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第11讲 双曲线的方程与性质
一.双曲线的定义
平面内与两个定点,的距离之差的绝对值等于()的点的轨迹称为双曲线.
(1)2a<2c,P的轨迹为双曲线;(2)2a=2c,P的轨迹为两条射线;(3)2a>2c,P的轨迹不存在.
二.双曲线的性质
焦点的位置 焦点在轴上 焦点在轴上
图形
标准方程
轴长 实轴长= ,虚轴长= (等轴双曲线: )
焦点
焦距 ( )
对称性 关于轴、轴对称,关于原点中心对称
离心率
渐近线
通径
焦点三角形面积
三.直线与双曲线的位置关系
1.联立y=kx+m与-=1,消y得:(b2-a2k2)x2-2a2kmx-a2(m2+b2)=0.
交点个数 Δ的取值
没有交点(相离) k≠±且Δ<0
只有一个交点(相交或相切) 相交:k=±,相切:k≠±且Δ=0
有两个交点(相交) k≠±且Δ>0
2..
弦长|MN|=·=·.
3..
【课堂训练】
题型1 双曲线的定义
1.若双曲线的一个焦点为,则( )
A. B. C. D.
2.双曲线上的点到上焦点的距离为12,则到下焦点的距离为( )
A.22 B.2 C.2或22 D.24
3.已知双曲线的左右焦点分别为,过的直线分别交双曲线的左右两支于两点,且,则( )
A. B. C. D.
4.若,则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
5.已知表示焦点在轴上的双曲线有个,表示焦点在轴上的椭圆有个,则的值为 .
题型2 求双曲线的标准方程
6.已知动点满足,则动点P的轨迹是( )
A.双曲线 B.双曲线左支
C.双曲线右支 D.一条射线
7.已知圆和圆,动圆同时与圆及圆相外切,则动圆圆心的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
题型3 双曲线的几何性质
8.为了更好地研究双曲线,某校高二年级的一位数学老师制作了一个如图所示的双曲线模型.已知该模型左 右两侧的两段曲线(曲线与曲线)为某双曲线(离心率为2)的一部分,曲线与曲线中间最窄处间的距离为,点与点,点与点均关于该双曲线的对称中心对称,且,则 cm.
9.已知是双曲线的右焦点,是左支上一点,,当周长最小时,该三角形的面积为 .
10.(多选题)已知双曲线方程为,则( )
A.焦距为6 B.虚轴长为4
C.实轴长为8 D.离心率为
题型4求双曲线的离心率与渐近线
11.已知双曲线:的左、右焦点与虚轴的一个端点构成一个角为的三角形,则双曲线的离心率为 .
A. B. C.3 D.5
12.已知双曲线方程为,左焦点关于一条渐近线的对称点在另一条渐近线上,则该双曲线的离心率为 .
13.已知双曲线的左,右焦点分别为,双曲线上一点满足轴.若,则该双曲线的离心率为 .
14.双曲线C:,圆与双曲线C的一条渐近线相交所得弦长为2,则双曲线的离心率为 .
15.双曲线的一条渐近线方程为3x-2y=0,则b的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.9
题型5直线与双曲线的位置关系
16.双曲线的左右焦点分别为,离心率为2,过斜率为的直线交双曲线于A,B,则( )
A. B. C. D.
17.已知双曲线的左右焦点分别为,,过点的直线与双曲线的左支相交于点,与双曲线的右支相交于点,为坐标原点.若,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
18.已知F1、F2分别为双曲线C:(a>0,b>0)的左、右焦点,点A在双曲线上,且∠F1AF2=60°,若∠F1AF2的角平分线经过线段OF2(O为坐标原点)的中点,则双曲线的离心率为 .
19.(多选题)已知双曲线过点,且渐近线方程为,则下列结论正确的是( )
A.双曲线的方程为
B.左焦点到渐近线的距离为1
C.直线双曲线有两个公共点
D.过右焦点截双曲线所得弦长为的直线只有三条
20.(多选题)已知双曲线,则下列说法正确的是( )
A.双曲线C的顶点到其渐近线的距离为2
B.若F为C的左焦点,点P在C上,则满足的点M的轨迹方程为
C.若A,B在C上,线段AB的中点为,则线段AB的方程为
D.若P为双曲线上任意一点,点P到点和到直线的距离之比恒为2
21.已知双曲线.四个点中恰有三点在双曲线上.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线与双曲线交于两点,且,求原点到直线的距离.
【课后作业】
1.若方程表示双曲线,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
2.双曲线与椭圆的焦点相同,则等于( )
A.1 B. C.1或 D.2
3.双曲线mx2+y2=1的虚轴长是实轴长的2倍,则m的值为( )
A.4 B.-4 C.- D.
4.已知双曲线的上、下焦点分别为,,点P在双曲线C上,若,则( )
A.38 B.24 C.38或10 D.24或4
5.设为双曲线的左焦点,在轴上点的右侧有一点,以为直径的圆与双曲线左、右两支在轴上方的交点分别为、,则的值为( )
A. B. C. D.
6.(多选)已知,满足条件的动点的轨迹是双曲线的一支.则下列数据中,可以是( )
A. B.2 C. D.
7.(多选)已知曲线C:,则下列结论正确的是( )
A.若,则C是椭圆,其焦点在y轴上
B.若,则C是圆,其半径为
C.若,则C是双曲线
D.若,,则C是两条直线
8.(多选)已知椭圆的右焦点是双曲线的右顶点,点是双曲线第一象限上一点,则下列结论正确的是( )
A.
B.双曲线的渐近线方程为
C.椭圆的左顶点是双曲线的左焦点
D.若椭圆的左、右焦点分别为、,则直线,的斜率之积为定值
9.(多选)已知双曲线与双曲线有相同的渐近线,且过点,,为双曲线的左、右焦点,则下列说法中正确的有( )
A.若双曲线上一点到它的焦点的距离等于16,则点到另一个焦点的距离为10
B.若是双曲线左支上的点,且,则△的面积为16
C.过点的直线与双曲线有唯一公共点,则直线的方程为或
D.过点的直线与双曲线相交于,两点,且为弦的中点,则直线的方程为
10.已知双曲线的左、右焦点分别为,,点,分别在双曲线的左支与右支上,且点,与点共线,若,则 .
11.过双曲线的左焦点作一条直线l交双曲线左支于P Q两点,若,是双曲线的右焦点,则的周长是 .
12.已知的顶点,,顶点C在双曲线上,则的值为 .
13.已知双曲线的左、右焦点分别为,,是双曲线的一条渐近线上的点,且线段的中点在另一条渐近线上.若,则双曲线的离心率为 .
14.已知是双曲线的右焦点,过点作垂直于轴的直线交于双曲线于两点,分别为双曲线的左、右顶点,连接交轴于点,连接并延长交于点,且为线段的中点,则双曲线的离心率为 .
15.已知,当为何值时:
(1)方程表示双曲线;
(2)表示焦点在轴上的双曲线;
(3)表示焦点在轴上的双曲线.
16.在平面直角坐标系xOy中,已知点、,点M满足,记点M的轨迹为C.
(1)求C的方程;
(2)若直线l过圆的圆心D且与圆交于A,B两点,点P为C上一个动点,求的最小值.
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第11讲 双曲线的方程与性质
【课堂训练】
题型1 双曲线的定义
1.若双曲线的一个焦点为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
2.双曲线上的点到上焦点的距离为12,则到下焦点的距离为( )
A.22 B.2 C.2或22 D.24
【答案】A
3.已知双曲线的左右焦点分别为,过的直线分别交双曲线的左右两支于两点,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
4.若,则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
5.已知表示焦点在轴上的双曲线有个,表示焦点在轴上的椭圆有个,则的值为 .
【答案】22
题型2 求双曲线的标准方程
6.已知动点满足,则动点P的轨迹是( )
A.双曲线 B.双曲线左支
C.双曲线右支 D.一条射线
【答案】C
7.已知圆和圆,动圆同时与圆及圆相外切,则动圆圆心的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
题型3 双曲线的几何性质
8.为了更好地研究双曲线,某校高二年级的一位数学老师制作了一个如图所示的双曲线模型.已知该模型左 右两侧的两段曲线(曲线与曲线)为某双曲线(离心率为2)的一部分,曲线与曲线中间最窄处间的距离为,点与点,点与点均关于该双曲线的对称中心对称,且,
则 cm.
A. B. C. D.
【答案】D
9.已知是双曲线的右焦点,是左支上一点,,当周长最小时,该三角形的面积为 .
【答案】
10.(多选题)已知双曲线方程为,则( )
A.焦距为6 B.虚轴长为4
C.实轴长为8 D.离心率为
【答案】BCD
题型4求双曲线的离心率与渐近线
11.已知双曲线:的左、右焦点与虚轴的一个端点构成一个角为的三角形,则双曲线的离心率为 .
【答案】
12.已知双曲线方程为,左焦点关于一条渐近线的对称点在另一条渐近线上,则该双曲线的离心率为 .
【答案】2
13.已知双曲线的左,右焦点分别为,双曲线上一点满足轴.若,则该双曲线的离心率为 .
【答案】
14.双曲线C:,圆与双曲线C的一条渐近线相交所得弦长为2,则双曲线的离心率为 .
【答案】
15.双曲线的一条渐近线方程为3x-2y=0,则b的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.9
【答案】B
题型5直线与双曲线的位置关系
16.双曲线的左右焦点分别为,离心率为2,过斜率为的直线交双曲线于A,B,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
17.已知双曲线的左右焦点分别为,,过点的直线与双曲线的左支相交于点,与双曲线的右支相交于点,为坐标原点.若,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】D
18.已知F1、F2分别为双曲线C:(a>0,b>0)的左、右焦点,点A在双曲线上,且∠F1AF2=60°,若∠F1AF2的角平分线经过线段OF2(O为坐标原点)的中点,则双曲线的离心率为 .
【答案】
19(多选题)已知双曲线过点,且渐近线方程为,则下列结论正确的是( )
A.双曲线的方程为
B.左焦点到渐近线的距离为1
C.直线双曲线有两个公共点
D.过右焦点截双曲线所得弦长为的直线只有三条
【答案】ABD
20.(多选题)已知双曲线,则下列说法正确的是( )
A.双曲线C的顶点到其渐近线的距离为2
B.若F为C的左焦点,点P在C上,则满足的点M的轨迹方程为
C.若A,B在C上,线段AB的中点为,则线段AB的方程为
D.若P为双曲线上任意一点,点P到点和到直线的距离之比恒为2
【答案】BCD
21.已知双曲线.四个点中恰有三点在双曲线上.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线与双曲线交于两点,且,求原点到直线的距离.
【答案】(1) (2).
【详解】(1)由双曲线性质可知,关于原点对称,
所以一定在双曲线上,根据双曲线在第一象限图象
而和坐标的数中,,但,所以点不在双曲线上,即在双曲线上.
解得双曲线的方程为
(2)直线的方程为,设,
由消去得
所以.
由,可得,即
所以,可化为
即
则即
到的距离.
【课后作业】
1.若方程表示双曲线,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
2.双曲线与椭圆的焦点相同,则等于( )
A.1 B. C.1或 D.2
【答案】A
3.双曲线mx2+y2=1的虚轴长是实轴长的2倍,则m的值为( )
A.4 B.-4 C.- D.
【答案】C
4.已知双曲线的上、下焦点分别为,,点P在双曲线C上,若,则( )
A.38 B.24 C.38或10 D.24或4
【答案】B
5.设为双曲线的左焦点,在轴上点的右侧有一点,以为直径的圆与双曲线左、右两支在轴上方的交点分别为、,则的值为
A. B. C. D.
【答案】C
6.(多选)已知,满足条件的动点的轨迹是双曲线的一支.则下列数据中,可以是( )
A. B.2 C. D.
【答案】BC
7.(多选)已知曲线C:,则下列结论正确的是( )
A.若,则C是椭圆,其焦点在y轴上
B.若,则C是圆,其半径为
C.若,则C是双曲线
D.若,,则C是两条直线
【答案】ACD
8.(多选)已知椭圆的右焦点是双曲线的右顶点,点是双曲线第一象限上一点,则下列结论正确的是( )
A.
B.双曲线的渐近线方程为
C.椭圆的左顶点是双曲线的左焦点
D.若椭圆的左、右焦点分别为、,则直线,的斜率之积为定值
【答案】BCD
9.(多选)已知双曲线与双曲线有相同的渐近线,且过点,,为双曲线的左、右焦点,则下列说法中正确的有( )
A.若双曲线上一点到它的焦点的距离等于16,则点到另一个焦点的距离为10
B.若是双曲线左支上的点,且,则△的面积为16
C.过点的直线与双曲线有唯一公共点,则直线的方程为或
D.过点的直线与双曲线相交于,两点,且为弦的中点,则直线的方程为
【答案】BD
10.已知双曲线的左、右焦点分别为,,点,分别在双曲线的左支与右支上,且点,与点共线,若,则 .
【答案】
11.过双曲线的左焦点作一条直线l交双曲线左支于P Q两点,若,是双曲线的右焦点,则的周长是 .
【答案】12
12.已知的顶点,,顶点C在双曲线上,则的值为 .
【答案】
13.已知双曲线的左、右焦点分别为,,是双曲线的一条渐近线上的点,且线段的中点在另一条渐近线上.若,则双曲线的离心率为 .
【答案】
14.已知是双曲线的右焦点,过点作垂直于轴的直线交于双曲线于两点,分别为双曲线的左、右顶点,连接交轴于点,连接并延长交于点,且为线段的中点,则双曲线的离心率为 .
【答案】3
15.已知,当为何值时:
(1)方程表示双曲线;
(2)表示焦点在轴上的双曲线;
(3)表示焦点在轴上的双曲线.
【答案】(1)或(2)(3)
【详解】(1)因为,即,方程表示双曲线,
所以,解得或;
所以或;
(2)因为,即,焦点在轴上的双曲线,
则,解得,
所以;
(3)因为1,即,焦点在y轴上的双曲线,
则,解得,
所以.
16.在平面直角坐标系xOy中,已知点、,点M满足,记点M的轨迹为C.
(1)求C的方程;
(2)若直线l过圆的圆心D且与圆交于A,B两点,点P为C上一个动点,求的最小值.
【答案】(1) (2)23
【详解】(1)由,
则轨迹C是以点、为左、右焦点的双曲线的右支,
设轨迹C的方程为,则,可得,,
所以C的方程为;
(2)设,则,且,圆心,
则
因为,则当时,取最小值23.
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