双曲线知识点复习总结教学内容
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双曲线的基本知识点(大全)双曲线的基本知识点(大全)双曲线,这在高中数学中是一大考点,那么双曲线知识点又有什么重点呢?下面小编给大家整理了关于双曲线的基本知识点的内容,欢迎阅读,内容仅供参考!双曲线的基本知识点一、直线与方程(1)直线的倾斜角定义:x轴正向与直线向上方向之间所成的角叫直线的倾斜角。
特别地,当直线与x轴平行或重合时,我们规定它的倾斜角为0度。
因此,倾斜角的取值范围是0°≤α<180°(2)直线的斜率①定义:倾斜角不是90°的'直线,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率。
直线的斜率常用k表示。
即。
斜率反映直线与轴的倾斜程度。
②过两点的直线的斜率公式:注意下面四点:(1)当时,公式右边无意义,直线的斜率不存在,倾斜角为90°;(2)k与P1、P2的顺序无关;(3)以后求斜率可不通过倾斜角而由直线上两点的坐标直接求得;(4)求直线的倾斜角可由直线上两点的坐标先求斜率得到。
(3)直线方程①点斜式:直线斜率k,且过点注意:当直线的斜率为0°时,k=0,直线的方程是y=y1。
当直线的斜率为90°时,直线的斜率不存在,它的方程不能用点斜式表示。
但因l上每一点的横坐标都等于x1,所以它的方程是x=x1。
②斜截式:直线斜率为k,直线在y轴上的截距为b③两点式:()直线两点,④截矩式:其中直线与轴交于点,与轴交于点,即与轴、轴的截距分别为。
⑤一般式:(A,B不全为0)注意:各式的适用范围特殊的方程如:平行于x轴的直线:(b为常数);平行于y轴的直线:(a为常数);(5)直线系方程:即具有某一共同性质的直线(一)平行直线系平行于已知直线(是不全为0的常数)的直线系:(C为常数)(二)垂直直线系垂直于已知直线(是不全为0的常数)的直线系:(C为常数)(三)过定点的直线系(ⅰ)斜率为k的直线系:,直线过定点;(ⅱ)过两条直线,的交点的直线系方程为(为参数),其中直线不在直线系中。
高中数学双曲线知识点总结一、双曲线的定义双曲线是由平面上距离不变的所有点的轨迹组成的曲线。
具体地说,双曲线是平面上的一条曲线,其上的每一点到两个给定的不同点F1和F2的距离之差是一个常数。
在平面直角坐标系中,双曲线的定义可以表示为:一个点到两个不同点F1和F2的距离之差是一个常数e,即PF1-PF2=e。
二、双曲线的性质1. 双曲线包括两条分支,它们分别靠近两个焦点。
对于双曲线的每个分支来说,离焦点越远,离另一个分支越近。
2. 双曲线的两个焦点之间的距离称为焦距,是双曲线的重要参量,通常用2c表示。
3. 双曲线的渐近线是双曲线的一条特殊的直线,与双曲线有两个不同的交点。
双曲线的两条分支在渐近线上无限趋近。
4. 双曲线具有对称性,关于两个坐标轴都具有对称性,即当双曲线与一个坐标轴相交时,在另一个坐标轴上也有交点。
5. 双曲线有一个中心,它是两个焦点的中点,也是双曲线的对称中心。
6. 双曲线的方程通常可以表示为x^2/a^2-y^2/b^2=1或者y^2/b^2-x^2/a^2=1,其中a 和b分别是椭圆的轴长。
三、双曲线的方程在平面直角坐标系中,双曲线的一般方程可以表示为:1. 若横轴为实轴,纵轴为虚轴,则双曲线的方程为x^2/a^2-y^2/b^2=1;2. 若横轴为虚轴,纵轴为实轴,则双曲线的方程为y^2/b^2-x^2/a^2=1。
在双曲线的方程中,a和b分别代表横轴和纵轴方向的轴长,e为离心率。
四、双曲线的图像1. 当a>b时,双曲线的中心在x轴上,两分支朝向y轴;2. 当a<b时,双曲线的中心在y轴上,两分支朝向x轴。
双曲线的图像可以通过手工绘图或者计算机绘图软件来绘制,使学生更好地理解双曲线的性质和特点。
双曲线的图像在实际生活中也有许多应用,比如在光学中的抛物面镜和双曲面镜、在通信中的双曲线天线和成像原理等。
五、双曲线的相关定理和定律1. 双曲线的面积定理:双曲线的面积等于焦距的一半与两个辅助椭圆的面积之和。
双曲线经典知识点总结双曲线是解析几何中的一种重要曲线,是一对非重叠又对称的曲线组成,它有着丰富的性质和应用。
在数学、物理和工程等领域都有广泛的应用。
本文将通过对双曲线的定义、性质、参数方程、极坐标方程以及相关的应用等方面进行详细的总结和解释。
一、双曲线的定义和基本性质1. 双曲线的定义双曲线定义是平面直角坐标系中满足以下方程的点的轨迹:\[\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1\]其中a和b是正实数且a≠b。
当a>b时,曲线称为右双曲线;当a<b时,曲线称为左双曲线。
2. 双曲线的基本性质(1)对称性:关于x轴、y轴和原点对称。
(2)渐近线:右双曲线的渐近线为y=±\frac{b}{a}x,左双曲线的渐近线为y=±\frac{a}{b}x。
(3)焦点和准线:右双曲线的焦点为F_{1}、F_{2}(c,0),准线方程为x=c;左双曲线的焦点为F_{1}、F_{2}(0,c),准线方程为y=c。
(4)离心率:离心率ε定义为,ε=\frac{\sqrt{a^2+b^2}}{a}。
二、双曲线的参数方程和极坐标方程1. 双曲线的参数方程(1)右双曲线的参数方程:\[\begin{cases}x=a\text{sec}t \\y=b\tan t\end{cases}\]其中t为参数。
(2)左双曲线的参数方程:\[\begin{cases}x=a\text{csc}t \\y=b\cot t\end{cases}\]其中t为参数。
2. 双曲线的极坐标方程(1)右双曲线的极坐标方程:\[r=\frac{b}{\sin\theta}\](2)左双曲线的极坐标方程:\[r=\frac{a}{\cos\theta}\]三、双曲线的相关应用1. 数学方面双曲线广泛应用于解析几何、微积分、微分方程等数学领域。
在微积分中,双曲线的导数和积分形式复杂,常作为综合练习的一部分。
高三数学双曲线知识点总结归纳双曲线是高中数学中重要的一章,它不仅在数学理论体系中具有重要作用,还在实际生活中有广泛的应用。
下面是对高三数学双曲线知识点的总结与归纳。
一、双曲线的定义和基本形态双曲线是平面上各点到两个定点的距离之差等于常数的轨迹。
双曲线由两个分离的支线组成,其基本形态可以分为两种类型:横轴双曲线和纵轴双曲线。
横轴双曲线的中心在横轴上,纵轴双曲线的中心在纵轴上。
二、双曲线的方程1. 横轴双曲线的方程(1)标准方程:$\frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{b^2}=1$(2)近似方程:$y=\pm \frac{b}{a} \sqrt{x^2-a^2}$2. 纵轴双曲线的方程(1)标准方程:$\frac{y^2}{a^2}-\frac{x^2}{b^2}=1$(2)近似方程:$x=\pm \frac{a}{b} \sqrt{y^2-a^2}$三、双曲线的性质1. 焦点和准线:横轴双曲线有两个焦点和两条准线,纵轴双曲线也有两个焦点和两条准线。
2. 对称性:双曲线关于横轴、纵轴和原点对称。
3. 渐近线:横轴双曲线有两条渐近线,纵轴双曲线也有两条渐近线。
4. 离心率:双曲线的离心率定义为焦距与准线之间的比值,离心率大于1。
5. 直径:双曲线的直径是通过焦点的直线段,并且双曲线上的每一点都在某条直径上。
四、双曲线的图像与应用1. 横轴双曲线的图像横轴双曲线的图像呈现出两个分离的支线,它在物理学、电子学和光学中有广泛的应用,例如抛物面反射器、双折式天线等。
2. 纵轴双曲线的图像纵轴双曲线的图像同样由两个分离的支线构成,它在物理学、力学、天文学等领域有广泛的应用,例如行星运动的轨道、卫星发射轨道等。
五、双曲线的解析几何应用1. 双曲线的切线双曲线的切线过双曲线上的一点$P(x_0, y_0)$,切线方程为$\frac{xx_0}{a^2}-\frac{yy_0}{b^2}=1$。
2. 双曲线的渐近线横轴双曲线的渐近线方程为$y=\pm \frac{b}{a} x$,纵轴双曲线的渐近线方程为$x=\pm \frac{a}{b} y$。
高考双曲线知识点总结一、双曲线的定义和性质1. 双曲线的定义双曲线是平面上的一类曲线,其定义为到两个定点的距离之差的绝对值等于常数的点的集合。
2. 双曲线的性质(1)双曲线的标准方程双曲线的标准方程为:$\frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{b^2}=1$(横轴为实轴)或$\frac{y^2}{a^2}-\frac{x^2}{b^2}=1$(纵轴为实轴)。
其中,a和b分别为横轴和纵轴半轴的长度。
(2)双曲线的对称性双曲线关于x轴、y轴、原点对称。
(3)渐近线双曲线有两条渐近线,分别是x轴和y轴。
(4)焦点和直焦距双曲线的焦点定义为到两个定点的距离之差的绝对值等于常数的点的集合。
焦点之间的距离称为直焦距。
(5)双曲线的渐近线双曲线有两条渐近线,分别是x轴和y轴。
双曲线与它的渐近线有如下关系:a)当曲线的方程是$\frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{b^2}=1$或$\frac{y^2}{a^2}-\frac{x^2}{b^2}=1$时,它的渐近线是x=±a,当曲线的方程是$\frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{b^2}=-1$或$\frac{y^2}{a^2}-\frac{x^2}{b^2}=-1$时,它的渐近线是y=±b;b)当曲线的方程是$\frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{b^2}<1$或$\frac{y^2}{a^2}-\frac{x^2}{b^2}<1$时,它的渐近线是y=ax或x=ay;c)当曲线的方程是$\frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{b^2}>0$或$\frac{y^2}{a^2}-\frac{x^2}{b^2}>0$时,它的渐近线是没有。
(6)四条特殊的双曲线内离心双曲线,外离心双曲线,右开弧双曲线,左开弧双曲线。
二、双曲线的图像与方程1. 双曲线的图像(1)当$a>b$时,双曲线的图像为两支开口朝左右的曲线,焦点在横轴上。
双曲线的基本知识点总结双曲线基本知识点总结1. 定义双曲线是二次曲线的一种,它是由一个平面和一个双圆锥面相交,除去与锥面的两个交点(焦点)所得到的曲面。
在笛卡尔坐标系中,标准形式的双曲线方程为 \( \frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1 \) 或 \( \frac{y^2}{b^2} - \frac{x^2}{a^2} = 1 \),其中 \( a \) 和 \( b \) 是实数,且 \( a > 0 \) 和 \( b > 0 \)。
2. 几何性质- 焦点:双曲线有两个焦点,位于主轴上,且距离为 \( 2c \),其中 \( c^2 = a^2 + b^2 \)。
- 实轴:通过双曲线中心的一条轴,且与双曲线的两个分支相切。
- 虚轴:垂直于实轴并通过双曲线中心的轴。
- 半焦距:焦点到双曲线中心的距离,等于 \( c \)。
- 半实轴:实轴的一半,长度为 \( a \)。
- 半虚轴:虚轴的一半,长度为 \( b \)。
- 渐近线:双曲线的两条直线,它们不与双曲线相交,但双曲线的分支趋近于这些线。
渐近线的方程为 \( y = \pm \frac{b}{a}x \)。
3. 标准方程- 横向双曲线:\( \frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1 \),其中 \( a \) 和 \( b \) 是正实数,且 \( a^2 < b^2 \)。
- 纵向双曲线:\( \frac{y^2}{b^2} - \frac{x^2}{a^2} = 1 \),其中 \( a \) 和 \( b \) 是正实数,且 \( a^2 < b^2 \)。
4. 双曲线的类型- 右双曲线:中心在原点,实轴向右延伸。
- 左双曲线:实轴向左延伸。
- 上双曲线:实轴向上延伸。
- 下双曲线:实轴向下延伸。
5. 双曲线的性质- 双曲线的两个分支是对称的。
双曲线与方程【知识梳理】1、双曲线的定义(1)平面内,到两定点、的距离之差的绝对值等于定长的点的轨迹称为双曲线,其中两1F 2F ()1222,0a F F a a >>定点、称为双曲线的焦点,定长称为双曲线的实轴长,线段的长称为双曲线的焦距.此定义为双曲线1F 2F 2a 12F F 的第一定义.【注】,此时点轨迹为两条射线.12122PF PF a F F -==P (2)平面内,到定点的距离与到定直线的距离比为定值的点的轨迹称为双曲线,其中定点称为双曲线的()1e e >焦点,定直线称为双曲线的准线,定值称为双曲线的离心率.此定义为双曲线的第二定义.e 2、双曲线的简单性质标准方程()22221,0x y a b a b -=>()22221,0y x a b a b -=>顶点坐标(),0A a ±()0,B a ±焦点坐标左焦点,右焦点()1,0F c -()2,0F c 上焦点,下焦点()10,F c ()20,F c -虚轴与虚轴实轴长、虚轴长2a 2b实轴长、虚轴长2a 2b有界性x a≥,y a ≥对称性关于轴对称,关于轴对称,同时也关于原点对称.x y 3、渐近线双曲线的渐近线为,即,或.()22221,0x y a b a b -=>22220x y a b -=0x y a b ±=by x a=±【注】①与双曲线具有相同渐近线的双曲线方程可以设为;22221x y a b -=()22220x y a b λλ-=≠②渐近线为的双曲线方程可以设为;by x a=±()22220x y a b λλ-=≠③共轭双曲线:以已知双曲线的虚轴为实轴,实轴为虚轴的双曲线叫做原双曲线的共轭双曲线.共轭双曲线具有相同的渐近线.④等轴双曲线:实轴与虚轴相等的双曲线称为等轴双曲线.4、焦半径双曲线上任意一点到双曲线焦点的距离称为焦半径.若为双曲线上的任意一点,P F 00(,)P x y ()22221,0x y a b a b -=>,为双曲线的左、右焦点,则,,其中.1(,0)F c -2(,0)F c 10||PF ex a =+20||PF ex a =-ce a=5、通径过双曲线焦点作垂直于虚轴的直线,交双曲线于、两点,称线段为双曲线的通径,()22221,0x y a b a b -=>F A B AB 且.22b AB a=6、焦点三角形为双曲线上的任意一点,,为双曲线的左右焦点,称为双曲线的焦P ()22221,0x y a b a b-=>1(,0)F c -2(,0)F c 12PF F ∆点三角形.若,则焦点三角形的面积为:.12F PF θ∠=122cot 2F PF S b θ∆=7、双曲线的焦点到渐近线的距离为(虚半轴长).b 8、双曲线的焦点三角形的内心的轨迹为()22221,0x y a b a b-=>()0x a y =±≠9、直线与双曲线的位置关系直线,双曲线:,则:0l Ax By C ++=Γ()22221,0x y a b a b-=>与相交;l Γ22222a A b B C ⇔->与相切;l Γ22222a A b B C ⇔-=与相离.l Γ22222a A b B C ⇔-<10、平行于(不重合)渐近线的直线与双曲线只有一个交点.【注】过平面内一定点作直线与双曲线只有一个交点,这样的直线可以为4条、3条、2条,或者0条.11、焦点三角形角平分线的性质点是双曲线上的动点,是双曲线的焦点,是的角平分线上一点,且(,)P x y ()22221,0x y a b a b-=>12,F F M 12F PF ∠,则,即动点的点的轨迹为.20F M MP ⋅=u u u u r u u u rOM a =M ()222x y a x a +=≠±12、双曲线上任意两点的坐标性质【推广2】设直线交双曲线于两点,交直线于点.若()110l y k x m m =+≠、()22221,0x y a b a b -=>C D 、22l y k x =、E 为的中点,则.E CD 2122b k k a=13、中点弦的斜率直线过与双曲线交于两点,且,则直线的斜率l ()()000,0M x y y ≠()22221,0x y a b a b-=>,A B AM BM =l .2020ABb x k a y =14、点是双曲线上的动点,过作实轴的平行线,交渐近线于两(,)(0,0)P x y x y >>()22221,0x y a b a b-=>P ,M N 点,则定值.PM PN =2a 15、点是双曲线上的动点,过作渐近线的平行线,交渐近线于(,)(0,0)P x y x y >>()22221,0x y a b a b-=>P 两点,则定值.,M N OMPN S =Y 2ab 【典型例题】例1、双曲线的渐近线方程为,焦距为,这双曲线的方程为_________.20x y ±=10【变式1】若曲线表示双曲线,则的取值范围是_________.22141x y k k+=+-k【变式2】双曲线的两条渐近线的夹角为_________.22148x y -=【变式3】已知椭圆和双曲线有公共的焦点,那么双曲线的渐近线方程为_________.2222135x y m n +=2222123x y m n-=【变式4】若椭圆和双曲线有相同焦点、,为两曲线的一个交221(0)x y m n m n +=>>221(0,0)x y a b a b-=>>1F 2F P 点,则_________.12PF PF ⋅=【变式5】如果函数的图像与曲线恰好有两个不同的公共点,则实数的取值范围是2y x =-22:4C x y λ+=λ( )A .B .C .D . [1,1)-{}1,0-(,1][0,1)-∞-U [1,0](1,)-+∞U 【变式6】直线与双曲线的渐近线交于两点,设为双曲线上的任意一点,若2=x 14:22=-y x C B A ,P C (为坐标原点),则下列不等式恒成立的是( )b a +=O R b a ,,∈A .B . 222a b +≥2122≥+b a C . D .222a b +≤2212a b +≤【变式7】设连接双曲线与的四个顶点为四边形面积为,连接其四个焦点的四边形面积22221x y a b -=22221y x b a-=1S 为,则的最大值为_________.2S 12S S 例2、设分别是双曲线的左右焦点,若点在双曲线上,且,则12F F 、2219y x -=P 12=0PF PF u u u r u u u u r g =_________.12PF PF +u u u r u u u u r【变式1】过双曲线的左焦点的弦,则(为右焦点)的周长为_________.221109x y -=1F 6AB =2ABF ∆2F 【变式2】双曲线的左、右焦点、,是双曲线上的动点,且,则_________.2211620x y -=1F 2F P 19PF =2PF =例3、设是双曲线的两个焦点,点是双曲线的任意一点,且,求的面12F F 、2214x y -=P 123F PF π∠=12PF F ∆积.例4、已知直线与双曲线有两个不同的交点,如果以为直径的圆恰好过原点,1y kx =+2231x y -=A B 、AB O试求的值.k 例5、已知直线与双曲线相交于两点,那么是否存在实数使得两点关于直线1y kx =+2231x y -=A B 、k A B 、对称?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.20x y -=k 例6、已知双曲线的右焦点为,若过点的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,求此直线的斜221124x y -=F F 率的取值范围为_________.【变式1】已知曲线:;C 21(4)x y y x -=≤(1)画出曲线的图像;C (2)若直线:与曲线有两个公共点,求的取值范围;l 1y kx =-C k (3)若,为曲线上的点,求的最小值.()0P p 、()0p >Q C PQ 【变式2】直线:与曲线:.l 10ax y --=C 2221x y -=(1)若直线与曲线有且仅有一个交点,求实数的取值范围;l C a(2)若直线被曲线截得的弦长,求实数的取值范围;l C PQ =a(3)是否存在实数,使得以为直径的圆经过原点,若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.a PQ a 例7、已知是双曲线的左焦点,,是双曲线右支上的动点,求的最小值.F 221412x y -=(14)A 、P PF PA +【变式】是双曲线的右支上一点,分别是圆和上的点,则P 221916x y -=,M N ()2254x y ++=()2251x y -+=的最大值等于_________.PM PN -例8、已知动圆与两个定圆和都外切,求动圆圆心的轨迹方程.P ()2251x y -+=()22549x y ++=P 【变式1】的顶点为,,的内切圆圆心在直线上,则顶点的轨迹方程是ABC ∆()50A -、()5,0B ABC ∆3x =C _________.【变式2】已知双曲线的中心在原点,且一个焦点为,直线与其相交于两点,线段)F1y x =-M N 、的中点的横坐标为,求此双曲线的方程.MN 23-例9、已知双曲线,若点为双曲线上任一点,则它到两渐近线距离的乘积为_________.221916x y -=M例10、焦点在轴上的双曲线的两条渐近线经过原点,且两条渐近线均与以点为圆心,以1为半径的x C P 圆相切,又知双曲线的一个焦点与关于直线对称C P y x =(1)求双曲线的方程;(2)设直线与双曲线的左支交于两点,另一直线经过点及的中点,求直线在1y mx =+C ,A B l (2,0)M -AB l 轴上的截距的取值范围.n【变式】设直线的方程为,等轴双曲线:右焦点为.l 1y kx =-C 222x y a -=)(1)求双曲线的方程;(2)设直线与双曲线的右支交于不同的两点,记中点为,求实数的取值范围,并用表示点l A B 、AB M k k 的坐标;M (3)设点,求直线在轴上的截距的取值范围.()1,0Q -QM y 例11、已知双曲线方程为:.C 2212y x -=(1)已知直线与双曲线交于不同的两点,且线段的中点在圆上,求的0x y m -+=C A B 、AB 225x y +=m 值;(2)设直线是圆:上动点()处的切线,与双曲线交于不同的两点l O 222x y +=00(,)P x y 000x y ≠l C,证明的大小为定值.A B 、AOB ∠例12、已知中心在原点,顶点在轴上,其渐近线方程是,双曲线过点.12A A 、x y x =()6,6P (1)求双曲线的方程;(2)动直线经过的重心,与双曲线交于不同的两点,问:是否存在直线,使平分线段l 12A PA ∆G M N 、l G ,证明你的结论.MN 例13、已知点、为双曲线:的左、右焦点,过作垂直于轴的直线,在轴上方交1F 2F C ()01222>=-b by x 2F x x 双曲线于点,且.圆的方程是.C M ︒=∠3021F MF O 222b y x =+(1)求双曲线的方程;C (2)过双曲线上任意一点作该双曲线两条渐近线的垂线,垂足分别为、,求的值;C P 1P 2P 21PP PP ⋅(3)过圆上任意一点作圆的切线交双曲线于、两点,中点为,求证:O ()00y ,x Q O l C A B AB M例14、已知双曲线:的一个焦点是,且.C ()222210,0x y a b a b-=>>()22,0F a b 3=(1)求双曲线的方程;C (2)设经过焦点的直线l 的一个法向量为,当直线与双曲线C 的右支相交于不同的两点时,求实2F )1,(m l B A ,数的取值范围;并证明中点在曲线上.m AB M 3)1(322=--y x(3)设(2)中直线与双曲线的右支相交于两点,问是否存在实数,使得为锐角?若存在,请l C B A ,m AOB 求出的范围;若不存在,请说明理由.m。
高一数学《认识双曲线》知识点总结认识双曲线双曲线是高一数学中重要的曲线之一,它在几何图形和函数图像的研究中有着广泛的应用。
本文将对认识双曲线的相关知识点进行总结和讲解。
一、双曲线的定义和基本性质双曲线是平面上一种特殊的曲线,它与椭圆和抛物线类似,也是由一条弯曲的曲线组成。
但与椭圆和抛物线不同的是,双曲线的两支曲线分离并且无限延长。
双曲线的数学定义为平面上满足以下方程的点的集合:(x^2/a^2) - (y^2/b^2) = 1 或者 (y^2/b^2) - (x^2/a^2) = 1其中,a和b是正实数,表示曲线在x轴和y轴上的截距。
双曲线有许多基本性质,包括:两支曲线分离且无限延长、有着对称轴和对称中心、双曲线的离心率大于1等等。
这些性质是我们认识双曲线的基础,也是我们进一步探索其特性和应用的前提。
二、双曲线的标准方程及图像双曲线可以通过标准方程来描述,标准方程分别为:(x^2/a^2) - (y^2/b^2) = 1 和 (y^2/b^2) - (x^2/a^2) = 1其中,a和b是双曲线的参数,决定了双曲线的形状和大小。
当a>b时,双曲线的主轴与x轴平行;当a<b时,双曲线的主轴与y轴平行。
根据双曲线的标准方程,我们可以使用数值计算或绘图软件来画出双曲线的图像。
通过观察图像,我们可以更直观地理解双曲线的特性和性质。
三、双曲线的焦点和准线与椭圆和抛物线类似,双曲线也有着焦点和准线。
在双曲线的定义中,焦点和准线是与双曲线的离心率密切相关的概念。
对于双曲线方程(x^2/a^2) - (y^2/b^2) = 1,焦点的坐标为(±c, 0),其中c = √(a^2 + b^2)。
而准线是曲线的两支与离心率所确定的直线。
根据准线与离心率的关系,我们可以进一步求解双曲线的离心率。
四、双曲线的渐近线双曲线还具有渐近线,即无限远处曲线趋近的直线。
对于双曲线方程 (x^2/a^2) - (y^2/b^2) = 1,它的渐近线有两条,分别是与曲线相交于两个交点的直线。
专题9.4 双曲线(知识点讲解)【知识框架】【核心素养】1.考查双曲线的定义,求轨迹方程及焦点三角形,凸显数学运算、直观想象的核心素养.2.考查双曲线几何性质(范围、对称性、顶点、离心率、渐近线),结合几何量的计算,凸显逻辑推理、数学运算的核心素养.3.考查直线与双曲线的位置关系,凸显逻辑推理、数学运算、数学应用的核心素养.【知识点展示】(一)双曲线的定义及标准方程1.双曲线的定义满足以下三个条件的点的轨迹是双曲线(1)在平面内;(2)动点到两定点的距离的差的绝对值为一定值;(3)这一定值一定要小于两定点的距离.2.双曲线的标准方程标准方程x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0) y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0) 图形(二)双曲线的几何性质 双曲线的几何性质标准方程x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0) y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0) 图形性质范围 x ≥a 或x ≤-a ,y ∈Rx ∈R ,y ≤-a 或y ≥a对称性 对称轴:坐标轴 对称中心:原点 顶点 A 1(-a,0),A 2(a,0) A 1(0,-a ),A 2(0,a ) 渐近线y =±b axy =±a bx离心率 e =ca,e ∈(1,+∞),其中c =a 2+b 2 实虚轴线段A 1A 2叫作双曲线的实轴,它的长|A 1A 2|=2a ;线段B 1B 2叫作双曲线的虚轴,它的长|B 1B 2|=2b ;a 叫作双曲线的实半轴长,b 叫作双曲线的虚半轴长.a 、b 、c 的关系c 2=a 2+b 2(c >a >0,c >b >0)(三)常用结论 1.等轴双曲线及性质(1)等轴双曲线:实轴长和虚轴长相等的双曲线叫做等轴双曲线,其标准方程可写作:x 2-y 2=λ(λ≠0). (2)等轴双曲线⇔离心率e =2⇔两条渐近线y =±x 相互垂直. 2.双曲线中的几个常用结论(1)双曲线的焦点到其渐近线的距离为b .(2)若P 是双曲线右支上一点,F 1,F 2分别为双曲线的左、右焦点,则|PF 1|min =a +c ,|PF 2|min =c -a . (3)同支的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于长轴的弦),其长为2b 2a,异支的弦中最短的为实轴,其长为2a .(4)设P ,A ,B 是双曲线上的三个不同的点,其中A ,B 关于原点对称,直线P A ,PB 斜率存在且不为0,则直线P A 与PB 的斜率之积为b 2a2.(5)P 是双曲线上不同于实轴两端点的任意一点,F 1,F 2分别为双曲线的左、右焦点,则S △PF 1F 2=b 2·1tan θ2,其中θ为∠F 1PF 2.【常考题型剖析】题型一:双曲线的定义及其应用例1.(2020·浙江省高考真题)已知点O (0,0),A (–2,0),B (2,0).设点P 满足|PA |–|PB |=2,且P 为函数y =234x -|OP |=( )A .222B 410C 7D 10【答案】D 【解析】因为||||24PA PB -=<,所以点P 在以,A B 为焦点,实轴长为2,焦距为4的双曲线的右支上,由2,1c a ==可得,222413bc a=-=-=,即双曲线的右支方程为()22103y x x -=>,而点P 还在函数234y x =-由()22210334y x x y x ⎧⎪⎨->-==⎪⎩,解得1333x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,即13271044OP =+= 故选:D.例2.(2017·上海·高考真题)设双曲线22219x y b -=(0)b >的焦点为1F 、2F ,P 为该双曲线上的一点,若1||5PF =,则2||PF =________ 【答案】11【详解】由双曲线的方程2221(0)9x y b b -=>,可得3a =,根据双曲线的定义可知1226PF PF a -=±=±,又因为15PF =,所以2||11PF =. 【总结提升】1.双曲线定义的主要应用(1)判定平面内动点与两定点的轨迹是否为双曲线,进而根据要求可求出曲线方程.(2)在“焦点三角形”中,常利用正弦定理、余弦定理,结合||PF 1|-|PF 2||=2a ,运用平方的方法,建立与|PF 1|·|PF 2|的联系.2.用定义法求双曲线方程,应依据条件辨清是哪一支,还是全部曲线. 3.与双曲线两焦点有关的问题常利用定义求解.4.如果题设条件涉及动点到两定点的距离,求轨迹方程时可考虑能否应用定义求解. 题型二:双曲线的标准方程例3.(2021·北京高考真题)双曲线2222:1x y C a b -=过点2,3,且离心率为2,则该双曲线的标准方程为( ) A .2221x y -= B .2213y x -=C .22531x y -=D .22126x y -=【答案】B 【分析】分析可得3b a =,再将点2,3代入双曲线的方程,求出a 的值,即可得出双曲线的标准方程.【详解】2c e a ==,则2c a =,223b c a a -=,则双曲线的方程为222213x y a a-=,将点2,3的坐标代入双曲线的方程可得22223113a a a-==,解得1a =,故3b =因此,双曲线的方程为2213y x -=.故选:B例4. (2022·全国·高三专题练习)已知双曲线的上、下焦点分别为()10,3F ,()20,3F -,P 是双曲线上一点且124PF PF -=,则双曲线的标准方程为( ) A .22145x y -=B .22154x y -=C .22145y x -=D .22154y x -=【答案】C【分析】设双曲线的标准方程为()222210,0y x a b a b -=>>,由双曲线的定义知3c =,2a =,即可求出双曲线的标准方程.【详解】设双曲线的标准方程为()222210,0y x a b a b -=>>,半焦距为c ,则由题意可知3c =,24a =,即2a =,故222945b c a =-=-=,所以双曲线的标准方程为22145y x -=.故选:C .例5.【多选题】(2020·海南·高考真题)已知曲线22:1C mx ny +=.( ) A .若m >n >0,则C 是椭圆,其焦点在y 轴上 B .若m =n >0,则C n C .若mn <0,则C 是双曲线,其渐近线方程为my x n=±- D .若m =0,n >0,则C 是两条直线 【答案】ACD【分析】结合选项进行逐项分析求解,0m n >>时表示椭圆,0m n =>时表示圆,0mn <时表示双曲线,0,0m n =>时表示两条直线.【详解】对于A ,若0m n >>,则221mx ny +=可化为22111x y m n +=, 因为0m n >>,所以11m n<, 即曲线C 表示焦点在y 轴上的椭圆,故A 正确;对于B ,若0m n =>,则221mx ny +=可化为221x y n+=, 此时曲线C 表示圆心在原点,半径为nn的圆,故B 不正确; 对于C ,若0mn <,则221mx ny +=可化为22111x y m n +=, 此时曲线C 表示双曲线, 由220mx ny +=可得my x n=±-,故C 正确; 对于D ,若0,0m n =>,则221mx ny +=可化为21y n=, ny n=±,此时曲线C 表示平行于x 轴的两条直线,故D 正确;故选:ACD. 【规律方法】1.求双曲线方程的思路(1)如果已知双曲线的中心在原点,且确定了焦点在x 轴上或y 轴上,则设出相应形式的标准方程,然后根据条件确定关于a ,b ,c 的方程组,解出a 2,b 2,从而写出双曲线的标准方程(求得的方程可能是一个,也有可能是两个,注意合理取舍,但不要漏解). (2)当焦点位置不确定时,有两种方法来解决:一是分类讨论,注意考虑要全面;二是注意巧设双曲线:①双曲线过两点可设为221(0)mx ny mn -=>,②与22221x y a b -=共渐近线的双曲线可设为2222(0)x y a bλλ-=≠,(3)等轴双曲线可设为22(0)x y λλ-=≠等,均为待定系数法求标准方程.2.利用待定系数法求双曲线标准方程的步骤如下:(1)定位置:根据条件判定双曲线的焦点在x 轴上还是在y 轴上,不能确定时应分类讨论.(2)设方程:根据焦点位置,设方程为x 2a 2-y 2b 2=1或y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0),焦点不定时,亦可设为mx 2+ny 2=1(m ·n <0);(3)寻关系:根据已知条件列出关于a 、b (或m 、n )的方程组;(4)得方程:解方程组,将a 、b 、c (或m 、n )的值代入所设方程即为所求. 3.双曲线方程的几种形式:(1)双曲线的一般方程:当ABC ≠0时,方程Ax 2+By 2=C可以变形为x 2C A +y 2C B=1,由此可以看出方程Ax 2+By 2=C 表示双曲线的充要条件是ABC ≠0,且A ,B 异号.此时称方程Ax 2+By 2=C 为双曲线的一般方程.利用一般方程求双曲线的标准方程时,可以将其设为Ax 2+By 2=1(AB <0),将其化为标准方程,即x 21A +y 21B=1.因此,当A >0时,表示焦点在x 轴上的双曲线;当B >0时,表示焦点在y 轴上的双曲线.(2)共焦点的双曲线系方程:与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)有公共焦点的双曲线的方程为x 2a 2+λ-y 2b 2-λ=1(a >0,b >0);与双曲线y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)有公共焦点的双曲线的方程为y 2a 2+λ-x 2b 2-λ=1(a >0,b >0).题型三:双曲线的实际应用例6.(2023·全国·高三专题练习)江西景德镇青花瓷始创于元代,到明清两代达到了顶峰,它蓝白相映怡然成趣,晶莹明快,美观隽永.现有某青花瓷花瓶的外形可看成是焦点在x 轴上的双曲线的一部分绕其虚轴旋转所形成的曲面,如图所示,若该花瓶的瓶身最小的直径是4,瓶口和底面的直径都是8,瓶高是6,则该双曲线的标准方程是( )A .221169x y -=B .2214x y -=C .22189x y -=D .22143x y -=【答案】D【分析】由已知得双曲线的焦点在x 轴上,设该双曲线的方程为()222210,0x y a b a b -=>>,代入建立方程组,求解即可得双曲线的标准方程.【详解】由题意可知该双曲线的焦点在x 轴上,实轴长为4,点()4,3在该双曲线上.设该双曲线的方程为()222210,0x y a b a b-=>>,则222224,431,a a b =⎧⎪⎨-=⎪⎩解得2a =,3b =,故该双曲线的标准方程是22143x y -=.故选:D.例7.(2021·长丰北城衡安学校高二月考(理))如图为陕西博物馆收藏的国宝——唐⋅金筐宝钿团花纹金杯,杯身曲线内收,玲珑娇美,巧夺天工,是唐代金银细作的典范之作.该杯的主体部分可以近似看作是双曲线2222:x y C a b-=1(a >0,b >0)的右支与y 轴及平行于x 轴的两条直线围成的曲边四边形ABMN 绕y 轴旋转一周103239,且杯身最细之处到上杯口的距离是到下底座距离的2倍,则杯身最细之处的周长为( )A .2B .3πC .3D .4π【分析】103239,且杯身最细之处到上杯口的距离是到下底座距离的2倍, 可设5339(2),()M m N m , 代入方程,即可解得23,3a a == 3,从而得解. 【详解】103239,且杯身最细之处到上杯口的距离是到下底座距离的2倍, 可设5339(2),()M m N m 代入双曲线方程可得 22222225134331,1m m a b a b -=-= , 即22222213251312,14m m a b a b-=-=,作差可得2273124a =,解得23,3a a ==,所以杯身最细处的周长为23π . 故选:C 【总结提升】解答实际应用问题时,要注意先将实际问题数学化,条件中有两定点,某点与这两定点的距离存在某种联系,解题时先画出图形,分析其关系,看是否与椭圆、双曲线的定义有关,再确定解题思路、步骤. 题型四 已知双曲线的方程,研究其几何性质例8.(2018·浙江·高考真题)双曲线221 3x y -=的焦点坐标是( )A .()2,0-,)2,0B .()2,0-,()2,0C .(0,2-,(2D .()0,2-,()0,2【分析】根据双曲线方程确定焦点位置,再根据222c a b =+求焦点坐标.【详解】因为双曲线方程为2213x y -=,所以焦点坐标可设为(,0)c ±,因为222314,2c a b c =+=+==,所以焦点坐标为(20),选B.例9.(2021·全国高考真题(文))双曲线22145x y -=的右焦点到直线280x y +-=的距离为________. 5【分析】先求出右焦点坐标,再利用点到直线的距离公式求解. 【详解】由已知,22543c a b ++,所以双曲线的右焦点为(3,0), 所以右焦点(3,0)到直线280x y +-=225512==+ 5例10.(2020·北京·高考真题)已知双曲线22:163x y C -=,则C 的右焦点的坐标为_________;C 的焦点到其渐近线的距离是_________. 【答案】 ()3,0 3【分析】根据双曲线的标准方程可得出双曲线C 的右焦点坐标,并求得双曲线的渐近线方程,利用点到直线的距离公式可求得双曲线的焦点到渐近线的距离.【详解】在双曲线C 中,6a =,3b =,则223c a b =+=,则双曲线C 的右焦点坐标为()3,0, 双曲线C 的渐近线方程为22y x =±,即20x y ±=, 所以,双曲线C 的焦点到其渐近线的距离为23312=+. 故答案为:()3,0;3.例11.(2021·全国·高考真题(理))已知双曲线22:1(0)x C y m m -=>30x my +=,则C 的焦距为_________. 【答案】4【分析】将渐近线方程化成斜截式,得出,a b 的关系,再结合双曲线中22,a b 对应关系,联立求解m ,再由关系式求得c ,即可求解.【详解】由渐近线方程30x my +=化简得3y x m=-,即3b a m =,同时平方得2223b a m =,又双曲线中22,1a m b ==,故231m m=,解得3,0m m ==(舍去),2223142c a b c =+=+=⇒=,故焦距24c =. 故答案为:4.例12.(2021·全国·高考真题)若双曲线22221x y a b -=的离心率为2,则此双曲线的渐近线方程___________.【答案】3y x =±【分析】根据离心率得出2c a =,结合222+=a b c 得出,a b 关系,即可求出双曲线的渐近线方程. 【详解】解:由题可知,离心率2ce a ==,即2c a =, 又22224a b c a +==,即223b a =,则3ba=, 故此双曲线的渐近线方程为3y x =±. 故答案为:3y x =±. 【总结提升】1.已知双曲线方程讨论其几何性质,应先将方程化为标准形式,找出对应的a 、b ,利用c 2=a 2+b 2求出c ,再按定义找出其焦点、焦距、实轴长、虚轴长、离心率、渐近线方程.2.画双曲线图形,要先画双曲线的两条渐近线(即以2a 、2b 为两邻边的矩形对角线)和两个顶点,然后根据双曲线的变化趋势,就可画出双曲线的草图.3.双曲线的标准方程中对a 、b 的要求只是a >0,b >0易误认为与椭圆标准方程中a ,b 的要求相同. 若a >b >0,则双曲线的离心率e ∈(1,2); 若a =b >0,则双曲线的离心率e =2; 若0<a <b ,则双曲线的离心率e > 2.4.注意区分双曲线中的a ,b ,c 大小关系与椭圆a 、b 、c 关系,在椭圆中a 2=b 2+c 2,而在双曲线中c 2=a 2+b 2.5.等轴双曲线的离心率与渐近线关系双曲线为等轴双曲线⇔双曲线的离心率e =2⇔双曲线的两条渐近线互相垂直(位置关系). 6.双曲线的焦点到渐近线的距离等于虚半轴长b 7.渐近线与离心率()222210,0x y a b a b -=>>的一条渐近线的斜率为2222221b b c a e a a a-===-可以看出,双曲线的渐近线和离心率的实质都表示双曲线张口的大小.8.与双曲线有关的范围问题的解题思路(1)若条件中存在不等关系,则借助此关系直接转化求解.(2)若条件中没有不等关系,要善于发现隐含的不等关系,如借助双曲线上点的坐标范围,方程中Δ≥0等来解决.题型五 由双曲线的性质求双曲线的方程例11. (2022·天津·高考真题)已知抛物线21245,,y x F F =分别是双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左、右焦点,抛物线的准线过双曲线的左焦点1F ,与双曲线的渐近线交于点A ,若124F F A π∠=,则双曲线的标准方程为( )A .22110x y -=B .22116y x -=C .2214y x -=D .2214x y -=【答案】C【分析】由已知可得出c 的值,求出点A 的坐标,分析可得112AF F F =,由此可得出关于a 、b 、c 的方程组,解出这三个量的值,即可得出双曲线的标准方程.【详解】抛物线245y x =的准线方程为5x =-,则5c =,则()15,0F -、()25,0F ,不妨设点A 为第二象限内的点,联立b y x a x c ⎧=-⎪⎨⎪=-⎩,可得x c bc y a =-⎧⎪⎨=⎪⎩,即点,bc A c a ⎫⎛- ⎪⎝⎭,因为112AF F F ⊥且124F F A π∠=,则12F F A △为等腰直角三角形,且112AF F F =,即2=bc c a ,可得2ba=, 所以,22225ba c c ab ⎧=⎪⎪⎪=⎨⎪=+⎪⎪⎩,解得125a b c ⎧=⎪=⎨⎪=⎩,因此,双曲线的标准方程为2214y x -=.故选:C.例12.(2021·北京·高考真题)若双曲线2222:1x y C a b -=离心率为2,过点2,3,则该双曲线的方程为( )A .2221x y -= B .2213y x -=C .22531x y -=D .22126x y -=【答案】B【分析】分析可得3b a =,再将点()2,3代入双曲线的方程,求出a 的值,即可得出双曲线的标准方程.【详解】2c e a ==,则2c a =,223b c a a =-=,则双曲线的方程为222213x y a a-=,将点()2,3的坐标代入双曲线的方程可得22223113a a a-==,解得1a =,故3b =,因此,双曲线的方程为2213y x -=.故选:B例13.(2018·天津高考真题(文))已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>> 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1d 和2d ,且126,d d +=则双曲线的方程为( )A .22139x y -=B .22193x y -=C .221412x y -=D .221124x y -=【答案】A 【解析】设双曲线的右焦点坐标为(),0F c (c >0),则A B x x c ==,由22221c y a b-=可得:2b y a =±,不妨设:22,,,b b A c B c a a ⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,双曲线的一条渐近线方程为0bx ay -=,据此可得:22122bc b bc b d c a b --==+,22222bc b bc b d c a b++==+, 则12226bcd d b c+===,则23,9b b ==, 双曲线的离心率:2229112c b e a a a ==+=+=, 据此可得:23a =,则双曲线的方程为22139x y -=.本题选择A 选项. 【规律总结】1.由双曲线的几何性质求双曲线的标准方程,一般用待定系数法,同样需要经历“定位→定式→定量”三个步骤.当双曲线的焦点不明确时,方程可能有两种形式,此时应注意分类讨论,为了避免讨论,也可设双曲线方程为mx 2-ny 2=1(mn >0),从而直接求得.2.根据双曲线的渐近线方程可设出双曲线方程.渐近线为y =n m x 的双曲线方程可设为:x 2m 2-y 2n 2=λ(λ≠0);如果两条渐近线的方程为Ax ±By =0,那么双曲线的方程可设为A 2x 2-B 2y 2=m (m ≠0);与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1共渐近线的双曲线方程可设为x 2a 2-y 2b 2=λ(λ≠0).题型六 求双曲线的离心率(或范围)例13.(2019·全国·高考真题(文))设F 为双曲线C :22221x y a b -=(a >0,b >0)的右焦点,O 为坐标原点,以OF 为直径的圆与圆x 2+y 2=a 2交于P 、Q 两点.若|PQ |=|OF |,则C 的离心率为( ) A 2B 3C .2 D 5【答案】A【分析】准确画图,由图形对称性得出P 点坐标,代入圆的方程得到c 与a 关系,可求双曲线的离心率. 【详解】设PQ 与x 轴交于点A ,由对称性可知PQ x ⊥轴,又||PQ OF c ==,||,2c PA PA ∴=∴为以OF 为直径的圆的半径,A ∴为圆心||2cOA =.,22c c P ⎛⎫∴ ⎪⎝⎭,又P 点在圆222x y a +=上,22244c c a ∴+=,即22222,22c c a e a =∴==.2e ∴=,故选A .例14.(2021·湖北恩施土家族苗族自治州·高三开学考试)双曲线2222:1x y C a b -=(0a >,0b >)的左顶点为A ,右焦点为F ,过点A 的直线交双曲线C 于另一点B ,当BF AF ⊥时满足2AF BF >,则双曲线离心率e 的取值范围是( ) A .12e << B .312e <<C .322e << D .331e +<<【答案】B 【分析】设双曲线半焦距c ,再根据给定条件求出|BF |长,列出不等式即可得解. 【详解】设双曲线半焦距为c ,因BF AF ⊥,则由22221x c x ya b =⎧⎪⎨-=⎪⎩得2||||b y B a F ==,而AF a c =+, 于是得22b a c a +>⋅,即222c a a c a-+>⋅,整理得23a c >,从而有32c e a =<,又1e >,所以双曲线离心率e 的取值范围是312e <<. 故选:B例15.(2022·浙江·高考真题)已知双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>的左焦点为F ,过F 且斜率为4b a的直线交双曲线于点()11,A x y ,交双曲线的渐近线于点()22,B x y 且120x x <<.若||3||FB FA =,则双曲线的离心率是_________. 【答案】364【分析】联立直线AB 和渐近线2:bl y x a=方程,可求出点B ,再根据||3||FB FA =可求得点A ,最后根据点A 在双曲线上,即可解出离心率.【详解】过F 且斜率为4ba 的直线:()4b AB y xc a =+,渐近线2:b l y x a=,联立()4b y x c a b y xa ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,得,33c bc B a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,由||3||FB FA =,得5,,99c bc A a ⎛⎫- ⎪⎝⎭而点A 在双曲线上,于是2222222518181c b c a a b -=,解得:228124c a =,所以离心率36e 4=. 故答案为:364.例16.(2020·全国·高考真题(文))设双曲线C :22221x y a b -= (a >0,b >0)的一条渐近线为y 2,则C 的离心率为_________. 【答案】3【分析】根据已知可得2ba=,结合双曲线中,,a b c 的关系,即可求解. 【详解】由双曲线方程22221x y a b -=可得其焦点在x 轴上,因为其一条渐近线为2y x =,所以2b a =,2213c be a a==+=.故答案为:3 1.在解析几何中,求“范围”问题,一般可从以下几个方面考虑:①与已知范围联系,通过求值域或解不等式来完成;②通过判别式Δ求解;③利用点在双曲线内部形成的不等关系求解;④利用解析式的结构特点,如a ,a ,|a |等非负性求解.2.求双曲线离心率的取值范围,关键是根据题目条件得到不等关系,并想办法转化为关于a ,b ,c 的不等关 系,结合c 2=a 2+b 2和ca =e 得到关于e 的不等式,然后求解.在建立不等式求e 时,经常用到的结论:双曲线上一点到相应焦点距离的最小值为c -a .双曲线的离心率常以双曲线的渐近线为载体进行命题,注意二者参数之间的转化.3.与双曲线离心率、渐近线有关问题的解题策略(1)双曲线的离心率e =c a是一个比值,故只需根据条件得到关于a ,b ,c 的一个关系式,利用b 2=c 2-a 2消去b ,然后变形成关于e 的关系式,并且需注意e >1.(2)双曲线()222210,0x y a b a b -=>>的渐近线是令22220x y a b-=,即得两渐近线方程x a ±y b =0.(3)渐近线的斜率也是一个比值,可类比离心率的求法解答.注意应用21c b e a a ⎛⎫==+ ⎪⎝⎭题型七:与双曲线有关的综合问题例17.(2022·江西·丰城九中高三开学考试(文))已知12,F F 分别为双曲线22:1412x y C -=的左、右焦点,E 为双曲线C 的右顶点.过2F 的直线与双曲线C 的右支交于,A B 两点(其中点A 在第一象限),设,M N 分别为1212,AF F BF F 的内心,则ME NE -的取值范围是( )A .4343,∞∞⎛⎫-⋃+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ B .4343⎛ ⎝⎭C .3333⎛ ⎝⎭D .55⎛ ⎝⎭【答案】B【分析】由内心的性质,可知M ,N 的横坐标都是a ,得到MN ⊥x 轴,设直线AB 的倾斜角为θ,有22,22-∠=∠=EF M EF N πθθ,将ME NE -表示为θ的三角函数,结合正切函数的性质可求得范围.【详解】设1212,,AF AF F F 上的切点分别为H 、I 、J , 则1122||||,,===AH AI F H F J F J F I .由122AF AF a -=,得()()12||||2+-+=AH HF AI IF a , ∴122-=HF IF a ,即122-=JF JF a .设内心M 的横坐标为0x ,由JM x ⊥轴得点J 的横坐标也为0x ,则()()002c x c x a +--=, 得0x a =,则E 为直线JM 与x 轴的交点,即J 与E 重合. 同理可得12BF F △的内心在直线JM 上, 设直线AB 的领斜角为θ,则22,22-∠=∠=EF M EF N πθθ,||||()tan()tan22--=---ME NE c a c a πθθcos sin 2cos 222()()()sin tan sin cos 22⎛⎫ ⎪=-⋅-=-=-⎪ ⎪⎝⎭c a c a c a θθθθθθθ, 当2πθ=时,||||0ME NE -=; 当2πθ≠时,由题知,2,4,3===ba c a, 因为A ,B 两点在双曲线的右支上, ∴233ππθ<<,且2πθ≠,所以tan 3θ<-或tan 3θ>, ∴3133tan 3θ-<<且10tan θ≠, ∴44343||||,00,tan 33⎛⎫⎛⎫-=∈- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ME NE θ,综上所述,44343||||,tan 33⎛⎫-=∈- ⎪⎝⎭ME NE θ. 故选:B.例18.(2018·全国·高考真题(理))已知双曲线C :2213x y -=,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 .32B .3C .3D .4【答案】B【详解】分析:首先根据双曲线的方程求得其渐近线的斜率,并求得其右焦点的坐标,从而得到30FON ︒∠=,根据直角三角形的条件,可以确定直线MN 的倾斜角为60︒或120︒,根据相关图形的对称性,得知两种情况求得的结果是相等的,从而设其倾斜角为60︒,利用点斜式写出直线的方程,之后分别与两条渐近线方程联立,求得33(3,3),(,)22M N -,利用两点间距离公式求得MN 的值.详解:根据题意,可知其渐近线的斜率为33±,且右焦点为(2,0)F , 从而得到30FON ︒∠=,所以直线MN 的倾斜角为60︒或120︒, 根据双曲线的对称性,设其倾斜角为60︒, 可以得出直线MN 的方程为3(2)y x =-, 分别与两条渐近线33y x =和33y x =-联立, 求得33(3,3),(,)22M N -,所以2233(3)(3)322MN =-++=,故选B.例19.(2020·山东·高考真题)已知抛物线的顶点在坐标原点,焦点F 与双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左焦点重合,若两曲线相交于M ,N 两点,且线段MN 的中点是点F ,则该双曲线的离心率等于______. 【答案】21+【分析】利用抛物线的性质,得到M 的坐标,再带入到双曲线方程中,即可求解. 【详解】由题意知: ,2,2pc p c -=-∴= ∴抛物线方程为:224,y px cx =-=-M 在抛物线上,所以(,2),M c c -M 在双曲线上,222241,c c a b ∴-=2224224,60c a c a c a b =-∴-+=2322e ∴=±,又()1,e ∈+∞,2 1.e ∴=+故答案为:21+例20.(2020·全国·高考真题(理))已知F 为双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的右焦点,A 为C 的右顶点,B为C 上的点,且BF 垂直于x 轴.若AB 的斜率为3,则C 的离心率为______________. 【答案】2【分析】根据双曲线的几何性质可知,2b BF a=,AF c a =-,即可根据斜率列出等式求解即可.【详解】联立2222222{1x cx y a b c b a =-==+,解得2x c b y a =⎧⎪⎨=±⎪⎩,所以2b BF a =.依题可得,3BF AF =,AF c a =-,即()2223bc a a c a a c a -==--,变形得3c a a +=,2c a =, 因此,双曲线C 的离心率为2. 故答案为:2.例21. (2022·全国·高考真题(理))若双曲线2221(0)x y m m-=>的渐近线与圆22430x y y +-+=相切,则m =_________. 【答案】33【分析】首先求出双曲线的渐近线方程,再将圆的方程化为标准式,即可得到圆心坐标与半径,依题意圆心到直线的距离等于圆的半径,即可得到方程,解得即可.【详解】解:双曲线()22210x y m m-=>的渐近线为y x m =±,即0x my ±=,不妨取0x my +=,圆22430x y y +-+=,即()2221x y +-=,所以圆心为()0,2,半径1r =,依题意圆心()0,2到渐近线0x my +=的距离2211m d m==+,解得33m =或33m =-(舍去). 故答案为:33.例22. (2022·全国·高三专题练习)已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>43F 且斜率为0k >的直线交C 的两支于,A B 两点.若||3||FA FB =,则k =________________. 【答案】33【分析】由题意设双曲线的方程为22223113x y a a -=,直线为1x y c k =-,即1433x y a k =-,联立方程,设()()1122,,,A x y B x y ,由||3||FA FB =,得123y y =,由根与系数的关系求解即可 【详解】因为22224316,33c a c a b a ==+=, 所以22313b a =,双曲线的方程为22223113x y a a -=,设过左焦点F 且斜率为0k >的直线为1x y c k =-,即1433x y a k =-, 与双曲线222231131433x y a a x y ak ⎧-=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩联立得2221310431693033y ay a k k ⎛⎫--+= ⎪⎝⎭, 设()()1122,,,A x y B x y ,则()()221212221043169,31333133ak a k y y y y k k +=⋅=--,因为||3||FA FB =, 所以123y y =,所以()()222222210431694,331333133ak a k y y k k ==--,消去2y 得()222221696433169163133a k a k k ⨯⨯⨯=-, 化简得2121133k =-,即213k =, 因为0k >, 所以33k =, 故答案为:33例23.(2022·广东·广州市真光中学高三开学考试)设1F ,2F 分别是双曲线2222:1(0,0)x ya b a bΓ-=>>的左、右两焦点,过点2F 的直线:0l x my t --=(,R m t ∈)与Γ的右支交于M ,N 两点,Γ过点(2,3)-,且它的7(1)求双曲线Γ的方程;(2)当121MF F F =时,求实数m 的值;(3)设点M 关于坐标原点O 的对称点为P ,当2212MF F N =时,求PMN 面积S 的值. 【答案】(1)2213y x -=; (2)1515m =±; (3)9354. 【分析】(1)根据点在双曲线上及两点距离列方程组求双曲线参数,即可得方程;(2)由点在直线上求得2t =,根据1F 到直线:20l x my --=与等腰三角形12F MF 底边2MF 上的高相等,列方程求参数m ;(3)设11(,)M x y ,22(,)N x y ,联立双曲线与直线方程,应用韦达定理得1221213m y y m +=-,122913y y m =--,由向量的数量关系可得2135m =,根据对称点、三角形面积公式1222OMN S S y y ==-求PMN 面积. (1)由Γ过点(2,3)-,且它的虚轴的端点与焦点的距离为7,所以()222224917a b b a b ⎧-=⎪⎨⎪++=⎩,即2213a b ⎧=⎨=⎩, 则所求的双曲线Γ的方程为2213y x -=. (2)因为直线:0l x my t --=过点2(2,0)F ,所以2t =,由121MF F F =得:等腰三角形12F MF 底边2MF 上的高的大小为22112()152MF MF --=, 又1F 到直线:20l x my --=的距离等于等腰三角形12F MF 底边上的高,则2202151m ---=+, 即2115m =,则1515m =±. (3)设11(,)M x y ,22(,)N x y ,由221320y x x my ⎧-=⎪⎨⎪--=⎩得:22(31)1290m y my -++=, 则1221213m y y m +=-,122913y y m=--,又2212MF F N =,即212y y =-, 则121213m y m -=-,2129213y m =-,即22122()13m m =-2913m-,则2135m =, 又M 关于坐标原点O 的对称点为P ,则2121212222()4OMN S S y y y y y y ==-=+-222221*********()4()1313134m m m m m +=--==---. 则所求的PMN 面积为9354. 【总结提升】 双曲线的综合问题常常涉及双曲线的离心率、渐近线、范围与性质,与圆、椭圆、抛物线、向量、三角函数、不等式等知识交汇考查综合运用数学知识的能力.(1)当与向量知识结合时,注意运用向量的坐标运算,将向量间的关系,转化为点的坐标问题,再根据根与系数的关系,将所求问题与条件建立联系求解.(2)当与直线有关时,常常联立直线与双曲线的方程,消元后利用一元二次方程的判别式、根与系数的关系构造相关数量关系求解.。
职高双曲线知识点总结一、双曲线的基本概念双曲线是平面上一类非常重要的曲线,它的数学定义为轴上两点F1和F2到曲线上任一点P的距离之差等于常数。
双曲线的定义可以表示为:PF1-PF2=2a (a>0)。
双曲线由两个分离的曲线支组成,曲线支之间的距离趋于无穷大。
双曲线的数学表达形式很多,其中最常见的是:1. (x^2/a^2) - (y^2/b^2) = 1(横轴为实数轴的双曲线);2. (y^2/a^2) - (x^2/b^2) = 1(纵轴为实数轴的双曲线);3. (x^2/a^2) - (y^2/b^2) = -1(横轴为实数轴的双曲线);4. (y^2/a^2) - (x^2/b^2) = -1(纵轴为实数轴的双曲线)。
二、双曲线的性质1. 定义域和值域:对于横轴为实数轴的双曲线来说,定义域为x∈R,值域为y∈(-∞,+∞);对于纵轴为实数轴的双曲线来说,定义域为y∈R,值域为x∈(-∞,+∞)。
2. 对称性:双曲线以两个焦点F1和F2为中心对称。
3. 渐近线:双曲线的两支有两条共同的渐近线,横轴为实数轴的双曲线的渐近线方程为y=±b/a*x;纵轴为实数轴的双曲线的渐近线方程为y=±a/b*x。
4. 顶点和焦点:双曲线的两支与x轴和y轴所交点分别是顶点和焦点。
5. 复数形式:当双曲线的方程有一个实轴和一个虚轴时,双曲线可以表示为复数形式。
三、双曲线的图像与方程性质1. 横轴为实数轴的双曲线:其图像为两支分离的开口朝左右的曲线,方程为(x^2/a^2) - (y^2/b^2) = 1或(x^2/a^2) - (y^2/b^2) = -1。
其中,a为横轴方向上的半轴长,b为纵轴方向上的半轴长。
2. 纵轴为实数轴的双曲线:其图像为两支分离的开口朝上下的曲线,方程为(y^2/a^2) - (x^2/b^2) = 1或(y^2/a^2) - (x^2/b^2) = -1。
其中,a为纵轴方向上的半轴长,b为横轴方向上的半轴长。
双曲线知识点总结复习
1. 双曲线的定义:
(1)双曲线:焦点在x 轴上时1-2222=b y a x (222
c a b =+),焦点在y 轴上时2
222-b
x a y =1(0a b >>)。
双曲线方程也可设为:
22
1(0)x y mn m n
-=>这样设的好处是为了计算方便。
(2)等轴双曲线:
(注:在学了双曲线之后一定不要和椭圆的相关内容混淆了,他们之间有联系,可以类比。
)
例一:已知双曲线C 和椭圆22
1169
x y +=有相同的焦点,且过(3,4)P 点,求双曲线C 的轨迹方程。
(要分清椭圆和双曲线中的,,a b c 。
)
思考:定义中若(1)20a =;(2)122a F F =,各表示什么曲线?
2. 双曲线的几何性质:
(1)双曲线(以)(0,01-22
22>>=b a b
y a x 为例):①范围:x a x a ≥≤-且;②焦点:
两个焦点(,0)c ±;③对称性:两条对称轴0,0x y ==,一个对称中心(0,0),四个顶点
(,0),(0,)a b ±±,其中实轴长为2a ,虚轴长为2b ;④准线:两条准线2
a x c
=±; ⑤离心
率:c
e a =,双曲线⇔1e >,e 越大,双曲线开口越大;e 越小,双曲线开口越小。
⑥通
径22b a
(2)渐近线:双曲线22
221(0,0)x y a b a b
-=>>的渐近线为:
等轴双曲线的渐近线方程为: ,离心率为:
(注:利用渐近线可以较准确的画出双曲线的草图)
例二:方程
1112
2=--+k
y k x 表示双曲线,则k 的取值范围是___________________ 例三:双曲线与椭圆
164
162
2=+y x 有相同的焦点,它的一条渐近线为x y -=,则双曲线的方程为__________________
例四:双曲线142
2=+b
y x 的离心率)2,1(∈e ,则b 的取值范围是___________________
例五:已知双曲线)0,0(122
22>>=-b a b
y a x 的右焦点为F ,过点F 作直线PF 垂直于
该双曲线的一条渐近线l 于)3
6,33(P .求该双曲线的方程为:
渐近线
准线
离心率
顶点
对称性
范围
3.直线与双曲线的位置关系:
(1)相交:0∆>⇔直线与椭圆相交或直线与渐近线平行。
(2)相切:0∆=⇔直线与椭圆相切; (3)相离:0∆<⇔直线与椭圆相离;
例六:过点P(1,1)与双曲线22
1916
x y -
=只有一个交点的直线共有 条。
例七:过点(0,3)P 的直线l 和双曲线22
:14
y C x -=,仅有一个公共点,求直线l 的方程。
∆4、焦半径(双曲线上的点P 到焦点F 的距离)的计算方法:利用双曲线的第二定义,转化到相应准线的距离,即焦半径0r ed ex a ==±,其中d 表示P 到与F 所对应的准线的距离。
例八:经过双曲线2
2
1x y -=的左焦点1F 作倾斜角为
6
π
的弦AB 。
求的2F AB ∆周长。
例九:已知A (3,2),M 是双曲线H :
上的动点,F 2是H 的右焦点,求
的最小值及此时M 的坐标。
5、弦长问题:(直线与椭圆的交点坐标设而不求) 若直线y kx b =+与圆锥曲线相交于两点A 、B ,且12,x x 分别为A 、B 的横坐标,则AB
=2
121k
x x +-,若12,y y 分别为A 、B 的纵坐标,则AB =2121
1y y k
-+
, (若弦AB 所在直线方程设为x ky b =+,则AB =2
121k
y y +-。
特别地,焦点
弦(过焦点的弦):焦点弦的弦长的计算,一般不用弦长公式计算,而是将焦点弦转化为两条焦半径之和后,利用第二定义求解,如例八。
)
例十:直线1+=x y 与双曲线13
22
2=-y x 相交于B A ,两点,则AB =_____________ 六、圆锥曲线的中点弦问题:(直线和双曲线的交点设而不求)
遇到中点弦问题常用“韦达定理”或“点差法”求解。
在椭圆1-22
22=b
y a x 中,以
00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率k=0
20
2y a x b ;
例十一:过点)1,3(-M 且被点M 平分的双曲线14
22
=-y x 的弦所在直线方程为_____________
例十二:已知双曲线C 2x 2-y 2=2与点P (1,2)
(1)求过P (1,2)点的直线l 的斜率取值范围,使l 与C 分别有一个交点,两个交点,没有交点
(2)若Q (1,1),试判断以Q 为中点的弦是否存在
例十三:过双曲线的右焦点F 2作倾斜角为的直线,它们的交点为A 、B ,
求:
(1)线段AB 的中点M 与F 2的距离; (2)线段AB 的长度。
-1
1
21Q
P
o
y
x
例十四:双曲线的中心在坐标原点O,焦点在X轴上,过双曲线的右焦点,且斜率为的直线交双曲线于P、Q两点,若OP⊥OQ,,求双曲线的方程。
例十五:过点P(1,1)作双曲线的弦AB,使AB的中点恰与P点重合,这样的弦AB是否存在并说明理由。
例十三:双曲线的中心在坐标原点O,焦点在X轴上,过双曲线的右焦点,且斜率为的直线交双曲线于P、Q两点,若OP⊥OQ,,求双曲线的方程。
解:设双:,直线PQ方程为
由,消去得
设P(),Q()
若,故,则直线PQ与双曲线渐近线平行,与双曲线只能有一个交点,与题设矛盾,故
故
由于P、Q在直线上可记为P(),Q()
由OP⊥OQ,则
整理得
将(*)代入,又由,并整理得
即
由,则
由,得2
整理得将(*)式代入,又
代入,解得,从而,故双曲线方程
[例7] 过点P(1,1)作双曲线的弦AB,使AB的中点恰与P点重合,这样的弦AB是否存在并说明理由。
解:设AB:代入双曲线方程并整理得
(*)
若,不合题意,若,由,得
若P是AB的中点,即
得(舍去)
此时,代入(*)
当不存在时,直线与双曲线只有一个公共点
因此这样的弦AB不存在
另法:设A(),B(),由A、B在双曲线上
两式相减得
,其中
,得
以下同解法1。