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文档介绍
【数学】2021届一轮复习人教A版(理)第十章第二讲 双曲线
第二讲 双曲线 1.[2020湖南师大附中高三摸底改编]给出以下关于双曲线的命题: ①双曲线y29-x24=1的渐近线方程是y=±23x; ②若点(2,3)在焦距为4的双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)上,则此双曲线的离心率e=2; ③若点F ,B分别是双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的一个焦点和虚轴的一个端点,则线段F B的中点一定不在此双曲线的渐近线上; ④等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率等于2; ⑤若双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)与y2b2-x2a2=1(a>0,b>0)的离心率分别是e1,e2,则1e12+1e22=1(称这两条双曲线互为共轭双曲线). 以上说法正确的个数是( ) A.1 B.2 C.3 D.4 2.[2016全国卷Ⅰ,5,5分][理]已知方程x2m2+n- -y23m2-n=1表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n的取值范围是( ) A.( - 1,3) B.( - 1,3) C.(0,3) D.(0,3) 3.[2019全国卷Ⅲ,10,5分][理]双曲线C:x24-y22=1的右焦点为F ,点P在C的一条渐近线上,O为坐标原点.若|PO|=|PF |,则 △PF O的面积为( ) A.324 B.322 C.22 D.32 4.[2019全国卷Ⅱ,11,5分]设F 为双曲线C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的右焦点,O为坐标原点,以OF 为直径的圆与圆x2+y2=a2交于P,Q两点.若|PQ|=|OF |,则C的离心率为( ) A.2 B.3 C.2 D.5 5.[2018天津,7,5分][理]已知双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的离心率为2,过右焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点.设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d1和d2,且d1+d2=6,则双曲线的方程为( ) A.x24-y212=1 B.x212-y24=1 C.x23-y29=1 D.x29-y23=1 考法1双曲线定义的应用 1(1)已知点F 1( - 3,0)和F 2(3,0),动点P到F 1,F 2的距离之差为4,则点P的轨迹方程为 A.x24-y25=1(y>0) B.x24-y25=1(x>0) C.y24-x25=1(y>0) D.y24-x25=1(x>0) (2)已知F 1,F 2为双曲线C:x2 - y2=1的左、右焦点,点P在C上,∠F 1PF 2=60°,则|PF 1|·|PF 2|= A.2 B.4 C.6 D.8 (1)由题设知点P的轨迹是焦点在x轴上的双曲线的右支,(注意“距离之差”与“距离之差的绝对值”的区别) 设其方程为x2a2-y2b2=1(x>0,a>0,b>0),由题设知c=3,a=2,则b2=5,所以点P的轨迹方程为x24-y25=1(x>0). (2)由双曲线的方程得a=1,c=2, 由双曲线的定义得||PF 1| - |PF 2||=2. 在△PF 1F 2中,由余弦定理得 |F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2 - 2|PF 1|·|PF 2|cos60°, 即(22)2=|PF 1|2+|PF 2|2 - |PF 1|·|PF 2| =(|PF 1| - |PF 2|)2+|PF 1|·|PF 2| =22+|PF 1|·|PF 2|, 解得|PF 1|·|PF 2|=4. (1)B (2)B 1.[2020广东七校第一次联考]P是双曲线C:x22 - y2=1右支上一点,直线l是双曲线C的一条渐近线.P在l上的射影为Q,F 1是双曲线C的左焦点,则|PF 1|+|PQ|的最小值为( ) A.1 B.2+155 C.4+155 D.22+1 考法2求双曲线的标准方程 2 [2017全国卷Ⅲ,5,5分][理]已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=52x,且C与椭圆x212+y23=1有公共焦点,则C的方程为 A.x28-y210=1 B.x24-y25=1 C.x25-y24=1 D.x24-y23=1 思路一 根据双曲线的渐近线方程得出a,b的关系,根据C与椭圆共焦点求出c,利用c2=b2+a2求出a2,b2,即得双曲线的标准方程. 思路二 利用与椭圆共焦点的双曲线方程的设法求解. 解法一 根据双曲线C的一条渐近线方程为y=52x,可知ba=52 ①.因为椭圆x212+y23=1的焦点坐标为(3,0)和( - 3,0),所以a2+b2=9 ②,根据①②可知a2=4,b2=5. 所以双曲线C的方程为x24-y25=1. 解法二 因为双曲线与椭圆有共同的焦点,所以设双曲线方程为x212-λ+y23-λ=1(3<λ<12). 令x212-λ+y23-λ=0,得y2=λ-312-λx2. 又双曲线的渐近线方程为y=52x, 所以λ-312-λ=54,解得λ=8. 所以双曲线C的方程为x24-y25=1. B 3 [2019辽宁五校联考]已知双曲线过点(2,3),渐近线方程为y=±3x,则该双曲线的标准方程是 A.7x216-y212=1 B.y23-x22=1 C.x2 - y23=1 D.3y223-x223=1 解法一 若双曲线的焦点在x轴上,设其标准方程为x2a2-y2b2=1(a>0,b>0),则由题意可得4a2-9b2=1,ba=3,解得a=1,b=3,所以双曲线的标准方程为x2 - y23=1;若双曲线的焦点在y轴上,设其标准方程为y2a2-x2b2=1(a>0,b>0),则由题意可得9a2-4b2=1,ab=3,该方程组无解. 综上,所求双曲线的标准方程为x2 - y23=1. 解法二 设双曲线的方程为x2m-y2n=1(mn>0),则由题意可得4m-9n=1,nm=3,解得m=1,n=3,所以所求双曲线的标准方程为x2 - y23=1. 解法三 因为双曲线的渐近线方程为y=±3x,所以可设双曲线的方程为3x2 - y2=λ(λ≠0),则由双曲线过点(2,3),可得λ=3×22 - 32=3,故双曲线的方程为3x2 - y2=3,其标准方程为x2 - y23=1. C 2.[2017天津,5,5分][理]已知双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左焦点为F ,离心率为2.若经过F 和P(0,4)两点的直线平行于双曲线的一条渐近线,则双曲线的方程为( ) A.x24-y24=1 B.x28-y28=1 C.x24-y28=1 D.x28-y24=1 考点3双曲线的几何性质 命题角度1 求双曲线的渐近线 4(1)[2018全国卷Ⅱ,6,5分]双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的离心率为3,则其渐近线方程为 A.y=±2x B.y=±3x C.y=±22x D.y=±32x (2)[2018全国卷Ⅰ,11,5分][理]已知双曲线C:x23 - y2=1,O为坐标原点,F 为C的右焦点,过F 的直线与C的两条渐近线的交点分别为M,N.若△OMN为直角三角形,则|MN|= A.32 B.3 C.2 3 D.4 (1)解法一 由题意知,e=ca=3,所以c=3a,所以b=c2-a2=2a,所以ba=2,所以该双曲线的渐近线方程为y=±bax=±2x. 解法二 由e=ca=1+(ba)2=3,得ba=2,所以该双曲线的渐近线方程为y=±bax=±2x. (2)易知双曲线x23 - y2=1的渐近线方程为y=±33x,所以∠MON=60°.不妨设过点F 的直线与直线y=33x交于点M,由△OMN为直角三角形,不妨设∠OMN=90°,则∠MF O=60°,又直线MN过点F (2,0),所以直线MN的方程为y= - 3(x - 2),由y=-3(x-2),y=33x,得x=32,y=32,所以M(32,32),所以|OM|=(32)2+(32)2=3,所以|MN|=3|OM|=3. (1)A (2)B 命题角度2 求双曲线的离心率或其范围 5[2019全国卷Ⅰ,16,5分]已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 1的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点.若F1A=AB,F1B·F2B=0,则C的离心率为 . 思路一由F1B·F2B=0推得F1B⊥F2B由F1A=AB推得F1B⊥OA→由tan∠BOF 2=tan2∠BF 1O建立关于a,b的方程→可求得离心率的值 思路二由F1B·F2B=0推得F1B⊥F2B由F1A=AB推得△OBF2为等边三角形→由点B在直线y=bax上建立关于a,b的方程→可求得离心率的值 解法一 因为F1B·F2B=0,所以F 1B⊥F 2B,如图10 - 2 - 1.所以|OF 1|=|OB|,所以∠BF 1O=∠F 1BO,所以∠BOF 2=2∠BF 1O.因为F1A=AB,所以点A为线段F 1B的中点,又点O为线段F 1F 2的中点,所以OA∥BF 2,所以F 1B⊥OA.因为直线OA,OB为双曲线C的两条渐近线,所以tan∠BF 1O=ab,tan∠BOF 2=ba.因为tan∠BOF 2=tan2∠BF 1O,所以ba=2×ab1-(ab)2,所以b2=3a2,所以c2 - a2=3a2,即2a=c,所以双曲线的离心率e=ca=2. 解法二 因为F1B·F2B=0,所以F 1B⊥F 2B.在Rt△F 1BF 2中,|OB|=|OF 2|,所以∠OBF 2=∠OF 2B.又F1A=AB,所以A为线段F 1B的中点,所以OA∥F 2B,所以∠F 1OA=∠OF 2B.又∠F 1OA=∠BOF 2,所以△OBF 2为等边三角形.由F 2(c,0)可得B(c2,3c2),因为点B在直线y=bax上,所以32c=ba·c2,所以ba=3,所以e=1+b2a2=2. 命题角度3 与双曲线有关的范围(或最值)问题 6 [2020湘东六校联考]已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的两个顶点分别为A1,A2,F 为双曲线的一个焦点,B为虚轴的一个端点,若在线段BF 上(不含端点)存在两点P1,P2,使得∠A1P1A2=∠A1P2A2=π2,则双曲线的渐近线的斜率k的平方的取值范围是 A.(1,5+12) B.(1,3+12) C.(0,5+12) D.(3+12,32) 由以A1A2为直径的圆O上存在两点P1,P2,使得∠A1P1A2=∠A1P2A2=π2→由圆心O到直线BF 的距离小于圆的半径a建立关于a,b的不等式→可求得双曲线的渐近线的斜率k的平方的取值范围 不妨设点F 为双曲线的左焦点,点B在y轴正半轴上,则F ( - c,0),B(0,b),直线BF 的方程为bx - cy= - bc.如图10 - 2 - 2所示,以O为圆心,A1A2为直径作圆O,则P1,P2在圆O上. 由题意可知b>a,bcb2+c20,b>0)的左、右焦点,若双曲线上存在点P满足PF1·PF2= - a2,则该双曲线离心率的取值范围为( ) A.[3,+∞) B.[2,+∞) C.(1,3] D.(1,2] (2)[2020广东省百校联考]已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的离心率为2,F 1,F 2分别是双曲线的左、右焦点,点M( -a,0), (0,b),点P为线段MN上的动点,当PF1·PF2取得最小值和最大值时,△PF 1F 2的面积分别为S1,S2,则S2S1=( ) A.4 B.8 C.23 D.43 考法4直线与双曲线的综合问题 7 已知双曲线C:x2 - y2=1及直线l:y=kx - 1. (1)若l与C有两个不同的交点,求实数k的取值范围; (2)若l与C交于A,B两点,O是坐标原点,且△AOB的面积为2,求实数k的值. (1)联立双曲线方程与直线方程,消去y→x2的系数不为0且Δ>0→求k的取值范围 (2)设A(x1,y1),B(x2,y2)→S△OAB转化为S△OAD±S△OBD→根与系数的关系→解关于k的方程 (1)联立双曲线C与直线l的方程得x2-y2=1,y=kx-1,消去y整理得(1 - k2)x2+2kx - 2=0. 因为l与C有两个不同的交点,即上式有两个不同的实数根, 所以1-k2≠0,Δ=4k2+8(1-k2)>0, 解得 - 2<k<2且k≠±1.即当双曲线C与直线l有两个不同的交点时,实数k的取值范围是( - 2, - 1)∪( - 1,1)∪(1,2). (2)设交点A(x1,y1),B(x2,y2),直线l与y轴交于点D(0, - 1),由(1)知,联立双曲线C和直线l的方程并整理得(1 - k2)x2+2kx - 2= 0( - 2<k<2且k≠±1), 所以x1+x2=-2k1-k2,x1x2=-21-k2. 当A,B在双曲线的同一支上且|x1|>|x2|时, S△OAB=S△OAD - S△OBD=12(|x1| - |x2|)=12|x1 - x2|; 当A,B分别在双曲线的两支上且x1>x2时, S△OAB=S△OAD+S△OBD=12(|x1|+|x2|)=12|x1 - x2|. 综上,S△OAB=12|x1 - x2|=2, 所以(x1 - x2)2=(x1+x2)2 - 4x1x2=(22)2, 即(-2k1-k2)2+81-k2=8,解得k=0或k=±62. 所以当△AOB的面积为2时,实数k的值为0或62或 - 62. 1.D 对于①,双曲线y29-x24=1的渐近线方程应是y=±32x,故①不正确; 对于②,双曲线的焦点为( - 2,0),(2,0), 2a=|(2+2)2+(3 - 0)2-(2 - 2)2+(3 - 0)2|=2,a=1,从而离心率e=2,所以②正确; 对于③,F(±c,0),B(0,±b),FB的中点坐标(±c2,±b2)不满足双曲线的渐近线方程y=±bax,所以③正确; 对于④,由等轴双曲线的性质可得④正确; 对于⑤,由共轭双曲线的性质可知⑤正确.故选D. 2.A 解法一 因为双曲线x2m2+n-y23m2 - n=1两焦点之间的距离为4,则: ①当焦点在x轴上时,22=m2+n+3m2 - n,3m2 - n>0,m2+n>0,解得m2=1, - 1查看更多