2025版高考数学一轮总复习知识梳理训练题第8章平面解析几何第6讲双曲线
展开知识点一 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 .
注:设集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数,且a>0,c>0;
(1)当a<c时,P点的轨迹是 双曲线 ;
(2)当a=c时,P点的轨迹是 两条射线 ;
(3)当a>c时,集合P是 空集 .
知识点二 双曲线的标准方程和几何性质
归 纳 拓 展
双曲线中的几个常用结论
(1)焦点到渐近线的距离为b.
(2)实轴长和虚轴长相等的双曲线叫做等轴双曲线.
双曲线为等轴双曲线⇔双曲线的离心率e=eq \r(2)⇔双曲线的两条渐近线互相垂直(位置关系).
(3)过双曲线的一个焦点且与实轴垂直的弦的长为eq \f(2b2,a)(通径).
过双曲线的焦点与双曲线一支相交所得弦长的最小值为eq \f(2b2,a);与两支相交所得弦长的最小值为2a.
(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|min=a+c,|PF2|min=c-a.过双曲线焦点F1的弦AB与双曲线交在同支上,则AB与另一个焦点F2构成的△ABF2的周长为4a+2|AB|.
(5)双曲线的离心率公式可表示为e=eq \r(1+\f(b2,a2)).
(6)双曲线的形状与e的关系:|k|=eq \f(b,a)=eq \r(\f(c2,a2)-1)=eq \r(e2-1),e越大,即渐近线斜率的绝对值就越大,双曲线开口就越开阔.
(7)若M、N为双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)实轴端点,P为双曲线上不与M、N重合的点,则kPM·kPN=eq \f(b2,a2).
(8)eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)与eq \f(y2,b2)-eq \f(x2,a2)=1(a>0,b>0)互为共轭双曲线,其离心率倒数的平方和为1.
双 基 自 测
题组一 走出误区
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)平面内到点F1(0,4),F2(0,-4)距离之差的绝对值等于8的点的轨迹是双曲线.( × )
(2)方程eq \f(x2,m)-eq \f(y2,n)=1(mn>0)表示焦点在x轴上的双曲线.( × )
(3)双曲线方程eq \f(x2,m2)-eq \f(y2,n2)=λ(m>0,n>0,λ≠0)的渐近线方程是eq \f(x2,m2)-eq \f(y2,n2)=0,即eq \f(x,m)±eq \f(y,n)=0.( √ )
(4)等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率等于eq \r(2).( √ )
(5)若双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)与eq \f(y2,b2)-eq \f(x2,a2)=1(a>0,b>0)的离心率分别是e1,e2,则eq \f(1,e\\al(2,1))+eq \f(1,e\\al(2,2))=1(此条件中两条双曲线称为共轭双曲线).( √ )
题组二 走进教材
2.(选择性必修1P127T8)与椭圆eq \f(x2,49)+eq \f(y2,24)=1有公共焦点,且离心率e=eq \f(5,4)的双曲线的渐近线方程为 3x±4y=0 .
[解析] 由题意知c=eq \r(49-24)=5,又e=eq \f(c,a)=eq \f(5,4),∴a=4,从而b=eq \r(c2-a2)=3.∴双曲线的渐近线方程为y=±eq \f(3,4)x,即3x±4y=0.
3.(多选题)(选择性必修1P146T11)已知常数a>0,点A(-a,0),B(a,0),动点M(不与A,B重合)满足:直线AM与直线BM的斜率之积为m(m≠0),动点M的轨迹与点A,B共同构成曲线C,则关于曲线C的下列说法正确的是( BCD )
A.当m<0时,曲线C表示椭圆
B.当m<-1时,曲线C表示焦点在y轴上的椭圆
C.当m>0时,曲线C表示双曲线,其渐近线方程为y=±eq \r(m)x
D.当m>-1且m≠0时,曲线C的离心率是eq \r(1+m)
[解析] 设M(x,y),则eq \f(y,x+a)·eq \f(y,x-a)=m,所以y2=m(x2-a2),即曲线C的方程为eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,ma2)=1,当m<0且m≠-1时,曲线C表示椭圆,A错误;当m<-1时,-ma2>a2,曲线C表示焦点在y轴上的椭圆,B正确;当m>0时,曲线C表示双曲线,其渐近线方程为y=±eq \r(m)x,C正确;当m>0时,曲线C表示双曲线,其离心率为eq \r(1+\f(ma2,a2))=eq \r(1+m),当-1
4.(2021·全国新高考Ⅱ)已知双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的离心率为2,则该双曲线的渐近线方程为 y=±eq \r(3)x .
[解析] 因为双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的离心率为2,
所以e=eq \r(\f(c2,a2))=eq \r(\f(a2+b2,a2))=2,所以eq \f(b2,a2)=3,
所以该双曲线的渐近线方程为y=±eq \f(b,a)x=±eq \r(3)x.
故答案为y=±eq \r(3)x.
5.(2023·新课标全国Ⅰ卷)已知双曲线C:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2.点A在C上,点B在y轴上,eq \(F1A,\s\up6(→))⊥eq \(F1B,\s\up6(→)),eq \(F2A,\s\up6(→))=-eq \f(2,3)eq \(F2B,\s\up6(→)),则C的离心率为 eq \f(3\r(5),5) .
[解析] 解法一:依题意,设|AF2|=2m,则|BF2|=3m=|BF1|,|AF1|=2a+2m,
在Rt△ABF1中,9m2+(2a+2m)2=25m2,则(a+3m)(a-m)=0,
故a=m或a=-3m(舍去),
所以|AF1|=4a,|AF2|=2a,|BF2|=|BF1|=3a,则|AB|=5a,
故cs∠F1AF2=eq \f(|AF1|,|AB|)=eq \f(4a,5a)=eq \f(4,5),
所以在△AF1F2中,cs∠F1AF2=eq \f(16a2+4a2-4c2,2×4a×2a)=eq \f(4,5),整理得5c2=9a2,故e=eq \f(c,a)=eq \f(3\r(5),5).
解法二:依题意,得F1(-c,0),F2(c,0),
令A(x0,y0),B(0,t),因为eq \(F2A,\s\up6(→))=-eq \f(2,3)eq \(F2B,\s\up6(→)),
所以(x0-c,y0)=-eq \f(2,3)(-c,t),则x0=eq \f(5,3)c,y0=-eq \f(2,3)t,
又eq \(F1A,\s\up6(→))⊥eq \(F1B,\s\up6(→)),所以eq \(F1A,\s\up6(→))·eq \(F1B,\s\up6(→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(8,3)c,-\f(2,3)t))(c,t)=eq \f(8,3)c2-eq \f(2,3)t2=0,
则t2=4c2,又点A在C上,则eq \f(\f(25,9)c2,a2)-eq \f(\f(4,9)t2,b2)=1,
整理得eq \f(25c2,9a2)-eq \f(4t2,9b2)=1,则eq \f(25c2,9a2)-eq \f(16c2,9b2)=1,
所以25c2b2-16c2a2=9a2b2,
即25c2(c2-a2)-16a2c2=9a2(c2-a2),
整理得25c4-50a2c2+9a4=0,则(5c2-9a2)(5c2-a2)=0,解得5c2=9a2或5c2=a2,
又e>1,所以e=eq \f(3\r(5),5)或e=eq \f(\r(5),5)(舍去),故e=eq \f(3\r(5),5).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
x∈R,y≤-a或y≥a
对称性
对称轴:坐标轴 对称中心:原点
顶点
顶点坐标:A1 (-a,0) ,A2 (a,0)
顶点坐标: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,+∞),其中c=eq \r(a2+b2)
实虚轴
线段A1A2叫做双曲线的 实轴 ,它的长|A1A2|= 2a ;线段B1B2叫做双曲线的 虚轴 ,它的长|B1B2|= 2b ; a 叫做双曲线的 实半轴长 ,b叫做双曲线的 虚半轴长
a、b、c
的关系
c2=a2+b2(c>a>0,c>b>0)
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