双曲线的渐近线和离心率问题
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第30练 双曲线的渐近线和离心率问题 [题型分析·高考展望] 双曲线作为圆锥曲线三大题型之一,也是高考热点,其性质是考查的重点,尤其是离心率与渐近线.考查形式除常考的解答题外,也会在填空题中考查,一般为中等难度.熟练掌握两种性质的求法、用法是此类问题的解题之本. 常考题型精析 题型一 双曲线的渐近线问题 例1 (1)(2015·重庆)设双曲线x2a2-y2b2
=1(a>0,b>0)的右焦点是F,左,右顶点分别是A1,A2,过F作A1A2的垂线与双曲线交于B,C两点,若A1B⊥A2C,则该双曲线的渐近线的斜率为________. (2)(2014·江西)如图,已知双曲线C:x2a2
-y2=1(a>0)的右焦点为F.点A,B分别在C的两条渐近线上,AF⊥x轴,AB⊥OB,BF∥OA(O为坐标原点).
①求双曲线C的方程; ②过C上一点P(x0,y0)(y0≠0)的直线l:x0xa2-y0y=1与直线AF相交于点M,与直线x=32
相交于点N.证明:当点P在C上移动时,MFNF恒为定值,并求此定值.
点评 (1)在求双曲线的渐近线方程时要掌握其简易求法.由y=±bax⇔xa±yb=0⇔x2a2-y2b2=0,
所以可以把标准方程x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)中的“1”用“0”替换即可得出渐近线方程. (2)已知双曲线渐近线方程:y=bax,可设双曲线方程为x2a2-y2b2=λ (λ≠0),求出λ即得双曲线
方程. 变式训练1 (2014·山东改编)已知a>b>0,椭圆C1的方程为x2a2+y2b2
=1,双曲线C2的方程为x2a2-y2b2
=1,C1与C2的离心率之积为32,则C2的渐近线方程为______________________. 题型二 双曲线的离心率问题 例2 (1)(2015·湖北改编)将离心率为e1的双曲线C1的实半轴长a和虚半轴长b(a≠b)同时增加m(m>0)个单位长度,得到离心率为e2的双曲线C2,则下列命题正确的是________. ①对任意的a,b,e1>e2; ②当a>b时,e1>e2;当a③对任意的a,b,e1④当a>b时,e1e2. (2)已知O为坐标原点,双曲线x2a2-y2b2
=1(a>0,b>0)的右焦点为F,以OF为直径作圆交双曲线的渐近线于异于原点的两点A、B,
若(AO→+AF→)·OF→=0,则双曲线的离心率e为________. 点评 在研究双曲线的性质时,实半轴、虚半轴所构成的直角三角形是值得关注的一个重要内容;双曲线的离心率涉及的也比较多.由于e=ca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b2=c2-a2消去b,然后变形求e,并且需注意e>1.同时注意双曲线方程中x,y的范围问题. 变式训练2 (2014·湖南)如图,O为坐标原点,椭圆C1:x2a2+y2b2
=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,离心率为e1;双曲线C2:x2a2-y2b2 =1的左、右焦点分别为F3、F4,离心率为e2.已知e1e2=32,且F2F4=3-1. (1)求C1,C2的方程; (2)过F1作C1的不垂直于y轴的弦AB,M为AB的中点,当直线OM与C2交于P,Q两点时,求四边形APBQ面积的最小值.
题型三 双曲线的渐近线与离心率的综合问题 例3 (2014·福建)已知双曲线E:x2a2-y2b2
=1(a>0,b>0)的两条渐近线分别为l1:y=2x,l2:y=-2x. (1)求双曲线E的离心率;
(2)如图,O为坐标原点,动直线l分别交直线l1,l2于A,B两点(A,B分别在第一、四象限),且△OAB的面积恒为8.试探究:是否存在总与直线l有且只有一个公共点的双曲线E?若存在,求出双曲线E的方程;若不存在,请说明理由.
点评 解决此类问题:一是利用离心率公式,渐近线方程,斜率关系等列方程组.二是数形结合,由图形中的位置关系,确定相关参数的范围. 变式训练3 (2014·浙江)设直线x-3y+m=0(m≠0)与双曲线x2a2-y2b2
=1(a>0,b>0)的两条渐近线分别交于点A,B.若点P(m,0)满足PA=PB,则该双曲线的离心率是________. 高考题型精练
1.(2015·课标全国Ⅰ改编)已知M(x0,y0)是双曲线C:x22 -y2=1上的一点,F1,F2是C的两个焦点,若MF1→·MF2→<0,则y0的取值范围是__________. 2.(2015·镇江模拟)已知0x2sin2θtan2θ
=1的________相等.(填序号) ①实轴长;②虚轴长;③离心率;④焦距. 3.已知双曲线x2a2-y2b2
=1(a>0,b>0)的两条渐近线均和圆C:x2+y2-6x+5=0相切,且双曲线的右焦点为圆C的圆心,则该双曲线的方程为______________. 4.以椭圆x2169+y2144=1的右焦点为圆心,且与双曲线x29-y216
=1的渐近线相切的圆的方程是________________.
5.已知双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)以及双曲线y2a2-x2b2
=1的渐近线将第一象限三等分,则双曲线x2a2-y2b2=1的离心率为________.
6.(2015·镇江模拟)已知双曲线C:x2a2-y2b2=1 (a>0,b>0)的左,右焦点分别为F1,F2,过F2作双曲线C的一条渐近线的垂线,垂足为H,若F2H的中点M在双曲线C上,则双曲线C的离心率为________. 7.已知抛物线y2=8x的准线过双曲线x2a2-y2b2
=1(a>0,b>0)的一个焦点,且双曲线的离心率为2,则该双曲线的方程为________________. 8.已知双曲线C的中心在原点,且左,右焦点分别为F1,F2,以F1F2为底边作正三角形,若双曲线C与该正三角形两腰的交点恰为两腰的中点,则双曲线C的离心率为________. 9.已知F1,F2分别是双曲线x2a2-y2b2=1 (a>0,b>0)的左,右焦点,过点F2与双曲线的一条渐近线平行的直线交双曲线另一条渐近线于点M,若点M在以线段F1F2为直径的圆外,则双曲线离心率的取值范围是____________. 10.过双曲线x2a2-y2b2=1 (a>0,b>0)的左焦点F作圆x2+y2=14
a2的切线,切点为E,直线EF交双曲线右支于点P,若OE→=12(OF→
+OP→),则双曲线的离心率是______. 11.已知双曲线y2a2-x2b2=1 (a>0,b>0)的一条渐近线方程为2x+y=0,且顶点到渐近线的距离为255. (1)求此双曲线的方程; (2)设P为双曲线上一点,A,B两点在双曲线的渐近线上,且分别位于第一、二象限,若AP→
=PB→,求△AOB的面积.
12.(2015·盐城模拟)已知双曲线x2a2-y2b2=1 (a>0,b>0)的右焦点为F(c,0). (1)若双曲线的一条渐近线方程为y=x且c=2,求双曲线的方程; (2)以原点O为圆心,c为半径作圆,该圆与双曲线在第一象限的交点为A,过A作圆的切线,斜率为-3,求双曲线的离心率. 答案精析 第30练 双曲线的渐近线和离心率问题 常考题型典例剖析 例1 (1)±1 解析 双曲线x2a2-y2b2=1的右焦点F(c,0),左,右顶点分别为A1(-a,0),A2(a,0),易求 Bc,b2a,C
c,-
b2
a,则
kA2C=b2aa-c,kA1B=b2aa+c,又A1B与A2C垂直, 则有kA1B·kA2C=-1,即b2aa+c·b2aa-c=-1, ∴b4a2
c2-a2=1,∴a2=b2,即a=b,
∴渐近线斜率k=±ba=±1.
(2)解 ①设F(c,0),因为b=1,所以c=a2+1, 直线OB的方程为y=-1ax,
直线BF的方程为y=1a(x-c),
解得B(c2,-c2a).
又直线OA的方程为y=1ax,
则A(c,ca),kAB=错误!=错误!.
又因为AB⊥OB,所以3a·(-1a)=-1,
解得a2=3, 故双曲线C的方程为x23-y2=1. ②由①知a=3,则直线l的方程为 x0x3-y0y=1(y0≠0),即y=x0x-33y0.
因为直线AF的方程为x=2,
所以直线l与AF的交点为M(2,2x0-33y0);
直线l与直线x=32的交点为N(32,32x0-3
3y0).
则MF2NF2=错误!=错误! =43·错误!.
因为P(x0,y0)是C上一点,则x203-y20=1, 代入上式得MF2NF2=43·错误!
=43·错误!=错误!,
即所求定值为MFNF=23=233.
变式训练1 x±2y=0 解析 由题意知e1=c1a,e2=c2a,
∴e1·e2=c1a·c2a=c1c2a2=32. 又∵a2=b2+c21,c2=a2+b2, ∴c21=a2-b2, ∴c21c22a4=a4-b4a4=1-(ba)4, 即1-(ba)4=34, 解得ba=±22,∴ba=22.
令x2a2-y2b2=0,解得bx±ay=0, ∴x±2y=0. 例2 (1)④ (2)2
解析 (1)由题意e1= a2+b2a2= 1+ba2;双曲线C2的实半轴长为a+m,虚半轴长