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文档简介
专题06双曲线与方程12大题型内容导航串讲知识:思维导图串讲知识点,有的放矢重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺举一反三:核心考点能举一反三,能力提升复习提升:真题感知+提升专练,全面突破知识点1:双曲线的定义一般地,我们把平面内与两个定点的距离的差的绝对值等于非零常数(小于)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.注意:(1)距离的差要加绝对值,否则只有双曲线的一支,若分别表示双曲线的左、右焦点,则有以下两种情形:①若点P满足,则点P在左支上,如图(1)②若点P满足,则点P在右支上,如图(2)(2)注意定义中的“小于”这一限制条件,其根据是“三角形两边之差小于第三边”.①若,即,根据平面几何知识知,当时,动点轨迹是以F2为端点向右延伸的一条射线;当时,动点轨迹是以F1为端点向左延伸的一条射线.②若,即,根据平面几何知识知,动点轨迹不存在.(3)注意定义中的“非零”这一限制条件,若差的绝对值等于零,则动点轨迹是线段的垂直平分线.知识点2:双曲线的标准方程标准方程焦点位置焦点在x轴上焦点在y轴上图形焦点的关系知识点3:双曲线的几何性质标准方程焦点位置焦点在x轴上焦点在y轴上图形性质焦点焦距范围,或或对称性关于坐标轴、原点对称顶点轴长实轴长2a,虚轴长2b离心率渐近线等轴双曲线实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线,它有以下性质:(1)方程形式为;(2)渐近线方程为,它们互相垂直;(3)离心率知识点4:直线与双曲线1.直线与双曲线的位置关系一般地,设直线方程为,双曲线方程为,将代入,消去y并化简,得.①当,即时,直线与渐近线平行,则直线与双曲线只有一个公共点;②当,即时,判别式直线与双曲线相交,有两个公共点;判别式直线与双曲线相切,有且只有一个公共点;判别式直线与双曲线相离,没有公共点.2.弦长问题设直线交双曲线于点两点,则同理可得可利用根与系数的关系求解,常进行以下变形:4.中点弦问题点差法:即设出弦的两端点坐标后,代入圆锥曲线方程,并将两式相减,式中含有三个未知量,这样就直接联系了中点和直线的斜率,借用中点公式可求得斜率【题型01双曲线的定义及其应用】1.已知双曲线的两个焦点为,双曲线上有一点,若,则(
)A.10 B.2 C.2或10 D.14【答案】A【详解】因为双曲线,所以,故,即,由双曲线的定义知,,所以或,当时,,不合题意,舍去.故.故选:A2.已知平面内两个定点,,动点P满足,则点P的轨迹为(
)A.椭圆 B.线段 C.双曲线的一支 D.一条射线【答案】C【详解】因为,则动点轨迹为双曲线的右支.故选:C.3.已知动点到点的距离与它到点的距离之差等于6,则点的轨迹为()A.双曲线左支 B.双曲线右支C.双曲线上支 D.双曲线下支【答案】B【详解】因,由双曲线的定义可知,点的轨迹是以,为焦点的双曲线的右支.故选:B.4.已知双曲线:的两个焦点分别为,双曲线上有一点,若,则()A.1 B.13 C.1或9 D.1或13【答案】B【详解】双曲线,则,,,所以,又,解得或,但是,所以.故选:B【题型02求双曲线的标准方程】5.设,是平面内两个定点,动点P满足,则P点的轨迹方程是(
).A. B.C. D.【答案】B【详解】由双曲线的定义可知,点P的轨迹是以,为焦点的双曲线,因为,,所以,所以其轨迹方程为.故选:B6.已知双曲线的两个焦点为,,M是此双曲线上的一点,且满足,,则该双曲线的方程是(
)A. B. C. D.【答案】A【详解】,即,.则..即.,.则该双曲线的方程是:.故选:A7.焦点为且经过点的双曲线方程为(
)A. B. C. D.【答案】D【详解】由题意有,焦点在y轴上,设双曲线的标准方程为,且,由双曲线性质得,即①,双曲线过点,将其代入标准方程得:,化简为②,联立①②,得,解得,,所以双曲线方程为故选:D.8.已知双曲线的渐近线方程为,其右焦点坐标为,则双曲线的标准方程为.【答案】【详解】,代入由右焦点得,,代入,故,故双曲线的标准方程为.故答案为:9.与双曲线:有相同焦点,且过点的双曲线的标准方程为.【答案】【详解】由题意可设双曲线方程为,又经过点,所以,即,解得或(舍),所以双曲线的标准方程为,故答案为:.10.对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线经过点,该双曲线的标准方程为.【答案】【详解】设等轴双曲线的方程为,将代入方程得,所以双曲线的标准方程为.故答案为:.11.求适合下列条件的双曲线的标准方程:(1),经过点,焦点在轴上;(2)与双曲线有相同的焦点,且经过点;(3)过点,且焦点在坐标轴上.【答案】(1)(2)(3)【分析】【详解】(1)因为双曲线的焦点在轴上,且,则可设双曲线的标准方程为,因双曲线经过点,可得,解得,故双曲线的标准方程为.(2)因所求的双曲线与双曲线有相同的焦点,故可设所求双曲线方程为.又双曲线过点,则得,解得或(舍去).故双曲线的标准方程为.(3)设双曲线的方程为,.点,在双曲线上,则有解得,双曲线的标准方程为.【题型03二元二次方程与椭圆、双曲线、圆】12.若方程表示双曲线,则的取值范围是(
)A. B.C.或 D.或【答案】A【详解】由题意得,解得.故选:A.13.“”是“方程表示双曲线”的(
)A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件【答案】B【详解】因为方程表示双曲线,所以,解得,因为是的真子集,所以“”是“方程表示双曲线”的必要不充分条件,故选:B.14.(多选)已知曲线的方程为(其中为参数),则(
)A.若曲线表示圆,则 B.若曲线表示椭圆,则C.若曲线表示双曲线,则 D.若曲线表示轴,则【答案】AD【详解】对A,当时,曲线的方程为,解得,此时表示直线,当时,曲线的方程为,解得,此时表示直线,则,则曲线的方程为,若曲线表示圆,则有,则,A对;对B,若曲线表示椭圆,则有,则且,B错;对C,若曲线表示双曲线,则有,则或,C错;对D,若曲线表示轴,则,此时表示直线,即轴,D正确.故选:AD15.(多选)已知曲线,则下列命题错误的是(
)A.若,则为椭圆B.若或,则表示双曲线C.若为椭圆,则与椭圆有相同的焦距D.若为双曲线,则与双曲线有相同的焦距【答案】ACD【详解】对于A,当时,满足,而,即不是椭圆,故A错误;对于B,当,即或时,为双曲线,故B正确;对于C,由为椭圆,则,解得且,当时,,则为焦点在轴上的椭圆,其焦距为,当时,,则为焦点在轴上的椭圆,其焦距为,而的焦距为,故C错误;对于D,由B知,当或时,表示双曲线,当时,,则表示焦点在轴上的双曲线,其焦距为,当时,,则表示焦点在轴上的双曲线,其焦距为,而双曲线的焦距为,故D错误.故选:ACD.16.(多选)已知,曲线,则下列判断正确的是(
)A.可能表示圆B.可能表示焦点在轴上的双曲线C.若表示双曲线,则D.若表示焦点在轴上的椭圆,则的焦距的取值范围为【答案】ACD【详解】当时,,曲线的方程化为:,表示圆,故A正确.由,得,所以不可能表示焦点在轴上的双曲线,故B错误.若表示双曲线,因为,所以须使,得,故C正确.若表示焦点在轴上的椭圆,则,得,得,所以,,所以的焦距为,故D正确.故选:ACD.【题型04双曲线的焦点三角形】17.已知双曲线的左、右焦点分别为,点P是双曲线上一点,若,则的面积为(
)A. B. C. D.【答案】C【详解】因为,所以,在双曲线上,设①,由,在中,根据余弦定理可得,,故,即②,由①②可得,得到的面积故选:C.18.已知双曲线的左、右焦点分别为,,,且直线为内切圆的一条切线,则内切圆的半径为(
)A.2 B.3 C.4 D.5【答案】C【详解】已知双曲线,则,因为,即,所以点在双曲线左支上,因为直线为内切圆的一条切线,而也是内切圆的一条切线,所以可设内切圆的圆心为,半径为,设与轴的切点为,由内切圆切线长性质可知,,而,即,解得.故选:C19.已知双曲线的左右焦点分别是是该双曲线上的一点,且,若的面积为,则双曲线的焦距等于(
)A.2 B.3 C.4 D.5【答案】C【详解】由可得,,由余弦定理得,,即,所以,,则双曲线的焦距等于4.故选:C.20.已知双曲线的左、右焦点分别为,,点在双曲线的右支上且位于第一象限,若直线的斜率为,则的内切圆面积为(
)A. B. C. D.【答案】C【详解】由题意知,,.如图,设圆与线段,,分别相切于点,,,则,,,所以,所以,从而可知内切圆的圆心在直线上.因为的斜率为,所以倾斜角为,因为是的平分线,所以直线的倾斜角为,方程为,将代入,得,所以,即圆的半径为,得圆的面积为.
故选:C21.已知双曲线的左、右焦点分别为是上的动点,则的最小值为.【答案】/【详解】不妨设点在双曲线的右支,令,则,得,而,则,令,得而函数在上单调递增,得,故的最小值为.故答案为:22.已知双曲线的左、右焦点分别为,,点为右支上一点(不与顶点重合),射线是的外角平分线,其与轴的交点为点,的角平分线与直线交于点,则.【答案】/0.6【详解】由双曲线,得,,焦点,.根据双曲线定义,.因为是的外角平分线,由角平分线定理得.又平分,在中,由角平分线定理得.设,则,故,即.结合(),解得,.因此.故答案为:.【题型05双曲线的几何性质】23.双曲线的焦点到它的渐近线的距离为(
)A.1 B.2 C. D.3【答案】C【详解】由对称性,不妨取双曲线的右焦点,渐近线方程为,所以所求距离为.故选:C24.双曲线的焦点在上,渐近线方程是(
)A.x轴, B.x轴, C.y轴, D.y轴,【答案】C【详解】由得:,故双曲线焦点在y轴上,,对于焦点在y轴上的双曲线,渐近线方程为,故渐近线为.故选:C.25.与双曲线有公共焦点,且短半轴长为2的椭圆方程为(
)A. B.C. D.【答案】B【详解】对双曲线,可得其焦点在轴上,其坐标为.设椭圆方程为,,由题意,,所以.所以椭圆方程为.故选:B26.已知双曲线的离心率为2,则的虚轴长与实轴长之比等于(
)A. B. C. D.【答案】A【详解】设双曲线的半焦距为,则.故选:A27.(多选)已知,是双曲线:的两个焦点,是上的一点,则(
)A.当时,双曲线的实轴长为4B.当时,C.无论取何值,双曲线的焦距都为D.当时,双曲线的渐近线方程为【答案】AB【详解】由双曲线的方程为,依题意,,注意到,故,设双曲线方程为.B选项,由,即,则,解得,B正确;C选项,,,则,所以,所以双曲线的焦距为,C错误;A选项,由,得双曲线的方程为,即,则双曲线的实轴长为4,A正确;D选项,由,得双曲线的方程为,则双曲线的渐近线方程为,D错误.故选:AB【题型06求双曲线的离心率】28.已知双曲线的右焦点为,半焦距为.过作的一条渐近线的垂线,垂足为,且的面积为,则的离心率为(
)A. B. C.2或 D.【答案】C【详解】由题可得双曲线的渐近线为,这里不妨取,即,点到直线的距离,在中,所以,则,又因,所以,化简可得,等式两边同时除以,可得,即,解得或,因,所以或,结合选项可得C正确.故选:C.29.已知椭圆与双曲线有相同的左、右焦点,,若点P是与在第一象限内的交点,且,设与的离心率分别为,,则的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】D【详解】设椭圆与双曲线的焦距为,则,
由椭圆与双曲线的定义得,可得,因为,所以,即,则,故,且,则所以,由于函数在上为增函数,所以,则,故的取值范围是.故选:D.30.已知双曲线的左、右焦点分别为,,以为直径的圆与的一条渐近线在第一象限交于点,若线段的垂直平分线恰好为的另一条渐近线,则的离心率为.【答案】2【详解】如图,由圆的性质可知,又,,所以有,又直线OA与OB都是双曲线的渐近线,得,又,得,又渐近线OB的斜率为,所以该双曲线的离心率为.故答案为:231.已知分别是双曲线的左、右焦点,为双曲线右支上一点,的角平分线交轴于点,则双曲线的离心率为(
)A. B. C. D.3【答案】B【详解】由的角平分线交轴于点,得,而,则,,在中,,由余弦定理得,整理得,即,则,所以双曲线的离心率为.故选:B32.已知分别为双曲线的左、右焦点,直线过与交于两点,若,则的离心率为(
)A. B. C. D.2【答案】A【详解】设,则,所以,则,由,则,故,综上,,所以,则,所以,则,可得,所以.
故选:A【题型07求双曲线的渐近线】33.已知、是双曲线的左右焦点,点是其渐近线在第一象限内的一点,直线与轴相交于点,是正三角形,则该双曲线的渐近线方程是(
)A. B. C. D.【答案】B【详解】双曲线的焦点在轴上,左右焦点为,(其中,),因为,故,由双曲线的对称性可得,故,故,故,而在第一象限的渐近线上,故,而,故,故,因此最终渐近线方程为:.故选:B.34.双曲线C的左右两个焦点为,以C的实轴为直径的圆记为D,过作D的切线与C交于M,N(在同一支上)两点,且,则C的渐近线方程为()A. B. C. D.【答案】D【详解】M、N在双曲线的同一支,设过作圆的切线切点为B,所以,因为,所以为锐角,,,,过作直线的垂线,垂足为,由此可得:,,设,由,得,,,,由于,得:,解得:,即得:的渐近线方程为.故选:D35.已知双曲线的左、右焦点分别为,以为直径的圆与双曲线在第二象限的交点为P,若直线与圆E∶相切,则该双曲线的渐近线方程是(
)A. B. C. D.【答案】C【详解】如图所示,设直线与圆相切于点,且圆心,半径=.因为以为直径的圆过点P,所以,又圆E与直线的切点为M,所以,从而.由,得=,所以===b.又,所以,解得,因此该双曲线的渐近线方程为.故选:C36.已知点在双曲线的一条渐近线上,则双曲线的离心率为.【答案】【详解】由题意,双曲线C的渐近线方程为,所以点在渐近线上,即,所以,所以离心率.故答案为:.37.已知双曲线的左、右焦点分别为.以为直径的圆和的渐近线在第一象限交于点,直线交的另一条渐近线于点,若,则的离心率为.【答案】【详解】双曲线的左、右焦点分别为,,以为直径的圆和的渐近线在第一象限交于点,设坐标原点为,以为直径的圆的方程为,又的渐近线方程为,联立方程组,解得,则,直线的方程为,联立方程组,解得,则,,,,,,.故答案为:6.38.已知双曲线的左、右焦点分别为,过作与双曲线的一条渐近线平行的直线交双曲线于点,若,则双曲线的渐近线方程为.【答案】【详解】不妨设在第二象限,,则,设,则,由余弦定理,,解得.由正弦定理有,即,解得,或,由于,所以,故双曲线的渐近线方程为.故答案为:【题型08与双曲线有关的轨迹方程问题】39.动圆过定点,与定圆外切,则动圆圆心的轨迹方程为(
)A. B.C. D.【答案】C【详解】由题设,圆的半径为,则,所以,点的轨迹是以,为焦点,所以,的双曲线的左支,又,则,故,动圆圆心的轨迹方程为.故选:C40.已知动圆P与圆M:,圆N:均外切,记圆心P的运动轨迹为曲线C,则C的方程为(
)A. B.C. D.【答案】B【详解】由圆M:,得圆心,半径,由圆N:,得圆心,半径.设圆P的半径为r,则有,.两式相减得,所以圆心P的运动轨迹为以、为焦点的双曲线的左支,又,所以C的方程为.故选:B.41.已知,,为坐标原点,点是圆上任意一点,点是圆外一点,若,,则点的轨迹方程为(
)A. B.C. D.【答案】B【详解】由题意知,圆的半径,延长交直线于点,连接,因为,且,所以,且为中点,所以,且,因此,,所以点在以,为焦点的双曲线上,设的方程为,可知,所以,又,则,所以的方程为,即,又点是圆外一点,所以,即,故所求轨迹方程为.故选:B42.过椭圆右焦点F的圆与圆O:外切,则该圆直径FQ的端点Q的轨迹方程为(
)A. B.C. D.【答案】C【详解】由椭圆,得椭圆半焦距,即有,则椭圆的左焦点为,设以FQ为直径的圆的圆心为C,如图,由圆O与圆C外切,得,又,,则,因此Q的轨迹是以、F为焦点,实轴长的双曲线的右支,即,,所以双曲线方程:.故选:C43.在平面直角坐标系xOy中,动点P关于x轴对称的点为Q,且,则点P的轨迹方程为.【答案】【详解】设,则,又因为可得.则点的轨迹方程为.故答案为:.44.已知P为圆C:上任意一点,.若线段的垂直平分线交直线于点Q,则点Q的轨迹方程为.【答案】【详解】解:由点是线段垂直平分线上的点,,又,满足双曲线定义且,,,轨迹方程:.故答案为:.【题型09双曲线的实际问题】45.如图,双曲线型冷却塔的外形,是双曲线的一部分绕其虚轴旋转所成的曲面,它的最小直径为米,塔底的直径为米,塔顶直径为米,最小直径处距塔底的垂直距离米,则该冷却塔的垂直高度约为(其中)(
)A.米 B.米 C.米 D.米【答案】B【详解】以双曲线虚轴为轴,最小直径处的水平线为轴,双曲线中心为原点,最小直径为米,实半轴,双曲线标准方程为,塔底直径为米,最小直径处距塔底高度为米,点在双曲线上,故,解得,双曲线方程为,塔顶直径为,设塔顶直径上点为,,解得,塔顶位于轴上方,,故,塔高:米,故B正确故选:B.46.如图,已知A,B两地相距600m,在A地听到炮弹爆炸声比在B地早1s,且声速为.以线段AB的中点为坐标原点,的方向为x轴的正方向建立平面直角坐标系xOy,则炮弹爆炸点的轨迹方程为(
)A. B.C. D.【答案】B【详解】设炮弹爆炸点P的坐标为,则,所以P的轨迹是以A,B为焦点,实轴长为340的双曲线的左支.因为,所以.又,所以,故炮弹爆炸点的轨迹方程为.故选:B.47.双曲线的光学性质为:如图①,从双曲线的右焦点发出的光纤经双曲线镜面反射,反射光线的反向延长线经过左焦点.我国首先研制成功的“双曲线新闻灯”,就是利用了双曲线的这个光学性质.某“双曲线灯”的轴截面是双曲线一部分,如图②,其方程为为其左右焦点,若从由焦点发出的光线经双曲线上的点A和点B反射后,满足,则该双曲线的离心率为.
【答案】【详解】
根据双曲线的光学性质可知与三点共线,故,不妨设,则,由双曲线的定义可知,两式相加可得,所以,由勾股定理可知,故.故答案为:.48.如图1,北京冬奥会火种台以“承天载物”为设计理念,创意灵感来自中国传统青铜礼器一尊的曲线造型,基座沉稳,象征“地载万物”,顶部舒展开阔,寓意迎接纯洁的奥林匹克火种.如图2,一种尊的外形近似为某双曲线的一部分绕着虚轴旋转所成的曲面,尊高63cm,上口直径为40cm,底部直径为26cm,最小直径为24cm,则该双曲线的渐近线与实轴所成锐角的正切值为.
【答案】【详解】如图所示,设双曲线的标准方程为,因为最小直径为,可得,即,又因为尊高,上口直径为,底部直径为,设点,所以且,解得,即,可得双曲线的渐近线为,所以渐近线与实轴所成锐角的正切值为.故答案为:.
49.、、是我方三个炮兵阵地.在的正东,相距6千米;在的北偏西30°,相距4千米.为敌炮兵阵地.某时刻发现地某种信号,4秒后、两地才同时发现这种信号(该信号的传播速度为1千米/秒).若从地炮击地,求准确炮击的方位角.【答案】P在北东方向【详解】以线段的中点为原点,正东方向为轴的正方向建立直角坐标系,则,依题意,∴在以为焦点的双曲线的右支上.其中,其方程为,又,∴又在线段的垂直平分线上,PD:,由方程组解得,即.由于,可知在北东方向.
50.一个工业凹槽的轴截面是双曲线的一部分,它的方程是,,在凹槽内放入一个清洁钢球(规则的球体),要求清洁钢球能擦净凹槽的最底部,则清洁钢球的最大半径为(
)
A.1 B.2 C.3 D.【答案】A【详解】由题意画出轴截面如下图所示:
设小球的截面圆圆心为,设双曲线上的点的坐标为,则点到圆心的距离的平方,对称轴为,若最小值在时取得,则小球触及最底部,故二次函数的对称轴在的左边,所以,则,所以,即清洁钢球的最大半径为.故选:A【题型10双曲线的弦长问题】51.已知双曲线,左、右焦点分别为、,过作倾斜角为的直线与双曲线交于两点,则的周长为.【答案】12【详解】因为,,所以直线为,设,由,得,则,所以,因为,,所以,所以故答案为:1252.已知双曲线的左、右焦点分别为,,点在上,且.(1)求的标准方程;(2)过的直线交于M,N两点,线段与线段交于点,若的面积等于的面积,求.【答案】(1)(2)【分析】【详解】(1)因为且,所以焦点,即,,所以,根据双曲线的定义有,所以,所以双曲线.(2)根据题意过的直线斜率为0显然不满足题意,可设过的直线为,由,当时,有,设,则由韦达定理有,所以,因为,所以,即点和点到直线的距离相等,则有,解得,所以,53.已知双曲线的左、右焦点分别为,,焦距为4,P为C上一点,,的面积为(1)求C的方程;(2)已知点,斜率为1的直线l与C交于A,B两点,若的面积为,求l的方程.【答案】(1);(2).【分析】【详解】(1)由题意可知,,在中,由,得,由,解得,又由余弦定理得,,化简得,即,,从而,所以,双曲线方程为.(2)设直线l的方程为,与双曲线相交于,,联立化简可得,由,可得,,,所以,,设点到直线l的距离为d,则,故,解得故l的方程为.54.已知中心在坐标原点的双曲线的右焦点坐标,且离心率.(1)求双曲线的标准方程和渐近线方程;(2)过双曲线右焦点且倾斜角为的直线与双曲线交于、两点,求.【答案】(1),(2)【分析】【详解】(1)由题意可得,可得,且焦点在轴上,所以,所以双曲线的方程为:;渐近线的方程为:;(2)过双曲线右焦点且倾斜角为的直线方程为:,联立双曲线方程可得:,所以,则.55.已知双曲线的实轴长为2,右焦点F到渐近线的距离为.(1)求双曲线C的方程;(2)若直线被双曲线C截得的弦长为,求实数m的值.【答案】(1);(2).【分析】【详解】(1)∵双曲线的实轴长为2,右焦点F到渐近线的距离为,到直线的距离为,∴,解得,,所求双曲线C的方程为.(2)联立,得,
∵直线被双曲线C截得的弦长为,∴,设直线与双曲线交于,,则,,则.【题型11双曲线的中点弦问题】56.已知直线与椭圆在第一第二象限分别交于两点,与轴,轴分别交于两点,且,则的方程为(
)A. B.C. D.【答案】C【详解】令的中点为,因为,所以,设,则,所以,即所以,即,设直线,令得,令得,即,所以,即,解得或(舍去),又,即,解得或(舍去),所以直线,即.故选:C57.设为双曲线上两点,下列四个点中,可为线段中点的是(
)A. B. C. D.【答案】D【详解】设,则的中点,可得,点在双曲线上,则,相减得,则.对于选项A:可得,则,联立方程,消去得,此时,所以直线与双曲线没有交点,故A错误;对于选项B:点在双曲线上,故B错误;对于选项C:可得,则由双曲线方程可得,则为双曲线的渐近线,所以直线与双曲线没有交点,故C错误;对于选项D,则,联立方程,消去得,此时,故直线与双曲线有两个交点,故D正确.故选:D.58.直线与双曲线相交于,两点,且线段的中点为,则直线的方程是.【答案】【详解】设,则有,两式相减,可得,为线段的中点,故有,即,若,则,即两点重合,不满足题意,故,因此可得直线的斜率为,又因为直线过,故直线,整理得,故答案为:.59.已知点,,直线,相交于,且它们的斜率之积为.(1)求动点的轨迹方程;(2)若过点的直线交点的轨迹于,两点,且为线段的中点,求直线的方程.【答案】(1)(2)【分析】【详解】(1)设,直线,相交于,且它们的斜率之积为,,化简得,则动点的轨迹方程为;(2)由(1)得的轨迹方程为,设点,,则有,,得:,整理得:,为的中点,,,直线的斜率,直线的方程为,即.60.已知双曲线经过点,离心率为.(1)求的方程.(2)已知的左、右焦点分别为、,直线与相交于、两点,若的斜率为,求线段的中点的轨迹方程.【答案】(1)(2)【分析】【详解】(1)由题意可得,解得,故双曲线的方程为.(2)设点、,设点,设直线的方程为,联立可得,则,由韦达定理可得,可得,则,即点的轨迹方程为.61.已知为坐标原点,双曲线经过点,左、右焦点分别为.(1)求的离心率;(2)一组平行于的直线与相交,证明这些直线被截得的线段的中点在同一条直线上.【答案】(1)(2)证明见解析【分析】【详解】(1)解法一:依题意,得解得,所以的离心率.解法二:因为两焦点分别为,所以,,即,所以的离心率.(2)解法一:由(1)知的方程为.直线的斜率,设平行于的一组直线方程为,与交于点,线段的中点为.由得,即,,所以,因为,所以,即这些直线被截得的线段的中点在同一条直线上.解法二:由(1)知的方程为.直线的斜率,设平行于的一组直线与交于点,线段的中点为.由两式相减得:,显然,所以,所以,即,即这些直线被截得的线段的中点在同一条直线上.
【题型12双曲线的综合问题】62.已知直线与双曲线相切,双曲线的左、右顶点分别为.若是双曲线上一点(异于点),则直线的斜率和直线的斜率之积为.【答案】/【详解】因为双曲线的方程为,所以.设,则,直线的斜率,直线的斜率,所以.因为点在双曲线上,所以满足,化简得,所以.联立直线与双曲线的方程,得消去,整理得.由题意得解得,所以.故答案为:.63.已知双曲线的左、右顶点分别为A,B,右焦点为,其渐近线的方程为,过F的直线l交E于C,D两点(C在x轴上方),直线AC,BD分别交y轴于点P,Q,则的值为.【答案】【详解】由题意可得,,,解得,则,设,与联立得,设,则,则,直线,,则,,则故答案为:64.在一张纸上有一个圆,定点,折叠纸片使圆上某一点恰好与点重合,这样每次折叠都会留下一条直线折痕,设折痕与直线的交点为.(1)求证:为定值,并求出点的轨迹的方程;(2)设为(1)中轨迹上位于轴右侧的一个动点,证明:在轴上存在定点,使得.【答案】(1)(2)证明见解析【分析】【详解】(1)由题意得,所以,即的轨迹是以,为焦点,实轴长为2的双曲线,又,,所以,所以的方程为.(2)假设存在点满足条件.由(1)知,双曲线的右焦点为.设为双曲线右支上的一点,则.①当时,,因为,所以,于是,所以或5.即或都满足条件.②当时,根据①我们猜想定点为或,当点在轴负半轴上时,,.因为,所以.(i)当时,上式化简为:.又即,代入上式得.所以,解得,即.(ii)当时,,即也能满足.当点在轴正半轴上时,,.过程同上,得到不能满足条件.综上所述,在轴上存在定点,使得.65.已知双曲线(,的焦距为,其中一条渐近线方程为,P,Q为双曲线的左、右顶点.(1)求双曲线的方程.(2)过点P作以为圆心的圆D的两条切线分别交双曲线于异于点P的B,C两点,试判断直线BC是否过定点?若是,请求出此定点的坐标;若不是,请说明理由.【答案】(1);(2)是,.【分析】【详解】(1)因为双曲线的焦距为,所以,又其中一条渐近线方程为,则,解得,.所以双曲线的方程为.(2)由题意,切线PB,PC的斜率都存在,设过P点的切线l的方程为,动圆D的半径为,所以圆心到切线l的距离为,即,则PB,PC的斜率,是该方程的两个根,可得.设直线,,,联立方程,消去y得.由韦达定理得,则,将其代入,得,即得,同理可得,因为,则得.又因为,所以直线BC的方程为,直线BC的方程可化为,,.故直线BC过定点.66.在平面直角坐标系中,已知动点P与,两点连线的斜率之积是.(1)求动点P的轨迹曲线C的方程;(2)过点的直线,交曲线C于M,N两点,记直线,的斜率分别为,,试判断是否为定值,若为定值,求出该定值.【答案】(1)(2)是,定值为3【分析】【详解】(1)设,,因为动点P与,两点连线的斜率之积是,所以,整理得,所以动点P的轨迹曲线C的方程为.(2)易知直线斜率不为0,设直线:,,,联立,得,则且,即且,而,则,为定值.
67.已知双曲线,过点作不垂直于轴的直线交双曲线于、两点.(1)求双曲线离心率;(2)若点,点在双曲线的右支上,且是的中点,求直线的斜率;(3)若,,分别是双曲线的左右焦点,是关于轴的对称点,若存在直线使得,求的取值范围.【答案】(1)(2)(3)【分析】【详解】(1)对于双曲线,,,,所以双曲线离心率.(2)因为点是的中点,所以点,代入双曲线方程,得,解得,又点在双曲线的右支上,所以,即,所以,所以直线的斜率为.(3)当直线斜率为时,易知与共线,不符合题意;当直线斜率不为时,设直线方程为,设,,则,联立,整理得,(*)且,,,因为,,所以,,所以,即,即,整理得,即,代入(*)中得,又,所以,又因为,即,所以且,综上,的取值范围为.一、单选题1.若双曲线的虚轴长为,则该双曲线的渐近线方程为(
)A. B. C. D.【答案】A【详解】由双曲线的虚轴长为,得,因为该双曲线的渐近线方程为,所以该双曲线的渐近线方程为.故选:A2.已知双曲线:()的左、右焦点分别为,,若双曲线右支上一点满足且,则双曲线的离心率为(
)A. B. C. D.【答案】B【详解】由双曲线的定义知,,又,所以,.在中,,,由余弦定理得,,即,整理得,即.所以双曲线的离心率为.故选:B.3.从某个角度观察篮球(如图1),可以得到一个对称的平面图形,如图2所示,篮球的外形形状为圆O,将篮球表面的粘合线看成坐标轴和双曲线的一部分,若坐标轴和双曲线与圆O的交点将圆O的周长八等分,,视AD所在直线为x轴,则双曲线的方程为(
)A. B.C. D.【答案】A【详解】依题意,设双曲线方程为,因为,则,显然圆O的半径为3,又因为坐标轴和双曲线与圆O的交点将圆O的周长八等分,双曲线与圆O交于第一象限内的点为,于是,解得,所以双曲线的方程为.故选:A4.若方程表示双曲线,则实数的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】A【详解】由题,,解得或,所以实数的取值范围为.故选:A.5.已知双曲线的一条渐近线方程为,双曲线的左焦点在直线上,A,B分别是双曲线的左、右顶点,点P为双曲线右支上异于B点且位于第一象限的动点,直线PA,PB的斜率分别为则的取值范围为(
)A. B.C. D.【答案】C【详解】双曲线的一条渐近线方程为,则,双曲线的左焦点坐标为,且该点在直线上,代入可得,解得,且,故,所以,设,则,为双曲线右支上位于第一象限的动点,故,且,当单调递减,故,即.故选:C6.双曲线的右支上一点在第一象限,分别为双曲线的左、右焦点,若内切圆与轴相切,为双曲线的左顶点,则直线AI的方程为(
)A. B.C. D.【答案】D【详解】如图所示,可设、,设内切圆与轴的切点是点,、与内切圆的切点分别为、,由双曲线的定义可得,由圆的切线长定理知,,,故,即,设内切圆的圆心横坐标为,则点的横坐标为,故,解得.由双曲线得,,,因为内切圆与轴相切,所以内切圆的半径为3,而轴,得到,即,而,则,可得方程为,整理得,故D正确.故选:D二、多选题7.已知双曲线,则(
)A.渐近线方程为 B.离心率为C.顶点坐标为 D.焦点坐标为【答案】ACD【详解】由题意得:双曲线焦点在轴上,且,,,所以,,;对于选项:根据渐近线公式,所以渐近线方程为,选项正确;对于选项:根据离心率公式,所以离心率为:,选项错误;对于选项:根据顶点坐标公式,所以顶点坐标为,选项正确;对于选项:根据焦点坐标公式,所以焦点坐标为,选项正确.故选:.8.已知双曲线的左、右焦点分别
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