高中数学人教A版 (2019)选择性必修 第一册第三章 圆锥曲线的方程3.2 双曲线精品课后练习题
展开知识点 1 双曲线的定义
1、定义:在平面内与两个定点、的距离之差的绝对值等于非零常数(小于)的点的轨迹叫做双曲线.两个定点、称为焦点;两焦点的距离叫做双曲线的焦距,表示为.
2、双曲线的集合表示:.
3、要点辨析
(1)若去掉定义中的“绝对值”,常数满足约束条件:
(),则动点轨迹仅表示双曲线中靠焦点的一支;
若(),则动点轨迹仅表示双曲线中靠焦点的一支;
(2)若常数满足约束条件:,
则动点轨迹是以F1、F2为端点的两条射线(包括端点);
(3)若常数满足约束条件:,则动点轨迹不存在;
(4)若常数,则动点轨迹为线段F1F2的垂直平分线.
知识点2 双曲线的标准方程
1、双曲线的两种标准方程
2、椭圆与双曲线标准方程的比较
1、待定系数法求双曲线标准方程
2、由双曲线标准方程求参数范围
(1)对于方程,当时表示双曲线;
当时表示焦点在轴上的双曲线;
当时表示焦点在轴上的双曲线.
(2)对于方程,当时表示双曲线;
当时表示焦点在轴上的双曲线;
当时表示焦点在轴上的双曲线.
(3)已知方程所代表的曲线,求参数的取值范围时,应先将方程转化为所对应曲线的标准方程的形式,再根据方程中参数取值范围的要求,建立不等式(组)求解参数的取值范围。
3、双曲线的焦点三角形
求双曲线中的焦点三角形面积的方法
(1) = 1 \* GB3 ①根据双曲线的定义求出;
= 2 \* GB3 ②利用余弦定理表示出、、之间满足的关系式;
= 3 \* GB3 ③通过配方,利用整体的思想求出的值;
= 4 \* GB3 ④利用公式求得面积.
(2)利用公式求得面积;
(3)若双曲线中焦点三角形的顶角,则面积,结论适用于选择或填空题.
4、点与双曲线位置关系的判断
双曲线是一个开放的图形,平面内点和双曲线的位置关系如下:
(1)若,则点在双曲线上;
(2)若,则点在双曲线内;
(3)若,则点在双曲线两支之间.
题型一 双曲线的定义及辨析
【例1】(23-24高二上·广东东莞·期中)设、是两定点,,动点P满足,则动点P的轨迹是( )
A.双曲线B.双曲线的一支C.一条射线D.轨迹不存在
【答案】B
【解析】依题意,、是两个定点,P是一个动点,
且满足,所以动点P的轨迹是双曲线的一支.故选:B
【变式1-1】(23-24高二上·内蒙古呼伦贝尔·月考)平面内动点到两定点的距离之差为,若动点的轨迹是双曲线,则的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】由双曲线的定义可得,,且,解得.故选:D.
【变式1-2】(23-24高二上·广东中山·月考)已知双曲线,双曲线C上一点P到一个焦点的距离为15,则P到另一个焦点的距离为 .
【答案】31
【解析】由双曲线方程可知,
设双曲线的左、右焦点分别为,,则,
根据对称性不妨设,
由双曲线定义可得,解得,
故答案为:31.
【变式1-3】(22-23高二上·浙江·期中)已知分别是双曲线的上、下焦点,过的直线交双曲线于A、B两点,若,则的值为 .
【答案】29
【解析】由题设,故在双曲线的下支上,如下图示,
根据双曲线定义:,
所以.
故答案为:
【变式1-4】(22-23高三下·辽宁沈阳·三模)已知曲线C:,点M与曲线C的焦点不重合.已知M关于曲线C的焦点的对称点分别为A,B,线段MN的中点在曲线C右支上,则的值为 .
【答案】12
【解析】设双曲线的实半轴长为,则,
设双曲线的左右焦点分别为,
设的中点为,连接.
∵是的中点,是的中点,
∴是的中位线,∴.
同理,
∴,
∵P在双曲线上,根据双曲线的定义知:,
∴.
故答案为:12.
题型二 求双曲线的标准方程
【例2】(23-24高二上·北京顺义·期中)已知某双曲线的一个焦点为,且,则双曲线的标准方程为 .
【答案】
【解析】由题意双曲线的一个焦点为在轴上,故,
又,所以,
所以双曲线的标准方程为.
故答案为:.
【变式2-1】(23-24高二上·全国·课后作业)已知双曲线的下、上焦点分别为,,是双曲线上一点且,则双曲线的标准方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】因为双曲线的下、上焦点分别为,,
所以设双曲线的方程为,半焦距为;
又因为是双曲线上一点且,
所以,即,则;
所以双曲线的标准方程为.故选:C.
【变式2-2】(23-24高二上·安徽滁州·期中)已知双曲线的左,右焦点分别是,,点在双曲线上,且,则双曲线的方程是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】由题意可知,,解得,,
所以双曲线的方程是.故选:D.
【变式2-3】(23-24高二上·宁夏银川·期中)求适合下列条件的双曲线的标准方程:
(1),焦点在轴上,且过点;
(2)经过两点,.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由于双曲线的焦点在轴上,
可设其标准方程为:,
因为双曲线过点,
所以,
又因为,所以,
解得:,,
故所求双曲线的标准方程为:.
(2)设双曲线方程为,
把点与点代入,
有,解得:,
故所求双曲线的标准方程为:.
题型三 双曲线方程的参数问题
【例3】(23-24高二上·陕西西安·月考)已知双曲线,则的取值范围为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】由题意得,所以或.故选:D
【变式3-1】(23-24高二上·辽宁大连·月考)若方程表示焦点在轴上的双曲线,则实数的取值范围为 .
【答案】
【解析】因方程表示焦点在轴上的双曲线,
则有,解得,
所以实数的取值范围为.
故答案为:.
【变式3-2】(23-24高二上·广东东莞·期中)若方程表示的曲线为焦点在轴上双曲线,则的取值范围为 .
【答案】
【解析】由题意可得,解得,
故答案为:
【变式3-3】(23-24高二上·山东青岛·期中)(多选)已知方程,则下列说法中正确的有( )
A.方程可表示圆
B.当时,方程表示焦点在轴上的椭圆
C.当时,方程表示焦点在轴上的双曲线
D.当方程表示椭圆或双曲线时,焦距均为10
【答案】BCD
【解析】对于A,当方程可表示圆时,,无解,故A错误;
对于B,当时,,,表示焦点在轴上的椭圆,故B正确;;
对于C,当时,,,表示焦点在x轴上的双曲线,故C正确;
对于D,当方程表示双曲线时,得;由C可知,
,焦距为10,
当方程表示椭圆时,,,则
,焦距为10,所以焦距均为10,故D正确.故选:BCD
题型四 双曲线的焦点三角形问题
【例4】(23-24高二上·浙江·期中)双曲线的左、右焦点分别为F₁、F₂,A为双曲线C左支上一点,直线与双曲线C的右支交于点B,且,则( )
A.B.26C.25D.23
【答案】B
【解析】由题设知:,
令,则,,
中,,
则,
所以,
则,故,则,
所以.故选:B
【变式4-1】(23-24高二上·上海青浦·月考)双曲线的左右两个焦点为,,第二象限内的一点P在双曲线上,且,则三角形的面积是 .
【答案】/
【解析】由可得:,如图,设则①,
在中,由余弦定理,,即:②
由①②联立,解得:.
则三角形的面积为.
【变式4-2】(23-24高二上·福建福州·月考)双曲线的左焦点为,点在双曲线的右支上,且,若双曲线的焦距为4,则其实轴长为 .
【答案】
【解析】设双曲线的右焦点为,因为,焦距为4,
所以,则,
所以,,
,故实轴长为.
故答案为:.
【变式4-3】(23-24高二上·河北邯郸·月考)如图从双曲线(其中)的左焦点引圆的切线,切点为,延长,交双曲线右支于,若为线段的中点,为原点,则的值为用、表示 .
【答案】
【解析】由图可知点在第一象限,设为双曲线的右焦点,连接,
因为分别为的中点,所以,
由双曲线的定义可知,,
故.
故答案为:
题型五 双曲线中线段和差的最值问题
【例5】(22-23高二下·宁夏石嘴山·月考)已知,双曲线C:的左焦点为F,P是双曲线C的右支上的动点,则的最大值是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】设C为双曲线右焦点,则,,
而,仅当共线且A在之间时等号成立,
所以,
当共线且A在之间时等号成立.故选:D.
【变式5-1】(23-24高三上·云南曲靖·月考)已知F是双曲线的左焦点,,P是双曲线右支上的一动点,则的最小值为( ).
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】设双曲线的右焦点为,
由可知,,则,
因为P是双曲线右支上的一动点,根据双曲线的定义可知:
,
所以,
因为,
当且仅当,,三点共线时,达到最小值,
因为,,所以,
即的最小值为.故选:C.
【变式5-2】(22-23高二上·河南南阳·月考)已知双曲线方程为,焦距为8,左、右焦点分别为,,点A的坐标为,P为双曲线右支上一动点,则的最小值为 .
【答案】
【解析】如图所示,
由双曲线为等轴双曲线,且焦距为8,
所以,,即,,
所以双曲线的方程为:,
所以,,,
由双曲线定义得,
所以,,
当三点共线时,最小为
故.
故答案为:.
【变式5-3】(23-24高二上·江苏盐城·期中)已知点,点P是双曲线左支上的动点,点为双曲线右焦点,N是圆的动点,则的最小值为 .
【答案】
【解析】由已知,是双曲线的左焦点,它也是圆的圆心,,
圆半径为,
,当且仅当是的延长线与圆的交点时取等号,
,当且仅当三点共线时取等号,
所以,由双曲线的定义,,
所以,即的最小值为,
故答案为:.
题型六 与双曲线有关的轨迹问题
【例6】(24-25高二上·湖南株洲·月考)已知圆:和圆:,动圆同时与圆及圆相外切,则动圆的圆心的轨迹方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】设动圆的半径为r,
则,,
则,
根据双曲线的定义知,动圆的圆心的轨迹为双曲线的左半支.故选:C.
【变式6-1】(23-24高二上·河南沁阳·月考)设点,,为动点,已知直线与直线的斜率之积为定值,点的轨迹是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】设动点,则,
则,,,
直线与直线的斜率之积为定值,
,化简可得,,
故点的轨迹方程为.故选:C.
【变式6-2】(23-24高二上·上海杨浦·期中)在中,,,,则顶点的轨迹方程是 .
【答案】
【解析】∵,,∴,
∵,∴由正弦定理得,即,,
所以点轨迹是以为焦点的双曲线的右支(除去顶点).
该双曲线的半焦距为,实半轴长为,虚半轴长为,
所以轨迹方程为.
故答案为:.
【变式6-3】(22-23高二上·辽宁本溪·月考)已知椭圆的方程为,其左、右顶点分别为,一条垂直于轴的直线交椭圆于两点,直线与直线相交于点,则点的轨迹方程为 .
【答案】
【解析】由题意知,
设直线为,,
由三点共线及B,F,M三点共线,得,
两式相乘化简,得,
又,所以,即,
又,即,
所以点的轨迹方程为.
故答案为:
题型七 双曲线与椭圆综合问题
【例7】(23-24高二上·天津·期中)与椭圆C:共焦点且过点的双曲线的标准方程为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】因为椭圆的焦点坐标为,即,所以,
记,所以,
所以,所以,
所以双曲线的标准方程为,故选:C.
【变式7-1】(23-24高二上·河北石家庄·月考)已知椭圆,双曲线,椭圆与双曲线有公共焦点是椭圆与双曲线的一个公共点,且,则下列说法正确的是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】不妨设P在第一象限,
由椭圆和双曲线的定义,得,解得,,
由余弦定理得,
,
即,即,故选:B
【变式7-2】(23-24高二上·江苏南京·月考)在平面直角坐标系中,已知椭圆与双曲线有公共焦点,双曲线实轴的两顶点将椭圆的长轴三等分,两曲线在第一象限的交点为,且,则椭圆的离心率为 .
【答案】/
【解析】不妨设椭圆,双曲线,,
由题知,,则,得,
所以椭圆的离心率为,
故答案为:.
【变式7-3】(23-24高二上·重庆·期中)(多选)已知双曲线与椭圆的一个交点为,分别是的左、右顶点,分别是的左、右顶点,则( )
A.直线与直线的斜率之积为1B.若,则
C.若,则D.若的面积为,则
【答案】ACD
【解析】
对选项A,由题意得,,设,则,
则,故A项正确;
对选项B,
不妨设在第一象限,若,,即.
所以,.
所以,故B项错误;
对选项C, 若,则分别为双曲线的左、右焦点,
则,即,故C项正确;
对选项D,,解得,
代入双曲线方程求得,
再代入椭圆方程,求得,故D项正确.故选:ACD.焦点位置
焦点在轴
焦点在轴
图形
标准方程
焦点坐标
、
、
的关系
曲线
椭圆
双曲线
定义
()
()
标准方程
或
或
图形特征
封闭的连续曲线
分两支,不封闭,不连续
根据标准方程确定的方法
以大小分(如中,9>4,故)
以正负分(如中,,,故)
的关系
(最大)
(最大)
数学选择性必修 第一册3.2 双曲线精品同步训练题: 这是一份数学选择性必修 第一册<a href="/sx/tb_c4000334_t7/?tag_id=28" target="_blank">3.2 双曲线精品同步训练题</a>,文件包含322双曲线的简单几何性质9大题型原卷版docx、322双曲线的简单几何性质9大题型解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共41页, 欢迎下载使用。
人教A版 (2019)选择性必修 第一册3.1 椭圆优秀精练: 这是一份人教A版 (2019)选择性必修 第一册<a href="/sx/tb_c4000333_t7/?tag_id=28" target="_blank">3.1 椭圆优秀精练</a>,文件包含312椭圆的简单几何性质9大题型原卷版docx、312椭圆的简单几何性质9大题型解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共45页, 欢迎下载使用。
高中数学人教A版 (2019)选择性必修 第一册3.1 椭圆优秀同步训练题: 这是一份高中数学人教A版 (2019)选择性必修 第一册<a href="/sx/tb_c4000333_t7/?tag_id=28" target="_blank">3.1 椭圆优秀同步训练题</a>,文件包含311椭圆及其标准方程7大题型原卷版docx、311椭圆及其标准方程7大题型解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共29页, 欢迎下载使用。