第2节 双曲线及其性质题型116 双曲线的定义与标准方程1.(2013江西理14)抛物线22(0)x py p =>的焦点为F ,其准线与双曲线22133x y -=相交于,A B 两点,若ABF △为等边三角形,则p = .2.(2013陕西理11) 双曲线22116x y m -=的离心率为54,则m 等于 . 3.(2013广东理7)已知中心在原点的双曲线C 的右焦点为()3,0F ,离心率等于32,在双曲线C 的方程是( ).A . 2214x -= B .22145x y -= C .22125x y -= D .2212x -= 4.(2014 天津理 5)已知双曲线22221x y a b-=()0,0a b >>的一条渐近线平行于直线l :210y x =+,双曲线的一个焦点在直线l 上,则双曲线的方程为( ). A.221520x y -= B.221205x y -= C.2233125100x y -= D.2233110025x y -= 5.(2014 广东理 4)若实数k 满足09,k <<则曲线221259x y k -=-与曲线221259x y k -=-的( ).A.焦距相等B.实半轴长相等C. 虚半轴长相等D.离心率相等6.(2014 北京理 11)设双曲线C 经过点()2,2,且与2214y x -=具有相同渐近线,则C 的方程为________;渐近线方程为________.7.(2015福建理3)若双曲线22:1916x y E -= 的左、右焦点分别为12,F F ,点P 在双曲线E上,且13PF =,则2PF =( ).A .11B .9C .5D .37.解析 由双曲线定义得1226PF PF a -==,即236PF -=,得29PF =.故选B .8.(2015广东理7)已知双曲线:C 22221x y a b -=的离心率54e =,且其右焦点为()25,0F ,则双曲线C 的方程为( ).A .22143x y -= B .221916x y -= C .221169x y -= D .22134x y -=8.解析 因为所求双曲线的右焦点为()25,0F ,且离心率为54c e a ==,所以5c =,4a =,所以2229b c a =-=,所以所求双曲线方程为221169x y -=.故选C .9.(2015天津理6)已知双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的一条渐近线过点( ,且双曲线的一个焦点在抛物线2y =的准线上,则双曲线的方程为( ).A .2212128x y -= B .2212821x y -= C .22134x y -= D .22143x y -=9.解析 双曲线()2222100x y a b a b -=>>,的渐近线方程为by x a =±,由点(2在渐近线上,所以2b a =,双曲线的一个焦点在抛物线2y=准线方程x =所以c =2a =,b =22143x y -=.故选D. 10.(2016江苏3)在平面直角坐标系中,双曲线的焦距是 . 10. 解析 ,故焦距为.11.(2016全国乙理5)已知方程表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为,则的取值范围是( ).xOy 22173x y -=c=2c =222213x y m n m n-=+-4nA. B. C. D.11. A 解析 由表示双曲线,则, 得,所以焦距,得,因此.故选A.12.(2016天津理6)已知双曲线,以原点为圆心,双曲线的实半轴长为半径的圆与双曲线的两条渐近线相交于,,,四点,四边形的面积为,则双曲线的方程为( ).A.B. C. D. 12. D 解析 根据对称性,不妨设在第一象限,,联立,得.所以,得. 故双曲线的方程为.故选D. 13.(2016北京理13)双曲线的渐近线为正方形的边,所在的直线,点为该双曲线的焦点.若正方形的边长为,则_______________.13. 解析 可得双曲线C 的渐近线方程为,所以.再由正方形的边长为,得其对角线的长,所以,解得.14.(2017北京理9)若双曲线221y x m-=,则实数m =_________.14. 解析=2m =. 15.(2017天津理5)已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左焦点为F.若经过点F 和点(0,4)P 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( ).()1,3-(-()0,3(222213x y m n m n-=+-()()2230m n m n +->223mn m -<<244c m ===1m =±13n -<<()2224=10y b bx ->A B C D ABCD 2b 22443=1y x -22344=1y x -2244=1y x -2224=11x y -A (),A A A x y 2242x y b y x⎧+=⎪⎨=⎪⎩2b A ⎛⎫⎪⎭216422A A b b x y b =⋅=+212b =2224=11x y -()2222:10,0x y C a b a b -=>>OABC OA OC B OABC 2a =2y x =±a b =OABC2OB=222a b +=2a =A.22144x y -=B.22188x y -=C.22148x y -=D.22184x y -= 15.解析 由题意得a b =,41c=--,所以4c =.又因为22216c a b =+=,所以28a =,28b =,则双曲线方程为22188x y-=.故选B. 16.(2017全国3卷理科5)已知双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的一条渐近线方程为y x=,且与椭圆221123x y +=有公共焦点,则C 的方程为( ). A .221810x y -=B .22145x y -=C .22154x y -=D .22143x y -=16.解析因为双曲线的一条渐近线方程为y =,则b a =① 又因为椭圆221123x y +=与双曲线有公共焦点,易知3c =,则2229a b c +== ②由①,②,解得2,a b ==C 的方程为22145x y -=.故选B.17.(2018天津7)已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的离心率为2,过右焦点且垂直于轴的直线与双曲线交于A ,B 两点. 设A ,B 到双曲线同一条渐近线的距离分别为1d 和2d ,且126d d +=,则双曲线的方程为( ).(A)221412x y -= (B) 221124x y -= (C) 22139x y -= (D) 22193x y -= 17.解析 设双曲线的右焦点坐标为()(),00F c c >,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:21bc b d c -==,22bc b d c +==,则12226bcd d b c+===,则23,9b b ==,双曲线的离心率:2c e a ====,据此可得:23a =,则双曲线的方程为22139x y -=.故选C. 18.(2018浙江2)双曲线的焦点坐标是( ).A .(,0),,0)B .(−2,0),(2,0)C .(0),(0)D .(0,−2),(0,2)18.解析 因为23a =,21b =,所以2224c a b =+=,2c =,且焦点在x 轴上,所以焦点坐标()()2,0,2,0-.故选B.题型117 双曲线的渐近线1.(2013江苏3)双曲线191622=-y x 的两条渐近线的方程为 . 2.(2013四川理6)抛物线24y x =的焦点到双曲线2213yx -=的渐近线的距离是( ) A.12C.1 3. (2013福建理3)双曲线1422=-y x 的顶点到渐近线的距离等于( ).A. 52B.54C. 552D.5544.(2014 新课标1理4)已知F 是双曲线C :()2230x my m m -=>的一个焦点,则点F 到C 的一条渐近线的距离为( ).A.B.3C.D. 3m5.(2014 山东理 10)已知0,0a b >>,椭圆1C 的方程为22221x y a b +=,双曲线2C 的方程为22221x y a b-=,1C 与2C ,则2C 的渐近线方程为( ). A.0x += 0y ±= C.20x y ±= D.20x y ±=221 3=x y -6.(2014 北京理 11)设双曲线C 经过点()2,2,且与2214y x -=具有相同渐近线,则C 的方程为________;渐近线方程为________.7.(2015安徽理4)下列双曲线中,焦点在y 轴上且渐近线方程为2y x =±的是( ).A .2214y x -= B .2214x y -= C .2214y x -= D .2214x y -=7. 解析 由题可得选项A ,C 的渐近线方程都为2y x =±,但选项A 的焦点在x 轴上. 故选C .8.(2015北京理10)已知双曲线()22210x y a a-=>0y +=,则a = .8. 解析 依题意,双曲线()22210x y a a -=>的渐近线方程为x y a=±,则1a-=3a =. 9.(2015江苏12)在平面直角坐标系xOy 中,P 为双曲线221x y -=右支上的一个动点.若 点P 到直线10x y -+=的距离大于c 恒成立,则实数c 的最大值为 . 9. 解析 找到P 到直线10x y -+=的最小距离(或取不到),该值即为实数c 的最大值.由双曲线221x y -=的渐近线为0x y ±=,易知10x y -+=与0x y -=平行,因此该两平行线间的距离即为最小距离(且无法达到),故实数c 的最大值为2d ==. 10.(2015四川理5)过双曲线2213y x -=的右焦点且与轴垂直的直线,交该双曲线的两 条渐近线于,A B 两点,则AB =( ).A.B.C. 6D.10. 解析 由题意可得1a =,b =2c =.所以渐近线的方程为y =.将2x =代入渐近线方程,得y =±.则AB =.故选D.11.(2015浙江理9)双曲线2212x y -=的焦距是 ,渐近线方程是 . 11. 解析因为c ==2y x =±. 12.(2015重庆理10)设双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的右焦点为F ,右顶点为A ,过F 作AF 的垂线与双曲线交于B ,C 两点,过B ,C 分别作AC ,AB 的垂线,两垂线交于点D .若D 到直线BC的距离小于a ,则该双曲线的渐近线斜率的取值范围是 ( ).A.()()1,00,1-UB. ()(),11,-∞-+∞UC.()(0UD. ()-∞∞U,+12. 解析 根据题意知点D 一定在x 轴上,所以点到直线BC 的距离为DF ,由图知2BF AF DF =g,)42b a DF a=g,又因为DF a <+所以4DF a =<+122<a b ,所以11b a -<<,根据实际情况0≠b ,所以()()1,00,1ba∈-U .故选A . 13.(2016上海理21(1))双曲线的左、右焦点分别为,,直线过且与双曲线交于,两点.若的倾斜角为,是等边三角形,求双2221y x b-=()0b >1F 2F l 2F A B l 2π1F AB △曲线的渐近线方程;13.解析(1)由已知,,不妨取,则,由题意,又,所以,即,解得因此渐近线方程为.14.(2017江苏08)在平面直角坐标系xOy中,双曲线2213xy-=的右准线与它的两条渐近线分别交于点,P Q,其焦点是12,F F,则四边形12F PF Q的面积是.14.解析双曲线的渐近线方程为3y x=±,而右准线为32x=,所以3,22P⎛⎫⎪⎝⎭,3,22Q⎛⎫-⎪⎝⎭,从而1214222F PF QS⎛=⨯⨯⨯=⎝⎭.故填15.(2017山东理14).在平面直角坐标系xOy中,双曲线()222210,0x ya ba b-=>>的右支与焦点为F的抛物线()220x py p=>交于,A B两点,若4AF BF OF+=,则该双曲线的渐近线方程为.15. 解析设()(),,,A B B BA x yB x y,由题意得||||4222A B A Bp p pAF BF y y y y p+=+++=⨯⇒+=.又22222222221202x ya y pb y a ba bx py⎧-=⎪⇒-+=⎨⎪=⎩,所以222A Bpby y pa+==a⇒=,从而双曲线的渐近线方程为y x=.16.(2018全国2卷理科5)双曲线22221(0,0)x ya ba b-=>>方程为().A.y=B.y=C.y x=D.y x=()1F)2F x=2y b=122F F A=12F F=22F A b=2=()()42223443220b b b b--=+-=b=y=16.A 解析 由离心率ce a==得,c =.因为222c a b =+,所以b =,又渐近线方程为by x a=±,所以y =.故选A. 17.(2018上海2)双曲线2214x y -=的渐近线方程为 . 17.解析 由题意知:24a =,21b =,所以渐近线方程12b y x x a =±=±. 18.(2018全国III 卷理科11)设12F F ,是双曲线22221x y C a b-=:(00a b >>,)的左,右焦点,O 是坐标原点.过2F 作C 的一条渐近线的垂线,垂足为P .若1PF ,则C 的离心率为( ). AB .2C D18.解析 由双曲线的方程知,一条渐近线的方程为b y x a =,则2tan b POF a∠=,2sin bPOF c∠=,2cos a POF c∠=,22cos OP OF POF a=∠=,所以点()222cos ,sin ,a ab P a POF a POF c c ⎛⎫∠∠= ⎪⎝⎭.又1PF =,即2216PF OP =,所以2226a ab c a c c ⎛⎫⎛⎫++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,化简得42230c a c -=,223c a =,所以离心率ce a==故选C. 2019年19(2019全国III 理10)双曲线C :2242x y -=1的右焦点为F ,点P 在C 的一条渐进线上,O 为坐标原点,若=PO PF ,则△PFO 的面积为A .4B .2C .D .19. 解析 双曲线22:142x y C -=的右焦点为F ,渐近线方程为:2y x =±,不妨设点P 在第一象限,可得tan POF ∠=,P ,所以PFO △的面积为:13326224⨯⨯=.故选A . 20.(2019江苏7)在平面直角坐标系xOy 中,若双曲线2221(0)y x b b-=>经过点(3,4),则该双曲线的渐近线方程是 .20. 解析 因为双曲线2221(0)y x b b-=>经过点(3,4),所以221631b-=,解得22b =,即2b =. 又1a =,所以该双曲线的渐近线方程是2y x =±.题型118 双曲线离心率的值及取值范围1.(2013湖南理14)设12,F F 是双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的两个焦点,P 是C上一点,若126,PF PF a += 且12PF F △的最小内角为30o,则C 的离心率为___. 2.(2013浙江理9)如图,21,F F 是椭圆14:221=+y x C 与双曲线2C 的公共焦点,B A ,分别是1C ,2C 在第二.四象限的公共点.若四边形21BF AF 为矩形,则2C 的离心率是 A. 2 B. 3C.23D.263.(2013湖北理5)已知π04θ<<,则双曲线1:C 1sin cos 2222=-θθy x 与2:C 1tan sin sin 22222=-θθθx y的( ).A . 实轴长相等B .虚轴长相等C .焦距相等D .离心率相等4.(2014 重庆理 8)设12,F F 分别为双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的左、右焦点,双曲线上存在一点P 使得121293,4PF PF b PF PF ab +=⋅=,则该双曲线的离心率为( ).A.43 B. 53 C. 94D. 3 5.(2014 湖北理 9)已知12,F F 是椭圆和双曲线的公共焦点,P 是它们的一个公共点,且12π3F PF ∠=,则椭圆和双曲线的离心率的倒数之和的最大值为( ).C.3D.2 6.(2014 浙江理 14)设直线()300x y m m -+=≠与双曲线()222210x y a b a b-=>>两条渐近线分别交于点,A B ,若点(),0P m 满足PA PB =,则该双曲线的离心率是__________.7.(2015湖北理8)将离心率为1e 的双曲线1C 的实半轴长a 和虚半轴长()b a b ≠同时增加(0)m m >个单位长度,得到离心率为2e 的双曲线2C ,则( ).A .对任意的,a b ,12e e >B .当a b >时,12e e >;当a b <时,12e e <C .对任意的,a b ,12e e <D .当a b >时,12e e <;当a b <时,12e e > 7.解析 由题意,2222221222()()()()()()a b a m b m b b m m b a e e a a m a a m a a m +++++--=-=++++, 当a b >时,22120e e -<,12e e <;当a b >时,22120e e ->,12e e >.故选D.命题意图 考查双曲线的有关概念、性质及比较实数大小的基本方法8.(2015湖南理13)设F 是双曲线2222:1x y C a b-=的一个焦点,若C 上存在点P ,使线段PF 的中点恰为其虚轴的一个端点,则C 的离心率为 .8. 解析 根据对称性,不妨设)0,(c F ,短轴端点为),0(b ,从而可知点)2,(b c -在双曲线上,所以5142222==⇒=-ace b b a c .9.(2015全国II 理11)已知,A B 为双曲线E 的左、右顶点,点M 在E 上,ABC △为 等腰三角形,且顶角为120︒,则的离心率为( ).B.2 C. D. 9. 解析 设双曲线方程为22221(0,0)x y a b a b-=>>,如图所示,由AB BM =,120ABM ︒∠=,则过点M 作MN x ⊥轴,垂足为N ,在Rt BMN △中,BN a =,MN =,故点M的坐标为(2)M a , 代入双曲线方程可得2222a b a c ==-,即有222c a =,所以ce a==故选D . 命题意图 在圆锥曲线的考查中,双曲线经常以选择或填空题的形式出现.一般抓住其定义和性质可以求解.本题中要充分利用顶角为120︒的等腰三角形的性质求解.10.(2015山东理15)平面直角坐标系xOy 中,双曲线()22122:100x y C a b a b -=>>,的渐近 线与抛物线()22:20C x py p =>交于点O A B ,,. 若△OAB 的垂心为2C 的焦点,则1C 的离心率为 .10.解析 由题意,可设OA 所在直线方程为by x a=,则OB 所在直线方程为by x a=-, 联立22b y x ax py⎧=⎪⎨⎪=⎩,解得2222,pb pb A a a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,而抛物线的焦点0,2p F ⎛⎫⎪⎝⎭为ABC △的垂心, 所以1OB AFk k =-g ,所以2222120pb pb a pb a a-⎛⎫-=- ⎪⎝⎭-,所以2254b a =, 所以222c e a ==22222914a b b a a +=+=,所以32e =. 11.(2016山东理13)已知双曲线,若矩形的四个顶点在:E 22221x y a b-=()0,0a b >>ABCDE上,,的中点为的两个焦点,且,则的离心率是_______.11. 解析 由题意,,又因为,则,于是点在双曲线上,代入方程,得,再由得的离心率为. 12.(2016全国甲理11)已知,是双曲线E :的左,右焦点,点M 在E 上,与轴垂直,,则E 的离心率为( ).B.D.2 12. A 解析 离心率,因为,所以故选A . 13.(2016四川理19)已知数列的首项为, 为数列的前项和,,其中, .(1)若,,成等差数列,求的通项公式;(2)设双曲线 的离心率为 ,且 ,证明:. 13.解析 (1)由已知得,,,两式相减得到,.又由得到,故对所有都成立.所以,数列是首项为,公比为的等比数列.从而.由,,成等差数列,可得,即,则.又,所以.所以.(2)由(1)可知,.所以双曲线的离心率 . AB CD E 23AB BC =E 22BCc =23AB BC =3AB c =3,2c c ⎛⎫⎪⎝⎭E 22221x y a b-=2222914c c a b -=2c b a =+22E 2ce a==1F 2F 22221x y a b-=1MF x 211sin 3MF F ∠=32122122F F c c e a a MF MF ===-1221190sin 3MF F MF F ∠=∠=o,,1MF x =,23MF x =,12F F =e ={}n a 1n S {}n a n 11n n S qS +=+0a >*n ∈N 22a 3a 22a +n a 2221ny x a -=n e 253e =121433n n n n e e e --++⋅⋅⋅+>11n n S qS +=+211n n S qS ++=+21n n a qa ++=1n …211S qS =+21a qa =1n n a qa +=1n …{}n a 1q 1=n n a q -22a 3a 2+2a 322=32a a +22=32q q +()()2120q+q -=0q >=2q ()1*2n n a n N -=?1n n a q -=2221ny x a -=n e =由,解得. 因为.于是,故.14.(2107全国2卷理科9)若双曲线()2222:10,0x yC a ba b-=>>的一条渐近线被圆()2224x y-+=所截得的弦长为2,则C的离心率为().A.2 BC D14.解析取渐近线by xa=,化成一般式0bx ay-=,圆心()20,到直线的距离为=,得224c a=,24e=,2e=.故选A.15.(2017全国1卷理科15)已知双曲线()2222:10,0x yC a ba b-=>>的右顶点为A,以A为圆心,b为半径作圆A,圆A与双曲线C的一条渐近线交于M,N两点.若60MAN∠=o,则C的离心率为________.15. 解析如图所示,OA a=,AN AM b==.因为60MAN∠=o,所以AP=,OP=tanAPOPθ==.又因为tan baθ=,所以ba=,解得223a b=,则e==.253e=43q=()()21211+k kq q-->()1*kq k->∈N112111nnnqe e e q qq--++⋅⋅⋅+>++⋅⋅⋅+=-1231433n nne e e--++⋅⋅⋅+>16.(2018全国III 卷理科11)设12F F ,是双曲线22221x y C a b-=:(00a b >>,)的左,右焦点,O 是坐标原点.过2F 作C 的一条渐近线的垂线,垂足为P .若1PF ,则C 的离心率为( ). AB .2CD16.解析 由双曲线的方程知,一条渐近线的方程为b y x a =,则2tan b POF a∠=,2sin bPOF c∠=,2cos a POF c∠=,22cos OP OF POF a=∠=,所以点()222cos ,sin ,a ab P a POF a POF c c ⎛⎫∠∠= ⎪⎝⎭.又1PF =,即2216PF OP =,所以2226a ab c a c c ⎛⎫⎛⎫++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,化简得42230c a c -=,223c a =,所以离心率ce a==故选C. 17. (2018江苏8)在平面直角坐标系xOy 中,若双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的右焦点(,0)F c,则其离心率的值是 ▲ .17.解析 双曲线的渐近线为0bx ay ±=,右焦点(,0)F c 到渐近线的距离2bc b c ===,所以离心率2c e a ======18. (2018北京理14)已知椭圆2222:1x y M a b +=,双曲线2222:1x y N m n-=.若双曲线N 的两条渐近线与椭圆M 的四个交点及椭圆M 的两个焦点恰为一个正六边形的顶点,则椭圆M 的离心率为 ;双曲线N 的离心率为 . 18.解析 设正六边形边长为t ;根据椭圆的定义)21a t =,22c t =,1ce a==椭圆.双曲线的渐近线方程为y =,b a =2c e a=双曲线.2019年19.(2019全国I 理16)已知双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>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1F A AB =uuu r uu u r ,120F B F B ⋅=uuu r uuu r,则C 的离心率为____________.19.解析 如图所示,因为1F A AB =uuu r uu u r,所以A 为1F B 的中点. 又O 为12F F 的中点,所以212AO BF P,212AO BF =. 因为120F B F B ⋅=uuu r uuu r ,所以1290F BF ∠=︒, 且O 为12F F 的中点,所以12212OB F F OF c ===. 由212AO BF P得2121BOF AOF BF F ∠=∠=∠,所以2OB BF =, 因此2OPF △为等边三角形,260BOF ∠=︒,即渐近线的斜率为3,也即3ba=, 所以2212b e a=+=. 20.(2019年全国II 理11)设F 为双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>的右焦点,O 为坐标原点,以OF 为直径的圆与圆222x y a +=交于P ,Q 两点.若PQ OF =,则C 的离心率为 A .2 B .3 C .2D .520.A 解析:解法一:由题意,把2c x =代入222x y a +=,得2224c PQ a =-,再由PQ OF =,得2224c a c -=,即222a c =, 所以222c a=,解得2c e a ==.故选A .解法二:如图所示,由PQ OF =可知PQ 为以OF 为直径圆的另一条直径, 所以,22c c P ⎛⎫±⎪⎝⎭,代入222x y a +=得222a c =,所以222c a=,解得c e a ==故选A .解法三:由PQ OF =可知PQ 为以OF 为直径圆的另一条直径,则122OP a OF ===,c e a ==故选A .21.(2019浙江2)渐近线方程为±y =0的双曲线的离心率是A B .1CD .221.解析 根据渐进线方程为0x y ±=的双曲线,可得a b =,所以c =,则该双曲线的离心率为ce a==C . 22.(2019天津理5)已知抛物线24y x =的焦点为F ,准线为l ,若l 与双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的两条渐近线分别交于点A 和点B ,且||4||AB OF =(O 为原点),则双曲线的离心率为C.2 22.解析 因为抛物线24y x =的焦点为F ,准线为l ,所以()1,0F ,准线l 的方程为1x =-.因为()2210,0y a b b-=>>的两条渐近线分别交于点A 和点B ,且4AB OF =(AB ==4=,即2b a =,所以c ==,所以双曲线的离心率为ce a==故选D .题型119 双曲线的焦点三角形1.(2014 大纲理 9)已知双曲线C 的离心率为2,焦点为1F ,2F ,点A 在C 上,若122F A F A =,则21cos AF F ∠=( ).A .14B .13C .4D .3。