重难点13六种双曲线解题方法(核心考点讲与练)-2024年高考数学一轮复习核心考点讲与练(新高考专用)(解析版).docx
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1、重难点13六种双曲线解题方法(核心考点讲与练)能力拓展题型一:待定系数法求双曲线方程一、单选题1(2022河南模拟预测(文)已知双曲线的左右焦点分别为,一条渐近线方程为,过双曲线C的右焦点作倾斜角为的直线交双曲线的右支于A,B两点,若的周长为36,则双曲线C的标准方程为()ABCD【答案】C【分析】由题意可得,则双曲线方程为,可得直线为,代入双曲线方程中,利用弦长公式求出,再由双曲线的定义和 的周长为36,可求出,从而可求出双曲线的方程【详解】因为双曲线的一条渐近线方程为,所以,则双曲线方程为,所以直线为,设,由,得,则,所以,因为,所以,因为的周长为36,所以,所以,得,所以双曲线方程为 ,
2、故选:C2(2022四川宜宾市教科所三模(理)若等轴双曲线的焦距为4,则它的一个顶点到一条渐近线的距离为()A1BC2D3【答案】A【分析】用坐标法求解,求出等轴双曲线的标准方程,得到顶点和渐近线方程,利用点到直线的距离公式即可求解.【详解】不妨设等轴双曲线的标准方程为,则,解得:.所以等轴双曲线的标准方程为.此时,顶点坐标,其中一条渐近线方程为:.所以顶点到一条渐近线的距离为.故选:A3(2022宁夏石嘴山市第一中学三模(理)双曲线E与椭圆焦点相同且离心率是椭圆C离心率的倍,则双曲线E的标准方程为()ABCD【答案】C【分析】求出双曲线焦点坐标和离心率,求出双曲线的a、b、c即可求其标准方程
3、【详解】双曲线与椭圆焦点相同,则焦点坐标为,椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,设双曲线实半轴长为,虚半轴长为,焦距为2c,则c=2,所求双曲线方程为:故选:C4(2022内蒙古包头二模(理)已知,是双曲线的两个焦点,R是C上的一点,且,C经过点,则C的实轴长为()ABC6D3【答案】B【分析】由双曲线定义及分别求出,再由余弦定理得,进而结合C经过点解出即可求解.【详解】由双曲线定义可得,又可得,由余弦定理可得,即,化简得,又,可得;又C经过点,故,即,解得,故C的实轴长为.故选:B.二、多选题5(2022江苏扬州中学高三阶段练习)已知双曲线:的左、右焦点分别为,两条渐近线的夹角正切值为,直线:
4、与双曲线的右支交于,两点,设的内心为,则()A双曲线的标准方程为B满足的直线有2条CD与的面积的比值的取值范围是【答案】ACD【分析】A:设其中一条渐近线的倾斜角为,由题干条件可知,从而解出,即,又有焦点坐标,联立可解出,从而求出双曲线方程;B:直线过焦点,判断过焦点弦的最短弦可判断B;C:由双曲线的定义和切线的性质进行转化可判断;D:将三角形的面积用内切圆的半径和边长计算,结合定义,可得到,由的范围可求出比值的范围.【详解】A选项,设双曲线的一条渐近线的倾斜角为,因为,所以,从而,解得或(舍去),所以,又,所以,所以双曲线的标准方程为,故A正确;B选项,直线的方程,即,则直线恒过右焦点,又过
5、焦点的弦最短为,所以满足的直线只有1条,B错误;C选项,由双曲线的定义可知,即,因此是的内切圆在边上的切点,因此,C正确;D选项,由题知,因为,所以,D正确.【点睛】知识点点睛:(1)同支的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于实轴所在的直线的弦),其长度为;异支的弦中最短的为实轴,其长度为.(2)由圆外一点引圆的切线,切线长相等.6(2022全国高三专题练习)已知双曲线,其焦点到渐近线的距离为,则下列说法正确的是()A双曲线的方程为B双曲线的渐近线方程为C双曲线的离心率为D双曲线上的点到焦点距离的最小值为【答案】ACD【分析】由题意知双曲线的焦点在轴上,设双曲线,根据焦点到渐近线的距离为,可求
6、得,即可求得双曲线方程,再根据双曲线的性质逐一分析各选项即可的解.【详解】解:由题意知双曲线的焦点在轴上,设双曲线,双曲线的渐近线方程为,取,即焦点到渐近线的距离为所以,所以,所以双曲线的方程为,故选项A正确;双曲线的渐近线方程为故选项B错误;离心率,故选项C正确;双曲线上的点到焦点距离的最小值为,故选项D正确.故选:ACD7(2022全国高三专题练习)已知双曲线:(,)的一条渐近线的方程为,且过点,椭圆:()的焦距与双曲线的焦距相同,且椭圆的左右焦点分别为,过的直线交于(),两点,则下列叙述正确的是()A双曲线的离心率为2B双曲线的实轴长为C点的横坐标的取值范围为D点的横坐标的取值范围为【答
7、案】AD【分析】通过计算求出双曲线的离心率和实轴长,即可判断选项A和B的正误;联立直线和椭圆的方程求出,即得点的横坐标的取值范围,即可判断选项C和D的正误.【详解】双曲线:(,)的一条渐近线的方程为,则设双曲线的方程为(),由双曲线且过点,得,得,双曲线的方程为,即,双曲线的离心率,实轴的长为1,故选项A正确,选项B错误;易知椭圆的两焦点为,将()代入()得,直线的方程为,联立整理得,根据根与系数的关系得,则由得,则,故选项C错误,选项D正确,故选:AD三、填空题8(2022福建宁德模拟预测)若过点的双曲线的渐近线为,则该双曲线的标准方程是_.【答案】【分析】由题设双曲线方程为,进而待定系数求
8、解即可.【详解】解:因为双曲线的渐近线为,故设其方程为,因为点在双曲线上,所以,即所求方程为.故答案为:四、解答题9(2022全国模拟预测)已知双曲线的一条渐近线的倾斜角为 ,点在双曲线E上.(1)求双曲线E的标准方程;(2)若动直线l与双曲线E相切,过点作直线l的垂线,垂足为H,试判断是否为定值?如果是,请求出该值;如果不是,请说明理由.【答案】(1)(2)是定值,定值为【分析】(1)利用已知条件求出a,b的值即可求解;(2)由题意得出直线l的斜率不为0,当切线l的斜率存在时,设直线l的方程为,联立直线与双曲线E的方程得到m,k的关系式,联立直线PH与l表示出点H坐标,再利用两点间的距离公式
9、即可求解;当切线l的斜率不存在时,结合双曲线的几何性质即可求解.(1)设双曲线E的渐近线方程为,因为一条渐近线的倾斜角为,所以;又双曲线E经过点,所以,而,故解得,所以双曲线E的标准方程为.(2)由题意可得直线l的斜率不为0,当切线l的斜率存在时,设直线l的方程为,联立直线l和双曲线E的方程得 ,消去y并整理得,因为直线l与双曲线E相切,即方程有两个相等的实数根,所以且,化简并整理得,又因为直线PH与l垂直,所以直线PH的方程为,联立 ,解得 ,即点,所以,所以;当切线l的斜率不存在时,直线,过点作直线l的垂线为,此时或,则,综上所述,恒为定值.【点睛】本题以双曲线为背景,考查双曲线的标准方程
10、直线与双曲线的位置关系,考查逻辑推理数学运算核心素养.,解得的关键是明确解题的思路,计算要准确.10(2022上海市七宝中学高三期中)双曲线:(a0,b0) 经过点,且渐近线方程为(1)求,的值;(2)点,是双曲线上不同的三点,且,两点关于轴对称,的外接圆经过原点求证:点与点的纵坐标互为倒数;(3)在(2)的条件下,试问是否存在一个定圆与直线相切,若有,求出定圆方程,没有说明理由【答案】(1)(2)证明见解析(3)存在定圆与直线相切【分析】(1)运用代入法,结合双曲线的渐近线方程进行求解即可;(2)设出直线的方程,与双曲线方程联立,根据一元二次方程根与系数的关系,结合圆的性质进行求解即可(3)
11、易求原点到直线的距离为定值,故存在定圆与直线相切(1),解得, 则(2)证明:易知直线一定不为水平直线, 设为,设,联立,整理得, 则,由于外接圆过原点且关于轴对称,设为, 则 又,所以(3)因为, 所以则原点到直线的距离,故存在定圆与直线相切11(2022全国高三专题练习)如图,已知双曲线:()的右焦点,点分别在的两条渐近线上,轴,(为坐标原点).(1)求双曲线的方程;(2)过上一点的直线与直线相交于点,与直线相交于点,证明:当点在上移动时,恒为定值,并求此定值. 【答案】(1)(2)证明见解析,定值为【分析】(1)表达出直线OB方程,直线BF的方程,联立后得到B点坐标,得到直线AB的斜率,
12、根据垂直关系得到方程,求出,从而求出双曲线方程;(2)求出M点坐标,N点坐标,表达出,结合得到,从而得到恒为定值,并求此定值.(1)设,因为,所以,直线OB方程为,直线BF的方程为,解得:,又直线OA的方程为,则又因为ABOB,所以,解得:,故双曲线C的方程为(2)由(1)知,则直线的方程为,即,因为直线AF的方程为,所以直线与AF的交点直线与直线的交点为,则因为是C上一点,则,代入上式得,所求定值为.12(2022河北衡水中学一模)在平面直角坐标系中,双曲线的离心率为,实轴长为4.(1)求C的方程;(2)如图,点A为双曲线的下顶点,直线l过点且垂直于y轴(P位于原点与上顶点之间),过P的直线
13、交C于G,H两点,直线AG,AH分别与l交于M,N两点,若O,A,N,M四点共圆,求点P的坐标.【答案】(1)(2)【分析】(1)根据双曲线的离心率结合实轴长,可求得a,b,即得答案;(2)根据O,A,N,M四点共圆结合几何性质可推出,设,从而可以用点的坐标表示出t,再设直线,联立双曲线方程,利用根与系数的关系式,代入t的表达式中化简,可得答案.(1)因为实轴长为4,即,又,所以,故C的方程为.(2)由O,A,N,M四点共圆可知,又,即,故,即,所以,设,由题意可知,则直线,直线,因为M在直线l上,所以,代入直线AG方程,可知,故M坐标为,所以,又,由,则,整理可得,当直线GH斜率不存在时,显
14、然不符合题意,故设直线,代入双曲线方程:中,可得,所以,又,所以,故,即,所以点P坐标为.【点睛】本题考查了双曲线方程的求解,以及直线和双曲线的位置关系的问题,解答时要注意明确点线的位置关系,能设相关点的坐标,从而表示出参数的表达式,再结合联立直线和双曲线方程,利用根与系数的关系式化简,难点在于较为繁杂的计算,要十分细心.13(2022河南三模(理)已知双曲线的右焦点为,成等差数列,过的直线交双曲线于两点,若双曲线过点.(1)求双曲线的标准方程;(2)过双曲线的左顶点作直线,分别与直线交于两点,是否存在实数,使得以为直径的圆恒过,若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)(2)存在
15、,或【分析】(1)利用待定系数法求双曲线方程;(2)假设存在实数,使得以为直径的圆恒过,则,结合韦达定理可得的值.(1)由已知设双曲线方程为,又,成等差数列,且双曲线过点,则,解得,故所求方程为,(2)由(1)得,设方程分别为,则,因为以为直径的圆经过,所以即,即,设方程为,与联立得,设,则,所以,即,所以,解得或.题型二:相同渐近线双曲线方程求法一、单选题1(2022浙江嘉兴模拟预测)已知双曲线C的渐近线方程为,且焦距为10,则双曲线C的标准方程是()ABC或D或【答案】C【分析】根据共渐近线的双曲线的设法,结合题意分析求解【详解】渐近线方程为的双曲线为,即,故,故,故选:C2(2020全国
16、高三专题练习)已知双曲线与双曲线有公共的渐近线,且经过点,则双曲线的离心率为()ABC4D2【答案】D【解析】双曲线与双曲线有公共的渐近线,设双曲线C的方程,其中0,又因为点在双曲线上,再代入点P的坐标即可得到双曲线C的方程,然后求解焦距即可【详解】双曲线与双曲线有公共的渐近线,设双曲线C的方程,其中0,点在双曲线上,解之得,因此双曲线方程为,故离心率为.故选:D.【点睛】本题考查双曲线的性质及离心率,根据题意列出未知数,解出a,b,c即可求得离心率,属于中等题.3(2020全国高三专题练习)已知双曲线的一个焦点为,且与双曲线的渐近线相同,则双曲线的标准方程为ABCD【答案】B【解析】根据焦点
17、所在坐标轴和渐近线方程设出双曲线的标准方程,结合焦点坐标求解.【详解】双曲线与的渐近线相同,且焦点在轴上,可设双曲线的方程为,一个焦点为,故的标准方程为.故选:B【点睛】此题考查根据双曲线的渐近线和焦点求解双曲线的标准方程,易错点在于漏掉考虑焦点所在坐标轴导致方程形式出错.二、多选题4(2020全国高三阶段练习)已知双曲线过点且渐近线为,则下列结论正确的是()A的方程为B的离心率为2C曲线经过的一个焦点D直线与有两个公共点【答案】BC【解析】设所求双曲线方程为,将点代入可判断A;由A求出,即可求出离心率,判断B;求出双曲线的右焦点的坐标为,代入曲线方程即可判断C;联立方程组可判断D.【详解】对
18、于选项A,由可得,从而可设所求双曲线方程为.又由双曲线过点,代入得,即,故选项A错误;对于选项B,由双曲线的方程可知,所以的离心率,故选项B正确;对于选项C,双曲线的右焦点的坐标为,满足,故选项C正确;对于选项D,联立,解得,所以直线与双曲线只有一个交点,故选项D错误.故选:BC.【点睛】本题考查双曲线的几何性质直线与双曲线的位置关系,考查运算求解推理论证能力,考查直观想象数学运算逻辑推理核心素养,属于基础题.5(2021全国高三专题练习)已知双曲线的右焦点为,一条渐近线过点,则下列结论正确的是()A双曲线的离心率为B双曲线与双曲线有相同的渐近线C若到渐近线的距离为2,则双曲线的方程为D若直线
19、与渐近线围成的三角形面积为则焦距为【答案】BCD【解析】根据渐近线所过的点可求的关系,从而可求渐近线的方程和离心率,故可判断A、B的正误,利用已知的条件和的关系可求基本量,从而可判断C、D的正误.【详解】渐近线的方程为,因为一条渐近线过点,故即,故离心率为,故A错误.又渐近线的方程为,而双曲线的渐近线的方程为,故B正确.若到渐近线的距离为2,则,故,所以双曲线的方程为,故C正确.直线与渐近线的两个交点的坐标分别为:及,故即,而,故,所以,所以,故焦距为,故D正确.故选:BCD.【点睛】方法点睛:(1)求双曲线的渐近线的方程,一般是将等号右边的常数变为零;(2)双曲线的焦点到渐近线的距离为.三、
20、填空题6(2022辽宁模拟预测)焦点在轴上的双曲线与双曲线有共同的渐近线,且的焦点到一条渐近线的距离为,则双曲线的方程为_【答案】【分析】由共渐近线的双曲线系方程可设,根据焦点到渐近线距离为可构造方程求得,由此可得双曲线方程.【详解】由题意可设双曲线的方程为:,即;则,双曲线焦点到渐近线距离为,解得:,双曲线的方程为:.7(2022全国高三专题练习)若双曲线(,)与双曲线有相同的渐近线,且经过点,则的实轴长为_【答案】【分析】根据给定条件求出a,b的关系,再由双曲线过的点即可计算作答.【详解】双曲线的渐近线为,而双曲线的渐近线为,依题意,又双曲线经过点,则,解得:,所以双曲线的实轴长为.故答案
21、为:四、解答题8(2022全国高三专题练习)已知双曲线与有相同的渐近线,点为的右焦点,为的左,右顶点.(1)求双曲线的标准方程;(2)若直线过点交双曲线的右支于两点,设直线斜率分别为,是否存在实数入使得?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1);(2)存在,.【分析】(1)根据的渐近线方程求出,然后再根据焦点坐标求出的值,从而求双曲线的标准方程;(2)设出直线的方程,与椭圆方程联立消元写韦达;然后表示出直线斜率,根据韦达定理求的值,从而求出的值.【详解】(1)的渐近线为,所以双曲线的标准方程.(2)由已知,过点与右支交于两点,则斜率不为零,设,由,消元得,因为与双曲线右支交于两点
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