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- 2021-06-07 发布
§10.2
双曲线及其性质
高考理数
( 课标专用)
考点一 双曲线的定义和标准方程
1.
(2017课标Ⅲ,5,5分)已知双曲线
C
:
-
=1(
a
>0,
b
>0)的一条渐近线方程为
y
=
x
,且与椭圆
+
=1有公共焦点,则
C
的方程为
( )
A.
-
=1 B.
-
=1 C.
-
=1 D.
-
=1
A组 统一命题·课标卷题组
五年高考
答案 B
本题考查求解双曲线的方程.
由双曲线的渐近线方程可设双曲线方程为
-
=
k
(
k
>0),即
-
=1,∵双曲线与椭圆
+
=1有公共焦点,∴4
k
+5
k
=12-3,解得
k
=1,故双曲线
C
的方程为
-
=1.故选B.
一题多解
∵椭圆
+
=1的焦点为(
±
3,0),双曲线与椭圆
+
=1有公共焦点,∴
a
2
+
b
2
=(
±
3)
2
=9①,∵双曲线的一条渐近线为
y
=
x
,∴
=
②,联立①②可解得
a
2
=4,
b
2
=5.∴双曲线
C
的方
程为
-
=1.
2
.(2016课标Ⅰ,5,5分)已知方程
-
=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,
) C.(0,3) D.(0,
)
答案 A
解法一:由题意可知:
c
2
=(
m
2
+
n
)+(3
m
2
-
n
)=4
m
2
,其中
c
为半焦距,∴2
c
=2
×
2|
m
|=4,∴|
m
|=1,
∵方程
-
=1表示双曲线,
∴(
m
2
+
n
)·(3
m
2
-
n
)>0,
∴-
m
2
<
n
<3
m
2
,∴-1<
n
<3.故选A.
解法二:∵原方程表示双曲线,且焦距为4,
∴
①
或
②由①得
m
2
=1,
n
∈(-1,3).②无解.故选A.
知识拓展
对于方程
mx
2
+
ny
2
=1,若表示椭圆,则
m
、
n
均为正数且
m
≠
n
;若表示双曲线,则
m
·
n
<0.
考点二 双曲线的几何性质
1.
(2018课标Ⅰ,11,5分)已知双曲线
C
:
-
y
2
=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.
B.3 C.2
D.4
答案 B
本题主要考查双曲线的几何性质.
由双曲线
C
:
-
y
2
=1可知其渐近线方程为
y
=
±
x
,∴∠
MOx
=30
°
,∴∠
MON
=60
°
,不妨设∠
OMN
=90
°
,则易知焦点
F
到渐近线的距离为
b
,即|
MF
|=
b
=1,又知|
OF
|=
c
=2,∴|
OM
|=
,则在Rt△
OMN
中,|
MN
|=|
OM
|·tan∠
MON
=3.故选B.
解题关键
利用双曲线的几何性质求出∠
MON
的大小及|
OM
|的值是求解本题的关键.
2.
(2018课标Ⅱ,5,5分)双曲线
-
=1(
a
>0,
b
>0)的离心率为
,则其渐近线方程为
( )
A.
y
=
±
x
B.
y
=
±
x
C.
y
=
±
x
D.
y
=
±
x
答案 A
本题主要考查双曲线的几何性质.
∵
e
=
,∴
=
=
=
,
∴双曲线的渐近线方程为
y
=
±
x
=
±
x
.故选A.
3.
(2018课标Ⅲ,11,5分)设
F
1
,
F
2
是双曲线
C
:
-
=1(
a
>0,
b
>0)的左,右焦点,
O
是坐标原点.过
F
2
作
C
的一条渐近线的垂线,垂足为
P
.若|
PF
1
|=
|
OP
|,则
C
的离心率为
( )
A.
B.2 C.
D.
答案 C
本题考查双曲线的几何性质.
点
F
2
(
c
,0)到渐近线
y
=
x
的距离|
PF
2
|=
=
b
(
b
>0),而|
OF
2
|=
c
,所以在Rt△
OPF
2
中,由勾股定
理可得|
OP
|=
=
a
,所以|
PF
1
|=
|
OP
|=
a
.
在Rt△
OPF
2
中,cos∠
PF
2
O
=
=
,
在△
F
1
F
2
P
中,
cos∠
PF
2
O
=
=
,
所以
=
⇒
3
b
2
=4
c
2
-6
a
2
,
则有3(
c
2
-
a
2
)=4
c
2
-6
a
2
,
解得
=
(负值舍去),
即
e
=
.故选C.
方法总结
求双曲线的离心率的值(或取值范围)
根据题设条件,得出一个关于
a
,
b
,
c
的等式(或不等式),利用
c
2
=
a
2
+
b
2
消去
b
,转化为关于
a
、
c
的等
式(或不等式),即可求得离心率的值(或取值范围).
4.
(2014课标Ⅰ,4,5分,0.687)已知
F
为双曲线
C
:
x
2
-
my
2
=3
m
(
m
>0)的一个焦点,则点
F
到
C
的一条渐
近线的距离为
( )
A.
B.3 C.
m
D.3
m
答案 A
由题意知,双曲线的标准方程为
-
=1,其中
a
2
=3
m
,
b
2
=3,故
c
=
=
,不
妨取
F
(
,0),一条渐近线为
y
=
x
,化成一般式即为
x
-
y
=0,由点到直线的距离公式可
得
d
=
=
,故选A.
思路分析
将双曲线的方程化为标准方程,求出一个焦点坐标和一条渐近线方程,再由点到直
线的距离公式计算即可.
知识延伸
任何双曲线的焦点到其渐近线的距离恒为定值
b
(其中
b
为虚半轴长).
5.
(2015课标Ⅰ,5,5分,0.576)已知
M
(
x
0
,
y
0
)是双曲线
C
:
-
y
2
=1上的一点,
F
1
,
F
2
是
C
的两个焦点.若
·
<0,则
y
0
的取值范围是
( )
A.
B.
C.
D.
答案 A
不妨令
F
1
为双曲线的左焦点,则
F
2
为右焦点,由题意可知
a
2
=2,
b
2
=1,∴
c
2
=3.∴
F
1
(-
,
0),
F
2
(
,0),则
·
=(-
-
x
0
)·(
-
x
0
)+(-
y
0
)·(-
y
0
)=
+
-3.
又知
-
=1,∴
=2+2
,∴
·
=3
-1<0.
∴-
<
y
0
<
,故选A.
思路分析
由双曲线方程求出
F
1
,
F
2
的坐标,利用数量积的坐标运算表示出
·
,利用
M
在
双曲线上得
=2+2
,从而将
·
转化为仅含
y
0
的式子,由
·
<0即可解得
y
0
的取值范围.
解题关键
依据
·
<0正确构建关于
y
0
的不等式是解题的关键.
6.
(2015课标Ⅱ,11,5分,0.365)已知
A
,
B
为双曲线
E
的左,右顶点,点
M
在
E
上,△
ABM
为等腰三角形,
且顶角为120
°
,则
E
的离心率为
( )
A.
B.2 C.
D.
答案 D
设双曲线
E
的标准方程为
-
=1(
a
>0,
b
>0),则
A
(-
a
,0),
B
(
a
,0),不妨设点
M
在第一象
限内,则易得
M
(2
a
,
a
),又
M
点在双曲线
E
上,于是
-
=1,可得
b
2
=
a
2
,∴
e
=
=
.
思路分析
设出双曲线方程,依据题意,求出点
M
的一个坐标,代入双曲线方程,得到关于
a
、
b
的
方程,进而可得出双曲线
E
的离心率.
7.
(2016课标Ⅱ,11,5分)已知
F
1
,
F
2
是双曲线
E
:
-
=1的左,右焦点,点
M
在
E
上,
MF
1
与
x
轴垂直,sin
∠
MF
2
F
1
=
,则
E
的离心率为
( )
A.
B.
C.
D.2
答案 A
解法一:由
MF
1
⊥
x
轴,可得
M
,∴|
MF
1
|=
.由sin∠
MF
2
F
1
=
,可得cos∠
MF
2
F
1
=
=
,又tan∠
MF
2
F
1
=
=
,∴
=
,∴
b
2
=
ac
,∵
c
2
=
a
2
+
b
2
⇒
b
2
=
c
2
-
a
2
,∴
c
2
-
a
2
-
ac
=0
⇒
e
2
-
e
-1=0,∴
e
=
.故选A.
解法二:由
MF
1
⊥
x
轴,得
M
,∴|
MF
1
|=
,由双曲线的定义可得|
MF
2
|=2
a
+|
MF
1
|=2
a
+
,又
sin∠
MF
2
F
1
=
=
=
⇒
a
2
=
b
2
⇒
a
=
b
,∴
e
=
=
.故选A.
考点一 双曲线的定义和标准方程
1.
(2018天津,7,5分)已知双曲线
-
=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
d
1
和
d
2
,且
d
1
+
d
2
=6,则双曲
线的方程为
( )
A.
-
=1 B.
-
=1
C.
-
=1 D.
-
=1
B组 自主命题·省(区、市)卷题组
答案 C
本题主要考查双曲线的方程、几何性质以及点到直线的距离公式的应用.
∵双曲线
-
=1(
a
>0,
b
>0)的离心率为2,
∴
e
2
=1+
=4,
∴
=3,即
b
2
=3
a
2
,
∴
c
2
=
a
2
+
b
2
=4
a
2
,
由题意可设
A
(2
a
,3
a
),
B
(2
a
,-3
a
),
∵
=3,∴渐近线方程为
y
=
±
x
,
则点
A
与点
B
到直线
x
-
y
=0的距离分别为
d
1
=
=
a
,
d
2
=
=
a
,又
∵
d
1
+
d
2
=6,∴
a
+
a
=6,解得
a
=
,∴
b
2
=9.∴双曲线的方程为
-
=1,故选C.
解题关键
利用离心率的大小得出渐近线方程并表示出点
A
与点
B
的坐标是求解本题的关键.
方法归纳
求双曲线标准方程的方法
(1)定义法:根据题目的条件,若满足双曲线的定义,求出
a
,
b
的值,即可求得方程.
(2)待定系数法:根据题目条件确定焦点的位置,从而设出所求双曲线的标准方程,利用题目条
件构造关于
a
,
b
的方程(组),解得
a
,
b
的值,即可求得方程.
2.
(2015广东,7,5分)已知双曲线
C
:
-
=1的离心率
e
=
,且其右焦点为
F
2
(5,0),则双曲线
C
的方
程为
( )
A.
-
=1 B.
-
=1
C.
-
=1 D.
-
=1
答案 C
由已知得
解得
故
b
=3,从而所求的双曲线方程为
-
=1,故选C.
3.
(2017天津,5,5分)已知双曲线
-
=1(
a
>0,
b
>0)的左焦点为
F
,离心率为
.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.
-
=1 B.
-
=1
C.
-
=1 D.
-
=1
答案 B
本题主要考查双曲线的几何性质和双曲线的标准方程.
由离心率为
可知
a
=
b
,
c
=
a
,所以
F
(-
a
,0),由题意可知
k
PF
=
=
=1,所以
a
=4,
解得
a
=2
,所以双曲线的方程为
-
=1,故选B.
方法总结
求双曲线的方程的常用方法:(1)待定系数法:设出所求双曲线的方程,根据题意构
造关于参数
a
,
b
的方程组,从而解方程组求出参数
a
和
b
的值;(2)定义法:根据题意得到动点所满
足的关系式,结合双曲线的定义求出动点所满足的轨迹方程.
4.
(2016天津,6,5分)已知双曲线
-
=1(
b
>0),以原点为圆心,双曲线的实半轴长为半径长的圆
与双曲线的两条渐近线相交于
A
,
B
,
C
,
D
四点,四边形
ABCD
的面积为2
b
,则双曲线的方程为
( )
A.
-
=1 B.
-
=1
C.
-
=1 D.
-
=1
答案 D
设
A
(
x
0
,
y
0
),不妨令其在第一象限,
由题意得
可得
=
,
=
×
=
,
结合2
x
0
·2
y
0
=2
b
,可得
b
2
=12.
所以双曲线的方程为
-
=1.故选D.
5
.(2015天津,6,5分)已知双曲线
-
=1(
a
>0,
b
>0)的一条渐近线过点(2,
),且双曲线的一个焦
点在抛物线
y
2
=4
x
的准线上,则双曲线的方程为
( )
A.
-
=1 B.
-
=1
C.
-
=1 D.
-
=1
答案 D
由题意知点(2,
)在渐近线
y
=
x
上,所以
=
,又因为抛物线的准线为
x
=-
,所
以
c
=
,故
a
2
+
b
2
=7,所以
a
=2,
b
=
.故双曲线的方程为
-
=1.选D.
6.
(2014大纲全国,9,5分)已知双曲线
C
的离心率为2,焦点为
F
1
、
F
2
,点
A
在
C
上.若|
F
1
A
|=2|
F
2
A
|,则
cos∠
AF
2
F
1
=( )
A.
B.
C.
D.
答案 A
由题意得
解得|
F
2
A
|=2
a
,|
F
1
A
|=4
a
,
又由已知可得
=2,所以
c
=2
a
,即|
F
1
F
2
|=4
a
,
∴cos∠
AF
2
F
1
=
=
=
.故选A.
考点二 双曲线的几何性质
1
.(2018浙江,2,4分)双曲线
-
y
2
=1的焦点坐标是
( )
A.(-
,0),(
,0) B.(-2,0),(2,0)
C.(0,-
),(0,
) D.(0,-2),(0,2)
答案 B
本小题考查双曲线的标准方程和几何性质.
∵
a
2
=3,
b
2
=1,∴
c
=
=2.又∵焦点在
x
轴上,∴双曲线的焦点坐标为(-2,0),(2,0).
易错警示
求双曲线焦点坐标的易错点
(1)焦点在
x
轴上还是
y
轴上,容易判断错误;
(2)双曲线与椭圆的标准方程中
a
,
b
,
c
的关系式容易混淆.
2
.(2016浙江,7,5分)已知椭圆
C
1
:
+
y
2
=1(
m
>1)与双曲线
C
2
:
-
y
2
=1(
n
>0)的焦点重合,
e
1
,
e
2
分别
为
C
1
,
C
2
的离心率,则
( )
A.
m
>
n
且
e
1
e
2
>1 B.
m
>
n
且
e
1
e
2
<1
C.
m
<
n
且
e
1
e
2
>1 D.
m
<
n
且
e
1
e
2
<1
答案 A
在椭圆中,
a
1
=
m
,
c
1
=
,
e
1
=
.
在双曲线中,
a
2
=
n
,
c
2
=
,
e
2
=
.
因为
c
1
=
c
2
,
所以
n
2
=
m
2
-2.
从而
·
=
=
,
令
t
=
m
2
-1,则
t
>1,
·
=
>1,即
e
1
e
2
>1.结合图形易知
m
>
n
,故选A.
思路分析
根据焦点重合可得
m
2
与
n
2
之间的关系,进而建立
关于
m
的解析式,然后判定范围
即可.
评析
本题考查了椭圆、双曲线的方程和基本性质.考查了运算求解能力.
3.
(2014山东,10,5分)已知
a
>
b
>0,椭圆
C
1
的方程为
+
=1,双曲线
C
2
的方程为
-
=1,
C
1
与
C
2
的离心率之积为
,则
C
2
的渐近线方程为
( )
A.
x
±
y
=0 B.
x
±
y
=0
C.
x
±
2
y
=0 D.2
x
±
y
=0
答案 A
设椭圆
C
1
和双曲线
C
2
的离心率分别为
e
1
和
e
2
,则
e
1
=
,
e
2
=
.因为
e
1
·
e
2
=
,所以
=
,即
=
,∴
=
.
故双曲线的渐近线方程为
y
=
±
x
=
±
x
,即
x
±
y
=0.
4.
(2014重庆,8,5分)设
F
1
、
F
2
分别为双曲线
-
=1(
a
>0,
b
>0)的左、右焦点,双曲线上存在一点
P
使得|
PF
1
|+|
PF
2
|=3
b
,|
PF
1
|·|
PF
2
|=
ab
,则该双曲线的离心率为
( )
A.
B.
C.
D.3
答案 B
设|
PF
1
|=
m
,|
PF
2
|=
n
,依题意不妨设
m
>
n
>0,
于是
∴
m
·
n
=
·
·
⇒
m
=3
n
.
∴
a
=
n
,
b
=
n
⇒
c
=
n
,
∴
e
=
,选B.
评析
本题考查双曲线的定义及性质,依据条件列出关系式后,若直接求
,则运算量很大,改
为利用|
PF
1
|与|
PF
2
|的关系求解,巧妙转化,会降低运算难度.
5.
(2018江苏,8,5分)在平面直角坐标系
xOy
中,若双曲线
-
=1(
a
>0,
b
>0)的右焦点
F
(
c
,0)到一
条渐近线的距离为
c
,则其离心率的值是
.
答案
2
解析
本题考查双曲线的性质.
双曲线的一条渐近线方程为
bx
-
ay
=0,则
F
(
c
,0)到这条渐近线的距离为
=
c
,∴
b
=
c
,∴
b
2
=
c
2
,又
b
2
=
c
2
-
a
2
,∴
c
2
=4
a
2
,∴
e
=
=2.
6.
(2017北京,9,5分)若双曲线
x
2
-
=1的离心率为
,则实数
m
=
.
答案
2
解析
本题考查双曲线的性质.
由题意知,
a
2
=1,
b
2
=
m
.
∵
e
=
=
=
=
,∴
m
=2.
7.(
2016北京,13,5分)双曲线
-
=1(
a
>0,
b
>0)的渐近线为正方形
OABC
的边
OA
,
OC
所在的直
线,点
B
为该双曲线的焦点.若正方形
OABC
的边长为2,则
a
=
.
答案
2
解析
由
OA
、
OC
所在直线为渐近线,且
OA
⊥
OC
,知两条渐近线的夹角为90
°
,从而双曲线为等
轴双曲线,则其方程为
x
2
-
y
2
=
a
2
.
OB
是正方形的对角线,且点
B
是双曲线的焦点,则
c
=2
,根据
c
2
=2
a
2
可得
a
=2.
评析
本题考查等轴双曲线及其性质.
8.
(2015湖南,13,5分)设
F
是双曲线
C
:
-
=1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
.
答案
解析
不妨设
F
为左焦点(-
c
,0),点
P
在第一象限,因为线段
PF
的中点恰为双曲线
C
虚轴的一个端
点,所以由中点坐标公式得
P
(
c
,2
b
),又
P
在双曲线
C
上,∴
-
=1,∴
=5,∴
e
=
=
.
9.
(2016山东,13,5分)已知双曲线
E
:
-
=1(
a
>0,
b
>0).若矩形
ABCD
的四个顶点在
E
上,
AB
,
CD
的
中点为
E
的两个焦点,且2|
AB
|=3|
BC
|,则
E
的离心率是
.
答案
2
解析
由已知得|
AB
|=|
CD
|=
,|
BC
|=|
AD
|=|
F
1
F
2
|=2
c
.
因为2|
AB
|=3|
BC
|,所以
=6
c
,
又
b
2
=
c
2
-
a
2
,
所以2
e
2
-3
e
-2=0,解得
e
=2,或
e
=-
(舍去).
评析
本题考查了双曲线的基本性质,利用2|
AB
|=3|
BC
|和
b
2
=
c
2
-
a
2
构造关于离心率
e
的方程是求
解的关键.
10.
(2017山东,14,5分)在平面直角坐标系
xOy
中,双曲线
-
=1(
a
>0,
b
>0)的右支与焦点为
F
的
抛物线
x
2
=2
py
(
p
>0)交于
A
,
B
两点.若|
AF
|+|
BF
|=4|
OF
|,则该双曲线的渐近线方程为
.
答案
y
=
±
x
解析
本题考查双曲线、抛物线的基础知识,考查运算求解能力和方程的思想方法.
设
A
(
x
1
,
y
1
),
B
(
x
2
,
y
2
).
因为4|
OF
|=|
AF
|+|
BF
|,
所以4
×
=
y
1
+
+
y
2
+
,
即
y
1
+
y
2
=
p
①.
由
消去
x
,
得
a
2
y
2
-2
pb
2
y
+
a
2
b
2
=0,
所以
y
1
+
y
2
=
②.
由①②可得
=
,故双曲线的渐近线方程为
y
=
±
x
.
思路分析
由抛物线的定义和|
AF
|+|
BF
|=4|
OF
|可得
y
1
+
y
2
的值(用
p
表示).再联立双曲线和抛物
线的方程,消去
x
得关于
y
的一元二次方程,由根与系数的关系得
y
1
+
y
2
.从而得
的值,进而得渐近
线方程.
解题关键
求渐近线方程的关键是求
的值,利用题中条件建立等量关系是突破口,注意到|
AF
|、|
BF
|为焦半径,因此应利用焦半径公式求解.又
A
、
B
为两曲线的交点,因此应联立它们的方程
求解.这样利用
y
1
+
y
2
这个整体来建立等量关系便可求解.
考点一 双曲线的定义和标准方程
(2013广东,7,5分)已知中心在原点的双曲线
C
的右焦点为
F
(3,0),离心率等于
,则
C
的方程是
( )
A.
-
=1 B.
-
=1
C.
-
=1 D.
-
=1
C组 教师专用题组
答案 B
由右焦点为
F
(3,0)可知
c
=3,又因为离心率等于
,所以
=
,所以
a
=2.由
c
2
=
a
2
+
b
2
知
b
2
=5,故双曲线
C
的方程为
-
=1,故选B.
考点二 双曲线的几何性质
1.
(2015四川,5,5分)过双曲线
x
2
-
=1的右焦点且与
x
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.2
C.6 D.4
答案 D
双曲线
x
2
-
=1的右焦点为
F
(2,0),
其渐近线方程为
x
±
y
=0.
不妨设
A
(2,2
),
B
(2,-2
),所以|
AB
|=4
,故选D.
2.
(2015湖北,8,5分)将离心率为
e
1
的双曲线
C
1
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
e
2
的双曲线
C
2
,则
( )
A.对任意的
a
,
b
,
e
1
>
e
2
B.当
a
>
b
时,
e
1
>
e
2
;当
a
<
b
时,
e
1
<
e
2
C.对任意的
a
,
b
,
e
1
<
e
2
D.当
a
>
b
时,
e
1
<
e
2
;当
a
<
b
时,
e
1
>
e
2
答案 D
依题意有
e
1
=
=
,
e
2
=
=
.
而
-
=
,
∵
a
>0,
b
>0,
m
>0,
∴当
a
>
b
时,
<
,有
e
1
<
e
2
;
当
a
<
b
时,
>
,有
e
1
>
e
2
.故选D.
3.
(2015重庆,10,5分)设双曲线
-
=1(
a
>0,
b
>0)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.(-1,0)
∪
(0,1) B.(-
∞
,-1)
∪
(1,+
∞
)
C.(-
,0)
∪
(0,
) D.(-
∞
,-
)
∪
(
,+
∞
)
答案 A
由题知
F
(
c
,0),
A
(
a
,0),不妨令
B
点在第一象限,则
B
,
C
,
k
AB
=
,
∵
CD
⊥
AB
,
∴
k
CD
=
,
∴直线
CD
的方程为
y
+
=
(
x
-
c
).
由双曲线的对称性,知点
D
在
x
轴上,得
x
D
=
+
c
,
点
D
到直线
BC
的距离为
c
-
x
D
,∴
<
a
+
=
a
+
c
,
b
4
<
a
2
(
c
-
a
)·(
c
+
a
)=
a
2
·
b
2
,
b
2
<
a
2
,
<1,又
该双曲线的渐近线的斜率为
或-
,∴双曲线渐近线斜率的取值范围是(-1,0)
∪
(0,1).选A.
4.
(2014广东,4,5分)若实数
k
满足0<
k
<9,则曲线
-
=1与曲线
-
=1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
答案 A
∵0<
k
<9,
∴9-
k
>0,25-
k
>0.
∴
-
=1与
-
=1均表示双曲线,
又25+(9-
k
)=34-
k
=(25-
k
)+9,
∴它们的焦距相等,故选A.
5.
(2013课标Ⅰ,4,5分,0.911)已知双曲线
C
:
-
=1(
a
>0,
b
>0)的离心率为
,则
C
的渐近线方程
为
( )
A.
y
=
±
x
B.
y
=
±
x
C.
y
=
±
x
D.
y
=
±
x
答案 C
∵
=
=
=
,∴
C
的渐近线方程为
y
=
±
x
.故选C.
思路分析
由双曲线离心率与
的关系可得
=
,由此即可写出渐近线方程.
6.
(2012课标,8,5分)等轴双曲线
C
的中心在原点,焦点在
x
轴上,
C
与抛物线
y
2
=16
x
的准线交于
A
,
B
两点,|
AB
|=4
,则
C
的实轴长为
( )
A.
B.2
C.4 D.8
答案 C
如图,
AB
为抛物线
y
2
=16
x
的准线,
由题意可得
A
(-4,2
).
设双曲线
C
的方程为
x
2
-
y
2
=
a
2
(
a
>0),则有16-12=
a
2
,故
a
=2,∴双曲线的实轴长2
a
=4.故选C.
评析
本题考查了双曲线和抛物线的基础知识,考查了方程的数学思想,要注意双曲线的实
轴长为2
a
.
7.
(2011课标,7,5分)设直线
l
过双曲线
C
的一个焦点,且与
C
的一条对称轴垂直,
l
与
C
交于
A
,
B
两点,
|
AB
|为
C
的实轴长的2倍,则
C
的离心率为
( )
A.
B.
C.2 D.3
答案 B
不妨设双曲线
C
为
-
=1(
a
>0,
b
>0),并设
l
过
F
2
(
c
,0)且垂直于
x
轴,则易求得|
AB
|=
,
∴
=2
×
2
a
,
b
2
=2
a
2
,
∴离心率
e
=
=
=
,故选B.
错因分析
将|
AB
|求错或者将实轴长视作
a
是致错的主要原因.
评析
本题主要考查双曲线的方程、离心率和实轴等几何性质,属中等难度题目.
8
.(2016江苏,3,5分)在平面直角坐标系
xOy
中,双曲线
-
=1的焦距是
.
答案
2
解析
由
-
=1,得
a
2
=7,
b
2
=3,所以
c
2
=10,
c
=
,所以2
c
=2
.
9.
(2015山东,15,5分)平面直角坐标系
xOy
中,双曲线
C
1
:
-
=1(
a
>0,
b
>0)的渐近线与抛物线
C
2
:
x
2
=2
py
(
p
>0)交于点
O
,
A
,
B
.若△
OAB
的垂心为
C
2
的焦点,则
C
1
的离心率为
.
答案
解析
设点
A
在点
B
左侧,抛物线
C
2
的焦点为
F
,则
F
.由
和
分别解得
A
,
B
.
∵
F
为△
OAB
的垂心,
∴
AF
⊥
OB
,
∴
k
AF
·
k
OB
=-1,
即
·
=-1
⇒
4
b
2
=5
a
2
⇒
4(
c
2
-
a
2
)=5
a
2
⇒
=
,
∴
e
=
=
.
10
.(2014江西,20,13分)如图,已知双曲线
C
:
-
y
2
=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
(
x
0
,
y
0
)(
y
0
≠
0)的直线
l
:
-
y
0
y
=1与直线
AF
相交于点
M
,与直线
x
=
相交于点
N
.
证明:当点
P
在
C
上移动时,
恒为定值,并求此定值.
解析
(1)设
F
(
c
,0),因为
b
=1,所以
c
=
,
直线
OB
的方程为
y
=-
x
,直线
BF
的方程为
y
=
(
x
-
c
),解得
B
.
又直线
OA
的方程为
y
=
x
,
则
A
,
k
AB
=
=
.
又因为
AB
⊥
OB
,所以
·
=-1,
解得
a
2
=3,
故双曲线
C
的方程为
-
y
2
=1.
(2)由(1)知
a
=
,则直线
l
的方程为
-
y
0
y
=1(
y
0
≠
0),
即
y
=
.
因为直线
AF
的方程为
x
=2,所以直线
l
与
AF
的交点为
M
;直线
l
与直线
x
=
的交点为
N
,
则
=
=
=
·
.
因为
P
(
x
0
,
y
0
)是
C
上一点,
则
-
=1,代入上式得
=
·
=
·
=
,
所求定值为
=
=
.
考点一 双曲线的定义和标准方程
1.
(2018河南洛阳尖子生4月联考,8)设
F
1
、
F
2
分别为双曲线
-
=1的左、右焦点,过
F
1
引圆
x
2
+
y
2
=9的切线
F
1
P
交双曲线的右支于点
P
,
T
为切点,
M
为线段
F
1
P
的中点,
O
为坐标原点,则|
MO
|-|
MT
|
等于
( )
A.4 B.3 C.2 D.1
三年模拟
A组
201
6
—201
8
年
高考模拟·基础题
组
答案 D
连接
PF
2
,
OT
,则有|
MO
|=
|
PF
2
|=
(|
PF
1
|-2
a
)=
(|
PF
1
|-6)=
|
PF
1
|-3,|
MT
|=
·|
PF
1
|-|
F
1
T
|=
|
PF
1
|-
=
|
PF
1
|-4,于是有|
MO
|-|
MT
|=
-
=1,故选D.
2.
(2018安徽淮南三校1月联考,11)已知双曲线
-
=1右焦点为
F
,
P
为双曲线左支上一点,点
A
(0,
),则△
APF
周长的最小值为
( )
A.4+
B.4(1+
)
C.2(
+
) D.
+3
答案 B
由题意知
F
(
,0),设左焦点为
F
0
,则
F
0
(-
,0),由题可知△
APF
的周长
l
为|
PA
|+|
PF
|+
|
AF
|,而|
PF
|=2
a
+|
PF
0
|,∴
l
=|
PA
|+|
PF
0
|+2
a
+|
AF
|
≥
|
AF
0
|+|
AF
|+2
a
=
+
+2
×
2=4
+4=4(
+1),当且仅当
A
,
F
0
、
P
三点共线时取得“=”,故选B.
3.
(2017湖北黄冈二模,5)已知双曲线
x
2
-
=1的左,右焦点分别为
F
1
,
F
2
,双曲线的离心率为
e
,若双
曲线上存在一点
P
使
=
e
,则
·
的值为
( )
A.3 B.2 C.-3 D.-2
答案 B
由题意及正弦定理得
=
=
e
=2,∴|
PF
1
|=2|
PF
2
|,由双曲线的定义知|
PF
1
|-|
PF
2
|=2,∴|
PF
1
|=4,|
PF
2
|=2,又|
F
1
F
2
|=4,由余弦定理可知cos∠
PF
2
F
1
=
=
=
,
∴
·
=|
|·|
|cos∠
PF
2
F
1
=2
×
4
×
=2.故选B.
4.
(2017河南新乡二模,7)已知双曲线
C
:
-
=1(
a
>0,
b
>0)的右焦点为
F
,点
B
是虚轴的一个端点,
线段
BF
与双曲线
C
的右支交于点
A
,若
=2
,且|
|=4,则双曲线
C
的方程为( )
A.
-
=1 B.
-
=1
C.
-
=1 D.
-
=1
答案 D
不妨设
B
(0,
b
),由
=2
,
F
(
c
,0),可得
A
,代入双曲线
C
的方程可得
×
-
=
1,即
·
=
,∴
=
,①
又|
|=
=4,
c
2
=
a
2
+
b
2
,
∴
a
2
+2
b
2
=16,②
由①②可得,
a
2
=4,
b
2
=6,
∴双曲线
C
的方程为
-
=1,故选D.
5.
(2018河北名校名师俱乐部二调,15)已知
F
1
、
F
2
分别是双曲线
x
2
-
=1(
b
>0)的左、右焦点,
A
是双曲线上在第一象限内的点,若|
AF
2
|=2且∠
F
1
AF
2
=45
°
,延长
AF
2
交双曲线的右支于点
B
,则△
F
1
AB
的面积等于
.
答案
4
解析
由题意知
a
=1,由双曲线定义知|
AF
1
|-|
AF
2
|=2
a
=2,|
BF
1
|-|
BF
2
|=2
a
=2,∴|
AF
1
|=2+|
AF
2
|=4,|
BF
1
|
=2+|
BF
2
|.由题意知|
AB
|=|
AF
2
|+|
BF
2
|=2+|
BF
2
|,∴|
BA
|=|
BF
1
|,∴△
BAF
1
为等腰三角形,∵∠
F
1
AF
2
=45
°
,∴∠
ABF
1
=90
°
,∴△
BAF
1
为等腰直角三角形.∴|
BA
|=|
BF
1
|=
|
AF
1
|=
×
4=2
.∴
=
|
BA
|·|
BF
1
|=
×
2
×
2
=4.
考点二 双曲线的几何性质
1.
(2018河南4月适应性测试,9)已知
F
1
、
F
2
分别是双曲线
-
=1(
a
>0,
b
>0)的左、右焦点,
P
是
双曲线上一点,若|
PF
1
|+|
PF
2
|=6
a
,且△
PF
1
F
2
的最小内角为
,则双曲线的渐近线方程为
( )
A.
y
=
±
2
x
B.
y
=
±
x
C.
y
=
±
x
D.
y
=
±
x
答案 D
不妨设
P
为双曲线右支上一点,则|
PF
1
|>|
PF
2
|,由双曲线的定义得|
PF
1
|-|
PF
2
|=2
a
,又|
PF
1
|+|
PF
2
|=6
a
,所以|
PF
1
|=4
a
,|
PF
2
|=2
a
.又因为
所以∠
PF
1
F
2
为最小内角,故∠
PF
1
F
2
=
.
由余弦定理,可得
=
,即(
a
-
c
)
2
=0,所以
c
=
a
,则
b
=
a
,所以双曲线的渐
近线方程为
y
=
±
x
,故选D.
2.
(2018山东泰安2月联考,11)已知双曲线
C
1
:
-
=1(
a
>0,
b
>0),圆
C
2
:
x
2
+
y
2
-2
ax
+
a
2
=0,若双曲线
C
1
的一条渐近线与圆
C
2
有两个不同的交点,则双曲线
C
1
的离心率的范围是
( )
A.
B.
C.(1,2) D.(2,+
∞
)
答案 A
由双曲线方程可得其渐近线方程为
y
=
±
x
,即
bx
±
ay
=0,圆
C
2
:
x
2
+
y
2
-2
ax
+
a
2
=0可化为
(
x
-
a
)
2
+
y
2
=
a
2
,圆心
C
2
的坐标为(
a
,0),半径
r
=
a
,由双曲线
C
1
的一条渐近线与圆
C
2
有两个不同的
交点,得
<
a
,即
c
>2
b
,即
c
2
>4
b
2
,又知
b
2
=
c
2
-
a
2
,所以
c
2
>4(
c
2
-
a
2
),即
c
2
<
a
2
,所以
e
=
<
,又
知
e
>1,所以双曲线
C
1
的离心率的取值范围为
,故选A.
3.
(2016河南中原名校3月联考,6)过双曲线
-
=1(
a
>0,
b
>0)的右焦点与对称轴垂直的直线与
渐近线交于
A
,
B
两点,若△
OAB
的面积为
,则双曲线的离心率为
( )
A.
B.
C.
D.
答案 D
由题意可求得|
AB
|=
,所以
S
△
OAB
=
×
×
c
=
,整理得
=
,即
e
=
,故选
D.
4.
(2017福建龙岩二模,11)已知离心率为
的双曲线
C
:
-
=1(
a
>0,
b
>0)的左,右焦点分别为
F
1
,
F
2
,
M
是双曲线
C
的一条渐近线上的点,且
OM
⊥
MF
2
,
O
为坐标原点,若
=16,则双曲线的实
轴长是
( )
A.32 B.16 C.84 D.4
答案 B
由题意知
F
2
(
c
,0),不妨令点
M
在渐近线
y
=
x
上,由题意可知|
F
2
M
|=
=
b
,所以|
OM
|=
=
a
.由
=16,可得
ab
=16,即
ab
=32,又
a
2
+
b
2
=
c
2
,
=
,所以
a
=8,
b
=4,
c
=4
,所以
双曲线
C
的实轴长为16.故选B.
5.
(2018河南安阳二模,14)已知焦点在
x
轴上的双曲线
+
=1,它的焦点到渐近线的距离
的取值范围是
.
答案
(0,2)
解析
对于焦点在
x
轴上的双曲线
-
=1(
a
>0,
b
>0),它的焦点(
c
,0)到渐近线
bx
-
ay
=0的距离为
=
b
.本题中,双曲线
+
=1即
-
=1,其焦点在
x
轴上,则
解得4<
m
<8,则焦点到渐近线的距离
d
=
∈(0,2).
温馨提醒
由双曲线的对称性可知双曲线的两焦点到两条渐近线的距离都相等.
6.
(2018福建六校4月联考,15)已知双曲线
C
:
-
=1(
a
>0,
b
>0)的右焦点为
F
,左顶点为
A
,以
F
为
圆心,
FA
为半径的圆交
C
的右支于
P
,
Q
两点,△
APQ
的一个内角为60
°
,则双曲线
C
的离心率为
.
答案
解析
由于双曲线和圆都关于
x
轴对称,又△
APQ
的一个内角为60
°
,所以△
APQ
为正三角形,则
∠
PFx
=60
°
,所以
x
P
=
c
+(
a
+
c
)cos 60
°
=
,
y
P
=(
a
+
c
)sin 60
°
=
,即
P
,代入
双曲线方程
-
=1,整理得3
e
2
-
e
-4=0,解得
e
=
,故答案为
.
B组 2016—2018年高考模拟·综合题组
(时间:35分钟 分值:50分)
一、选择题(每题5分,共35分)
1.
(2018山西太原五中4月月考,11)已知
F
1
、
F
2
是双曲线
-
=1(
a
>0,
b
>0)的左、右焦点,过
F
1
的直线
l
与双曲线的左支交于点
A
,与右支交于点
B
,若|
AF
1
|=2
a
,∠
F
1
AF
2
=
,则
=
( )
A.1 B.
C.
D.
答案 B
如图所示,由双曲线定义可知|
AF
2
|-|
AF
1
|=2
a
.
又|
AF
1
|=2
a
,所以|
AF
2
|=4
a
,因为∠
F
1
AF
2
=
π,所以
=
|
AF
1
|·|
AF
2
|·sin∠
F
1
AF
2
=
×
2
a
×
4
a
×
=
2
a
2
.
设|
BF
2
|=
m
,由双曲线定义可知|
BF
1
|-|
BF
2
|=2
a
,所以|
BF
1
|=2
a
+|
BF
2
|,又知|
BF
1
|=2
a
+|
BA
|,所以|
BA
|=|
BF
2
|.又知∠
BAF
2
=
,所以△
BAF
2
为等边三角形,边长为4
a
,所以
=
|
AB
|
2
=
×
(4
a
)
2
=4
a
2
,
所以
=
=
,故选B.
解题关键
利用双曲线定义得|
BF
1
|-|
BF
2
|=2
a
,进而结合|
BF
1
|=2
a
+|
BA
|得出|
BA
|=|
BF
2
|是求解本题
的关键.
思路分析
利用双曲线定义及|
AF
1
|=2
a
求得|
AF
2
|,从而利用三角形面积公式求出
;在△
BF
1
F
2
中,利用双曲线定义得|
BA
|=|
BF
2
|,从而得△
ABF
2
为等边三角形,进一步可求得
,最后得面
积的比值.
2.
(2018广东六校4月联考,11)已知点
F
为双曲线
E
:
-
=1(
a
>0,
b
>0)的右焦点,直线
y
=
kx
(
k
>0)与
E
交于不同象限内的
M
,
N
两点,若
MF
⊥
NF
,设∠
MNF
=
β
,且
β
∈
,则该双曲线的离心率的取
值范围是
( )
A.[
,
+
] B.[2,
+1]
C.[2,
+
] D.[
,
+1]
答案 D
如图,设左焦点为
F
',连接
MF
'、
NF
',令|
MF
|=
r
1
,|
MF
'|=
r
2
,则|
NF
|=|
MF
'|=
r
2
,由双曲线定义
可知
r
2
-
r
1
=2
a
①,∵点
M
与点
N
关于原点对称,且
MF
⊥
NF
,∴|
OM
|=|
ON
|=|
OF
|=
c
,∴
+
=4
c
2
②,由
①②得
r
1
r
2
=2(
c
2
-
a
2
),又知
S
△
MNF
=2
S
△
MOF
.∴
r
1
r
2
=2·
c
2
·sin 2
β
,∴
c
2
-
a
2
=
c
2
·sin 2
β
,∴
e
2
=
,又∵
β
∈
,∴sin 2
β
∈
,∴
e
2
=
∈[2,(
+1)
2
].
又
e
>1,∴
e
∈[
,
+1],故选D.
解题关键
利用
S
△
MNF
=2
S
△
MOF
将
e
2
用含
β
的三角函数式表示出来是解题的关键.
一题多解
由双曲线的对称性与已知条件可知|
OM
|=|
ON
|=|
OF
|=
c
,∴|
MN
|=2
c
.在Rt△
NMF
中,|
MF
|=2
c
·sin
β
,|
NF
|=2
c
·cos
β
,∴||
MF
|-|
NF
||=2
c
|sin
β
-cos
β
|=2
a
,∴
e
=
=
=
,∵
β
∈
,∴
β
+
∈
,∴cos
∈
,∴
·
∈
,∴
e
=
∈[
,
+1].故选D.
3.
(2018河北衡水中学二模,12)已知双曲线
C
:
x
2
-
=1(
b
>0)的左、右焦点分别为
F
1
、
F
2
,点
P
是双
曲线
C
上的任意一点,过点
P
作双曲线
C
的两条渐近线的平行线,分别与两条渐近线交于
A
,
B
两
点,若四边形
PAOB
(
O
为坐标原点)的面积为
,且
·
>0,则点
P
的横坐标的取值范围为
( )
A.
∪
B.
C.
∪
D.
答案 A
由题易知四边形
PAOB
为平行四边形,且不妨设双曲线
C
的渐近线
OA
:
bx
-
y
=0,
OB
:
bx
+
y
=0.设点
P
(
m
,
n
),则直线
PB
的方程为
y
-
n
=
b
(
x
-
m
),且点
P
到渐近线
OB
的距离为
d
=
.由
解得
∴
B
,
,∴|
OB
|=
=
|
bm
-
n
|,∴
S
▱
PAOB
=|
OB
|·
d
=
.又∵
m
2
-
=1,∴
b
2
m
2
-
n
2
=
b
2
,∴
S
▱
PAOB
=
b
.又
S
▱
PAOB
=
,∴
b
=2
.∴
双曲线
C
的方程为
x
2
-
=1,∴
c
=3,∴
F
1
(-3,0),
F
2
(3,0),∴
·
=(-3-
m
)(3-
m
)+
n
2
>0,即
m
2
-9+
n
2
>0,
又∵
m
2
-
=1,∴
m
2
-9+8(
m
2
-1)>0,解得
m
>
或
m
<-
,∴点
P
的横坐标的取值范围为
∪
,故选A.
解题关键
设出点
P
,并表示出
S
▱
PAOB
,进而列方程求得
b
的值是解题的关键.
知识拓展
点
P
是双曲线
-
=1(
a
>0,
b
>0)上任意一点,过点
P
作两条渐近线的平行线,分别与
两渐近线交于
A
,
B
两点,则平行四边形
PAOB
的面积为定值
ab
.
4.
(2017安徽安庆二模,6)已知
F
1
、
F
2
为双曲线的焦点,过
F
2
作垂直于实轴的直线交双曲线于
A
、
B
两点,
BF
1
交
y
轴于点
C
,若
AC
⊥
BF
1
,则双曲线的离心率为
( )
A.
B.
C.2
D.2
答案 B
不妨设双曲线方程为
-
=1(
a
>0,
b
>0),由已知,取
A
点坐标为
,取
B
点坐标为
,则
C
点坐标为
,由
AC
⊥
BF
1
知
·
=0,又
b
2
=
c
2
-
a
2
,可得3
c
4
-10
c
2
a
2
+3
a
4
=0,则有3
e
4
-10
e
2
+3=0,又
e
>1,所以
e
=
.故选B.
思路分析
根据题意写出点
A
、
B
、
C
的坐标,根据
AC
⊥
BF
1
得
·
=0,结合
b
2
=
c
2
-
a
2
及
e
=
得
关于
e
的方程,解方程可得
e
的值.
5.
(2018河北五个一联盟联考,10)设双曲线
C
:
-
=1(
a
>0,
b
>0)的左焦点为
F
,直线4
x
-3
y
+20=0
过点
F
且与双曲线
C
在第二象限的交点为
P
,|
OP
|=|
OF
|,其中
O
为原点,则双曲线
C
的离心率为
( )
A.5 B.
C.
D.
答案 A
∵直线4
x
-3
y
+20=0过双曲线
C
的左焦点,
∴令
y
=0,得
x
=-5,即
F
(-5,0),
∴
c
=5.
又知点
O
到直线4
x
-3
y
+20=0的距离
d
=
=4.
设
PF
的中点为
M
,右焦点为
F
0
,
连接
OM
,则
OM
⊥
PF
,且|
OM
|=4,
∴|
PF
|=6,
连接
PF
0
,
∵
M
为
PF
的中点,
O
为
FF
0
的中点,
∴
OM
∥
PF
0
且|
OM
|=
|
PF
0
|,
则|
PF
0
|=2|
OM
|=8,
由双曲线的定义可知|
PF
0
|-|
PF
|=2
a
,
即2
a
=8-6=2,∴
a
=1.
∴双曲线
C
的离心率
e
=
=
=5.故选A.
解题关键
想到作焦点三角形,进而利用双曲线的定义是解题的关键.
6.
(2016河北石家庄二模,9)已知直线
l
与双曲线
C
:
x
2
-
y
2
=2的两条渐近线分别交于
A
,
B
两点,若
AB
的中点在该双曲线上,
O
为坐标原点,则△
AOB
的面积为
( )
A.
B.1 C.2 D.4
答案 C
由题意得,双曲线的两条渐近线方程为
y
=
±
x
,设
A
(
x
1
,
x
1
),
B
(
x
2
,-
x
2
),则
OA
⊥
OB
,
AB
的中
点为
,又因为
AB
的中点在双曲线上,所以
-
=2,化简得
x
1
x
2
=2,所
以
S
△
AOB
=
|
OA
|·|
OB
|=
|
x
1
|·|
x
2
|=|
x
1
x
2
|=2,故选C.
知识延伸
等轴双曲线的性质:①离心率
e
=
;②渐近线互相垂直;③等轴双曲线上任意一点
到对称中心的距离是到两焦点距离的等比中项.
7.(
2017福建福州3月质检,11)已知双曲线
E
:
-
=1(
a
>0,
b
>0)的左、右焦点分别为
F
1
、
F
2
,|
F
1
F
2
|=6,
P
是
E
右支上的一点,
PF
1
与
y
轴交于点
A
,△
PAF
2
的内切圆与边
AF
2
的切点为
Q
.若|
AQ
|=
,则
E
的离心率是
( )
A.2
B.
C.
D.
答案 C
如图所示,设
PF
1
、
PF
2
分别与△
PAF
2
的内切圆切于
M
、
N
,依题意,有|
MA
|=|
AQ
|,|
NP
|=|
MP
|,|
NF
2
|=|
QF
2
|,|
AF
1
|=|
AF
2
|=|
QA
|+|
QF
2
|,2
a
=|
PF
1
|-|
PF
2
|=(|
AF
1
|+|
MA
|+|
MP
|)-(|
NP
|+|
NF
2
|)=2|
QA
|=2
,故
a
=
,从而
e
=
=
=
,故选C.
思路分析
画出符合题意的图形,根据双曲线的定义及切线长定理可得
a
的值,进而可求得离
心率
e
的值.
二、填空题(每题5分,共15分)
8.
(2018山西太原4月联考,14)已知双曲线
C
:
-
=1的右焦点为
F
,过点
F
向双曲线的一条渐近
线引垂线,垂足为
M
,再反向延长交另一条渐近线于
N
,若2
=
,则双曲线
C
的离心率
e
=
.
答案
解析
如图所示.
渐近线
OM
的方程为
bx
+
ay
=0,右焦点为
F
(
c
,0),因此,|
FM
|=
=
b
.过点
F
作
FP
⊥
ON
,垂足为
P
,
则|
FP
|=|
FM
|=
b
.又因为2
=
,所以|
FN
|=2
b
,在直角三角形
FPN
中,sin∠
FNP
=
=
=
,所
以∠
FNP
=
,故在直角三角形
OMN
中,∠
MON
=
,所以∠
FON
=
,∴
=
,即
a
=
b
,所以
c
=
=2
b
,所以双曲线的离心率为
e
=
=
=
.
一题多解
由2
=
知,
=
.由渐近线的对称性知∠
NOF
=∠
MOF
,即
OF
为∠
NOM
的角
平分线,则cos∠
NOM
=
=
=
,所以∠
NOM
=
,∠
NOF
=∠
MOF
=
.因为双曲线
C
的渐
近线方程为
y
=
±
x
,所以
=tan
=
,所以
e
=
=
=
.
9
.(2018河南天一大联考(五),16)已知
F
1
(-
c
,0)、
F
2
(
c
,0)为双曲线
C
:
-
=1(
a
>0,
b
>0)的左、右
焦点,过双曲线
C
的左焦点的直线与双曲线
C
的左支交于
Q
,
R
两点(
Q
在第二象限内),连接
RO
(
O
为坐标原点)并延长交
C
的右支于点
P
,若|
F
1
P
|=|
F
1
Q
|,∠
F
1
PF
2
=
π,则双曲线
C
的离心率为
.
答案
解析
设|
PF
1
|=
x
,则|
PF
2
|=
x
-2
a
,作
Q
关于原点对称的点
S
,连接
PS
,
RS
,
SF
1
.因为双曲线关于原点中
心对称,所以|
PO
|=|
OR
|,
S
在双曲线上,所以四边形
PSRQ
是平行四边形,根据对称性知,
F
2
在线段
PS
上,|
F
2
S
|=|
QF
1
|=
x
,则∠
F
1
PS
=
,根据双曲线的定义,有|
F
1
S
|=
x
+2
a
,所以在△
PF
1
S
中,由余弦定
理得(
x
+2
a
)
2
=
x
2
+(2
x
-2
a
)
2
-2·
x
(2
x
-2
a
)·
,解得
x
=
a
,所以|
PF
2
|=
a
,所以在△
PF
1
F
2
中,由余弦定
理得4
c
2
=
+
-2
×
×
a
×
a
,整理可得
e
=
=
.
思路分析
利用双曲线的对称性构造平行四边形
PSRQ
,设|
PF
1
|=
x
,利用双曲线定义及余弦定理
求得
x
,在△
PF
1
F
2
中,再次利用余弦定理得到关于
a
,
c
的等式,从而求得离心率.
方法点拨
求圆锥曲线的离心率主要有两种方法:(1)直接求出
a
,
c
的值即可求得离心率;(2)根
据已知条件得出
a
,
b
,
c
之间的关系,构造
a
,
c
的关系,进而得到关于
e
的一元方程,从而可解得圆锥
曲线的离心率
e
.
10.
(2016福建漳州二模,16)已知双曲线
C
:
-
=1(
a
>0,
b
>0)的左、右焦点为
F
1
、
F
2
,
P
为双曲线
C
右支上异于顶点的一点,△
PF
1
F
2
的内切圆与
x
轴切于点(1,0),且
P
与点
F
1
关于直线
y
=-
对称,
则双曲线的方程为
.
答案
x
2
-
=1
解析
设点
A
(1,0),因为△
PF
1
F
2
的内切圆与
x
轴切于点(1,0),则|
PF
1
|-|
PF
2
|=|
AF
1
|-|
AF
2
|,所以2
a
=(
c
+
1)-(
c
-1),则
a
=1.因为点
P
与点
F
1
关于直线
y
=-
对称,所以∠
F
1
PF
2
=
,且
=
=
b
,结合|
PF
1
|-|
PF
2
|=2,|
PF
1
|
2
+|
PF
2
|
2
=4
c
2
=4+4
b
2
,可得
b
=2.所以双曲线的方程为
x
2
-
=1.
解题关键
利用切线长定理及已知条件得出
a
=1,并由点
P
与点
F
1
关于直线
y
=-
对称,得∠
F
1
PF
2
=
是解题的关键.
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