高中数学-双曲线-经典例题-分类指导.docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上例题定义类1,已知,一曲线上的动点到距离之差为6,则双曲线的方程为 点拨:一要注意是否满足,二要注意是一支还是两支 ,的轨迹是双曲线的右支.其方程为2双曲线的渐近线为,则离心率为 点拨:当焦点在x轴上时,;当焦点在y轴上时,3 某中心接到其正东、正西、正北方向三个观测点的报告:正西、正北两个观测点同时听到了一声巨响,正东观测点听到的时间比其他两观测点晚4s. 已知各观测点到该中心的距离都是1020m. 试确定该巨响发生的位置.(假定当时声音传播的速度为340m/ s :相关各点均在同一平面上)【解题思路】时间差即为距离差,到两定点距离之差为定值的点的轨迹是双曲线型的解

2、析如图,以接报中心为原点O,正东、正北方向为x轴、y轴正向,建立直角坐标系.设A、B、C分别是西、东、北观测点,则A(1020,0),B(1020,0),C(0,1020)设P(x,y)为巨响为生点,由A、C同时听到巨响声,得|PA|=|PC|,故P在AC的垂直平分线PO上,PO的方程为y=x,因B点比A点晚4s听到爆炸声,故|PB| |PA|=3404=1360由双曲线定义知P点在以A、B为焦点的双曲线上,ABCPOxy依题意得a=680, c=1020,用y=x代入上式,得,|PB|PA|,答:巨响发生在接报中心的西偏北450距中心处.【名师指引】解应用题的关键是将实际问题转换为“数学模型

3、”4 设P为双曲线上的一点F1、F2是该双曲线的两个焦点,若|PF1|:|PF2|=3:2,则PF1F2的面积为( )AB12CD24解析: 又由、解得直角三角形,故选B。5如图2所示,为双曲线的左焦点,双曲线上的点与关于轴对称,则的值是( )A9 B16 C18 D27 解析 ,选C6. P是双曲线左支上的一点,F1、F2分别是左、右焦点,且焦距为2c,则的内切圆的圆心的横坐标为( )(A)(B)(C)(D)解析设的内切圆的圆心的横坐标为,由圆的切线性质知,7,若椭圆与双曲线有相同的焦点F1,F2,P是两条曲线的一个交点,则|PF1|PF2|的值是 ( )A. B. C. D. 【解析】椭圆

4、的长半轴为双曲线的实半轴为,故选A.求双曲线的标准方程1已知双曲线C与双曲线=1有公共焦点,且过点(3,2).求双曲线C的方程【解题思路】运用方程思想,列关于的方程组解析 解法一:设双曲线方程为=1.由题意易求c=2.又双曲线过点(3,2),=1.又a2+b2=(2)2,a2=12,b2=8.故所求双曲线的方程为=1.解法二:设双曲线方程为1,将点(3,2)代入得k=4,所以双曲线方程为1.2.已知双曲线的渐近线方程是,焦点在坐标轴上且焦距是10,则此双曲线的方程为 ; 解析设双曲线方程为,当时,化为,当时,化为,综上,双曲线方程为或3.以抛物线的焦点为右焦点,且两条渐近线是的双曲线方程为_.

5、解析 抛物线的焦点为,设双曲线方程为,双曲线方程为4.已知点,动圆与直线切于点,过、与圆相切的两直线相交于点,则点的轨迹方程为A BC(x 0) D解析,点的轨迹是以、为焦点,实轴长为2的双曲线的右支,选B与渐近线有关的问题1若双曲线的焦点到渐近线的距离等于实轴长,则双曲线的离心率为 ( )A. B. C. D.【解题思路】通过渐近线、离心率等几何元素,沟通的关系解析 焦点到渐近线的距离等于实轴长,故,,所以【名师指引】双曲线的渐近线与离心率存在对应关系,通过的比例关系可以求离心率,也可以求渐近线方程2. 双曲线的渐近线方程是 ( )A. B. C. D. 解析选C3.焦点为(0,6),且与双

6、曲线有相同的渐近线的双曲线方程是 ( )A B C D解析从焦点位置和具有相同的渐近线的双曲线系两方面考虑,选B4,过点(1,3)且渐近线为的双曲线方程是【解析】设所求双曲线为点(1,3)代入:.代入(1):即为所求.【评注】在双曲线中,令即为其渐近线.根据这一点,可以简洁地设待求双曲线为,而无须考虑其实、虚轴的位置.5 设CD是等轴双曲线的平行于实轴的任一弦,求证它的两端点与实轴任一顶点的连线成直角.【证明】如图设等轴双曲线方程为,直线CD:y=m.代入(1):.故有:.取双曲线右顶点.那么:.即CBD=90.同理可证:CAD=90.几何1设为双曲线上的一点,是该双曲线的两个焦点,若,则的面

7、积为( )A B C. D【解析】双曲线的实、虚半轴和半焦距分别是:.设;于是,故知PF1F2是直角三角形,F1P F2=90.选B.求弦1双曲线的一弦中点为(2,1),则此弦所在的直线方程为 ( )A. B. C. D. 【解析】设弦的两端分别为.则有:.弦中点为(2,1),.故直线的斜率.则所求直线方程为:,故选C.“设而不求”具体含义是:在解题中我们希望得到某种结果而必须经过某个步骤,只要有可能,可以用虚设代替而不必真地去求它.但是,“设而不求”的手段应当慎用.不问条件是否成熟就滥用,也会出漏子.请看:2 在双曲线上,是否存在被点M(1,1)平分的弦?如果存在,求弦所在的直线方程;如不存

8、在,请说明理由.如果不问情由地利用“设而不求”的手段,会有如下解法:【正解】在上述解法的基础上应当加以验证.由这里,故方程(2)无实根,也就是所求直线不合条件.此外,上述解法还疏忽了一点:只有当时才可能求出k=2.若.说明这时直线与双曲线只有一个公共点,仍不符合题设条件.结论;不存在符合题设条件的直线.换远(压轴题)1如图,点为双曲线的左焦点,左准线交轴于点,点P是上的一点,已知,且线段PF的中点在双曲线的左支上.()求双曲线的标准方程;()若过点的直线与双曲线的左右两支分别交于、两点,设,当时,求直线的斜率的取值范围. 【分析】第()问中,线段PF的中点M的坐标是主要变量,其它都是辅助变量.

9、注意到点M是直角三角形斜边的中点,所以利用中点公式是设参消参的主攻方向 第()中,直线的斜率是主要变量,其它包括都是辅助变量. 斜率的几何意义是有关直线倾斜角的正切,所以设置直线的参数方程,而后将参数用的三角式表示,是一个不错的选择.【解析】()设所求双曲线为:.其左焦点为F(-c。0);左准线:.由,得P(,1);由FP的中点为.代入双曲线方程: 根据(1)与(2).所求双曲线方程为. ()设直线的参数方程为:.代入得:当,方程(3)总有相异二实根,设为. 已知直线与双曲线的左右两支分别交于、两点,.于是:.注意到在上是增函数,(4)代入(5): 双曲线的渐近线斜率为,故直线与双曲线的左右两

10、支分别交必须.综合得直线的斜率的取值范围是.练习题1已知中心在原点,顶点A1、A2在x轴上,离心率e=的双曲线过点P(6,6) (1)求双曲线方程 (2)动直线l经过A1PA2的重心G,与双曲线交于不同的两点M、N,问 是否存在直线l,使G平分线段MN,证明你的结论 解 (1)如图,设双曲线方程为=1 由已知得,解得a2=9,b2=12 所以所求双曲线方程为=1 (2)P、A1、A2的坐标依次为(6,6)、(3,0)、(3,0),其重心G的坐标为(2,2)假设存在直线l,使G(2,2)平分线段MN,设M(x1,y1),N(x2,y2) 则有,kl=l的方程为y= (x2)+2,由,消去y,整理

11、得x24x+28=0 =164280,所求直线l不存在 2已知双曲线,问过点A(1,1)能否作直线,使与双曲线交于P、Q两点,并且A为线段PQ的中点?若存在,求出直线的方程,若不存在,说明理由。 错解 设符合题意的直线存在,并设、 则 (1)得 因为A(1,1)为线段PQ的中点, 所以 将(4)、(5)代入(3)得 若,则直线的斜率 所以符合题设条件的直线存在。 其方程为 剖析 在(3)式成立的前提下,由(4)、(5)两式可推出(6)式,但由(6)式不能推出(4)(5)两式,故应对所求直线进行检验,上述错解没有做到这一点,故是错误的。 应在上述解题的基础上,再由 得 根据,说明所求直线不存在。

12、3已知点N(1,2),过点N的直线交双曲线于A、B两点,且(1)求直线AB的方程;(2)若过N的直线l交双曲线于C、D两点,且,那么A、B、C、D四点是否共圆?为什么?解:(1)设直线AB:代入得 () 令A(x1,y1),B(x2,y2),则x1、x2是方程的两根 且 N是AB的中点 k = 1 AB方程为:y = x + 1 (2)将k = 1代入方程()得 或 由得, , CD垂直平分AB CD所在直线方程为 即代入双曲线方程整理得 令,及CD中点则, , |CD| =, ,即A、B、C、D到M距离相等 A、B、C、D四点共圆4. 已知椭圆和双曲线有公共的焦点,(1)求双曲线的渐近线方程

13、(2)直线过焦点且垂直于x轴,若直线与双曲线的渐近线围成的三角形的面积为,求双曲线的方程 解析(1)依题意,有,即,即双曲线方程为,故双曲线的渐近线方程是,即,(2)设渐近线与直线交于A、B,则,解得即,又,双曲线的方程为5.已知是双曲线的左,右焦点,点是双曲线右支上的一个动点,且的最小值为,双曲线的一条渐近线方程为. 求双曲线的方程;解析,.的一条渐进线方程为 ,又 由得6.已知中心在原点的双曲线C的右焦点为,右顶点为.()求双曲线C的方程()若直线与双曲线恒有两个不同的交点A和B且(其中为原点),求k的取值范围解(1)设双曲线方程为由已知得,再由,得故双曲线的方程为.(2)将代入得 由直线

14、与双曲线交与不同的两点得 即且. 设,则,由得,而.于是,即解此不等式得 由+得故的取值范围为7 已知双曲线C:的两个焦点为,点P是双曲线C上的一点,且(1)求双曲线的离心率;(2)过点P作直线分别与双曲线的两渐近线相交于两点,若,求双曲线C的方程(1)设,则,(2)由(1)知,故,从而双曲线的渐近线方程为,依题意,可设,由,得 由,得,解得点在双曲线上,又,上式化简得 由,得,从而得故双曲线C的方程为XOY5-528已知动圆与圆C1:(x+5)2+y2=49和圆C2:(x-5)2+y2=1都外切, (1)求动圆圆心P的轨迹方程。 解:(1)从已知条件可以确定圆C1、C2的圆心与半径。 两圆外

15、切可得:两圆半径和圆心距 动圆半径r,依题意有 7r|PC1|,1r|PC2|,两式相减得:|PC1|PC2|6 |C1C2|。 由双曲线定义得:点P的轨迹是以C1、C2为焦点的双曲线的右支。(x3) (2)若动圆P与圆C2内切,与圆C1外切,则动圆圆心P的轨迹是 (双曲线右支) 若动圆P与圆C1内切,与圆C2外切,则动圆圆心P的轨迹是 (双曲线左支) 若把圆C1的半径改为1,那么动圆P的轨迹是 。(两定圆连心线的垂直平分线)18已知直线与双曲线交于、点。(1)求的取值范围;(2)若以为直径的圆过坐标原点,求实数的值;(3)是否存在这样的实数,使、两点关于直线对称?若存在,请求出的值;若不存在

16、,说明理由。解:(1)由消去,得(1)依题意即且(2)(2)设,则 以AB为直径的圆过原点 但 由(3)(4), 解得且满足(2)(3)假设存在实数,使A、B关于对称,则直线与垂直 ,即 直线的方程为将代入(3)得 AB中点的横坐标为2 纵坐标为 但AB中点不在直线上,即不存在实数,使A、B关于直线对称。9(1)椭圆C:(ab0)上的点A(1,)到两焦点的距离之和为4,求椭圆的方程; (2)设K是(1)中椭圆上的动点, F1是左焦点, 求线段F1K的中点的轨迹方程;(3)已知椭圆具有性质:若M、N是椭圆C上关于原点对称的两点,P是椭圆上任意一点, 当直线PM、PN的斜率都存在并记为kPM、kP

17、N时,那么是与点P位置无关的定值。试对双曲线 写出具有类似特性的性质,并加以证明。解:(1) (2)设中点为(x,y), F1(-1,0) K(-2-x,-y)在上 (3)设M(x1,y1), N(-x1,-y1), P(xo,yo), xox1 则 为定值.10. 已知双曲线方程为与点P(1,2),(1)求过点P(1,2)的直线的斜率的取值范围,使直线与双曲线有一个交点,两个交点,没有交点。 (2) 过点P(1,2)的直线交双曲线于A、B两点,若P为弦AB的中点,求直线AB的方程;(3)是否存在直线,使Q(1,1)为被双曲线所截弦的中点?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由。解:(1

18、)当直线l的斜率不存在时,l的方程为x=1,与曲线C有一个交点.当l的斜率存在时,设直线l的方程为y2=k(x1),代入C的方程,并整理得(2k2)x2+2(k22k)xk2+4k6=0 (*)()当2k2=0,即k=时,方程(*)有一个根,l与C有一个交点()当2k20,即k时=2(k22k)24(2k2)(k2+4k6)=16(32k)当=0,即32k=0,k=时,方程(*)有一个实根,l与C有一个交点.当0,即k,又k,故当k或k或k时,方程(*)有两不等实根,l与C有两个交点.当0,即k时,方程(*)无解,l与C无交点.综上知:当k=,或k=,或k不存在时,l与C只有一个交点;当k,或

19、k,或k时,l与C有两个交点;当k时,l与C没有交点.(2)假设以P为中点的弦为AB,且A(x1,y1),B(x2,y2),则2x12y12=2,2x22y22=2两式相减得:2(x1x2)(x1+x2)=(y1y2)(y1+y2)又x1+x2=2,y1+y2=4 2(x1x2)=y1y1 即kAB=1但渐近线斜率为,结合图形知直线AB与有交点,所以以P为中点的弦为:.(3)假设以Q为中点的弦存在,设为AB,且A(x1,y1),B(x2,y2),则2x12y12=2,2x22y22=2两式相减得:2(x1x2)(x1+x2)=(y1y2)(y1+y2)又x1+x2=2,y1+y2=2 2(x1

20、x2)=y1y1 即kAB=2但渐近线斜率为,结合图形知直线AB与C无交点,所以假设不正确,即以Q为中点的弦不存在.11已知中心在原点,顶点A1、A2在x轴上,离心率e=的双曲线过点P(6,6) (1)求双曲线方程 (2)动直线l经过A1PA2的重心G,与双曲线交于不同的两点M、N,问 是否存在直线l,使G平分线段MN,证明你的结论 解 (1)如图,设双曲线方程为=1 由已知得,解得a2=9,b2=12 所以所求双曲线方程为=1 (2)P、A1、A2的坐标依次为(6,6)、(3,0)、(3,0),其重心G的坐标为(2,2)假设存在直线l,使G(2,2)平分线段MN,设M(x1,y1),N(x2

21、,y2) 则有,kl=l的方程为y= (x2)+2,由,消去y,整理得x24x+28=0 =164280,所求直线l不存在 12已知双曲线,问过点A(1,1)能否作直线,使与双曲线交于P、Q两点,并且A为线段PQ的中点?若存在,求出直线的方程,若不存在,说明理由。 错解 设符合题意的直线存在,并设、 则 (1)得 因为A(1,1)为线段PQ的中点, 所以 将(4)、(5)代入(3)得 若,则直线的斜率 所以符合题设条件的直线存在。 其方程为 剖析 在(3)式成立的前提下,由(4)、(5)两式可推出(6)式,但由(6)式不能推出(4)(5)两式,故应对所求直线进行检验,上述错解没有做到这一点,故

22、是错误的。 应在上述解题的基础上,再由 得 根据,说明所求直线不存在。1.解:(1)易知 (2) 先探索,当m=0时,直线Lox轴,则ABED为矩形,由对称性知,AE与BD相交于FK中点N ,且 猜想:当m变化时,AE与BD相交于定点 证明:设,当m变化时首先AE过定点N KAN=KEN A、N、E三点共线 同理可得B、N、D三点共线 AE与BD相交于定点(文)解:(1)易知 (2)(文) 设 KAN=KEN A、N、E三点共线2.解:(1) NP为AM的垂直平分线, |NA|=|NM|又 动点N的轨迹是以点C(1,0),A(1,0)为焦点的椭圆且椭圆长轴长为曲线E的方程为(2)当直线GH斜率存在时,设直线GH方程为得 由设 又 整理得 又 又当直线GH斜率不存在,方程为即所求的取值范围是3. 解:设Q(x0,0),由F(-c,0) (0,b)知 设,得因为点P在椭圆上,所以整理得2b2=3ac,即2(a2c2)=3ac,,故椭圆的离心率e=由知,于是F(a,0), QAQF的外接圆圆心为(a,0),半径r=|FQ|=a 所以,解得a=2,c=1,b=,所求椭圆方程为专心-专注-专业

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