.解析(1)由双曲线C：1(a0，b0)过点(，)，且实轴的两个端点与虚轴的一个端点组成一个等边三角形，可得解得双曲线C的标准方程是x21.(2)由双曲线的渐近线方程为yx，可设双曲线方程为(0).因为双曲线过点P(，2)，所以，故所求双曲线方程为1.答案(1)C(2)1考点三双曲线的性质多维探究角度1求双曲线的渐近线【例31】 (一题多解)(2018全国卷)双曲线1(a0，b0)的离心率为，则其渐近线方程为()A.yx B.yxC.yx D.yx解析法一由题意知，e，所以ca，所以ba，即，所以该双曲线的渐近线方程为yxx.法二由e，得，所以该双曲线的渐近线方程为yxx.答案A角度2求双曲线的离心率【例32】 (1) (2018江苏卷)在平面直角坐标系xOy中，若双曲线1(a0，b0)的右焦点F(c，0)到一条渐近线的距离为c，则其离心率的值是_(2)(2019泰安联考)已知双曲线C1：1(a0，b0)，圆C2：x2y22axa20，若双曲线C1的一条渐近线与圆C2有两个不同的交点，则双曲线C1的离心率的取值范围是()A. B.C.(1，2) D.(2，)解析(1) 不妨设双曲线的一条渐近线方程为yx，所以bc，所以b2c2a2c2，得c2a，所以双曲线的离心率e2.(2)由双曲线方程可得其渐近线方程为yx，即bxay0，圆C2：x2y22axa20可化为(xa)2y2a2，圆心C2的坐标为(a，0)，半径ra，由双曲线C1的一条渐近线与圆C2有两个不同的交点，得2b，即c24b2，又知b2c2a2，所以c24(c2a2)，即c2a2，所以e1，所以双曲线C1的离心率的取值范围为.答案(1)2(2)A角度3与双曲线有关的范围(最值)问题【例33】 已知M(x0，y0)是双曲线C：y21上的一点，F1，F2是C的两个焦点，若0，则y0的取值范围是()A. B.C. D.解析因为F1(，0)，F2(，0)，y1，所以(x0，y0)(x0，y0)xy30，即3y10，解得y00，b0)的一条渐近线与圆(x2)2(y1)21相切，则C的离心率为()A. B. C. D.(2)(2019安阳二模)已知焦点在x轴上的双曲线1，它的焦点到渐近线的距离的取值范围是_.解析(1)双曲线C的渐近线方程为byax0，结合图形易知与圆相切的只可能是byax0，又圆心坐标为(2，1)，则1，得3a4b，所以9a216b216(c2a2)，则e2，又e1，故e.(2)对于焦点在x轴上的双曲线1(a0，b0)，它的一个焦点(c，0)到渐近线bxay0的距离为b.本题中，双曲线1即1，其焦点在x轴上，则解得4m0，b0)的两条渐近线方程.易错防范1.双曲线方程中c2a2b2，说明双曲线方程中c最大，解决双曲线问题时不要忽视了这个结论，不要与椭圆中的知识相混淆.2.求双曲线离心率及其范围时，不要忽略了双曲线的离心率的取值范围是(1，)这个前提条件，否则很容易产生增解或扩大所求离心率的取值范围致错.3.双曲线1 (a0，b0)的渐近线方程是yx，1 (a0，b0)的渐近线方程是yx.4.直线与双曲线交于一点时，不一定相切，例如：当直线与双曲线的渐近线平行时，直线与双曲线相交于一点，但不是相切；反之，当直线与双曲线相切时，直线与双曲线仅有一个交点.基础巩固题组(建议用时：40分钟)一、选择题1.(2019郑州模拟)设双曲线1(a0，b0)的虚轴长为2，焦距为2，则双曲线的渐近线方程为()A.yx B.yxC.yx D.y2x解析因为2b2，所以b1，因为2c2，所以c，所以a，所以双曲线的渐近线方程为yxx.答案B2.(2019重庆九校联考)双曲线C：1(a0，b0)的一个焦点为F，过点F作双曲线C的一条渐近线的垂线，垂足为A，且交y轴于B，若A为BF的中点，则双曲线的离心率为()A. B. C.2 D.解析由题易知双曲线C的一条渐近线与x轴的夹角为，故双曲线C的离心率e.答案A3.(一题多解)(2018全国卷)已知双曲线C：1(a0，b0)的离心率为，则点(4，0)到C的渐近线的距离为()A. B.2 C. D.2解析法一由离心率e，得ca，又b2c2a2，得ba，所以双曲线C的渐近线方程为yx.由点到直线的距离公式，得点(4，0)到C的渐近线的距离为2.法二离心率e的双曲线是等轴双曲线，其渐近线方程是yx，点(4，0)到C的渐近线的距离为2.答案D4.已知双曲线1(a0，b0)的离心率为，过右焦点F作渐近线的垂线，垂足为M.若FOM的面积为，其中O为坐标原点，则双曲线的方程为()A.x21 B.1C.1 D.1解析由题意可知e，可得，取一条渐近线为yx，可得F到渐近线yx的距离db，在RtFOM中，由勾股定理可得|OM|a，由题意可得ab，联立解得所以双曲线的方程为1.答案C5.(2019呼和浩特质检)已知F2，F1是双曲线1(a0，b0)的上、下两个焦点，过F1的直线与双曲线的上下两支分别交于点B，A，若ABF2为等边三角形，则双曲线的渐近线方程为()A.yx B.yxC.yx D.yx解析根据双曲线的定义，可得|BF1|BF2|2a，ABF2为等边三角形，|BF2|AB|，|BF1|AB|AF1|2a，又|AF2|AF1|2a，|AF2|AF1|2a4a，在AF1F2中，|AF1|2a，|AF2|4a，F1AF2120，|F1F2|2|AF1|2|AF2|22|AF1|AF2|cos 120，即4c24a216a222a4a28a2，亦即c27a2，则ba，由此可得双曲线C的渐近线方程为yx.答案D二、填空题6.(2018沈阳模拟)直线l：y2x10过双曲线1(a0，b0)一个焦点且与其一条渐近线平行，则双曲线方程为_.解析由题意得一个焦点为F(5，0)，c5，2，又a2b2c2，所以a25，b220，所以双曲线方程为1.答案17.设双曲线1的右顶点为A，右焦点为F.过点F且平行于双曲线的一条渐近线的直线与双曲线交于点B，则AFB的面积为_.解析a29，b216，故c5.A(3，0)，F(5，0)，不妨设直线BF的方程为y(x5)，代入双曲线方程解得B.SAFB|AF|yB|2.答案8.已知双曲线C：1(a0，b0)的左、右焦点分别为F1，F2，O为坐标原点.P是双曲线在第一象限上的点，直线PO，PF2分别交双曲线C左、右支于M，N.若|PF1|2|PF2|，且MF2N60，则双曲线C的离心率为_.解析由题意，|PF1|2|PF2|，由双曲线的定义可得，|PF1|PF2|2a，可得|PF1|4a，|PF2|2a，又|F1O|F2O|，|PO|MO|，得四边形PF1MF2为平行四边形，又MF2N60，可得F1PF260，在PF1F2中，由余弦定理可得，4c216a24a224a2acos 60，即4c220a28a2，c23a2，可得ca，所以e.答案三、解答题9.(2019安徽江南十校联考)已知双曲线的中心在原点，焦点F1，F2在坐标轴上，离心率为，且过点P(4，).(1)求双曲线的方程；(2)(一题多解)若点M(3，m)在双曲线上，求证：0.(1)解e，可设双曲线的方程为x2y2(0).双曲线过点(4，)，1610，即6.双曲线的方程为x2y26，即1.(2)证明法一由(1)可知，ab，c2，F1(2，0)，F2(2，0)，kMF1，kMF2，kMF1kMF2.点M(3，m)在双曲线上，9m26，m23，故kMF1kMF21，MF1MF2.0.法二由(1)可知，ab，c2，F1(2，0)，F2(2，0)，(23，m)，(23，m)，(32)(32)m23m2，点M(3，m)在双曲线上，9m26，即m230，0.10.设A，B分别为双曲线1(a0，b0)的左、右顶点，双曲线的实轴长为4，焦点到渐近线的距离为.(1)求双曲线的方程；(2)已知直线yx2与双曲线的右支交于M，N两点，且在双曲线的右支上存在点D，使t，求t的值及点D的坐标.解(1)由题意知a2，一条渐近线为yx，即bxay0.由焦点到渐近线的距离为，得.又c2a2b2，b23，双曲线的方程为1.(2)设M(x1，y1)，N(x2，y2)，D(x0，y0)，其中x02.又t，即(x1，y1)(x2，y2)t(x0，y0)，则x1x2tx0，y1y2ty0.将直线方程yx2代入双曲线方程1得x216x840，其中(16)24840，则x1x216，y1y2(x1x2)412.解得t4，点D的坐标为(4，3).能力提升题组(建议用时：20分钟)11.(2019河南适应测试)已知F1，F2分别是双曲线1(a0，b0)的左、右焦点，P是双曲线上一点，若|PF1|PF2|6a，且PF1F2的最小内角为，则双曲线的渐近线方程为()A.y2x B.yxC.yx D.yx解析不妨设P为双曲线右支上一点，则|PF1|PF2|，由双曲线的定义得|PF1|PF2|2a，又|PF1|PF2|6a，所以|PF1|4a，|PF2|2a.又因为所以PF1F2为最小内角，故PF1F2.由余弦定理，可得，即(ac)20，所以ca，则ba，所以双曲线的渐近线方程为yx.答案D12.(2019广东六校联考)已知点F为双曲线E：1(a0，b0)的右焦点，直线ykx(k0)与E交于不同象限内的M，N两点，若MFNF，设MNF，且，则该双曲线的离心率的取值范围是()A.， B.2，1C.2， D.，1解析如图，设左焦点为F，连接MF，NF，令|MF|r1，|MF|r2，则|NF|MF|r2，由