高中数学双曲线经典考点及例题讲解
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双曲线
考纲解读 1.根据双曲线的定义和性质求标准方程;2.根据双曲线的标准方程求双曲线的性质:离心率、渐近线等;3.利用双曲线定义及性质解决简单的直线与双曲线的关系问题.
[基础梳理]
1.双曲线的定义
(1)平面内与两个定点F1,F2的距离之差的绝对值(|F1F2|=2c>0)为非零常数2a(2a<2c)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫作双曲线的焦点,两焦点间的距离叫作焦距.
(2)集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0.
①当2a<|F1F2|时,M点的轨迹是双曲线;
②当2a=|F1F2|时,M点的轨迹是两条射线;
③当2a>|F1F2|时,M点不存在.
2.双曲线的标准方程与几何性质
x2y2y2x2
[三基自测]
1.双曲线x 23-y 2
2=1的焦距为( )
A .32 B.5 C .2 5 D .45
答案:C
2.若双曲线E :x 29-y 2
16=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,点P 在双曲线E 上,且|PF 1|
=3,则|PF 2|等于( )
A .11
B .9
C .5
D .3 答案:B
3.x 22+m -y 2m +1
=-1表示双曲线,则m 的范围为________. 答案:(-∞,-2)∪(-1,+∞) 4.(2017·高考全国卷Ⅰ改编)双曲线x 2-
y 2
3=1的渐近线方程为________. 答案:y =±3x
考点一 双曲线定义及应用|易错突破
[例1] (1)已知两圆C 1:(x +4)2+y 2=2,C 2:(x -4)2+y 2=2,动圆M 与两圆C 1,C 2
都相切,则动圆圆心M 的轨迹方程是( )
A .x =0 B.x 22-y 2
14=1(x ≥2) C.x 22-y 2
14=1 D.x 22-y 2
14
=1或x =0 (2)已知双曲线x 2-y 224=1的两个焦点为F 1,F 2,P 为双曲线右支上一点.若|PF 1|=43
|PF 2|,求△F 1PF 2的面积.
[解析] (1)动圆M 与两圆C 1,C 2都相切,有四种情况:①动圆M 与两圆都外切;②动圆M 与两圆都内切;③动圆M 与圆C 1外切、与圆C 2内切;④动圆M 与圆C 1内切、与圆C 2外切.在①②情况下,显然,动圆圆心M 的轨迹方程为x =0;在③的情况下,设动圆M 的半径为r ,则|MC 1|=r +2,|MC 2|=r - 2.
故得|MC 1|-|MC 2|=22;
在④的情况下,同理得|MC 2|-|MC 1|=2 2. 由③④得|MC 1|-|MC 2|=±2 2.已知|C 1C 2|=8,
根据双曲线定义,可知点M 的轨迹是以C 1(-4,0),C 2(4,0)为焦点的双曲线,且a =2,c =4,b 2
=c 2
-a 2
=14,其方程为x 22-y 2
14
=1.
(2)由双曲线的定义可得|PF 1|-|PF 2|=1
3|PF 2|=2a =2,解得|PF 2|=6,故|PF 1|=8,又|F 1F 2|
=10,故三角形PF 1F 2为直角三角形,因此S △PF 1F 2=1
2
|PF 1|×|PF 2|=24.
[答案] (1)D
[易错提醒]
[纠错训练]
1.(2018·陕西师大附中模拟)设过双曲线x 2-y 2=9右焦点F 2的直线交双曲线的左支于点P ,Q ,F 2为双曲线的右焦点.若|PQ |=7,则△F 2PQ 的周长为( )
A .19
B .26
C .43
D .50
解析:如图,由双曲线的定义
可得⎩
⎪⎨⎪⎧
|PF 2|-|PF 1|=2a , ①|QF 2|-|QF 1|=2a , ②
①+②得|PF 2|+|QF 2|-|PQ |=4a , ∴△F 2PQ 的周长为|PF 2|+|QF 2|+|PQ | =4a +|PQ |+|PQ |=4×3+2×7=26.
答案:B
2.已知F 1,F 2为双曲线x 25-y 2
4=1的左,右焦点,P (3,1)为双曲线内一点,点A 在双曲
线上,求|AP |+|AF 2|的最小值.
解析:由题意知,|AP |+|AF 2|=|AP |+|AF 1|-2a ,要求|AP |+|AF 2|的最小值,只需求|AP |+|AF 1|的最小值,当A ,P ,F 1三点共线时,取得最小值,则|AP |+|AF 1|=|PF 1|=37,∴|AP |+|AF 2|=|AP |+|AF 1|-2a =37-2 5.
考点二 双曲线的方程及性质|方法突破
命题点1 求双曲线的方程
[例2] (1)已知焦点在y 轴上的双曲线C 的一条渐近线与直线l :x +3y =0垂直,且C 的一个焦点到l 的距离为3,则双曲线C 的标准方程为( )
A.y 29-x 2
3=1 B.x 29-y 2
3=1 C.y 24-x 2
6
=1 D.x 24-y 2
6
=1 (2)若双曲线经过点(3,2),且渐近线方程是y =±1
3x ,则双曲线的方程是________。
(3)(2018·成都模拟)设双曲线与椭圆x 227+y 2
36=1有共同的焦点,且与椭圆相交,一个交点
的坐标为(15,4),则此双曲线的标准方程是________.
[解析] (1)设双曲线的方程为y 2a 2-x 2
b 2=1(a >0,b >0),因为双曲线C 的一条渐近线与直线
l :x +3y =0垂直,双曲线C 的一条渐近线为y =3x ,设双曲线的一个焦点为(0,c ),则其到直线l 的距离为
|3c |12+(3)2
=
3c
2
=3.∴c =2 3.由双曲线的一条渐近线为y =3x ,可知a b = 3.∵a 2+b 2=c 2,∴a 2=9,b 2
=3.故双曲线的方程为y 29-x 2
3
=1. (2)设双曲线的方程是y 2-
x 29=λ.因为双曲线过点(3,2),所以λ=2-9
9
=1.所以双曲线的方程为
y 2-
x 2
9
=1. (3)法一:椭圆x 227+y 2
36=1的焦点为(0,3)和(0,-3),
∴双曲线的焦距为2c =6. 由双曲线的定义得