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(小白高考)新高考数学(零基础)一轮复习教案8.5《双曲线》 (2份打包,原卷版+教师版)
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1.结合双曲线的定义,求轨迹方程及焦点三角形,凸显数学运算、直观想象的核心素养.
2.结合双曲线几何性质(范围、对称性、顶点、离心率、渐近线),考查求相关量的计算,凸显逻辑推理、数学运算的核心素养.
[理清主干知识]
1.双曲线的定义
平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.
集合P={M|||MF1|﹣|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0.
(1)当2a|F1F2|时,P点不存在.
2.双曲线的标准方程和几何性质
3.常用结论
(1)双曲线的焦点到其渐近线的距离为b.
(2)若P是双曲线右支上一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,则|PF1|min=a+c,|PF2|min=c﹣a.
(3)等轴双曲线
①定义:中心在原点,以坐标轴为对称轴,实半轴长与虚半轴长相等的双曲线叫做等轴双曲线.
②性质:a=b;e=eq \r(2);渐近线互相垂直;等轴双曲线上任意一点到中心的距离是它到两焦点距离的等比中项.
(4)共轭双曲线
①定义:如果一条双曲线的实轴和虚轴分别是另一条双曲线的虚轴和实轴,那么这两条双曲线互为共轭双曲线.
②性质:它们有共同的渐近线;它们的四个焦点共圆;它们的离心率的倒数的平方和等于1.
[澄清盲点误点]
一、关键点练明
1.(双曲线的定义)设F1,F2分别是双曲线x2﹣eq \f(y2,9)=1的左、右焦点.若点P在双曲线上,且|PF1|=5,则|PF2|=( )
A.5 B.3 C.7 D.3或7
解析:选D ∵||PF1|﹣|PF2||=2,∴|PF2|=7或3.
2.(双曲线的实轴)双曲线2x2﹣y2=8的实轴长是( )
A.2 B.2eq \r(2) C.4 D.4eq \r(2)
解析:选C 双曲线2x2﹣y2=8的标准方程为eq \f(x2,4)﹣eq \f(y2,8)=1,故实轴长为4.
3.(双曲线的渐近线)若双曲线C:eq \f(x2,m)﹣y2=1(m>0)的一条渐近线方程为3x+2y=0,则实数m=( )
A.eq \f(4,9) B.eq \f(9,4) C.eq \f(2,3) D.eq \f(3,2)
答案:A
4.(双曲线的标准方程)以椭圆eq \f(x2,4)+eq \f(y2,3)=1的焦点为顶点,顶点为焦点的双曲线方程为__________.
解析:设所求的双曲线方程为eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0),由椭圆eq \f(x2,4)+eq \f(y2,3)=1,得焦点为(±1,0),顶点为(±2,0).
所以双曲线的顶点为(±1,0),焦点为(±2,0).所以a=1,c=2,所以b2=c2﹣a2=3,
所以双曲线标准方程为x2﹣eq \f(y2,3)=1.
答案:x2﹣eq \f(y2,3)=1
5.(双曲线的离心率)若双曲线eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,4)=1(a>0)的离心率为eq \f(\r(5),2),则a=________.
解析:设焦距为2c,则eq \f(c,a)=eq \f(\r(5),2),即c2=eq \f(5,4)a2.由c2=a2+4得eq \f(5,4)a2=a2+4,所以a2=16,所以a=4.
答案:4
二、易错点练清
1.(忽视双曲线定义的条件)平面内到点F1(0,4),F2(0,﹣4)的距离之差等于6的点的轨迹是________________.
解析:由|PF1|﹣|PF2|=62,故|PF2|=6.
答案:6
3.(忽视焦点的位置)以坐标原点为对称中心,两坐标轴为对称轴的双曲线的一条渐近线的倾斜角为eq \f(π,3),则双曲线的离心率为________.
解析:若双曲线的焦点在x轴上,设双曲线的方程为eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1,则渐近线的方程为y=±eq \f(b,a)x,
由题意可得eq \f(b,a)=taneq \f(π,3)=eq \r(3),b=eq \r(3)a,可得c=2a,则e=eq \f(c,a)=2;若双曲线的焦点在y轴上,
设双曲线的方程为eq \f(y2,a2)﹣eq \f(x2,b2)=1,则渐近线的方程为y=±eq \f(a,b)x,由题意可得eq \f(a,b)=taneq \f(π,3)=eq \r(3),a=eq \r(3)b,
可得c=eq \f(2\r(3),3)a,则e=eq \f(2\r(3),3).综上可得e=2或e=eq \f(2\r(3),3).
答案:2或eq \f(2\r(3),3)
考点一 双曲线的定义及其应用
考法(一) 利用定义求轨迹方程
[例1] 已知圆C1:(x+3)2+y2=1和圆C2:(x﹣3)2+y2=9,动圆M同时与圆C1及圆C2外切,则动圆圆心M的轨迹方程为____________________.
[解析] 如图所示,设动圆M与圆C1及圆C2分别外切于点A和点B,根据两圆外切的充要条件,得
|MC1|﹣|AC1|=|MA|,|MC2|﹣|BC2|=|MB|.
因为|MA|=|MB|,所以|MC2|﹣|MC1|=|BC2|﹣|AC1|=3﹣1=20)的左焦点为(﹣3,0),且C的离心率为eq \f(3,2),则C的方程为( )
A.eq \f(y2,4)﹣eq \f(x2,5)=1 B.eq \f(y2,5)﹣eq \f(x2,4)=1 C.eq \f(x2,4)﹣eq \f(y2,5)=1 D.eq \f(x2,5)﹣eq \f(y2,4)=1
解析:选C 由题意,可得c=3,又由e=eq \f(c,a)=eq \f(3,2),∴a=2,
又b2=32﹣22=5,故C的方程为eq \f(x2,4)﹣eq \f(y2,5)=1,故选C.
2.设双曲线C的方程为eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0),过抛物线y2=4x的焦点和点(0,b)的直线为l.若C的一条渐近线与l平行,另一条渐近线与l垂直,则双曲线C的方程为( )
A.eq \f(x2,4)﹣eq \f(y2,4)=1 B.x2﹣eq \f(y2,4)=1 C.eq \f(x2,4)﹣y2=1 D.x2﹣y2=1
解析:选D 法一:由题知y2=4x的焦点坐标为(1,0),则过焦点和点(0,b)的直线方程为x+eq \f(y,b)=1,而eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1的渐近线方程为eq \f(x,a)+eq \f(y,b)=0和eq \f(x,a)﹣eq \f(y,b)=0,由l与一条渐近线平行,与另一条渐近线垂直,得a=1,b=1,故选D.
法二:由题知双曲线C的两条渐近线互相垂直,则a=b,即渐近线方程为x±y=0,排除B、C.又知y2=4x的焦点坐标为(1,0),l过点(1,0),(0,b),所以eq \f(b-0,0-1)=﹣1,b=1,故选D.
考点三 双曲线的几何性质
考法(一) 求双曲线的渐近线方程
[例1] (1)已知双曲线eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,M为双曲线上一点,若cs∠F1MF2=eq \f(1,4),|MF1|=2|MF2|,则此双曲线的渐近线方程为( )
A.y=±eq \r(3)x B.y=±eq \f(\r(3),3)x C.y=±x D.y=±2x
[解析]由题意,得|MF1|﹣|MF2|=2a,又|MF1|=2|MF2|,∴|MF1|=4a,|MF2|=2a,
∴cs∠F1MF2=eq \f(16a2+4a2-4c2,2×4a×2a)=eq \f(1,4),化简得c2=4a2,即a2+b2=4a2,∴b2=3a2,
又a>0,b>0,∴eq \f(b,a)=eq \r(3),∴此双曲线的渐近线方程为y=±eq \r(3)x,故选A.
[答案] A
[方法技巧]
涉及双曲线渐近线的几个常用结论
(1)求双曲线eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)或eq \f(y2,a2)﹣eq \f(x2,b2)=1(a>0,b>0)的渐近线方程的方法是令右边的常数等于0,即令eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=0,得y=±eq \f(b,a)x,或令eq \f(y2,a2)﹣eq \f(x2,b2)=0,得y=±eq \f(a,b)x.
(2)已知渐近线方程为y=±eq \f(b,a)x,可设双曲线方程为eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=λ(a>0,b>0,λ≠0).
[提醒] 两条渐近线的倾斜角互补,斜率互为相反数,且两条渐近线关于x轴、y轴对称.
考法(二) 求双曲线的离心率
[例2] 若双曲线C:eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1 (a>0,b>0)的渐近线与圆(x﹣3)2+y2=1无交点,则C的离心率的取值范围为( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1,\f(3\r(2),4))) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1,\f(2\r(3),3))) C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3\r(2),4),+∞)) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2\r(3),3),+∞))
[解析] ∵双曲线渐近线为bx±ay=0与圆(x﹣3)2+y2=1无交点,
∴圆心到渐近线的距离大于半径,即eq \f(3b,\r(a2+b2))>1,∴8b2>a2,∴8(c2﹣a2)>a2,即8c2>9a2,
∴e=eq \f(c,a)>eq \f(3\r(2),4).故选C.
[答案] C
[方法技巧]
1.求双曲线的离心率或其范围的方法
(1)求a,b,c的值,由eq \f(c2,a2)=eq \f(a2+b2,a2)=1+eq \f(b2,a2)直接求e.
(2)列出含有a,b,c的齐次方程(或不等式),借助b2=c2﹣a2消去b,然后转化成关于e的方程(或不等式)求解,注意e的取值范围.
(3)因为离心率是比值,所以可以利用特殊值法.例如,令a=1,求出相应c的值,进而求出离心率,能有效简化计算.
(4)通过特殊位置求出离心率.
2.双曲线eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的渐近线的斜率k与离心率e的关系:当k>0时,k=eq \f(b,a)=eq \f(\r(c2-a2),a)= eq \r(\f(c2,a2)-1)=eq \r(e2-1);当k0,b>0)的左焦点F和虚轴的上端点B(0,b),且与圆x2+y2=8交于点M,N,若|MN|≥2eq \r(5),则双曲线的离心率e的取值范围是( )
A.(1,eq \r(6) ] B.eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\c1(1,\f(\r(6),2))) C.eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(6),2),+∞)) D.[eq \r(6),+∞)
解析:选C 设圆心到直线l的距离为d(d>0),
因为|MN|≥2eq \r(5),所以2eq \r(8-d2)≥2eq \r(5),即00,b>0)的左焦点F和虚轴的上端点B(0,b),
得|k|=eq \f(b,c).所以eq \f(b,c)≥eq \f(\r(3),3),即eq \f(b2,c2)≥eq \f(1,3),所以eq \f(c2-a2,c2)≥eq \f(1,3),即1﹣eq \f(1,e2)≥eq \f(1,3),所以e≥eq \f(\r(6),2),
于是双曲线的离心率e的取值范围是eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(6),2),+∞)).
3.已知F为双曲线C:eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的右焦点,A为C的右顶点,B为C上的点,且BF垂直于x轴.若AB的斜率为3,则C的离心率为________.
解析:设B(c,yB),因为B为双曲线C:eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1上的点,所以eq \f(c2,a2)﹣eq \f(y\\al(2,B),b2)=1,所以yeq \\al(2,B)=eq \f(b4,a2).因为AB的斜率为3,所以yB=eq \f(b2,a),eq \f(\f(b2,a),c-a)=3,所以b2=3ac﹣3a2,所以c2﹣a2=3ac﹣3a2,所以c2﹣3ac+2a2=0,解得c=2a或c=a(舍去),所以C的离心率e=eq \f(c,a)=2.
答案:2
eq \a\vs4\al([课时跟踪检测])
一、基础练——练手感熟练度
1.双曲线eq \f(x2,2)﹣y2=1的实轴长为( )
A.4 B.2 C.2eq \r(3) D.2eq \r(2)
解析:选D 由题知a2=2,∴a=eq \r(2),故实轴长为2a=2eq \r(2),故选D.
2.双曲线eq \f(x2,5)﹣eq \f(y2,10)=1的渐近线方程为( )
A.y=±eq \f(1,2)x B.y=±eq \f(\r(2),2)x C.y=±eq \r(2)x D.y=±2x
解析:选C 双曲线eq \f(x2,5)﹣eq \f(y2,10)=1的渐近线方程为eq \f(x2,5)﹣eq \f(y2,10)=0,整理得y2=2x2,解得y=±eq \r(2)x,故选C.
3.已知双曲线eq \f(x2,4)﹣eq \f(y2,b2)=1(b>0)的渐近线方程为eq \r(3)x±y=0,则b=( )
A.2eq \r(3) B.eq \r(3) C.eq \f(\r(3),2) D.12
解析:选A 因为双曲线eq \f(x2,4)﹣eq \f(y2,b2)=1(b>0)的渐近线方程为y=±eq \f(b,2)x,又渐近线方程为y=±eq \r(3)x,所以eq \f(b,2)=eq \r(3),b=2eq \r(3),故选A.
4.设双曲线C:eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的虚轴长为4,一条渐近线为y=eq \f(1,2)x,则双曲线C的方程为( )
A.eq \f(x2,16)﹣eq \f(y2,4)=1 B.eq \f(x2,4)﹣eq \f(y2,16)=1 C.eq \f(x2,64)﹣eq \f(y2,16)=1 D.x2﹣eq \f(y2,4)=1
解析:选A 因为双曲线C:eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的虚轴长为4,所以2b=4,b=2,
因为双曲线C:eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的一条渐近线为y=eq \f(1,2)x,所以eq \f(b,a)=eq \f(1,2)⇒a=2b=4,
所以双曲线M的方程为eq \f(x2,16)﹣eq \f(y2,4)=1,故选A.
5.若a>1,则双曲线eq \f(x2,a2)﹣y2=1的离心率的取值范围是( )
A.(eq \r(2),+∞) B.(eq \r(2),2) C.(1,eq \r(2)) D.(1,2)
解析:选C 由题意得双曲线的离心率e=eq \f(\r(a2+1),a),即e2=eq \f(a2+1,a2)=1+eq \f(1,a2).
∵a>1,∴0<eq \f(1,a2)<1,∴1<1+eq \f(1,a2)<2,∴1<e<eq \r(2).
6.已知双曲线C:eq \f(x2,6)﹣eq \f(y2,3)=1,则C的右焦点的坐标为________;C的焦点到其渐近线的距离是________.
解析:双曲线C:eq \f(x2,6)﹣eq \f(y2,3)=1中,c2=6+3=9,∴c=3,则C的右焦点的坐标为(3,0).C的渐近线方程为y=±eq \f(\r(3),\r(6))x,即y=±eq \f(1,\r(2))x,即x±eq \r(2)y=0,则C的焦点到其渐近线的距离d=eq \f(3,\r(3))=eq \r(3).
答案:(3,0) eq \r(3)
二、综合练——练思维敏锐度
1.若实数k满足0<k<9,则曲线eq \f(x2,25)﹣eq \f(y2,9-k)=1与曲线eq \f(x2,25-k)﹣eq \f(y2,9)=1的( )
A.离心率相等 B.虚半轴长相等
C.实半轴长相等 D.焦距相等
解析:选D 由00)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( )
A.±eq \f(1,2) B.±eq \f(\r(2),2) C.±1 D.±eq \r(2)
解析:选C 由题设易知A1(﹣a,0),A2(a,0),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(c,\f(b2,a))),Ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(c,-\f(b2,a))).∵A1B⊥A2C,
∴eq \f(\f(b2,a),c+a)·eq \f(-\f(b2,a),c-a)=﹣1,整理得a=b.∵渐近线方程为y=±eq \f(b,a)x,即y=±x,∴渐近线的斜率为±1.
3.已知双曲线eq \f(x2,4)﹣eq \f(y2,2)=1的右焦点为F,P为双曲线左支上一点,点A(0,eq \r(2)),则△APF周长的最小值为( )
A.4(1+eq \r(2)) B.4+eq \r(2) C.2(eq \r(2)+eq \r(6)) D.eq \r(6)+3eq \r(2)
解析:选A 设双曲线的左焦点为F′,易得点F(eq \r(6),0),△APF的周长l=|AF|+|AP|+|PF|=|AF|+2a+|PF′|+|AP|,要使△APF的周长最小,只需|AP|+|PF′|最小,易知当A,P,F′三点共线时取到最小值,故l=2|AF|+2a=4(1+eq \r(2)).故选A.
4.在平面直角坐标系xOy中,已知双曲线C:eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的离心率为eq \r(5),从双曲线C的右焦点F引渐近线的垂线,垂足为A,若△AFO的面积为1,则双曲线C的方程为( )
A.eq \f(x2,2)﹣eq \f(y2,8)=1 B.eq \f(x2,4)﹣y2=1 C.eq \f(x2,4)﹣eq \f(y2,16)=1 D.x2﹣eq \f(y2,4)=1
解析:选D 因为双曲线C的右焦点F到渐近线的距离|FA|=b,|OA|=a,所以ab=2,又双曲线C的离心率为eq \r(5),所以 eq \r(1+\f(b2,a2))=eq \r(5),即b2=4a2,解得a2=1,b2=4,所以双曲线C的方程为x2﹣eq \f(y2,4)=1,故选D.
5.设O为坐标原点,直线x=a与双曲线C:eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的两条渐近线分别交于D,E两点.若△ODE的面积为8,则C的焦距的最小值为( )
A.4 B.8 C.16 D.32
解析:选B 由题意知双曲线的渐近线方程为y=±eq \f(b,a)x.因为D,E分别为直线x=a与双曲线C的两条渐近线的交点,所以不妨设D(a,b),E(a,﹣b),所以S△ODE=eq \f(1,2)×a×|DE|=eq \f(1,2)×a×2b=ab=8,所以c2=a2+b2≥2ab=16,所以c≥4,所以2c≥8,所以C的焦距的最小值为8,故选B.
6.已知双曲线C:eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1的一条渐近线l的倾斜角为eq \f(π,3),且C的一个焦点到l的距离为eq \r(3),则双曲线C的方程为( )
A.eq \f(x2,12)﹣eq \f(y2,4)=1 B.eq \f(x2,4)﹣eq \f(y2,12)=1 C.eq \f(x2,3)﹣y2=1 D.x2﹣eq \f(y2,3)=1
解析:选D 由eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=0可得y=±eq \f(b,a)x,即渐近线的方程为y=±eq \f(b,a)x,又一条渐近线l的倾斜角为eq \f(π,3),
所以eq \f(b,a)=taneq \f(π,3)=eq \r(3).因为双曲线C的一个焦点(c,0)到l的距离为eq \r(3),所以eq \f(|bc|,\r(a2+b2))=b=eq \r(3),
所以a=1,所以双曲线的方程为x2﹣eq \f(y2,3)=1.
7.双曲线C:eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的一条渐近线与直线x+2y+1=0垂直,F1,F2为C的焦点,A为双曲线上一点,若|F1A|=2|F2A|,则cs∠AF2F1等于( )
A.eq \f(\r(3),2) B.eq \f(\r(5),4) C.eq \f(\r(5),5) D.eq \f(1,4)
解析:选C 因为双曲线的一条渐近线与直线x+2y+1=0垂直,所以b=2a.又|F1A|=2|F2A|,且|F1A|﹣|F2A|=2a,所以|F2A|=2a,|F1A|=4a,而c2=5a2,得2c=2eq \r(5)a,所以cs∠AF2F1=eq \f(|F1F2|2+|F2A|2-|F1A|2,2|F1F2||F2A|)=eq \f(20a2+4a2-16a2,2×2\r(5)a×2a)=eq \f(\r(5),5),故选C.
8.(多选)设F1,F2是双曲线C:eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点,O是坐标原点.过F2作C的一条渐近线的垂线,垂足为P.若|PF1|=eq \r(6)|OP|,则下列说法正确的是( )
A.|F2P|=b
B.双曲线的离心率为eq \r(3)
C.双曲线的渐近线方程为y=±eq \r(3)x
D.点P在直线x=eq \f(\r(3),3)a上
解析:选ABD 由双曲线的性质可知,双曲线的一条渐近线方程为y=eq \f(b,a)x,即bx﹣ay=0,
设焦点F1(﹣c,0),F2(c,0)(a>0,b>0,c>0),
因为过F2作C的一条渐近线的垂线,垂足为P,所以|F2P|=eq \f(|bc-a×0|,\r(a2+b2))=eq \f(bc,c)=b,故A正确;
因为|OP|=eq \r(|OF2|2-|PF2|2)=eq \r(c2-b2)=a,所以|PF1|=eq \r(6)|OP|=eq \r(6)a,cs∠F1OP
=cs(180°﹣∠F2OP)=﹣cs∠F2OP=﹣eq \f(|OP|,|OF2|)=﹣eq \f(a,c),
在三角形OPF1中,根据余弦定理可知cs∠F1OP=eq \f(|OP|2+|OF1|2-|F1P|2,2|OP|·|OF1|)=eq \f(a2+c2-6a2,2ac)=﹣eq \f(a,c),
解得3a2=c2,即离心率e=eq \r(3)或e=﹣eq \r(3)(舍去),故B正确;
因为e= eq \r(1+\f(b2,a2))=eq \r(3),解得eq \f(b,a)=eq \r(2),所以渐近线的方程为y=±eq \r(2)x,故C错误;
因为点P在直线y=eq \r(2)x上,可设P(x,eq \r(2)x)(x>0),由|OP|=a可知,|OP|=eq \r(x2+\r(2)x2)=eq \r(3)x=a,
解得x=eq \f(\r(3),3)a,故D正确.
9.已知双曲线eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的两条渐近线与抛物线y2=4x的准线分别交于A,B两点,O为坐标原点,若S△AOB=2eq \r(3),则双曲线的离心率e=________.
解析:由题意,知抛物线的准线方程是x=﹣1,双曲线的渐近线方程是y=±eq \f(b,a)x.当x=﹣1时,y=±eq \f(b,a),
即Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-1,\f(b,a))),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-1,-\f(b,a)))或Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-1,-\f(b,a))),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-1,\f(b,a))).所以S△AOB=eq \f(1,2)×2×eq \f(b,a)×1=2eq \r(3),即eq \f(b,a)=2eq \r(3),
所以e= eq \r(1+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(b,a)))2)=eq \r(13).
答案:eq \r(13)
10.已知双曲线eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=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﹣eq \r(3),求双曲线的离心率.
解:(1)因为双曲线的渐近线方程为y=±eq \f(b,a)x,所以a=b,
所以c2=a2+b2=2a2=4,所以a2=b2=2,所以双曲线的方程为eq \f(x2,2)﹣eq \f(y2,2)=1.
(2)设点A的坐标为(x0,y0),所以直线AO的斜率满足eq \f(y0,x0)·(﹣eq \r(3))=﹣1,所以x0=eq \r(3)y0,①
依题意,圆的方程为x2+y2=c2,将①代入圆的方程得3yeq \\al(2,0)+yeq \\al(2,0)=c2,即y0=eq \f(1,2)c,
所以x0=eq \f(\r(3),2)c,所以点A的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(3),2)c,\f(1,2)c)),代入双曲线方程得eq \f(\f(3,4)c2,a2)﹣eq \f(\f(1,4)c2,b2)=1,
即eq \f(3,4)b2c2﹣eq \f(1,4)a2c2=a2b2,②
又因为a2+b2=c2,所以将b2=c2﹣a2代入②式,整理得eq \f(3,4)c4﹣2a2c2+a4=0,
所以3eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(c,a)))4﹣8eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(c,a)))2+4=0,所以(3e2﹣2)(e2﹣2)=0,
因为e>1,所以e=eq \r(2),所以双曲线的离心率为eq \r(2).
标准方程
eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)
eq \f(y2,a2)﹣eq \f(x2,b2)=1(a>0,b>0)
图形
性 质
范围
x≤﹣a或x≥a,y∈R
y≤﹣a或y≥a,x∈R
对称性
对称轴:坐标轴,对称中心:原点
顶点
A1(﹣a,0),A2(a,0)
A1(0,﹣a),A2(0,a)
渐近线
y=±eq \f(b,a)x
y=±eq \f(a,b)x
离心率
e=eq \f(c,a),e∈(1,+∞)
实虚轴
线段A1A2是双曲线的实轴,它的长|A1A2|=2a;
线段B1B2是双曲线的虚轴,它的长|B1B2|=2b;
a是双曲线的实半轴长,b是双曲线的虚半轴长
a,b,c
的关系
c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)
类型一
与双曲线eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1有公共渐近线的双曲线方程可设为eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=λ(λ≠0)
类型二
若已知双曲线的一条渐近线方程为y=eq \f(b,a)x或y=﹣eq \f(b,a)x,则可设双曲线方程为eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=λ(λ≠0)
类型三
与双曲线eq \f(x2,a2)﹣eq \f(y2,b2)=1共焦点的双曲线方程可设为eq \f(x2,a2-k)﹣eq \f(y2,b2+k)=1(﹣b2<k<a2)
类型四
过两个已知点的双曲线的标准方程可设为eq \f(x2,m)﹣eq \f(y2,n)=1(mn>0)或者eq \f(x2,m)+eq \f(y2,n)=1(mn<0)
类型五
与椭圆eq \f(x2,a2)+eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)有共同焦点的双曲线方程可设为eq \f(x2,a2-λ)﹣eq \f(y2,λ-b2)=1(b2<λ<a2)
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