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1、專題32 雙曲線及其性質(zhì)
一、考綱要求:
1.了解雙曲線的實(shí)際背景,了解雙曲線在刻畫現(xiàn)實(shí)世界和解決實(shí)際問題中的作用.
2.了解雙曲線的定義、幾何圖形和標(biāo)準(zhǔn)方程,知道其簡(jiǎn)單的幾何性質(zhì)(范圍、對(duì)稱性、頂點(diǎn)、離心率、漸近線)
3.理解數(shù)形結(jié)合思想.
4.了解雙曲線的簡(jiǎn)單應(yīng)用.
二、概念掌握和解題上注意點(diǎn):
1.應(yīng)用雙曲線的定義需注意的問題,在雙曲線的定義中,要注意雙曲線上的點(diǎn)(動(dòng)點(diǎn))具備的幾何條件,即“到兩定點(diǎn)(焦點(diǎn))的距離之差的絕對(duì)值為一常數(shù),且該常數(shù)必須小于兩定點(diǎn)間的距離”.若定義中的“絕對(duì)值”去掉,點(diǎn)的軌跡是雙曲線的一支.同時(shí)需注意定義的轉(zhuǎn)化應(yīng)用.
2.在焦點(diǎn)三角形中,注意定義
2、、余弦定理的活用,常將||PF1|-|PF2||=2a平方,建立與|PF1|·|PF2|間的聯(lián)系.
3. 求雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程的主要方法
(1)定義法:由條件判定動(dòng)點(diǎn)的軌跡是雙曲線,求出a2,b2,得雙曲線方程.
(2)待定系數(shù)法:即“先定位,后定量”,如果不能確定焦點(diǎn)的位置,應(yīng)注意分類討論或恰當(dāng)設(shè)置簡(jiǎn)化討論.
4.與雙曲線幾何性質(zhì)有關(guān)問題的解題策略
(1)求雙曲線的離心率(或范圍).依據(jù)題設(shè)條件,將問題轉(zhuǎn)化為關(guān)于a,c的等式(或不等式),解方程(或不等式)即可求得.
(2)求雙曲線的漸近線方程.依據(jù)題設(shè)條件,求雙曲線中a,b的值或a與b的比值,進(jìn)而得出雙曲線的漸近線方程.
三、高考
3、考題題例分析
例1.(2018課標(biāo)卷I)已知雙曲線C:﹣y2=1,O為坐標(biāo)原點(diǎn),F(xiàn)為C的右焦點(diǎn),過F的直線與C的兩條漸近線的交點(diǎn)分別為M,N.若△OMN為直角三角形,則|MN|=( ?。?
A. B.3 C.2 D.4
【答案】B
【解析】:雙曲線C:﹣y2=1的漸近線方程為:y=,漸近線的夾角為:60°,不妨設(shè)過F(2,0)的直線為:y=,
則:解得M(,),
解得:N(),
則|MN|==3.
故選:B.
例2.(2018課標(biāo)卷II) 雙曲線=1(a>0,b>0)的離心率為,則其漸近線方程為( )
A.y=±x B.y=±x C.y=±x D.y=±x
【答案】A
4、
例3.(2018課標(biāo)卷III) 設(shè)F1,F(xiàn)2是雙曲線C:﹣=1(a>0.b>0)的左,右焦點(diǎn),O是坐標(biāo)原點(diǎn).過F2作C的一條漸近線的垂線,垂足為P,若|PF1|=|OP|,則C的離心率為( ?。?
A. B.2 C. D.
【答案】C
【解析】:雙曲線C:﹣=1(a>0.b>0)的一條漸近線方程為y=x,
∴點(diǎn)F2到漸近線的距離d==b,即|PF2|=b,
∴|OP|===a,cos∠PF2O=,
∵|PF1|=|OP|,
∴|PF1|=a,
在三角形F1PF2中,由余弦定理可得|PF1|2=|PF2|2+|F1F2|2﹣2|PF2|?|F1F2|COS∠PF2O,
∴6a
5、2=b2+4c2﹣2×b×2c×=4c2﹣3b2=4c2﹣3(c2﹣a2),
即3a2=c2,
即a=c,
∴e==,
故選:C.
雙曲線及其性質(zhì)練習(xí)題
一、 選擇題
1.已知雙曲線-=1(a>0)的離心率為2,則a= ( )
A.2 B. C. D.1
【答案】D
【解析】依題意,e===2,∴=2a,則a2=1,a=1.
2.若雙曲線E:-=1的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,點(diǎn)P在雙曲線E上,且|PF1|=3,則|PF2|等于
6、 ( )
A.11 B.9 C.5 D.3
【答案】B
【解析】由題意知a=3,b=4,∴c=5.由雙曲線的定義||PF1|-|PF2||=|3-|PF2||=2a=6,∴|PF2|=9.
3.已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的焦距為2,且雙曲線的一條漸近線與直線2x+y=0垂直,則雙曲線的方程為 ( )
A.-y2=1 B.x2-=1
C.-=1 D.-=1
4.已知雙曲線的離心率
7、為2,焦點(diǎn)是(-4,0),(4,0),則雙曲線的方程為 ( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
【答案】A
【解析】已知雙曲線的離心率為2,焦點(diǎn)是(-4,0),(4,0),則c=4,a=2,b2=12,雙曲線方程為-=1,故選A.
5.雙曲線-=1(a>0,b>0)的一條漸近線與直線x+ 2y-1=0垂直,則雙曲線的離心率為 ( )
A. B.
C. D.+1
【答案】B
【解析】由已知得=
8、2,所以e====,故選B.
6已知雙曲線x2-=1的兩個(gè)焦點(diǎn)為F1,F(xiàn)2,P為雙曲線右支上一點(diǎn).若|PF1|=|PF2|,則△F1PF2的面積為 ( )
A.48 B.24
C.12 D.6
【答案】B
7.若雙曲線-=1的左焦點(diǎn)為F,點(diǎn)P是雙曲線右支上的動(dòng)點(diǎn),A(1,4),則|PF|+|PA|的最小值是 ( )
A.8
9、 B.9
C.10 D.12
【答案】B
【解析】由題意知,雙曲線-=1的左焦點(diǎn)F的坐標(biāo)為(-4,0),設(shè)雙曲線的右焦點(diǎn)為B,則B(4,0),由雙曲線的定義知|PF|+|PA|=4+|PB|+|PA|≥4+|AB|=4+=4+5=9,當(dāng)且僅當(dāng)A,P,B三點(diǎn)共線且P在A,B之間時(shí)取等號(hào).
所以|PF|+|PA|的最小值為9.
8.已知點(diǎn)F1(-3,0)和F2(3,0),動(dòng)點(diǎn)P到F1,F(xiàn)2的距離之差為4,則點(diǎn)P的軌跡方程為( )
A.-=1(y>0) B.-=1(x>0)
C.-=1(y>0) D.-=1(x>0)
【答案】B
9.已知雙曲線C的離心率為2,焦點(diǎn)為F1,F(xiàn)2
10、,點(diǎn)A在C上.若|F1A|=2|F2A|,則cos∠AF2F1= ( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由e==2得c=2a,如圖,由雙曲線的定義得|F1A|-|F2A|=2a.
又|F1A|=2|F2A|,故|F1A|=4a,
|F2A|=2a,∴cos∠AF2F1==.
10.已知雙曲線-=1(a>0,b>0)上一點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離分別為10和4,且離心率為2,則該雙曲線的虛軸長(zhǎng)為
11、 ( )
A.3 B.6
C.3 D.6
【答案】D
【解析】由題意得2a=10-4=6,解得a=3,又因?yàn)殡p曲線的離心率e==2,所以c=6,則b==3,所以該雙曲線的虛軸長(zhǎng)為2b=6,故選D.
11.已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的漸近線與圓(x-2)2+y2=相切,則該雙曲線的離心率為 ( )
A. B.
C. D.3
【答案】A
12.過雙曲線-=1(a>0,b>
12、0)的右焦點(diǎn)與對(duì)稱軸垂直的直線與漸近線交于A,B兩點(diǎn),若△OAB的面積為,則雙曲線的離心率為 ( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由題意可求得|AB|=,所以S△OAB=××c=,整理得=.因此e=.
二、填空題
13.過雙曲線x2-=1的右焦點(diǎn)且與x軸垂直的直線,交該雙曲線的兩條漸近線于A,B兩點(diǎn),則|AB|=________.
【答案】4
【解析】雙曲線的右焦點(diǎn)為F(2,0),過F與x軸垂直的直線為x=2,漸近線方程為x2-=0,將x=2代入x2-=0,得y2=12,y=±2,∴|AB|=
13、4.
14.設(shè)雙曲線-=1的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,過F1的直線l交雙曲線左支于A,B兩點(diǎn),則|BF2|+|AF2|的最小值為________.
【答案】10
【解析】由雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為-=1,得a=2,由雙曲線的定義可得|AF2|-|AF1|=4,|BF2|-|BF1|=4,所以|AF2|-|AF1|+|BF2|-|BF1|=8.因?yàn)閨AF1|+|BF1|=|AB|,當(dāng)|AB|是雙曲線的通徑時(shí),|AB|最小,所以(|AF2|+|BF2|)min=|AB|min+8=+8=10.
15.雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的離心率為,焦點(diǎn)到漸近線的距離為3,則C的實(shí)軸長(zhǎng)等于_
14、_______.
【答案】8
【解析】因?yàn)閑==,所以c=a,設(shè)雙曲線的一條漸近線方程為y=x,即ax-by=0,焦點(diǎn)為(0,c),所以=b=3,所以a==,所以a2=16,即a=4,故2a=8.
16.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,雙曲線-=1(a>0,b>0)的右支與焦點(diǎn)為F的拋物線x2=2py(p>0)交于A,B兩點(diǎn).若|AF|+|BF|=4|OF|,則該雙曲線的漸近線方程為________.
【答案】y=±x
三、解答題
17.已知橢圓D:+=1與圓M:x2+(y-5)2=9,雙曲線G與橢圓D有相同焦點(diǎn),它的兩條漸近線恰好與圓M相切,求雙曲線G的方程.
【答案】-=1.
15、
【解析】橢圓D的兩個(gè)焦點(diǎn)為F1(-5,0),F(xiàn)2(5,0),因而雙曲線中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,且c=5.
設(shè)雙曲線G的方程為-=1(a>0,b>0),
∴漸近線方程為bx±ay=0且a2+b2=25,
又圓心M(0,5)到兩條漸近線的距離為r=3.
∴=3,得a=3,b=4,
∴雙曲線G的方程為-=1.
18.已知雙曲線的中心在原點(diǎn),左,右焦點(diǎn)F1,F(xiàn)2在坐標(biāo)軸上,離心率為,且過點(diǎn)(4,-).
(1)求雙曲線的方程;
(2)若點(diǎn)M(3,m)在雙曲線上,求證:1·2=0.
【答案】(1) x2-y2=6;(2)見解析
【解析】 (1)∵e=,∴可設(shè)雙曲線的方程為x2-y
16、2=λ(λ≠0).
∵雙曲線過點(diǎn)(4,-),∴16-10=λ,即λ=6,
∴雙曲線的方程為x2-y2=6.
證法二:由證法一知1=(-3-2,-m),
2=(2-3,-m),
∴1·2=(3+2)×(3-2)+m2=-3+m2,
∵點(diǎn)M在雙曲線上,
∴9-m2=6,即m2-3=0,
∴1·2=0.
19.已知離心率為的橢圓的中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,雙曲線以橢圓的長(zhǎng)軸為實(shí)軸,短軸為虛軸,且焦距為2.
(1)求橢圓及雙曲線的方程.
(2)設(shè)橢圓的左、右頂點(diǎn)分別為A,B,在第二象限內(nèi)取雙曲線上一點(diǎn)P,連接BP交橢圓于點(diǎn)M,連接PA并延長(zhǎng)交橢圓于點(diǎn)N,若=,求四邊形ANBM
17、的面積.
【答案】(1) -=1;(2) 15
(2)由(1)得A(-5,0),B(5,0),
|AB|=10,
設(shè)M(x0,y0),則由=得M為BP的中點(diǎn),所以P點(diǎn)坐標(biāo)為(2x0-5, 2y0).
將M,P坐標(biāo)代入橢圓和雙曲線方程,
得
消去y0,得2x-5x0-25=0.解之,
得x0=-或x0=5(舍去).
所以y0=.
由此可得M,
所以P(-10,3).
當(dāng)P為(-10,3)時(shí),
直線PA的方程是y=(x+5),
即y=-(x+5),代入+=1,得2x2+15x+25=0.
所以x=-或-5(舍去),
所以xN=-,xN=xM,MN⊥x軸.
所以S四邊形ANBM=2S△AMB
=2××10×=15.
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