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1、学习必备欢迎下载(一)双曲线的标准方程典型例题例 1讨论192522kykx表示何种圆锥曲线,它们有何共同特征分析: 由于9k,25k,则k的取值范围为9k,259k,25k,分别进行讨论解: (1) 当9k时,025k,09k, 所给方程表示椭圆, 此时ka252,kb92,16222bac,这些椭圆有共同的焦点(4, 0) , (4,0) ( 2)当259k时,025k,09k,所给方程表示双曲线,此时,ka252,kb92,16222bac,这些双曲线也有共同的焦点(4,0) , ) ( 4,0) (3)25k,9k,25k时,所给方程没有轨迹例 2根据下列条件,求双曲线的标准方程(1)
2、过点4153,P,5316,Q且焦点在坐标轴上(2)6c,经过点(5, 2) ,焦点在x轴上(3)与双曲线141622yx有相同焦点,且经过点223,解: (1)设双曲线方程为122nymx,P、Q两点在双曲线上,12592561162259nmnm解得916nm所求双曲线方程为191622yx说明:采取以上“巧设”可以避免分两种情况讨论,得“巧求”的目的(2)焦点在x轴上,6c,设所求双曲线方程为:1622yx(其中60)双曲线经过点 (5,2) ,16425,5或30(舍去), 所求双曲线方程是1522yx(3)设所求双曲线方程为:160141622yx,双曲线过点223,14416184
3、或14(舍) ,所求双曲线方程为181222yx说明:与双曲线141622yx有公共焦点的双曲线系方程为141622yx后,便有了以上巧妙的设法例 3 已知双曲线116922yx的右焦点分别为1F、2F, 点P在双曲线上的左支上且3221PFPF, 求21PFF解:点P在双曲线的左支上, 621PFPF, 362212221PFPFPFPF, 1002221PFPF100441222221bacFF,9021PFF说明: “点P在双曲线的左支上”这个条件非常关键,若将这一条件改为“点P在双曲线上”结论如何改变呢?精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -
4、 - -第 1 页,共 5 页学习必备欢迎下载例 4 已知1F、2F是双曲线1422yx的两个焦点, 点P在双曲线上且满足9021PFF,求21PFF的面积 解: P为双曲线1422yx上的一个点且1F、2F为焦点4221aPFPF,52221cFF9021PFF,在21FPFRt中,202212221FFPFPF162212221221PFPFPFPFPFPF,1622021PFPF,221PFPF1212121PFPFSPFF例 5在ABC中,2BC,且ABCsin21sinsin,求点A的轨迹 解: 以BC所在直线为x轴,线段BC的中垂线为y轴建立平面直角坐标系,则01,B,01 ,C设
5、yxA,由ABCsin21sinsin及正弦定理可得:121BCACAB2BC, 点A在以B、C为焦点的双曲线右支上设双曲线方程为:0012222babyax,12a,22c, 21a,1c, 43222acb, 所求双曲线方程为134422yx01ACAB, 21x,点A的轨迹是双曲线的一支上挖去了顶点的部分例6在周长为48 的直角三角形MPN中,90MPN,43tanPMN,求以M、N为焦点,且过点P的双曲线方程分析: 由双曲线定义可知aPNPM2,cMN2,所以利用条件确定MPN的边长是关键解: MPN的周长为48,且43tanPMN,设kPN3,kPM4,则kMN5由48543kkk,
6、得4k12PN,16PM,20MN以MN所在直线为x轴,以MN的中点为原点建立直角坐标系,设所求双曲线方程为12222byax)0,0(ba由4PNPM,得42a,2a,42a由20MN,得202c,10c由96222acb,得所求双曲线方程为196422yx例 7求下列动圆圆心M的轨迹方程:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页学习必备欢迎下载(1)与2222yxC:内切,且过点02,A(2)与11221yxC:和41222yxC :都外切(3)与93221yxC:外切,且与13222yxC :内切 分析: 这是圆与圆
7、相切的问题,解题时要抓住关键点,即圆心与切点和关键线段,即半径与圆心距离如果相切的1C、2C的半径为1r、2r且21rr,则当它们外切时,2121rrOO;当它们内切时,2121rrOO解: 设动圆M的半径为r(1)1C与M内切,点A在C外2rMC,rMA,2MCMA,点M的轨迹是以C、A为焦点的双曲线的左支,且有:22a,2c,27222acb,双曲线方程为2172222xyx(2)M与1C、2C都外切,11rMC,22rMC,112MCMC点M的轨迹是以2C、1C为焦点的双曲线的上支,且有:21a,1c,43222acb所求的双曲线的方程为:43134422yxy(3)M与1C外切,且与2
8、C内切,31rMC,12rMC,421MCMC点M的轨迹是以1C、2C为焦点的双曲线的右支,且有:2a,3c,5222acb所求双曲线方程为:215422xyx例 8P是双曲线1366422yx上一点,1F、2F是双曲线的两个焦点,且171PF,求2PF的值解: 在双曲线1366422yx中,8a,6b,故10c由P是双曲线上一点,得1621PFPF12PF或332PF又22acPF,得332PF说明: 本题容易忽视acPF2这一条件,而得出错误的结论12PF或332PF例 9若椭圆122nymx)0(nm和双曲线122tysx)0,(ts有相同的焦点1F和2F,而P是这两精选学习资料 - -
9、 - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 5 页学习必备欢迎下载条曲线的一个交点,则21PFPF的值是 () AsmB)(21smC22smDsm解: 因为P在椭圆上,所以mPFPF221又P在双曲线上,所以sPFPF221两式平方相减,得)(4421smPFPF,故smPFPF21选 (A) 例 10 若一个动点),(yxP到两个定点)0,1(A、)0,1 (1A的距离之差的绝对值为定值a)0(a,讨论点P的轨迹 分析: 本题的关键在于讨论a因21AA,讨论的依据是以0 和 2 为分界点,应讨论以下四种情况:0a,)2,0(a,2a,2a解:21A
10、A(1)当0a时,轨迹是线段1AA的垂直平分线,即y轴,方程为0 x(2)当20a时,轨迹是以A、1A为焦点的双曲线,其方程为14142222ayax(3)当2a时,轨迹是两条射线)1(0 xy或)1(0 xy(4)当2a时无轨迹例11如图,圆422yx与y轴的两个交点分别为A、B,以A、B为焦点,坐标轴为对称轴的双曲线与圆在y轴左方的交点分别为C、D,当梯形ABCD的周长最大时,求此双曲线的方程分析: 求双曲线的方程,即需确定a、b的值,而42c,又222bac,所以只需确定其中的一个量由双曲线定义aBCAC2,又BCA为直角三角形,故只需在梯形ABCD的周长最大时, 确定BC的值即可解:
11、设双曲线的方程为12222bxay(0,0 ba),),(00yxC(00 x,00y),tBC(220t)连结AC,则90ACB作ABCE于E,则有ABBEBC24)2(02yt,即4220ty梯形ABCD的周长0224ytl即10)2(21822122tttl当2t时,l最大此时,2BC,32AC精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 5 页学习必备欢迎下载又C在双曲线的上支上,且B、A分别为上、下两焦点,aBCAC2,即2322a13a,即3242a32222acb所求双曲线方程为13232422xy说明: 解答本题易忽视
12、BC的取值范围,应引起注意例 12A、B、C是我方三个炮兵阵地,A和B正东 6 千米,C在B正北偏西30,相距4 千米,P为敌炮阵地,某时刻A处发现敌炮阵地的某种信号,由于B、C两地比A距P地远,因此s4后,B、C才同时发现这一信号,此信号的传播速度为1skm,A若炮击P地,求炮击的方位角分析: 点P到B、C距离相等,因此点P在线段BC的垂直平分线上又4PAPB,因此P在以B、A为焦点的双曲线的右支上由交轨法可求P的坐标,进而求炮击的方位角解: 如图,以直线BA为x轴,线段BA的中垂线为y轴建立坐标系,则)0,3(B、)0,3(A、)32,5(C因为PCPB,所以点P在线段BC的垂直平分线上因为3BCk,BC中点)3,4(D,所以直线)4(313xyD:又4PAPB,故P在以A、B为焦点的双曲线右支上设),(yxP,则双曲线方程为15422yx)0(x联立、式,得8x,35y所以)35,8(P因此33835PAk故炮击的方位角为北偏东30精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页