高考数学选修知识讲解_直线与双曲线的位置关系（文）(2)

直线与双曲线的位置关系编稿：张希勇 审稿：李霞【学习目标】1.能正熟练使用直接法、待定系数法、定义法求双曲线的方程；2.能熟练运用几何性质（如范围、对称性、顶点、离心率、渐近线）解决相关问题；3.能够把直线与双曲线的位置关系的问题转化为方程组解的问题，判断位置关系及解决相关问题.【知识网络】双曲线双曲线的定义与标准方程双曲线的几何性质直线与双曲线的位置关系双曲线的综合问题双曲线的弦问题双曲线离心率及渐近线问题【要点梳理】【高清课堂：双曲线的性质371712一、复习】要点一、双曲线的定义及其标准方程双曲线的定义在平面内，到两个定点、的距离之差的绝对值等于常数（大于0且）的动点的轨迹叫作双曲线.这两个定点、叫双曲线的焦点，两焦点的距离叫作双曲线的焦距.双曲线的标准方程：焦点在x轴上的双曲线的标准方程说明：焦点是F1(-c，0)、F2(c，0)，其中c2=a2-b2焦点在y轴上的双曲线的标准方程说明：焦点是F1(0，-c)、F2(0，c)，其中c2=a2-b2要点诠释：求双曲线的标准方程应从“定形”、“定式”和“定值”三个方面去思考.“定形”是指对称中心在原点，以坐标轴为对称轴的情况下，焦点在哪条坐标轴上；“定式”根据“形”设双曲线方程的具体形式；“定量”是指用定义法或待定系数法确定a,b的值.要点二、双曲线的几何性质标准方程图形性质焦点，焦距范围，对称性关于x轴、y轴和原点对称顶点 轴实轴长=，虚轴长= 离心率渐近线方程要点三、直线与双曲线的位置关系直线与双曲线的位置关系将直线的方程与双曲线的方程联立成方程组，消元转化为关于x或y的一元二次方程，其判别式为.若即，直线与双曲线渐近线平行，直线与双曲线相交与一点；若即，0直线和双曲线相交直线和双曲线相交，有两个交点；0直线和双曲线相切直线和双曲线相切，有一个公共点；0直线和双曲线相离直线和双曲线相离，无公共点直线与双曲线的相交弦设直线交双曲线于点两点，则=同理可得这里的求法通常使用韦达定理，需作以下变形：双曲线的中点弦问题遇到中点弦问题常用“韦达定理”或“点差法”求解.在双曲线中，以为中点的弦所在直线的斜率；涉及弦长的中点问题，常用“点差法”设而不求，将弦所在直线的斜率、弦的中点坐标联系起来相互转化，同时还应充分挖掘题目的隐含条件，寻找量与量间的关系灵活转化，往往就能事半功倍.解题的主要规律可以概括为“联立方程求交点，韦达定理求弦长，根的分布找范围，曲线定义不能忘”.要点四、双曲线的实际应用与最值问题对于双曲线的实际应用问题，我们要抽象出相应的数学问题，即建立数学模型，一般要先建立直角坐标系，然后利用双曲线定义，构建参数a,b,c之间的关系，得到双曲线方程，利用方程求解双曲线中的最值问题，按照转化途径主要有以下三种：（1） 利用定义转化（2） 利用双曲线的几何性质（3） 转化为函数求最值【典型例题】类型一：双曲线的方程与性质例1.设F1、F2是双曲线1(a0，b0)的两个焦点，点P在双曲线上，若0，且|2ac，其中c，求双曲线的离心率【解析】由双曲线定义知，|PF1|PF2|2a，|PF1|2|PF2|22|PF1|PF2|4a2，又|PF1|2|PF2|24c2，|PF1|PF2|2b2，又|2ac，2ac2b2，b2c2a2ac，e2e10，e，即双曲线的离心率为.【总结升华】根据双曲线的定义，几何性质，找到几何量的关系是解决这类问题的关键。举一反三：【变式1】求下列双曲线的标准方程(1)与椭圆1共焦点，且过点(2，)的双曲线；(2)与双曲线1有公共焦点，且过点(3，2)的双曲线【解析】(1)椭圆1的焦点为(0，3)，所求双曲线方程设为：1，又点(2，)在双曲线上，1，解得a25或a218(舍去)所求双曲线方程为1.(2)双曲线1的焦点为(2，0)，设所求双曲线方程为：1，又点(3，2)在双曲线上，1，解得a212或30(舍去)，所求双曲线方程为1.【变式2】设双曲线焦点在x轴上，两条渐近线为yx，则该双曲线的离心率为()A5 B.C. D.【答案】C类型二：直线与双曲线的位置关系例1已知双曲线x2y2=4，直线l：y=k(x1)，讨论直线与双曲线公共点个数.【解析】联立方程组消去y，并依x聚项整理得：(1k2)x2+2k2xk24=0 (1)当1k2=0即k=1时，方程可化为2x=5，x=，方程组只有一组解，故直线与双曲线只有一个公共点(实质上是直线与渐近线平行时的两种情况，相交但不相切).(2)当1k20时，即k1，此时有=4(43k2)若43k20(k21)，则k，方程组有两解，故直线与双曲线有两交点.(3)若43k2=0(k21)，则k=，方程组有解，故直线与双曲线有一个公共点(相切的情况).(4)若43k20)与直线l：xy1相交于两个不同的点A、B，求双曲线C的离心率的取值范围【解析】由C与l相交于两个不同点，故知方程组有两组不同的实根，消去y并整理得(1a2)x22a2x2a20.所以解得0a，且a1.双曲线的离心率e，因为0a，且e.即离心率e的取值范围为(，)【总结升华】求离心率的范围应以双曲线几何量的限制为准，构建关于a，b，c的不等关系，从前求出离心率的范围.举一反三：【变式】已知a、b、c分别为双曲线的实半轴长、虚半轴长、半焦距，且方程ax2bxc0无实根，则双曲线离心率的取值范围是()A1e2 B1e2C1e3 D1e2【答案】D例5.已知点M(2,0),N(2,0),动点P满足条件|PM|PN|=2.记动点P的轨迹为W.()求W的方程; ()若A,B是W上的不同两点,O是坐标原点,求的最小值.【解析】() 根据双曲线的定义可得W的方程为.()设A,B的坐标分别为(),(),当AB与x轴不垂直时,设直线AB的方程为,与W的方程联立,消去y得故, 所以又因为所以从而当轴时,从而综上,当ABx轴时, 取得最小值2.【总结升华】双曲线中的有关最值问题多考虑双曲线的定义、几何性质及函数表示，转化为图形问题和函数的最值问题解决.举一反三：【高清课堂：双曲线的性