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高考数学一轮复习考点探究与题型突破第52讲双曲线(原卷版+解析)
展开1.双曲线的定义
把平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线.两个定点F1,F2叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.
2.双曲线的标准方程和简单几何性质
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)同支的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于实轴的弦),其长为eq \f(2b2,a).
(4)若P是双曲线上不同于实轴两端点的任意一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,则=eq \f(b2,tan \f(θ,2)),其中θ为∠F1PF2.
(5)与双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)有共同渐近线的方程可表示为eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=t(t≠0).
考点1 双曲线的定义及应用
[名师点睛]
在“焦点三角形”中,常利用正弦定理、余弦定理,结合||PF1|-|PF2||=2a,运用平方的方法,建立与|PF1|·|PF2|的联系.
[典例]
1.(2023·滨州质检)eq \r(x2+(y-3)2)-eq \r(x2+(y+3)2)=4表示的曲线方程为( )
A.eq \f(x2,4)-eq \f(y2,5)=1(x≤-2) B.eq \f(x2,4)-eq \f(y2,5)=1(x≥2)
C.eq \f(y2,4)-eq \f(x2,5)=1(y≤-2) D.eq \f(y2,4)-eq \f(x2,5)=1(y≥2)
2.已知F1,F2为双曲线C:x2-y2=2的左、右焦点,点P在C上,∠F1PF2=60°,则△F1PF2的面积为________.
[举一反三]
1.(2023·扬州、盐城、南通联考)已知双曲线C的离心率为eq \r(3),F1,F2是C的两个焦点,P为C上一点,|PF1|=3|PF2|,若△PF1F2的面积为eq \r(2),则双曲线C的实轴长为( )
A.1 B.2 C.3 D.6
2.已知F是双曲线eq \f(x2,4)-eq \f(y2,12)=1的左焦点,A(1,4),P是双曲线右支上的动点,则|PF|+|PA|的最小值为________.
3.(2023·广州模拟)过双曲线x2-eq \f(y2,4)=1的左焦点F1作一条直线l交双曲线左支于P,Q两点,若|PQ|=10,F2是双曲线的右焦点,则△PF2Q的周长是________.
考点2 双曲线的标准方程
[名师点睛]
求双曲线的标准方程的方法
(1)定义法:由题目条件判断出动点轨迹是双曲线,确定2a,2b或2c,从而求出a2,b2.
(2)待定系数法:“先定型,再定量”,如果焦点位置不好确定,可将双曲线方程设为eq \f(x2,m2)-eq \f(y2,n2)=λ(λ≠0),再根据条件求λ的值.
[典例]
1.(2023·北京)双曲线C:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1过点(eq \r(2),eq \r(3)),且离心率为2,则该双曲线的标准方程为( )
A.x2-eq \f(y2,3)=1 B.eq \f(x2,3)-y2=1
C.x2-eq \f(\r(3)y2,3)=1 D.eq \f(\r(3)x2,3)-y2=1
2.若双曲线经过点(3,eq \r(2)),且渐近线方程是y=±eq \f(1,3)x,则双曲线的标准方程是________.
[举一反三]
1.(2023·佛山调研)已知F1,F2分别为双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点,P为双曲线上一点,PF2与x轴垂直,∠PF1F2=30°,且虚轴长为2eq \r(2),则双曲线的标准方程为( )
A.eq \f(x2,4)-eq \f(y2,2)=1 B.eq \f(x2,3)-eq \f(y2,2)=1
C.eq \f(x2,4)-eq \f(y2,8)=1 D.x2-eq \f(y2,2)=1
2.与椭圆eq \f(x2,4)+y2=1共焦点且过点P(2,1)的双曲线标准方程是________.
3.已知双曲线C:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±eq \f(3,4)x,且其右焦点为(5,0),则双曲线C的标准方程为________.
考点3 双曲线的几何性质
[名师点睛]
1.求双曲线离心率或其取值范围的方法:
(1)直接求出a,c的值,利用离心率公式直接求解.
(2)列出含有a,b,c的齐次方程(或不等式),借助于b2=a2-c2消去b,转化为含有e的方程(或不等式)求解.
2.双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的渐近线可由eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=0即得两渐近线方程eq \f(x,a)±eq \f(y,b)=0.
[典例]
1.(2023·杭州模拟)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,P是双曲线C右支上一点,若|PF1|+|PF2|=4a,且∠F1PF2=60°,则双曲线C的渐近线方程是( )
A.eq \r(3)x±y=0 B.2x±eq \r(7)y=0
C.eq \r(3)x±2y=0 D.2x±eq \r(3)y=0
2.(2023·全国甲卷)已知F1,F2是双曲线C的两个焦点,P为C上一点,且∠F1PF2=60°,|PF1|=3|PF2|,则C的离心率为( )
A.eq \f(\r(7),2) B.eq \f(\r(13),2) C.eq \r(7) D.eq \r(13)
3.(2023·滨州模拟)已知F1,F2分别是双曲线C:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点,点P是双曲线C上在第一象限内的一点,若sin∠PF2F1=3sin∠PF1F2,则双曲线C的离心率的取值范围为( )
A.(1,2) B.(1,3)
C.(3,+∞) D.(2,3)
[举一反三]
1.(2023·济南模拟)已知双曲线eq \f(x2,m+1)-eq \f(y2,m)=1(m>0)的渐近线方程为x±eq \r(3)y=0,则m等于( )
A.eq \f(1,2) B.eq \r(3)-1
C.eq \f(\r(3)+1,2) D.2
2.(2023·石家庄模拟)已知点F是双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左焦点,点E是该双曲线的右顶点,过F且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点,若△ABE是锐角三角形,则该双曲线的离心率e的取值范围是( )
A.(1,+∞) B.(1,2)
C.(1,1+eq \r(2)) D.(2,1+eq \r(2))
3.(2023·全国Ⅱ卷)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
4.(多选)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 \f(2\r(3),3),右顶点为A,以A为圆心,b为半径作圆A,圆A与双曲线C的一条渐近线交于M、N两点,则( )
A.渐近线方程为y=±eq \r(3)x
B.渐近线方程为y=±eq \f(\r(3),3)x
C.∠MAN=60°
D.∠MAN=120°
5.(2023·湖北七市(州)联考)已知双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0),若双曲线存在一点P使eq \f(sin∠PF1F2,sin∠PF2F1)=eq \f(a,c),则该双曲线的离心率的取值范围是________.
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
焦点
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
焦距
|F1F2|=2c
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)
轴
实轴:线段A1A2,长:2a;虚轴:线段B1B2,长:2b,实半轴长:a,虚半轴长:b
离心率
e=eq \f(c,a)∈(1,+∞)
渐近线
y=±eq \f(b,a)x
y=±eq \f(a,b)x
a,b,c的关系
c2=a2+b2 (c>a>0,c>b>0)
第52讲 双曲线
1.双曲线的定义
把平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线.两个定点F1,F2叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.
2.双曲线的标准方程和简单几何性质
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)同支的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于实轴的弦),其长为eq \f(2b2,a).
(4)若P是双曲线上不同于实轴两端点的任意一点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,则=eq \f(b2,tan \f(θ,2)),其中θ为∠F1PF2.
(5)与双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)有共同渐近线的方程可表示为eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=t(t≠0).
考点1 双曲线的定义及应用
[名师点睛]
在“焦点三角形”中,常利用正弦定理、余弦定理,结合||PF1|-|PF2||=2a,运用平方的方法,建立与|PF1|·|PF2|的联系.
[典例]
1.(2023·滨州质检)eq \r(x2+(y-3)2)-eq \r(x2+(y+3)2)=4表示的曲线方程为( )
A.eq \f(x2,4)-eq \f(y2,5)=1(x≤-2) B.eq \f(x2,4)-eq \f(y2,5)=1(x≥2)
C.eq \f(y2,4)-eq \f(x2,5)=1(y≤-2) D.eq \f(y2,4)-eq \f(x2,5)=1(y≥2)
答案 C
解析 eq \r(x2+(y-3)2)的几何意义为点M(x,y)到点F1(0,3)的距离,eq \r(x2+(y+3)2)的几何意义为点M(x,y)到点F2(0,-3)的距离,则eq \r(x2+(y-3)2)-eq \r(x2+(y+3)2)=4表示点M(x,y)到点F1(0,3)的距离与到点F2(0,-3)的距离的差为4,且4<|F1F2|,所以点M的轨迹是以F1,F2为焦点的双曲线的下支,且该双曲线的实半轴长a=2,半焦距c=3,所以b2=c2-a2=5,则eq \r(x2+(y-3)2)-eq \r(x2+(y+3)2)=4表示的曲线方程为eq \f(y2,4)-eq \f(x2,5)=1(y≤-2).
2.已知F1,F2为双曲线C:x2-y2=2的左、右焦点,点P在C上,∠F1PF2=60°,则△F1PF2的面积为________.
答案 2eq \r(3)
解析 不妨设点P在双曲线的右支上,
则|PF1|-|PF2|=2a=2eq \r(2),
在△F1PF2中,由余弦定理,得
cs∠F1PF2=eq \f(|PF1|2+|PF2|2-|F1F2|2,2|PF1|·|PF2|)=eq \f(1,2),
∴|PF1|·|PF2|=8,
∴S△F1PF2=eq \f(1,2)|PF1|·|PF2|·sin 60°=2eq \r(3).
[举一反三]
1.(2023·扬州、盐城、南通联考)已知双曲线C的离心率为eq \r(3),F1,F2是C的两个焦点,P为C上一点,|PF1|=3|PF2|,若△PF1F2的面积为eq \r(2),则双曲线C的实轴长为( )
A.1 B.2 C.3 D.6
答案 B
解析 由题意知,|PF1|-|PF2|=2a,所以|PF2|=a,|PF1|=3a,
又离心率e=eq \f(c,a)=eq \r(3),|F1F2|=2c=2eq \r(3)a,
所以cs∠F1PF2=eq \f(9a2+a2-12a2,2·3a·a)=eq \f(-2a2,6a2)=-eq \f(1,3),
sin∠F1PF2=eq \f(2\r(2),3),
所以=eq \f(1,2)·a·3a·eq \f(2\r(2),3)=eq \r(2)a2=eq \r(2),
所以a=1,实轴长2a=2.
2.已知F是双曲线eq \f(x2,4)-eq \f(y2,12)=1的左焦点,A(1,4),P是双曲线右支上的动点,则|PF|+|PA|的最小值为________.
答案 9
解析 设双曲线的右焦点为F1,则由双曲线的定义,可知|PF|=4+|PF1|,
所以当|PF1|+|PA|最小时满足|PF|+|PA|最小.
由双曲线的图象,可知当点A,P,F1共线时,
满足|PF1|+|PA|最小,
|AF1|+4即|PF|+|PA|的最小值.
又|AF1|=5,故所求的最小值为9.
3.(2023·广州模拟)过双曲线x2-eq \f(y2,4)=1的左焦点F1作一条直线l交双曲线左支于P,Q两点,若|PQ|=10,F2是双曲线的右焦点,则△PF2Q的周长是________.
答案 24
解析 由题意,得|PF2|-|PF1|=2,|QF2|-|QF1|=2.
∵|PF1|+|QF1|=|PQ|=10,
∴|PF2|+|QF2|-10=4,∴|PF2|+|QF2|=14.
∴△PF2Q的周长是|PF2|+|QF2|+|PQ|=14+10=24.
考点2 双曲线的标准方程
[名师点睛]
求双曲线的标准方程的方法
(1)定义法:由题目条件判断出动点轨迹是双曲线,确定2a,2b或2c,从而求出a2,b2.
(2)待定系数法:“先定型,再定量”,如果焦点位置不好确定,可将双曲线方程设为eq \f(x2,m2)-eq \f(y2,n2)=λ(λ≠0),再根据条件求λ的值.
[典例]
1.(2023·北京)双曲线C:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1过点(eq \r(2),eq \r(3)),且离心率为2,则该双曲线的标准方程为( )
A.x2-eq \f(y2,3)=1 B.eq \f(x2,3)-y2=1
C.x2-eq \f(\r(3)y2,3)=1 D.eq \f(\r(3)x2,3)-y2=1
答案 A
解析 ∵e=eq \f(c,a)=2,则c=2a,b=eq \r(c2-a2)=eq \r(3)a,则双曲线的方程为eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,3a2)=1,
将点(eq \r(2),eq \r(3))的坐标代入双曲线的方程可得eq \f(2,a2)-eq \f(3,3a2)=eq \f(1,a2)=1,解得a=1,故b=eq \r(3),因此,双曲线的方程为x2-eq \f(y2,3)=1.
2.若双曲线经过点(3,eq \r(2)),且渐近线方程是y=±eq \f(1,3)x,则双曲线的标准方程是________.
答案 y2-eq \f(x2,9)=1
解析 设双曲线的方程是y2-eq \f(x2,9)=λ(λ≠0).因为双曲线过点(3,eq \r(2)),
所以λ=2-eq \f(9,9)=1,
故双曲线的标准方程为y2-eq \f(x2,9)=1.
[举一反三]
1.(2023·佛山调研)已知F1,F2分别为双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点,P为双曲线上一点,PF2与x轴垂直,∠PF1F2=30°,且虚轴长为2eq \r(2),则双曲线的标准方程为( )
A.eq \f(x2,4)-eq \f(y2,2)=1 B.eq \f(x2,3)-eq \f(y2,2)=1
C.eq \f(x2,4)-eq \f(y2,8)=1 D.x2-eq \f(y2,2)=1
答案 D
解析 由题意可知|PF1|=eq \f(4\r(3)c,3),|PF2|=eq \f(2\r(3)c,3),2b=2eq \r(2),
由双曲线的定义可得eq \f(4\r(3)c,3)-eq \f(2\r(3)c,3)=2a,即c=eq \r(3)a.
又b=eq \r(2),c2=a2+b2,
∴a=1,∴双曲线的标准方程为x2-eq \f(y2,2)=1.
2.与椭圆eq \f(x2,4)+y2=1共焦点且过点P(2,1)的双曲线标准方程是________.
答案 eq \f(x2,2)-y2=1
解析 法一 椭圆eq \f(x2,4)+y2=1的焦点坐标是(±eq \r(3),0).设双曲线标准方程为eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0),
因为双曲线过点P(2,1),所以eq \f(4,a2)-eq \f(1,b2)=1,又a2+b2=3,
解得a2=2,b2=1,所以所求双曲线的标准方程是eq \f(x2,2)-y2=1.
法二 设所求双曲线标准方程为eq \f(x2,4-λ)+eq \f(y2,1-λ)=1(1<λ<4),
将点P(2,1)的坐标代入可得eq \f(4,4-λ)+eq \f(1,1-λ)=1,解得λ=2(λ=-2舍去),
所以所求双曲线标准方程为eq \f(x2,2)-y2=1.
3.已知双曲线C:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±eq \f(3,4)x,且其右焦点为(5,0),则双曲线C的标准方程为________.
答案 eq \f(x2,16)-eq \f(y2,9)=1
解析 由题意得eq \f(b,a)=eq \f(3,4),c2=a2+b2=25,所以a=4,b=3,所以所求双曲线的标准方程为eq \f(x2,16)-eq \f(y2,9)=1.
考点3 双曲线的几何性质
[名师点睛]
1.求双曲线离心率或其取值范围的方法:
(1)直接求出a,c的值,利用离心率公式直接求解.
(2)列出含有a,b,c的齐次方程(或不等式),借助于b2=a2-c2消去b,转化为含有e的方程(或不等式)求解.
2.双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的渐近线可由eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=0即得两渐近线方程eq \f(x,a)±eq \f(y,b)=0.
[典例]
1.(2023·杭州模拟)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,P是双曲线C右支上一点,若|PF1|+|PF2|=4a,且∠F1PF2=60°,则双曲线C的渐近线方程是( )
A.eq \r(3)x±y=0 B.2x±eq \r(7)y=0
C.eq \r(3)x±2y=0 D.2x±eq \r(3)y=0
答案 C
解析 ∵F1,F2是双曲线的左、右焦点,
点P在双曲线右支上,
∴由双曲线的定义可得|PF1|-|PF2|=2a,
又知|PF1|+|PF2|=4a,
∴|PF1|=3a,|PF2|=a.
在△PF1F2中,由余弦定理的推论可得
cs 60°=eq \f(|PF1|2+|PF2|2-|F1F2|2,2|PF1|·|PF2|),
即eq \f(1,2)=eq \f((3a)2+a2-4c2,2×3a×a),∴3a2=10a2-4c2,
即4c2=7a2,又知b2+a2=c2,∴eq \f(b2,a2)=eq \f(3,4),
∴双曲线C的渐近线方程为y=±eq \f(\r(3),2)x,
即eq \r(3)x±2y=0.
2.(2023·全国甲卷)已知F1,F2是双曲线C的两个焦点,P为C上一点,且∠F1PF2=60°,|PF1|=3|PF2|,则C的离心率为( )
A.eq \f(\r(7),2) B.eq \f(\r(13),2) C.eq \r(7) D.eq \r(13)
答案 A
解析 设|PF2|=m,则|PF1|=3m,
在△F1PF2中,
|F1F2|=eq \r(m2+9m2-2×3m×m×cs 60°)=eq \r(7)m,
所以C的离心率e=eq \f(c,a)=eq \f(2c,2a)=eq \f(|F1F2|,|PF1|-|PF2|)=eq \f(\r(7)m,2m)=eq \f(\r(7),2).
3.(2023·滨州模拟)已知F1,F2分别是双曲线C:eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点,点P是双曲线C上在第一象限内的一点,若sin∠PF2F1=3sin∠PF1F2,则双曲线C的离心率的取值范围为( )
A.(1,2) B.(1,3)
C.(3,+∞) D.(2,3)
答案 A
解析 在△PF1F2中,
sin∠PF2F1=3sin∠PF1F2,
由正弦定理得,|PF1|=3|PF2|,
又点P是双曲线C上在第一象限内的一点,
所以|PF1|-|PF2|=2a,
所以|PF1|=3a,|PF2|=a,
在△PF1F2中,由|PF1|+|PF2|>|F1F2|,
得3a+a>2c,即2a>c,
所以e=eq \f(c,a)<2,
又e>1,所以1
1.(2023·济南模拟)已知双曲线eq \f(x2,m+1)-eq \f(y2,m)=1(m>0)的渐近线方程为x±eq \r(3)y=0,则m等于( )
A.eq \f(1,2) B.eq \r(3)-1
C.eq \f(\r(3)+1,2) D.2
答案 A
解析 由渐近线方程y=±eq \f(b,a)x=±eq \f(\r(3),3)x,所以eq \f(b,a)=eq \f(\r(3),3),
则eq \f(b2,a2)=eq \f(1,3),即eq \f(m,m+1)=eq \f(1,3),m=eq \f(1,2).
2.(2023·石家庄模拟)已知点F是双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左焦点,点E是该双曲线的右顶点,过F且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点,若△ABE是锐角三角形,则该双曲线的离心率e的取值范围是( )
A.(1,+∞) B.(1,2)
C.(1,1+eq \r(2)) D.(2,1+eq \r(2))
答案 B
解析 由题意易知点F的坐标为(-c,0),Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-c,\f(b2,a))),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-c,-\f(b2,a))),E(a,0),因为△ABE是锐角三角形,所以eq \(EA,\s\up6(→))·eq \(EB,\s\up6(→))>0,即eq \(EA,\s\up6(→))·eq \(EB,\s\up6(→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-c-a,\f(b2,a)))·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-c-a,-\f(b2,a)))>0,整理得3e2+2e>e4,∴e(e3-3e-3+1)<0,∴e(e+1)2(e-2)<0,解得e∈(0,2),又e>1,∴e∈(1,2).
3.(2023·全国Ⅱ卷)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
答案 B
解析 不妨设D位于第一象限,双曲线的渐近线方程为y=±eq \f(b,a)x,分别与x=a联立,可得D(a,b),E(a,-b),则|DE|=2b.
∴S△ODE=eq \f(1,2)×a×|DE|=eq \f(1,2)a×2b=ab=8,
∴c2=a2+b2≥2ab=16.
当且仅当a=b=2eq \r(2)时,等号成立.
∴c2的最小值为16,∴c的最小值为4,
∴C的焦距的最小值为2×4=8.
4.(多选)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 \f(2\r(3),3),右顶点为A,以A为圆心,b为半径作圆A,圆A与双曲线C的一条渐近线交于M、N两点,则( )
A.渐近线方程为y=±eq \r(3)x
B.渐近线方程为y=±eq \f(\r(3),3)x
C.∠MAN=60°
D.∠MAN=120°
答案 BC
解析 由题意可得e=eq \f(c,a)=eq \f(2\r(3),3),设c=2t,a=eq \r(3)t,t>0,则b=eq \r(c2-a2)=t,
所以圆A的圆心为(eq \r(3)t,0),半径长为t,
双曲线的渐近线方程为y=±eq \f(b,a)x,
即y=±eq \f(\r(3),3)x,
圆心A到渐近线的距离d=eq \f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(\r(3),3)×\r(3)t)),\r(1+\f(1,3)))=eq \f(\r(3),2)t,
所以弦长|MN|=2eq \r(t2-d2)=2eq \r(t2-\f(3,4)t2)=t=b,
可得△MNA是边长为b的等边三角形,即有∠MAN=60°.故选BC.
5.(2023·湖北七市(州)联考)已知双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0),若双曲线存在一点P使eq \f(sin∠PF1F2,sin∠PF2F1)=eq \f(a,c),则该双曲线的离心率的取值范围是________.
答案 (1,1+eq \r(2))
解析 在△PF1F2中,由正弦定理知
eq \f(|PF2|,sin∠PF1F2)=eq \f(|PF1|,sin∠PF2F1),又eq \f(sin∠PF1F2,sin∠PF2F1)=eq \f(a,c),
∴eq \f(|PF2|,|PF1|)=eq \f(a,c),
所以P在双曲线右支上,设P(x0,y0),如图,
又∵|PF1|-|PF2|=2a,∴|PF2|=eq \f(2a2,c-a).
由双曲线几何性质知|PF2|>c-a,
则eq \f(2a2,c-a)>c-a,即e2-2e-1<0,
∴1<e<1+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
焦点
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
焦距
|F1F2|=2c
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)
轴
实轴:线段A1A2,长:2a;虚轴:线段B1B2,长:2b,实半轴长:a,虚半轴长:b
离心率
e=eq \f(c,a)∈(1,+∞)
渐近线
y=±eq \f(b,a)x
y=±eq \f(a,b)x
a,b,c的关系
c2=a2+b2 (c>a>0,c>b>0)
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