2024版新教材高考数学一轮复习第8章平面解析几何第6节双曲线学案含解析新人教B版202305182194.doc
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1、2024版新教材高考数学一轮复习第8章平面解析几何第6节双曲线学案含解析新人教B版202305182194第6节双曲线一、教材概念结论性质重现1双曲线的定义(1)定义:一般地,如果F1,F2是平面内的两个定点,a是一个正常数,且2a|F1F2|.则平面上满足|PF1|PF2|2a的动点P的轨迹称为双曲线(2)相关概念:两个定点F1,F2称为双曲线的焦点,两个焦点的距离|F1F2|称为双曲线的焦距集合PM|MF1|MF2|2a,|F1F2|2c,其中a,c为常数且a0,c0.(1)当ac时,点P不存在2双曲线的标准方程和几何性质标准方程1(a0,b0)1(a0,b0)图形性质范围xa或xa,yR
2、xR,ya或ya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yxyx离心率e,e(1,),其中c实虚轴实轴|A1A2|2a;虚轴|B1B2|2b;半实轴长为a,半虚轴长为ba,b,c的关系c2a2b2(ca0,cb0)3.常用结论(1)过双曲线的一个焦点且与实轴垂直的弦的长为,也叫通径(2)与双曲线1(a0,b0)有共同的渐近线的方程可表示为(0)(3)双曲线的焦点到其渐近线的距离为b.(4)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|minac,|PF2|minca.二、基本技能思想活动体验1判断下列说
3、法的正误,对的打“”,错的打“”(1)平面内到点F1(0,2),F2(0,2)距离之差的绝对值等于4的点的轨迹是双曲线( )(2)方程1(mn0)表示焦点在y轴上的双曲线( )(3)双曲线方程(m0,n0,0)的渐近线方程是0,即0.( )(4)等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率等于.( )2双曲线y21的焦点坐标是()A(,0),(,0)B(2,0),(2,0)C(0,),(0,)D(0,2),(0,2)B解析:由题可知双曲线的焦点在x轴上,又c2a2b2314,所以c2,故焦点坐标为(2,0),(2,0)3若双曲线1(a0,b0)的焦点到其渐近线的距离等于实轴长,则该双曲线的离心率为()A
4、.B5 C.D2A解析:由题意知焦点到其渐近线的距离等于实轴长,双曲线的渐近线方程为0,即bxay0,2ab.又a2b2c2,5a2c2.e25,e.4经过点A(3,1),且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线方程为_1解析:设双曲线方程为x2y2(0),把点A(3,1)代入,得8,故所求双曲线方程为1.5已知双曲线x21上一点P到它的一个焦点的距离等于4,那么点P到另一个焦点的距离等于_6解析:设双曲线的焦点为F1,F2,|PF1|4,则|PF1|PF2|2,故|PF2|6或2.又双曲线上的点到焦点的距离的最小值为ca1,故|PF2|6.考点1双曲线的定义基础性 (1)(2020浙江卷)已知点O(
5、0,0),A(2,0),B(2,0)设点P满足|PA|PB|2,且P为函数y3图像上的点,则|OP|()A. B. C. D.D解析:由双曲线定义可知,点P在以A,B为焦点,实轴长为2的双曲线的右支上设P(x,y),则x21(x1),将y3代入可得x2,所以y23(x21),所以|OP|.故选D.(2)已知双曲线C:1(a0,b0)的离心率为2,左焦点为F1,点Q(0,c)(c为半焦距)P是双曲线C的右支上的动点,且|PF1|PQ|的最小值为6,则双曲线C的方程为_x21解析:设双曲线右焦点为F2,则|PF1|PF2|2a,所以|PF1|PQ|2a|PF2|PQ|,而|PF2|PQ|的最小值为
6、|QF2|2c,所以|PF1|PQ|最小值为2a2c6.又2,解得a1,c2,于是b23,故双曲线C的方程为x21.利用双曲线的定义求方程要注意的问题(1)实轴长为距离之差的绝对值(2)2a|F1F2|.(3)焦点所在坐标轴的位置1已知两圆C1:(x4)2y22,C2:(x4)2y22,动圆M与两圆C1,C2都相切,则动圆圆心M的轨迹方程是()A.x0 B.1(x)C.1 D.1或x0D解析:动圆M与两圆C1,C2都相切,有四种情况:动圆M与两圆都外切;动圆M与两圆都内切;动圆M与圆C1外切、与圆C2内切;动圆M与圆C1内切、与圆C2外切在情况下,动圆圆心M的轨迹方程为x0.在的情况下,设动圆
7、M的半径为r,则|MC1|r,|MC2|r.故得|MC1|MC2|2.在的情况下,同理得|MC2|MC1|2.由得|MC1|MC2|2.已知|C1C2|8,根据双曲线定义,可知点M的轨迹是以C1(4,0),C2(4,0)为焦点的双曲线,且a,c4,b2c2a214,其方程为1.故选D.2(2020深圳市高三二模)已知双曲线C:1(a0,b0)的焦点分别为F1(5,0),F2(5,0),P为双曲线C上一点,PF1PF2,tan PF1F2,则双曲线C的方程为()Ax21 B.y21C.1 D.1A解析:如图,因为PF1PF2,tan PF1F2,|F1F2|10,所以|PF1|8,|PF2|6.
8、根据双曲线的定义可得 |PF1|PF2|2a2,即a1,所以b2c2a225124,所以双曲线C的方程为x21.考点2双曲线的方程综合性(1)已知方程1表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n的取值范围是()A(1,3)B(1,)C(0,3)D(0,)A解析:因为双曲线的焦距为4,所以c2,即m2n3m2n4,解得m21.又由所给方程表示双曲线得(1n)(3n)0,解得1n0,b0),过抛物线y24x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.1 B.x21C.y21 Dx2y21D解析:由题意知双曲线的两条渐近线互相垂直,所
9、以双曲线C为等轴双曲线,渐近线的斜率分别为1和1.因为直线l与一条渐近线平行,抛物线y24x的焦点为(1,0),所以1,即b1.所以双曲线C的方程为x2y21.故选D.求双曲线标准方程的一般方法(1)待定系数法:设出双曲线方程的标准形式,根据已知条件,列出关于参数a,b,c的方程并求出a,b,c的值与双曲线1有相同渐近线时,可设所求双曲线方程为(0)(2)定义法:依定义得出距离之差的等量关系式,求出a的值,由定点位置确定c的值1已知双曲线C:1,则双曲线C的焦点坐标为()A(5,0)B(,0)C(0,5)D(0,)C解析:双曲线的焦点坐标在y轴上,又a216,b29,则c2a2b225,即c5
10、,故双曲线的焦点坐标为(0,5)2(多选题)已知双曲线C:1(a0,b0)的左、右焦点分别为F1(5,0),F2(5,0),则能使双曲线C的方程为1的是()A离心率为 B双曲线过点C渐近线方程为3x4y0 D实轴长为4ABC解析:双曲线C:1(a0,b0)的左、右焦点分别为F1(5,0),F2(5,0),可得c5.如果离心率为,可得a4,则b3.所以双曲线C的方程为1,所以A正确;由c5,双曲线过点,可得解得a4,b3,所以双曲线C的方程为1,所以B正确由c5,渐近线方程为3x4y0,可得,a2b225,解得a4,b3,所以双曲线C的方程为1,所以C正确由c5,实轴长为4,可得a2,b,双曲线
11、C的方程为1,所以D不正确3与双曲线x22y22有公共渐近线,且过点M(2,2)的双曲线方程为_1解析:设与双曲线y21有公共渐近线的双曲线方程为y2k.将点(2,2)代入得k(2)22,所以双曲线的标准方程为1.考点3双曲线的几何性质综合性考向1双曲线的渐近线若双曲线1(a0,b0)的离心率为,则其渐近线方程为()Ayx ByxCyx DyxA解析:(方法一)由题意知,e,所以ca,所以ba,即,所以该双曲线的渐近线方程为yxx.(方法二)由e,得,所以该双曲线的渐近线方程为yxx.求双曲线的渐近线的方法已知双曲线1(a0,b0)或1(a0,b0)的方程,求渐近线的方程时,可令0,得yx;或
12、令0,得yx.反之,已知渐近线方程为yx,可设双曲线方程为(a0,b0,0)考向2求双曲线的离心率(1)(2020浏阳一模)已知双曲线C1:1(a0,b0),圆C2:x2y22axa20.若双曲线C1的一条渐近线与圆C2有两个不同的交点,则双曲线C1的离心率的取值范围是()A BC(1,2)D(2,)A解析:由双曲线方程可得其渐近线方程为yx,即bxay0,圆C2:x2y22axa20可化为(xa)2y2a2,圆心C2的坐标为(a,0),半径ra.由双曲线C1的一条渐近线与圆C2有两个不同的交点,得2b,即c24b2.又知b2c2a2,所以c24(c2a2),即c2a2,所以e1,所以双曲线C
13、1的离心率的取值范围为.(2)(2020江苏卷)在平面直角坐标系xOy中,若双曲线1(a0)的一条渐近线方程为yx,则该双曲线的离心率是_解析:因为双曲线1(a0)的渐近线方程为yx,所以,所以a2,则离心率e.求双曲线离心率或其取值范围的方法(1)求a,b,c的值,由1直接求e.(2)列出含有a,b,c的齐次方程(或不等式),借助于b2c2a2消去b,然后转化成关于e的方程(或不等式)求解考向3与双曲线有关的最值和范围问题已知M(x0,y0)是双曲线C:y21上的一点,F1,F2是C的两个焦点若0,则y0的取值范围是()A. B.C. D.A解析:因为F1(,0),F2(,0),y1,所以(
14、x0,y0)(x0,y0)xy30,即3y10,解得y00,b0)的一条渐近线与圆(x2)2(y1)21相切,则双曲线C的离心率为()A. B. C. D.B解析:由题意知,双曲线C的渐近线方程为byax0,结合图形(图略)易知与圆相切的只可能是byax0.又圆心坐标为(2,1),则1,得3a4b,所以9a216b216(c2a2),则e2.又e1,故e.2已知焦点在x轴上的双曲线1,它的焦点到渐近线的距离的取值范围是_(0,2)解析:对于焦点在x轴上的双曲线1(a0,b0),它的一个焦点(c,0)到渐近线bxay0的距离为b.双曲线1,即1,其焦点在x轴上,则解得4m0,b0)的左顶点、右焦
15、点以及右支上的动点若PFA2PAF恒成立,则双曲线的离心率为()A BC2D1四字程序读想算思A,F分别是双曲线的左顶点和右焦点,P是双曲线上的动点1.双曲线的离心率的表达式是什么?2如何把几何条件PFA2PAF转化为代数式子?设PAF,建立PAF和PFA之间的联系数形结合PFA2PAF,求双曲线的离心率1.e;2转化为直线的倾斜角,进而用直线的斜率表示二者之间的关系tanPFAtan 2利用特殊值法或者代数运算,都要结合图形解决问题思路参考:特殊值法,不妨设PFA90求解C解析:因为PFA2PAF恒成立,不妨令PFA90,则PAF45.在双曲线1中,令xc,易得P.因为tanPAF1,所以a
16、c,所以c2ac2a20,所以(ca)(c2a)0,解得c2a,即e2.思路参考:利用诱导公式表示出直线PA,PF之间斜率的关系求解C解析:设PAF,PFA2,kPAk1,kPFk2,k2tan(2).设点P(x0,y0),故1,因为k2,k1,所以,联立消去y0得:x(4a2c)x0c22ac0,(*)当且仅当时,(*)式恒成立,此时e2.思路参考:造构相似三角形,结合平面几何知识求解C解析:如图1,ACB2ABC,由平面几何知识,ACDBAD,故,所以c2b2ab,反之亦然 图1 图2在双曲线中,设点P(x0,y0),过点P作PMAF,如图2.因为PFA2PAF,同理可得|PA|2|PF|
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