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文档简介
高中数学专题04双曲线(2种经典基础练+3种优选提升练)双曲线及其标准方程(共16题)一、单选题1.(23-24高二上·江苏宿迁·期末)“”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.充要条件 D.既不充分也不必要条件2.(23-24高二上·山东东营·期末)若是双曲线的两个焦点,为上关于坐标原点对称的两点,且,设四边形的面积为,四边形的外接圆的面积为,则(
)A. B. C. D.3.(23-24高二上·河北保定·期末)已知为双曲线的左,右焦点,为坐标原点,为双曲线上一点,且,则到轴的距离为(
)A.2 B. C. D.4.(23-24高二上·贵州安顺·期末)已知双曲线的左焦点为F,点P在双曲线C的右支上,M为线段FP的中点,若M到坐标原点的距离为7,则(
)A.8或20 B.20 C.6或22 D.225.(23-24高二上·湖北·期末)已知一个动圆P与两圆:和:都外切,则动圆P圆心的轨迹方程为(
)A.() B.C.() D.()6.(23-24高二上·广东茂名·期末)如图,这是一个落地青花瓷,其中底座和瓶口的直径相等,其外形被称为单叶双曲面,可以看成是双曲线的一部分绕其虚轴所在直线旋转所形成的曲面.若该花瓶横截面圆的最小直径为,最大直径为,双曲线的离心率为,则该花瓶的高为(
)
A. B. C. D.7.(23-24高二上·江苏常州·期末)已知双曲线的左右焦点分别为,,点在双曲线上,,则(
)A.13 B.10 C.1 D.13或1二、多选题8.(23-24高二上·广东茂名·期末)已知角,则方程可能表示下列哪些曲线(
)A.椭圆 B.双曲线 C.圆 D.两条直线三、填空题9.(23-24高二上·山西大同·期末)点,分别是双曲线的左、右焦点,点在上,且,则的周长是.10.(23-24高二上·湖南益阳·期末)的坐标满足方程:,则M的轨迹方程为.11.(23-24高二上·云南昭通·期末)已知双曲线的右焦点为,实轴长为8,则该双曲线的标准方程为.12.(23-24高二上·天津西青·期末)已知双曲线()的两个焦点为,,焦距为20,点P是双曲线上一点,,则.13.(23-24高二上·山西长治·期末)在双曲线型冷却塔(如图)的建设过程中,人员、物料的运输一直是困扰施工的难题,经实践探索设计出“附墙升降机”,其结构如图所示,安装之后附着在冷却塔的外侧,通过升降吊笼完成输送任务.假设该冷却塔的最小半径为,上口半径为,下口半径为,高为.附墙升降机轨道在点以下与冷却塔贴合,从点到顶端点是竖直的,则长约为(保留整数).
四、解答题14.(23-24高二上·河北石家庄·期末)已知双曲线过点且与椭圆有相同的焦点,(1)求双曲线的标准方程;(2)若点在双曲线上,且,求与的值.15.(23-24高二上·河南漯河·期末)求符合下列条件的曲线方程:(1)已知点四点,你只需任意选择其中三个点作圆,求所作圆的标准方程.(2)以轴,轴为对称轴,且同时过两点的圆锥曲线的标准方程.16.(23-24高二上·山东青岛·期末)已知双曲线与椭圆的焦点相同,点是和在第一象限的公共点,记的左,右焦点依次为,,.(1)求的标准方程;(2)设点在上且在第一象限,,的延长线分别交于点,,设,分别为,的内切圆半径,求的最大值.双曲线的简单几何性质(共21题)一、单选题1.(23-24高二上·安徽·期末)已知双曲线的渐近线方程为,则该双曲线的焦点坐标分别为(
)A., B.,C., D.,2.(23-24高二上·重庆·期末)已知椭圆的左焦点是双曲线的左顶点,则双曲线的渐近线为(
)A. B. C. D.3.(23-24高二上·河南漯河·期末)双曲线()的一条渐近线为,则其离心率为(
)A. B. C.或 D.或4.(23-24高二上·上海奉贤·期末)如图,椭圆①,②与双曲线③,④的离心率分别为,,,,其大小关系为(
)A. B.C. D.5.(23-24高二上·陕西西安·期末)已知双曲线的离心率为2,则该双曲线的渐近线方程为(
)A. B.C. D.6.(23-24高二上·河北石家庄·期末)如图所示,某拱桥的截面图可以看作双曲线的图象的一部分,当拱顶M到水面的距离为米时,水面宽为米,则此双曲线的虚轴长为(
)
A. B.2 C.3 D.6二、多选题7.(23-24高二上·云南昭通·期末)已知点P是双曲线上任意一点,,是C的左、右焦点,则下列结论正确的是(
)A. B.C的离心率为C. D.C的渐近线方程为8.(23-24高三上·河北保定·期末)已知双曲线的渐近线方程为,则下列结论正确的是(
)A. B.的离心率为C.曲线经过的一个顶点 D.与有相同的渐近线9.(23-24高二上·辽宁大连·期末)已知双曲线C的方程为,则下列说法正确的是(
)A.双曲线C的实轴长为6B.双曲线C的渐近线方程为C.双曲线C的焦点到渐近线的距离为4D.双曲线C上的点到焦点距离的最小值为8三、填空题10.(23-24高二上·广东深圳·期末)经过点,且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线的标准方程是.11.(23-24高二上·上海·期末)已知双曲线E与双曲线具有相同的渐近线,且经过点,则双曲线E的方程为.12.(23-24高二上·内蒙古巴彦淖尔·期末)若双曲线的虚轴长为4,则该双曲线的渐近线方程为.13.(23-24高二上·云南昆明·期末)若双曲线E:的一条渐近线与圆C:交于A,B两点,若,则E的焦距为.14.(23-24高二上·内蒙古呼和浩特·期末)已知为双曲线的右焦点,为双曲线的两条渐近线,以为圆心的圆与渐近线相切于两点,则.四、解答题15.(23-24高二上·浙江·期末)已知离心率为的双曲线与x轴交于A,B两点,B在A的右侧.在E上任取一点,过点B作直线QB垂直PA交于点Q,直线PB、QA分别交y轴于不同的两点M,N.(1)求双曲线E的方程;(2)求证:直线与直线的斜率乘积为定值;(3)三角形MNB的外接圆是否过x轴上除B点之外的定点,若是,求出该定点坐标:若不是,请说明理由.16.(23-24高二上·上海·期末)在平面直角坐标系中,双曲线的左顶点到右焦点的距离是3,且的离心率是2.(1)求双曲线的标准方程;(2)点是上位于第一象限的一点,点关于原点对称,点关于轴对称.延长至使得,且直线和的另一个交点位于第二象限中.(ⅰ)求的取值范围,并判断是否成立?(ⅱ)证明:不可能是的三等分线.17.(23-24高二上·福建福州·期末)已知标准双曲线的焦点在轴上,且虚轴长,过双曲线的右焦点且垂直轴的直线交双曲线于两点,的面积为.(1)求双曲线的标准方程;(2)过点的直线交双曲线于两点,且点是线段的中点,求直线的方程.18.(23-24高二上·河南驻马店·期末)已知双曲线的一条渐近线方程为,为坐标原点,点在双曲线上.(1)求双曲线的方程;(2)若直线与双曲线交于两点,且,求的最小值.19.(23-24高二上·山东青岛·期末)已知双曲线过点,左右焦点分别为,且.(1)求的标准方程.(2)设过点的直线与交于两点,问在轴上是否存在定点,使得为常数?若存在,求出点的坐标及该常数的值:若不存在,请说明理由.20.(23-24高二上·福建龙岩·期末)已知定点,直线相交于点M,且它们的斜率之积为,记动点M的轨迹为曲线C.(1)求曲线C的方程;(2)点满足,直线与双曲线分别相切于点A,B.证明:直线与曲线C相切于点Q,且.21.(23-24高二上·江苏泰州·期末)已知双曲线:过点,离心率为.(1)求的方程;(2)过点且斜率为的直线交双曲线左支于点,平行于的直线交双曲线的渐近线于A,B两点,点A在第一象限,直线的斜率为.若四边形为平行四边形,证明:为定值.双曲线中定点问题1.(23-24高二上·重庆·期末)已知点,动点到直线l:的距离为d,且,记S的轨迹为曲线C.(1)求曲线C的方程;(2)若,分别为曲线C的左、右顶点,M,N两点在直线上,且.连接,分别与C交于点P,Q,求证:直线PQ过定点,并求出定点坐标.2.(23-24高二上·湖南衡阳·期末)已知曲线上的动点满足,且.(1)求的方程;(2)已知直线与交于两点,过分别作的切线,若两切线交于点,且点在直线上,证明:经过定点.3.(23-24高二上·山东泰安·期末)已知双曲线的左焦点,一条渐近线方程为,过做直线与双曲线左支交于两点,点,延长与双曲线右支交于两点.(1)求双曲线的方程;(2)判断直线是否过定点?若过定点,求出该点的坐标;若不过定点,请说明理由.4.(23-24高二上·山东滨州·期末)已知双曲线的实轴长为4,且双曲线经过点.(1)求双曲线的标准方程;(2)过点且斜率不为零的直线与双曲线交于两点,关于轴的对称点为,求证:直线过定点.5.(23-24高二上·上海·期末)已知双曲线:的左右顶点分别为、.(1)求以、为焦点,离心率为的椭圆的标准方程;(2)直线过点与双曲线交于、两点,若点恰为弦的中点,求出直线的方程;(3)动直线:恒过,且与双曲线的交于、两点(异于),点(常数)是轴上的一个定点,若恒有成立,求实数的值.双曲线中定值问题1.(22-23高二上·安徽蚌埠·期末)已知分别为双曲线和双曲线上不与顶点重合的点,且的中点在双曲线的渐近线上.(1)设的斜率分别为,求证:为定值;(2)判断的面积是否为定值,如果是,求出该定值;如果不是,说明理由.2.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)已知,分别是双曲线:(,)的左、右焦点,,点到的渐近线的距离为3.(1)求双曲线的标准方程及其渐近线方程;(2)已知点为坐标原点,动直线与相切,若与的两条渐近线交于,两点,求证:的面积为定值.3.(23-24高二上·辽宁大连·期末)双曲线和的方程均满足,其中的焦点在轴上,顺次连接的两个焦点和的两个顶点恰好可以构成一个面积为4的正方形.(1)求双曲线和的方程.(2)若为左支上一动点且不在轴上,过作的切线交于两点,过作的平行线交于,顺次连接四点构成四边形,求证:四边形的面积为定值.4.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知离心率为的双曲线C:x2a2(1)求的方程;(2)如图,点为双曲线上的任意一点,为原点,过点作双曲线两渐近线的平行线,分别与两渐近线交于、两点,求证:平行四边形的面积为定值.5.(23-24高二上·吉林长春·期末)已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.(1)求C的方程;(2)记C的右顶点为A,过点A作直线MA,NA与C的左支交于M,N两点,且,,D为垂足.证明:存在定点Q,使得为定值,并求出Q点坐标.6.(23-24高二上·山东淄博·期末)已知双曲线(,)的离心率为2,且经过点.(1)求双曲线的方程;(2)点,在双曲线上,且,,为垂足.证明:①直线过定点;②存在定点,使得为定值.7.(23-24高二上·重庆·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,过作直线交双曲线右支于两点,当直线与轴垂直时,.过作直线分别交双曲线两支于两点,且的最小值为.(1)求双曲线的方程;(2)设线段的中点分别为,记的面积为,的面积为(为双曲线的中心),若直线的斜率分别为且,求证:为定值,并求出这个定值.8.(23-24高二上·河北张家口·期末)已知点在双曲线上,双曲线的离心率为.(1)求双曲线的方程;(2)过点的直线交双曲线于不同于点的两点,直线和直线的斜率之和是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.9.(23-24高二上·广东广州·期末)已知双曲线:与圆的一个交点为.(1)求双曲线E的方程;(2)设点A为双曲线E的右顶点,点B,C为双曲线E上关于原点O对称的两点,且点B在第一象限,直线与直线交于点M,直线与双曲线E交于点D.设直线与的斜率分别为,,请问是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.10.(23-24高二上·安徽黄山·期末)如图,已知曲线是以原点O为中心、为焦点的椭圆的一部分,曲线是以原点O为中心,为焦点的双曲线的一部分,A是曲线和曲线的交点,且为钝角,我们把曲线和曲线合成的曲线C称为“月蚀圆”.设.
(1)求曲线和所在的椭圆和双曲线的标准方程;(2)过点作一条与x轴不垂直的直线,与“月蚀圆”依次交于B,C,D,E四点,记G为CD的中点,H为BE的中点.问:是否为定值?若是,求出此定值;若不是,请说明理由.11.(23-24高二上·江苏泰州·期末)已知双曲线:过点,离心率为.(1)求的方程;(2)过点且斜率为的直线交双曲线左支于点,平行于的直线交双曲线的渐近线于A,B两点,点A在第一象限,直线的斜率为.若四边形为平行四边形,证明:为定值.12.(23-24高二上·浙江·期末)已知离心率为的双曲线与x轴交于A,B两点,B在A的右侧.在E上任取一点,过点B作直线QB垂直PA交于点Q,直线PB、QA分别交y轴于不同的两点M,N.(1)求双曲线E的方程;(2)求证:直线与直线的斜率乘积为定值;(3)三角形MNB的外接圆是否过x轴上除B点之外的定点,若是,求出该定点坐标:若不是,请说明理由.13.(23-24高二上·重庆·期末)已知双曲线的渐近线为,双曲线与双曲线C的渐近线相同,过双曲线的右顶点的直线与,在第一、四象限围成三角形面积的最小值为8.(1)求双曲线的方程;(2)点P是双曲线上任意一点,过点P作依次与双曲线C和交于A,B两点,再过点P作依次与双曲线C和交于E,F两点,证明:为定值.14.(23-24高二上·浙江宁波·期末)已知双曲线的渐近线方程为,且点在上.(1)求的方程;(2)点在上,且为垂足.证明:存在点,使得为定值.双曲线中最值问题1.(23-24高二上·四川攀枝花·期末)已知中心在坐标原点,焦点在轴上的双曲线的焦距为4,且过点.(1)求双曲线的标准方程;(2)过点的直线交双曲线的右支于,两点,连接并延长交双曲线的左支于点,求的面积的最小值.2.(23-24高二上·湖北武汉·期末)已知双曲线方程为,,为双曲线的左、有焦点,离心率为2,点为双曲线在第一象限上的一点,且满足,.(1)求双曲线的标准方程;(2)过点作斜率不为0的直线交双曲线于两点;则在轴上是否存在定点使得为定值,若存在,请求出的值及此时面积的最小值,若不存在,请说明理由.3.(23-24高二上·河北石家庄·期末)已知双曲线的离心率为,点分别是双曲线的左右焦点,过的直线交双曲线右支于P,A两点,点P在第一象限,当直线PA的斜率不存在时,.(1)求双曲线的标准方程;(2)线段交圆于点B,记的面积分别为,求的最小值.4.(23-24高二上·河南驻马店·期末)已知双曲线的一条渐近线方程为,为坐标原点,点在双曲线上.(1)求双曲线的方程;(2)若直线与双曲线交于两点,且,求的最小值.5.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)椭圆与双曲线有相同的焦点,且过点.(1)求椭圆的方程;(2)如图所示,记椭圆的左、右顶点分别为A,B,设为直线上不同于点的任意一点,连接线段交椭圆于点,连接线段并延长交椭圆于点.(i)证明:点B在以为直径的圆内;(ii)求四边形面积的最大值.6.(23-24高二上·福建福州·期末)若双曲线的一个焦点是,且离心率为2.(1)求双曲线的方程;(2)已知点,过焦点的直线与双曲线的两支相交于A,B两点,求直线MA和MB的斜率之和的最大值.7.(23-24高二上·四川成都·期末)请解决以下两道关于圆锥曲线的题目.(1)已知圆,圆过点且与圆外切.设点的轨迹为曲线.①已知曲线与曲线无交点,求的最大值(用表示);②若记①的最大值为,圆和曲线相交于、两点,曲线与轴交于点,求四边形的面积的最大值,并求出此时的值.(参考公式:,其中,当且仅当时取等号)(2)如图,椭圆的左右焦点分别为、,其上动点到的距离最大值和最小值之积为,且椭圆的离心率为.①求椭圆的标准方程;②已知椭圆外有一点,过点作椭圆的两条切线,且两切线斜率之积为.是否存在合适的点,使得?若存在,请写出点的坐标;若不存在,请说明理由.8.(22-23高三上·广东东莞·期末)已知,为双曲线E:(,)的左右焦点,点在双曲线E上,O为坐标原点.(1)求双曲线E的标准方程;(2)若不与坐标轴平行的动直线l与双曲线E相切,分别过点,作直线l的垂线,垂足为P,Q,求面积最大值.
专题04双曲线(2种经典基础练+3种优选提升练)双曲线及其标准方程(共16题)一、单选题1.(23-24高二上·江苏宿迁·期末)“”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.充要条件 D.既不充分也不必要条件【答案】A【分析】根据给定条件,求出方程表示双曲线的充要条件,再利用充分条件、必要条件的定义判断即得.【详解】方程表示双曲线,则,解得或,当时,方程表示双曲线,所以“”是“方程表示双曲线”的充分不必要条件.故选:A2.(23-24高二上·山东东营·期末)若是双曲线的两个焦点,为上关于坐标原点对称的两点,且,设四边形的面积为,四边形的外接圆的面积为,则(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】根据给定条件,探求四边形的形状,结合双曲线的定义及勾股定理求出,再求出作答.【详解】依题意,点与,与都关于原点O对称,且,因此四边形是矩形,如图,由双曲线:得:,,于是,显然四边形的外接圆半径为,因此,所以.故答案为:3.(23-24高二上·河北保定·期末)已知为双曲线的左,右焦点,为坐标原点,为双曲线上一点,且,则到轴的距离为(
)A.2 B. C. D.【答案】C【分析】设,由双曲线的定义及余弦定理,求得的值,再利用三角形的面积相等法求得的值,进而求得,得到答案.【详解】由双曲线,可得,则,设,由双曲线的定义,可得,根据余弦定理,可得,解得,再设点的坐标为,则,因为,可得,解得,由,可得,即点到轴的距离为.故选:C.4.(23-24高二上·贵州安顺·期末)已知双曲线的左焦点为F,点P在双曲线C的右支上,M为线段FP的中点,若M到坐标原点的距离为7,则(
)A.8或20 B.20 C.6或22 D.22【答案】B【分析】根据中位线的性质和双曲线的定义,即可求.【详解】由双曲线方程可知,,,设双曲线的右焦点为,中,点分别是的中点,所以,则,又因为.故选:B5.(23-24高二上·湖北·期末)已知一个动圆P与两圆:和:都外切,则动圆P圆心的轨迹方程为(
)A.() B.C.() D.()【答案】A【分析】利用双曲线的定义及两圆的位置关系计算即可.【详解】由题意易知两圆圆心分别为,半径分别为,设动圆圆心,半径,则根据题意有,根据双曲线的定义知的轨迹是以原点为中心,为左右焦点,为实轴长的双曲线的左支,故其轨迹方程为:.故选:A6.(23-24高二上·广东茂名·期末)如图,这是一个落地青花瓷,其中底座和瓶口的直径相等,其外形被称为单叶双曲面,可以看成是双曲线的一部分绕其虚轴所在直线旋转所形成的曲面.若该花瓶横截面圆的最小直径为,最大直径为,双曲线的离心率为,则该花瓶的高为(
)
A. B. C. D.【答案】B【分析】由关系以及离心率、可得双曲线方程,进一步代入即可求解.【详解】由该花瓶横截面圆的最小直径为,有,又由双曲线的离心率为,有,可得双曲线的方程为,代入,可得,故该花瓶的高为.故选:B.7.(23-24高二上·江苏常州·期末)已知双曲线的左右焦点分别为,,点在双曲线上,,则(
)A.13 B.10 C.1 D.13或1【答案】A【分析】根据双曲线的定义求解.【详解】由题意得焦距为,由双曲线定义可得,所以或,又因为在双曲线中,所以,故A正确.故选:A.二、多选题8.(23-24高二上·广东茂名·期末)已知角,则方程可能表示下列哪些曲线(
)A.椭圆 B.双曲线 C.圆 D.两条直线【答案】ABCD【分析】根据题意讨论的取值范围,结合方程分析判断.【详解】当时,则,即,方程可化为,表示双曲线,故B正确;当时,则,方程可化为,表示两条直线,故D正确;当时,则,即方程可化为,表示焦点在轴上的椭圆,故A正确;当时,则,方程可化为,表示圆,故C正确.故选:ABCD.三、填空题9.(23-24高二上·山西大同·期末)点,分别是双曲线的左、右焦点,点在上,且,则的周长是.【答案】【分析】利用双曲线表达式求出焦距,结合余弦定理求出的值,即可求出的周长.【详解】由题意,在双曲线中,,∴,,由余弦定理的推论可得,所以,所以,,所以,所以,所以的周长为.故答案为:.10.(23-24高二上·湖南益阳·期末)的坐标满足方程:,则M的轨迹方程为.【答案】【分析】由题意,结合双曲线的定义即可求解.【详解】设,,由于动点Mx,y的轨迹方程为则,故点M到定点与到定点A5,0的距离差的绝对值为8,则动点Mx,y的轨迹是以为焦点的双曲线,由于,,则,故M的轨迹方程为:,故答案为:.11.(23-24高二上·云南昭通·期末)已知双曲线的右焦点为,实轴长为8,则该双曲线的标准方程为.【答案】【分析】由题意可得条件,,从而得到双曲线标准方程..【详解】由题可得双曲线焦点在轴上,且,,所以,,则双曲线的标准方程为.故答案为:12.(23-24高二上·天津西青·期末)已知双曲线()的两个焦点为,,焦距为20,点P是双曲线上一点,,则.【答案】【分析】由双曲线方程及焦距确定双曲线参数,再由双曲线定义求.【详解】由题设,又且,所以,而,则或,其中,故.故答案为:13.(23-24高二上·山西长治·期末)在双曲线型冷却塔(如图)的建设过程中,人员、物料的运输一直是困扰施工的难题,经实践探索设计出“附墙升降机”,其结构如图所示,安装之后附着在冷却塔的外侧,通过升降吊笼完成输送任务.假设该冷却塔的最小半径为,上口半径为,下口半径为,高为.附墙升降机轨道在点以下与冷却塔贴合,从点到顶端点是竖直的,则长约为(保留整数).
【答案】【分析】根据题意先建立直角坐标系,设双曲线的方程为,则,将代入双曲线方程得到与的关系,再利用高为求出,即可求出AB的距离.【详解】根据双曲线的对称性,在冷却塔的轴截面所在平面建立如图所示的直角坐标系:
使小圆的直径在轴上,圆心与原点重合.此时上、下口的直径都平行于轴,且,设双曲线的方程为,则,因为直径是实轴,又两点都在双曲线上,所以,解得,因为,所以,解得,所以双曲线方程为,所以,因为双曲线关于轴对称,所以.故答案为:.四、解答题14.(23-24高二上·河北石家庄·期末)已知双曲线过点且与椭圆有相同的焦点,(1)求双曲线的标准方程;(2)若点在双曲线上,且,求与的值.【答案】(1)1(2)【分析】(1)由椭圆方程可得,设双曲线方程,则且,解出a、b即可;(2)利用平面向量数量积的坐标表示可得,结合计算即可求解.【详解】(1)椭圆x2+4y2=16,即为1,所以焦点,设双曲线的方程为,则,又1,解得,所以双曲线的方程为1;(2)若点在双曲线上,且0,即,得,又,解得.15.(23-24高二上·河南漯河·期末)求符合下列条件的曲线方程:(1)已知点四点,你只需任意选择其中三个点作圆,求所作圆的标准方程.(2)以轴,轴为对称轴,且同时过两点的圆锥曲线的标准方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)若选、,可以推导出圆心为、的中点,半径,即可求出圆的方程;若选、、或、、设出圆的一般式方程,即可得到方程组,解得即可;(2)首先判断不可能为抛物线,设为,代入点的坐标得到方程组,解得即可.【详解】(1)若选择、、三点,因为,,所以,即,所以圆心为、的中点,半径,所以过、、三点的圆的方程为;若选择、、三点,设圆的方程为,则,解得,所以过、、三点的圆的方程为;若选择、、三点,因为,,所以,即,所以圆心为、的中点,半径,所以过、、三点的圆的方程为;若选择、、三点,设圆的方程为,则,解得,所以过、、三点的圆的方程为;(2)依题意该圆锥曲线不可能为抛物线,故设曲线方程为,则,解得,所以曲线方程为.16.(23-24高二上·山东青岛·期末)已知双曲线与椭圆的焦点相同,点是和在第一象限的公共点,记的左,右焦点依次为,,.(1)求的标准方程;(2)设点在上且在第一象限,,的延长线分别交于点,,设,分别为,的内切圆半径,求的最大值.【答案】(1)(2)【分析】(1)由椭圆和双曲线定义得到方程组,求得,进而可得,可求椭圆的方程;(2)设,,,由椭圆定义得到,设直线,,与椭圆方程联立,得到两根之和,两根之积,结合基本不等式求出的最大值.【详解】(1)双曲线方程为,由椭圆和双曲线定义可得,,又,故,,又因为,所以,则椭圆的标准方程为(2)设,,,显然,,,,由椭圆定义知:,的周长均为,
所以,同理,所以,设直线,,将直线方程代入椭圆的方程得:,所以,即,同理,所以,当且仅当,时等号成立.所以的最大值为.【点睛】方法点睛:圆锥曲线中最值或范围问题的常见解法:(1)几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用几何法来解决;(2)代数法,若题目的条件和结论能体现某种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数的最值或范围.双曲线的简单几何性质(共21题)一、单选题1.(23-24高二上·安徽·期末)已知双曲线的渐近线方程为,则该双曲线的焦点坐标分别为(
)A., B.,C., D.,【答案】B【分析】由渐近线、的关系以及焦点的概念即可求解.【详解】已知双曲线的渐近线方程为,对照,可得,所以,所以该双曲线的焦点坐标分别为,.故选:B.2.(23-24高二上·重庆·期末)已知椭圆的左焦点是双曲线的左顶点,则双曲线的渐近线为(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】根据椭圆和双曲线相关基本知识直接求解即可.【详解】设椭圆焦距为,则,则,所以椭圆的左焦点为,所以双曲线的左顶点为,所以,所以,所以双曲线的渐近线为.故选:D3.(23-24高二上·河南漯河·期末)双曲线()的一条渐近线为,则其离心率为(
)A. B. C.或 D.或【答案】B【分析】首先表示出双曲线的渐近线方程,即可得到,再由离心率公式计算可得.【详解】双曲线()的渐近线为,依题意可得,则双曲线的离心率.故选:B4.(23-24高二上·上海奉贤·期末)如图,椭圆①,②与双曲线③,④的离心率分别为,,,,其大小关系为(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】根据椭圆与双曲线的离心率的性质即可解决.【详解】由题意得到椭圆①,②的b值相同,a值①比②小,则,可以知道,;根据双曲线的开口越大离心率越大,则.所以,故选:A.5.(23-24高二上·陕西西安·期末)已知双曲线的离心率为2,则该双曲线的渐近线方程为(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】根据双曲线离心率求出a的值,即可求出双曲线的渐近线方程.【详解】由题意得双曲线离心率,解得,(负值舍),则,故双曲线的渐近线方程为.故选:D6.(23-24高二上·河北石家庄·期末)如图所示,某拱桥的截面图可以看作双曲线的图象的一部分,当拱顶M到水面的距离为米时,水面宽为米,则此双曲线的虚轴长为(
)
A. B.2 C.3 D.6【答案】D【分析】由题得出,代入求得,得到双曲线标准方程即可得出答案.【详解】由题意得,代入得,解得,即,因此虚轴长为,故选:D.二、多选题7.(23-24高二上·云南昭通·期末)已知点P是双曲线上任意一点,,是C的左、右焦点,则下列结论正确的是(
)A. B.C的离心率为C. D.C的渐近线方程为【答案】AB【分析】根据双曲线的简单性质计算即可.【详解】由标准方程可得,所以,A正确;离心率,B正确;,,C错误;渐近线方程为,D错误.故选:AB.8.(23-24高三上·河北保定·期末)已知双曲线的渐近线方程为,则下列结论正确的是(
)A. B.的离心率为C.曲线经过的一个顶点 D.与有相同的渐近线【答案】ACD【分析】根据双曲线的渐近线方程求出即可判断A;根据双曲线的离心率公式即可判断B;求出双曲线的顶点即可判断C;求出双曲线的渐近线方程即可判断D.【详解】双曲线的渐近线方程为,所以,解得(舍去),故A正确;双曲线,所以的离心率为,故B错误;双曲线的顶点为,因为,所以曲线经过的一个顶点2,0,故C正确;对于D,令,则,即的渐近线方程为,故D正确.故选:ACD.9.(23-24高二上·辽宁大连·期末)已知双曲线C的方程为,则下列说法正确的是(
)A.双曲线C的实轴长为6B.双曲线C的渐近线方程为C.双曲线C的焦点到渐近线的距离为4D.双曲线C上的点到焦点距离的最小值为8【答案】AC【分析】根据双曲线的方程,求得,结合双曲线的几何性质,逐项判定,即可求解.【详解】由双曲线,可得,则,对于A中,双曲线的实轴长为,所以A正确;对于B中,双曲线的渐近线方程为,所以B不正确;对于C中,设双曲线的右焦点,不妨设一条渐近线方程为,即,可得焦点到渐近线的距离为,所以C正确;对于D中,根据双曲线的性质,可得双曲线上的点到焦点的最短距离为,所以D错误.故选:AC.三、填空题10.(23-24高二上·广东深圳·期末)经过点,且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线的标准方程是.【答案】【分析】根据题意,得双曲线的方程为,将点代入方程,求得的值,即可求解.【详解】由题意,所求双曲线为等轴双曲线,可得双曲线的方程为,因为所求双曲线过点,可得,解得,所以,所求双曲线的方程为.故答案为:.11.(23-24高二上·上海·期末)已知双曲线E与双曲线具有相同的渐近线,且经过点,则双曲线E的方程为.【答案】【分析】由相同渐近线的双曲线方程待定参数,将点的坐标代入即可求解.【详解】由题意不妨设与双曲线具有相同的渐近线的双曲线E的方程为,若双曲线E经过点,则,解得,所以双曲线E的方程为.故答案为:.12.(23-24高二上·内蒙古巴彦淖尔·期末)若双曲线的虚轴长为4,则该双曲线的渐近线方程为.【答案】【分析】根据题意,结合双曲线的几何性质,即可求解.【详解】由双曲线的虚轴长为4,可得,解得,所以该双曲线的渐近线方程为.故答案为:.13.(23-24高二上·云南昆明·期末)若双曲线E:的一条渐近线与圆C:交于A,B两点,若,则E的焦距为.【答案】【分析】根据给定条件,结合圆的性质可得点到渐近线的距离为1,再利用点到直线距离公式计算得解.【详解】圆C:的圆心,半径,由,得,则点到直线的距离为1,双曲线E:的渐近线为,于是,解得,所以E的焦距为.故答案为:
14.(23-24高二上·内蒙古呼和浩特·期末)已知为双曲线的右焦点,为双曲线的两条渐近线,以为圆心的圆与渐近线相切于两点,则.【答案】4【分析】根据点到直线的距离公式、直线与圆的位置关系、双曲线与圆的对称性及等面积法计算弦长即可.【详解】由题意可知到渐近线的距离为,即该圆半径为,如图所示,连接交横轴于D点,利用双曲线与圆的对称性可知,所以,在直角中,易知,所以,则.故答案为:四、解答题15.(23-24高二上·浙江·期末)已知离心率为的双曲线与x轴交于A,B两点,B在A的右侧.在E上任取一点,过点B作直线QB垂直PA交于点Q,直线PB、QA分别交y轴于不同的两点M,N.(1)求双曲线E的方程;(2)求证:直线与直线的斜率乘积为定值;(3)三角形MNB的外接圆是否过x轴上除B点之外的定点,若是,求出该定点坐标:若不是,请说明理由.【答案】(1)(2)证明见解析;(3)过定点,坐标为【分析】(1)根据离心率和双曲线方程可得,可求出双曲线E的方程;(2)分别表示出,再由化简可得斜率乘积为定值2;(3)求出三角形MNB的外接圆圆心坐标为,写出圆的标准方程并令可解得符合题意,即可得外接圆过定点.【详解】(1)由离心率为可得,又易知,所以,可得双曲线E的方程为;(2)易知,如下图所示:易知的斜率均存在,且满足,可得,又易知,所以,因此直线与直线的斜率乘积为定值2;(3)由(2)可知直线的方程为,直线的方程为;因此可得,所以三角形MNB的外接圆圆心在线段的垂直平分线上,即;线段的中点坐标为,易知线段的垂直平分线为,联立两直线方程可得圆心坐标为,所以外接圆半径为,圆的标准方程为,令可得,解得(舍)或因此可得三角形MNB的外接圆过x轴上除B点之外的定点,该定点坐标为.【点睛】关键点点睛:求解三角形MNB的外接圆过定点时,关键是写出外接圆的标准方程,再令纵坐标即可求得定点坐标为.16.(23-24高二上·上海·期末)在平面直角坐标系中,双曲线的左顶点到右焦点的距离是3,且的离心率是2.(1)求双曲线的标准方程;(2)点是上位于第一象限的一点,点关于原点对称,点关于轴对称.延长至使得,且直线和的另一个交点位于第二象限中.(ⅰ)求的取值范围,并判断是否成立?(ⅱ)证明:不可能是的三等分线.【答案】(1)(2)(ⅰ);(ⅱ)证明见解析【分析】(1)结合题意可得,解出,写出双曲线方程即可.(2)(ⅰ)根据题意,得到,求得直线的方程,联立方程组,结合韦达定理,求得点的坐标,列出不等式关系式,求得的范围,再由(ⅰ),求得直线的斜率并化简,得到,即,(ⅱ)求得的范围,进而证得不可能是的三等分线.【详解】(1)因为双曲线的左顶点到右焦点的距离是3,且的离心率是2,所以,解得,故双曲线的标准方程为;(2)(ⅰ)因为点Ax0,y0是上位于第一象限的一点,点关于原点对称,点关于轴对称.延长至使得,所以,所以,可得直线的方程为,联立,消去并整理得,因为直线与双曲线有两个交点,并设,所以,由韦达定理得,解得,则,所以成立,此时只需,解得,则的取值范围为,易知所以,即,(ⅱ)证明:由(ⅰ)知,因为,所以,故不可能是的三等分线.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中取值范围问题的五种求解策略:(1)利用圆锥曲线的几何性质或判别式构造不等关系,从而确定参数的取值范围;(2)利用已知参数的范围,求新的参数的范围,解这类问题的核心是建立两个参数之间的等量关系;(3)利用隐含的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;(4)利用已知的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;(5)利用求函数值域的方法将待求量表示为其他变量的函数,求其值域,从而确定参数的取值范围.17.(23-24高二上·福建福州·期末)已知标准双曲线的焦点在轴上,且虚轴长,过双曲线的右焦点且垂直轴的直线交双曲线于两点,的面积为.(1)求双曲线的标准方程;(2)过点的直线交双曲线于两点,且点是线段的中点,求直线的方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)根据题意,表示出AB,再由的面积,并结合双曲线中的关系求解;(2)法一:设出直线的点斜式方程,与双曲线方程联立,借助韦达定理和中点坐标公式求解;法二:利用点差法求解.【详解】(1)由题设双曲线,直线的方程为联立方程解得,又,,则而所以双曲线的标准方程为.(2)法一:因为过点的直线与双曲线相交于两点,可知,直线的方程不是,设直线的方程为即联立方程得①解得将代入①,得故直线的方程为.法二:因为过点的直线与双曲线相交于两点,可知,直线的方程不是,设得,,直线的方程为,即,联立方程得,故直线的方程为.18.(23-24高二上·河南驻马店·期末)已知双曲线的一条渐近线方程为,为坐标原点,点在双曲线上.(1)求双曲线的方程;(2)若直线与双曲线交于两点,且,求的最小值.【答案】(1)(2)【分析】(1)依题意可得,解得、,即可得解;(2)解法一:设,直线的方程为,联立直线与双曲线方程,消元、列出韦达定理,由整理得到,即可表示出,从而求出其最小值;解法二:设,,联立直线与双曲线方程,即可求出、,即可得到,同理得到,从而得到,再由基本不等式计算可得.【详解】(1)由双曲线C的一条渐近线方程为,且双曲线过,所以,解得,故双曲线的方程为.(2)解法一:设,直线的方程为,联立,得,则,且,由,即,即,即,即,整理得,所以,当且仅当时,等号成立,故的最小值为.方法二:由题意知直线的斜率存在且不等于,设,,由,即,联立,解得,则,同理,其中,故,而,当且仅当时,等号成立,故的最小值为.【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:(1)设直线方程,设交点坐标为x1,y(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,必要时计算;(3)列出韦达定理;(4)将所求问题或题中的关系转化为、的形式;(5)代入韦达定理求解.19.(23-24高二上·山东青岛·期末)已知双曲线过点,左右焦点分别为,且.(1)求的标准方程.(2)设过点的直线与交于两点,问在轴上是否存在定点,使得为常数?若存在,求出点的坐标及该常数的值:若不存在,请说明理由.【答案】(1);(2)存在,点,该常数为56【分析】(1)根据给定条件,利用双曲线定义求出实轴长即可求出双曲线方程.(2)设出直线的方程,与双曲线方程联立,结合韦达定理及数量积的坐标表示求解即得.【详解】(1)依题意,双曲线半焦距,,则,所以的方程为.(2)依题意,直线的斜率存在,设的方程为,由,消去得,显然,且,得且,则,设存在符合条件的定点,则,因此要为常数,当且仅当,解得,此时该常数的值为56,所以在轴上存在点,使得为常数,该常数为56.
20.(23-24高二上·福建龙岩·期末)已知定点,直线相交于点M,且它们的斜率之积为,记动点M的轨迹为曲线C.(1)求曲线C的方程;(2)点满足,直线与双曲线分别相切于点A,B.证明:直线与曲线C相切于点Q,且.【答案】(1)(2)证明见解析【分析】(1)设,根据题意结合斜率公式运算求解;(2)设Ax1,y1,Bx2,y2,直线的斜率分别为直线,根据直线与双曲线相切可得,,由切线均过点Px0,y0可得,,同构可知直线的方程为,联立方程证明直线与曲线【详解】(1)设,则,由题意可得,整理得,所以曲线C的方程.(2)设Ax1,y1则,,可知直线的方程为,联立方程,消去y得,则,可得,且,即,代入可得,则,同理可得,又因为切线均过点Px0可知为方程的两根,且,则,可得,则,即,可知为直角三角形,又因为,整理得,同理可得,可知直线的方程为,即直线的斜率,联立方程,消去y得,且且,则,可得,解得,且,即直线与曲线C相切于点,则,可得,可知,则,可得,即,所以直线与曲线C相切于点Q,且.【点睛】关键点点睛:同构思想的应用:1.根据题意可知为方程的两根;2.根据,,可知直线的方程为.21.(23-24高二上·江苏泰州·期末)已知双曲线:过点,离心率为.(1)求的方程;(2)过点且斜率为的直线交双曲线左支于点,平行于的直线交双曲线的渐近线于A,B两点,点A在第一象限,直线的斜率为.若四边形为平行四边形,证明:为定值.【答案】(1)(2)证明见详解【分析】(1)根据双曲线离心率公式,结合代入法进行求解即可;(2)设直线的方程为,直线的方程为,,将代入直线可得,联立直线与椭圆方程得关于的一元二次方程,由韦达定理得;联立方程和渐近线方程求出,得到,由题易得,即,联立求出的关系式,再由定义表示出,将所有未知量全部代换成即可求证.【详解】(1)因为双曲线:过点,离心率为,所以有;(2)设直线的方程为,直线的方程为,,将代入直线得,即,联立,得,得,即,,因为在第一象限,双曲线渐近线方程为,联立,得,即,联立,得.即,所以,因为,所以,所以①,又②,①②得,,所以,所以,因为所以,为定值.【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:(1)设直线方程,设交点坐标为;(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,注意的判断;(3)列出韦达定理;(4)将所求问题或题中的关系转化为、(或、)的形式;(5)代入韦达定理求解.双曲线中定点问题1.(23-24高二上·重庆·期末)已知点,动点到直线l:的距离为d,且,记S的轨迹为曲线C.(1)求曲线C的方程;(2)若,分别为曲线C的左、右顶点,M,N两点在直线上,且.连接,分别与C交于点P,Q,求证:直线PQ过定点,并求出定点坐标.【答案】(1)(2)证明见解析,定点【分析】(1)根据,分别表示出,,化简即得曲线C的方程;(2)根据题意,表示出,的直线方程,与曲线联立,表示出,两点坐标,求出直线方程,进而得到直线恒过定点.【详解】(1)因为点,动点到直线l:的距离为d,所以,又因为,所以,两边同时平方得,整理得,所以曲线C的方程.(2)由(1)可得,,设,因为,则,,,将与联立,消去整理得,所以,即,,所以,所以,,故,将与联立,消去整理得,所以,即,,所以,所以,,所以,当时,直线方程为,所以直线PQ过定点,定点坐标,当时,两点分别为或,所以直线PQ过定点坐标,所以直线PQ过定点,定点坐标为【点睛】方法点睛:求动点轨迹的方法,一般有直接法,转移法以及交轨法.其中转移法适用于两个动点的情形,一个是已知曲线上的动点,另一个是所求动点,先通过条件用所求动点坐标表示已知动点坐标,再代入已知动点所在曲线方程,化简可得所求动点轨迹方程.2.(23-24高二上·湖南衡阳·期末)已知曲线上的动点满足,且.(1)求的方程;(2)已知直线与交于两点,过分别作的切线,若两切线交于点,且点在直线上,证明:经过定点.【答案】(1)(2)证明见解析【分析】(1)根据双曲线的定义即可求解,(2)联立直线与双曲线方程得韦达定理,即可根据相切得判别式为0,可得,进而可得坐标,根据两点坐标可得直线的方程,即可根据交点在直线化简求解.【详解】(1)因为,所以曲线是以为焦点,以2为实轴长的双曲线,所以实半轴长,半焦距,虚半轴长,所以曲线的方程为.(2)由题知切线斜率均存在,所以设过点所作的切线分别为,由题意知且,由得,因为与相切,所以,且,整理得.此时可得,即.同理.由得.直线的斜率为,所以的方程为,令,得,即经过定点.【点睛】圆锥曲线中定点问题的两种解法(1)引进参数法:先引进动点的坐标或动线中系数为参数表示变化量,再研究变化的量与参数何时没有关系,找到定点.(2)特殊到一般法:先根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关.技巧:若直线方程为,则直线过定点;若直线方程为(为定值),则直线过定点3.(23-24高二上·山东泰安·期末)已知双曲线的左焦点,一条渐近线方程为,过做直线与双曲线左支交于两点,点,延长与双曲线右支交于两点.(1)求双曲线的方程;(2)判断直线是否过定点?若过定点,求出该点的坐标;若不过定点,请说明理由.【答案】(1)(2)过定点【分析】(1)由双曲线几何性质求方程;(2)分斜率存在于不存在分别研究,直线方程与双曲线方程联立,设,则直线的方程为,与双曲线求交点得,同理,从而求出直线的方程,可证.【详解】(1)由题意可知:解得双曲线的方程为(2)当直线的斜率存在时,设为,则直线的方程为由整理得与左支交于两点,解得设,则直线的方程为代入整理得设,则,,,同理直线的斜率直线的方程为,即直线过定点当直线的斜率不存在时,直线的方程为,不妨设点在轴上方,则,直线的方程为由,解得同理此时直线过点【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:(1)设直线方程,设交点坐标;(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于x(或y)的一元二次方程;(3)列出韦达定理;(4)将所求问题或题中的关系结合韦达定理运算求解.4.(23-24高二上·山东滨州·期末)已知双曲线的实轴长为4,且双曲线经过点.(1)求双曲线的标准方程;(2)过点且斜率不为零的直线与双曲线交于两点,关于轴的对称点为,求证:直线过定点.【答案】(1)(2)证明见解析【分析】(1)由题意得,,由此即可得解.(2)设点Ax1,y1,Bx2,y2【详解】(1)因为双曲线的实轴长为4,所以,解得.又双曲线经过点,所以,.解得,所以双曲线的方程为.(2)设直线的方程为,设点Ax1,y1将代入方程,得,易知,则,由三点共线可得,所以,所以,所以,所以,所以,又,所以,直线的方程为,所以直线过定点.【点睛】关键点睛:本题第二问的关键是适当设点、设直线,结合韦达定理三点共线即可顺利得解.5.(23-24高二上·上海·期末)已知双曲线:的左右顶点分别为、.(1)求以、为焦点,离心率为的椭圆的标准方程;(2)直线过点与双曲线交于、两点,若点恰为弦的中点,求出直线的方程;(3)动直线:恒过,且与双曲线的交于、两点(异于),点(常数)是轴上的一个定点,若恒有成立,求实数的值.【答案】(1)(2)(3)1【分析】(1)根据题意可求得椭圆焦点,,再结合离心率为,求出得解;(2)利用点差法求出直线的斜率进而求出直线方程;(3)由,即,设出,,联立直线与双曲线,根据韦达定理代入运算得解.【详解】(1)由题意可得,,,则,又,,,所以椭圆的标准方程为.(2)设Ax1,y1,Bx2,y又因为两点在双曲线上,可得,两式相减得,化简整理得,即,所以直线的方程为,即.经检验,满足题意(3)由动直线恒过点,可得,即直线,设,,联立直线与双曲线,,消去整理得,因为直线与双曲线Γ的交于M、N两点,所以,,则,,由,得,即,即,整理得,即,当时,上式成立,当时,得,所以当时,恒有成立.【点睛】关键点睛:本题第三问,轴上定点恒有,关键转化为,联立直线与双曲线,根据韦达定理代入运算得解.双曲线中定值问题1.(22-23高二上·安徽蚌埠·期末)已知分别为双曲线和双曲线上不与顶点重合的点,且的中点在双曲线的渐近线上.(1)设的斜率分别为,求证:为定值;(2)判断的面积是否为定值,如果是,求出该定值;如果不是,说明理由.【答案】(1)证明见解析(2)定值,1【分析】(1)设,借鉴点差法原理构造求解.(2)设,联立双曲线,可找到,同理可找出,由面积公式表示出化简即可.【详解】(1)设,则由的中点在双曲线的渐近线上,则,即为定值.(2)(1)(2)联立(1)(2)得:同理,设到直线的距离为,则由(1)知:2.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)已知,分别是双曲线:(,)的左、右焦点,,点到的渐近线的距离为3.(1)求双曲线的标准方程及其渐近线方程;(2)已知点为坐标原点,动直线与相切,若与的两条渐近线交于,两点,求证:的面积为定值.【答案】(1)双曲线的标准方程为,渐近线方程为(2)证明过程见详解.【分析】(1)利用焦距求出,利用点到直线距离公式表示到的渐近线的距离求出,再利用求出,然后求出渐近线.(2)讨论直线的斜率是否存在,且当直线的斜率存在时,设出直线方程,与双曲线方程联立,根据,找到参数之间的关系,线段的长,利用点到直线的距离公式求出三角形的高,求得面积,即可证明.【详解】(1)因为,所以,因为F1−c,0,渐近线为,即则到的渐近线的距离为可表示为,所以,所以双曲线的标准方程为,渐近线方程为.(2)①当直线经过双曲线的顶点时直线的斜率不存在,此时直线方程为,此时易得,点到直线的距离为,所以此时②当直线的斜率存在时设直线为,由得因为直线于双曲线相切,所以且,整理得且,即由得,则同理得到所以点到直线的距离所以所以的面积为定值3.
【点睛】利用,找到参数之间的关系,再利用公式求得,利用点到直线的距离公式求出三角形的高,进而求出面积是解题关键.3.(23-24高二上·辽宁大连·期末)双曲线和的方程均满足,其中的焦点在轴上,顺次连接的两个焦点和的两个顶点恰好可以构成一个面积为4的正方形.(1)求双曲线和的方程.(2)若为左支上一动点且不在轴上,过作的切线交于两点,过作的平行线交于,顺次连接四点构成四边形,求证:四边形的面积为定值.【答案】(1),(2)证明见解析【分析】(1)根据题意,结合双曲线的几何性质,以及,即可求得曲线和的方程;(2)设,切线,联立方程组,根据,得到,求得,且,在联立方程组求得,,得到直线的方程为,联立方程组,就得,,证得,结合,即可得证.【详解】(1)解:由双曲线和的方程均满足,其中的焦点在轴上,且顺次连接的两个焦点和的两个顶点恰好可以构成一个面积为4的正方形,可得的焦点在轴上,则且,解得,又由,对于曲线,可得,所以,对于曲线,可得,所以.(2)解:设,切线,联立方程组,整理得,则,可得,又因为,可得,代入得,因为,所以,解得,且在直线上,所以,由,解得,即,又由,解得,即,可得直线的方程为,联立方程组,整理得,解得,可得,即,同理可得,所以,所以,又由,,且,所以四边形的面积为,即四边形的面积为定值.【点睛】解答圆锥曲线的定点、定值问题的策略:1、参数法:参数解决定点问题的思路:①引进动点的坐标或动直线中的参数表示变化量,即确定题目中核心变量(通常为变量);②利用条件找到过定点的曲线之间的关系,得到关于与的等式,再研究变化量与参数何时没有关系,得出定点的坐标;2、由特殊到一般发:由特殊到一般法求解定点问题时,常根据动点或动直线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关.4.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知离心率为的双曲线C:x2a2(1)求的方程;(2)如图,点为双曲线上的任意一点,为原点,过点作双曲线两渐近线的平行线,分别与两渐近线交于、两点,求证:平行四边形的面积为定值.【答案】(1)(2)证明见解析【分析】(1)求出的值,结合双曲线的离心率可求得的值,进而可求得的值,由此可得出双曲线的方程;(2)设点,则,求出以及点到直线的距离,利用平行四边形的面积公式可证得结论成立.【详解】(1)解:因为,则,因为双曲线C:x2a2−y2所以,,故双曲线的方程为.(2)证明:设点,则,由图可知,直线的方程为,直线的方程为,因为,则直线的方程为,联立可得,所以,,点到直线的距离为,所以,平行四边形的面积为为定值.【点睛】方法点睛:求定值问题常见的方法有两种:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.5.(23-24高二上·吉林长春·期末)已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为.(1)求C的方程;(2)记C的右顶点为A,过点A作直线MA,NA与C的左支交于M,N两点,且,,D为垂足.证明:存在定点Q,使得为定值,并求出Q点坐标.【答案】(1)(2)证明见解析,【分析】(1)根据题意,列出方程组,求得的值,即可求解;(2)设直线MN方程为,联立方程组,得到,根据,整理得到,求得,得到直线MN过定点,再由直线MN的斜率不存在时,设直线方程为,得到过定点,再由,即可求解.【详解】(1)解:由题意,双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率为,可得,解得,所以双曲线方程.(2)解:由(1)知,当直线MN斜率存在时,设直线MN方程为,联立方程组,整理得,,即,设,由韦达定理可得因为,所以,可得,即,即,整理得,即,即,可得,解得,将代入直线,此时直线过定点,不合题意;将代入直线,此时直线过定点,当直线的斜率不存在时,不妨设直线方程为,因为,所以为等腰直角三角形,此时M点坐标为,所以(舍)或,此时过定点,综上可知,直线恒过定点,因为,此时存在以AP为斜边的直角三角形,所以存在定点Q为AP中点满足,此时.【点睛】解答圆锥曲线的定点、定值问题的策略:1、参数法:参数解决定点问题的思路:①引进动点的坐标或动直线中的参数表示变化量,即确定题目中核心变量(通常为变量);②利用条件找到过定点的曲线之间的关系,得到关于与的等式,再研究变化量与参数何时没有关系,得出定点的坐标;2、由特殊到一般发:由特殊到一般法求解定点问题时,常根据动点或动直线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关.6.(23-24高二上·山东淄博·期末)已知双曲线(,)的离心率为2,且经过点.(1)求双曲线的方程;(2)点,在双曲线上,且,,为垂足.证明:①直线过定点;②存在定点,使得为定值.【答案】(1);(2)①证明见解析;②存在定点.【分析】(1)由给定的点和离心率求出即可得双曲线的方程.(2)设出点的坐标,在斜率存在时设方程为,联立直线与双曲线方程,结合已知求得的关系,进而得直线恒过定点,验证直线斜率不存在的情况,然后结合直角三角形的性质即可确定满足题意的点的位置.【详解】(1)由双曲线的离心率为2,得,则,由双曲线过点,得,于是,所以双曲线的方程为.(2)①设点,当直线斜率存在时,设直线的方程为,由消去得,,显然,即,,由,得,而,则,整理得,即,整理得,显然直线不过点,即,因此,即,符合题意,直线:过定点,当直线斜率不存在时,点,,而,显然,解得,直线:过点,所以直线过定点.②由①知,直线过定点,而点,线段中点,又,当点与不重合时,点是以线段为斜边的直角三角形的直角顶点,则,当点与重合时,,所以存在定点,使得为定值.【点睛】方法点睛:(1)引出变量法,解题步骤为先选择适当的量为变量,再把要证明为定值的量用上述变量表示,最后把得到的式子化简,得到定值;(2)特例法,从特殊情况入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.7.(23-24高二上·重庆·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,过作直线交双曲线右支于两点,当直线与轴垂直时,.过作直线分别交双曲线两支于两点,且的最小值为.(1)求双曲线的方程;(2)设线段的中点分别为,记的面积为,的面积为(为双曲线的中心),若直线的斜率分别为且,求证:为定值,并求出这个定值.【答案】(1)(2)证明见解析,【分析】(1)根据和的最小值为可求出,则双曲线的方程可求;(2)设出直线和的方程,结合题目所给信息,将直线方程与双曲线方程联立,利用韦达定理求出中点的坐标,推出直线的方程,此时问题转化为点与点到直线的距离之比即可解决.【详解】(1)由已知当直线与轴垂直时,,即①,又的最小值为,即②,所以由①②得,所以双曲线的方程为;(2)由(1)得,因为,所以,设直线的方程为,设直线的方程为,联立,消去并整理得此时,不妨设,则,此时,,所以,同理得,设直线的斜率为,则所以直线的方程为,即所有直线恒过点,所以点与点到直线的距离之比为所以.【点睛】方法点睛:求定值问题常见的方法有两种:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关.(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.8.(23-24高二上·河北张家口·期末)已知点在双曲线上,双曲线的离心率为.(1)求双曲线的方程;(2)过点的直线交双曲线于不同于点的两点,直线和直线的斜率之和是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.【答案】(1)(2)是定值,且为【分析】(1)代入点以及离心率列方程求解即可;(2)该直线斜率必不为零,设出直线方程,与双曲线联立,利用韦达定理,代入直线和直线的斜率计算即可.【详解】(1)由已知得,解得,故双曲线的方程为;(2)由题意可得直线斜率必不为零,故设直线的方程为:,即,设Ax1,y联立,消去得,解得或,且所以,所以所以.所以直线和直线的斜率之和为定值,且为.【点睛】方法点睛:求定值问题常见的方法有两种:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个定值与变量无关;(2)直接推理,计算,并在计算推理的过程中消失变量,从而得到定值.9.(23-24高二上·广东广州·期末)已知双曲线:与圆的一个交点为.(1)求双曲线E的方程;(2)设点A为双曲线E的右顶点,点B,C为双曲线E上关于原点O对称的两点,且点B在第一象限,直线与直线交于点M,直线与双曲线E交于点D.设直线与的斜率分别为,,请问是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.【答案】(1)(2)为定值,且该定值为【分析】(1)将点代入方程后计算即可得;(2)设出点坐标,由点坐标可求得,的表达式,借助点坐标在双曲线上满足双曲线方程,则可化简,从而得解.【详解】(1)由题意可得,即有,则有,整理得,即,即(舍去)或,,故双曲线E的方程为;(2)设,,,则,则,令,则,即,则,代入,故,化简得,则有,即,故,即,则,,由在双曲线上,故有,即,则,即,即为定值,且该定值为.【点睛】关键点睛:本题关键在于借助在双曲线上,得到,从而化简,得到,从而得解.10.(23-24高二上·安徽黄山·期末)如图,已知曲线是以原点O为中心、为焦点的椭圆的一部分,曲线是以原点O为中心,为焦点的双曲线的一部分,A是曲线和曲线的交点,且为钝角,我们把曲线和曲线合成的曲线C称为“月蚀圆”.设.
(1)求曲线和所在的椭圆和双曲线的标准方程;(2)过点作一条与x轴不垂直的直线,与“月蚀圆”依次交于B,C,D,E四点,记G为CD的中点,H为BE的中点.问:是否为定值?若是,求出此定值;若不是,请说明理由.【答案】(1)椭圆所在的标准方程为,双曲线所在的标准方程为(2)是定值,为,理由见解析【分析】(1)设椭圆所在的标准方程为,双曲线所在的标准方程为,根据在曲线上、焦点坐标可得答案;(2)设直线的方程为,,直线的方程与椭圆方程、双曲线方程分别联立,利用韦达定理求出、,由转化为化简可得答案.【详解】(1)设椭圆所在的标准方程为,双曲线所在的标准方程为,因为,所以可得,,解得,,所以椭圆所在的标准方程为,双曲线所在的标准方程为;(2)是定值,为,理由如下,由(1)椭圆所在的标准方程为,双曲线所在的标准方程为,因为直线与“月蚀圆”依次交于B,C,D,E四点,所以直线的斜率不为0,设直线的方程为,,双曲线的渐近线方程为,所以,可得,,直线的方程与椭圆方程联立,整理得,所以,所以,直线的方程与双曲线方程联立,整理得,所以,所以,所以,所以是定值.【点睛】关键点点睛:第二问解题的关键点是由转化为,再利用韦达定理.11.(23-24高二上·江苏泰州·期末)已知双曲线:过点,离心率为.(1)求的方程;(2)过点且斜率为的直线交双曲线左支于点,平行于的直线交双曲线的渐近线于A,B两点,点A在第一象限,直线的斜率为.若四边形为平行四边形,证明:为定值.【答案】(1)(2)证明见详解【分析】(1)根据双曲线离心率公式,结合代入法进行求解即可;(2)设直线的方程为,直线的方程为,,将代入直线可得,联立直线与椭圆方程得关于的一元二次方程,由韦达定理得;联立方程和渐近线方程求出,得到,由题易得,即,联立求出的关系式,再由定义表示出,将所有未知量全部代换成即可求证.【详解】(1)因为双曲线:过点,离心率为,所以有;(2)设直线的方程为,直线的方程为,,将代入直线得,即,联立,得,得,即,,因为在第一象限,双曲线渐近线方程为,联立,得,即,联立,得.即,所以,因为,所以,所以①,又②,①②得,,所以,所以,因为所以,为定值.【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:(1)设直线方程,设交点坐标为;(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,注意的判断;(3)列出韦达定理;(4)将所求问题或题中的关系转化为、(或、)的形式;(5)代入韦达定理求解.12.(23-24高二上·浙江·期末)已知离心率为的双曲线与x轴交于A,B两点,B在A的右侧.在E上任取一点,过点B作直线QB垂直PA交于点Q,直线PB、QA分别交y轴于不同的两点M,N.(1)求双曲线E的方程;(2)求证:直线与直线的斜率乘积为定值;(3)三角形MNB的外接圆是否过x轴上除B点之外的定点,若是,求出该定点坐标:若不是,请说明理由.【答案】(1)(2)证明见解析;(3)过定点,坐标为【分析】(1)根据离心率和双曲线方程可得,可求出双曲线E的方程;(2)分别表示出,再由化简可得斜率乘积为定值2;(3)求出三角形MNB的外接圆圆心坐标为,写出圆的标准方程并令可解得符合题意,即可得外接圆过定点.【详解】(1)由离心率为可得,又易知,所以,可得双曲线E的方程为;(2)易知,如下图所示:易知的斜率均存在,且满足,可得,又易知,所以,因此直线与直线的斜率乘积为定值2;(3)由(2)可知直线的方程为,直线的方程为;因此可得,所以三角形MNB的外接圆圆心在线段的垂直平分线上,即;线段的中点坐标为,易知线段的垂直平分线为,联立两直线方程可得圆心坐标为,所以外接圆半径为,圆的标准方程为,令可得,解得(舍)或因此可得三角形MNB的外接圆过x轴上除B点之外的定点,该定点坐标为.【点睛】关键点点睛:求解三角形MNB的外接圆过定点时,关键是写出外接圆的标准方程,再令纵坐标即可求得定点坐标为.13.(23-24高二上·重庆·期末)已知双曲线的渐近线为,双曲线与双曲线C的渐近线相同,过双曲线的右顶点的直线与,在第一、四象限围成三角形面积的最小值为8.(1)求双曲线的方程;(2)点P是双曲线上任意一点,过点P作依次与双曲线C和交于A,B两点,再过点P作依次与双曲线C和交于E,F两点,证明:为定值.【答案】(1)(2)证明见解析【分析】(1)设直线方程为,联立求出交点坐标,从而求出围成的三角形面积为,当直线方程斜率不存在时,求出围成的三角形面积为,从而得到,,得到双曲线方程;(2)设直线,直线,并得到,联立方程,求出的坐标,从而求出,,从而得到为定值.【详解】(1)由已知可设双曲线,其渐近线为,右顶点为,设过右顶点的直线斜率为k,则或,直线方程为,联立,解得,联立,解得,故直线与在第一、四象限的交点的纵坐标之差为,围成三角形面积为,∴当斜率不存在时,直线方程为,将代入中,得到交点坐标为,围成三角形的面积为,故围成的三角形面积的最小值为,∴,故双曲线的方程为;(2)设点Px0,y0,直线,则直线,则,所以,联立,由,故,所以,故点,联立得点,同理联立得点,联立得点,∵,而,的定值为.【点睛】方法点睛:定值问题常见方法:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;(2)直接推理计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.14.(23-24高二上·浙江宁波·期末)已知双曲线的渐近线方程为,且点在上.(1)求的方程;(2)点在上,且为垂足.证明:存在点,使得为定值.【答案】(1)(2)证明见解析【分析】(1)设双曲线的方程为,利用待定系数法求出即可得解;(2)分直线的斜率是否为零两种情况讨论,根据,可得,双曲线方程可变形为,再由直线的方程可得,代入变形后的双曲线方程,再利用韦达定理即可得出间的关系,进而可求出直线所过的定点,即可得出结论.【详解】(1)设双曲线的方程为,因为点在上,所以,解得,所以的方程为;(2)设Ax当直线的斜率为时,则,因为点在上,所以,则,由,得,即,,解得或(舍去),故直线的方程为,当直线的斜率不等于时,设直线的方程为,当的斜率不存在时,则的斜率为,此时直线的方程,直线的方程为,联立,解得(舍去),联立,解得(舍去),所以,则,所以直线的方程为,令,则,故直线过点,同理可得当的斜率不存在时,则的斜率为,此时直线的方程为,直线过点,当直线的斜率都存在且都不等于零时,因为,所以,由,得,所以,由,得,则,所以,所以,整理得即,所以所以,所以直线得方程为,所以直线过定点,综上所述,直线过定点,因为,所以存在的中点,使得.【点睛】方法点睛:求解直线过定点问题常用方法如下:(1)“特殊探路,一般证明”:即先通过特殊情况确定定点,再转化为有方向、有目的的一般性证明;(2)“一般推理,特殊求解”:即设出定点坐标,根据题设条件选择参数,建立一个直线系或曲线的方程,再根据参数的任意性得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即为所求点;(3)求证直线过定点,常利用直线的点斜式方程或截距式来证明.双曲线中最值问题1.(23-24高二上·四川攀枝花·期末)已知中心在坐标原点,焦点在轴上的双曲线的焦距为4,且过点.(1)求双曲线的标准方程;(2)过点的直线交双曲线的右支于,两点,连接并延长交双曲线的左支于点,求的面积的最小值.【答案】(1)(2)12【分析】(1)利用待定系数法及双曲线的定义,结合双曲线中三者的关系即可求解;(2)设直线方程为,Ax1,y1,Bx2,y2【详解】(1)法一:设双曲线的标准方程为由题知:,故其左右焦点分别为,.由,解得.从而,双曲线的标准方程为.法二:设双曲线方程为,由题知:得到.又,得到.得到,解得(舍)或,双曲线的标准方程为.(2)由题意,设作出图形如图所示,
显然直线与轴不垂直,设,Ax1,y1联立故,.由于,均在双曲线右支上,故,即,解得.由双曲线的对称性知的中点为,故,代入韦达定理得令,则易知随的增大而减小,当时,.【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:(1)设直线方程,设交点坐标为;(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,注意的判断;(3)列出韦达定理;(4)将所求问题或题中的关系转化为、(或、)的形式;(5)代入韦达定理求解.2.(23-24高二上·湖北武汉·期末)已知双曲线方程为,,为双曲线的左、有焦点,离心率为2,点为
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