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- 2021-05-13 发布
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2020-2021学年高考数学(理)考点:双曲线
1.双曲线的概念
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.
集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c>2a,其中a,c为常数且a>0,c>0.
2.双曲线的标准方程和几何性质
标准方程
-=1
(a>0,b>0)
-=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
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),A2(0,a)
渐近线
y=±x
y=±x
离心率
e=,e∈(1,+∞),其中c=
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)
概念方法微思考
1.平面内与两定点F1,F2的距离之差的绝对值等于常数2a的动点的轨迹一定为双曲线吗?为什么?
提示 不一定.当2a=|F1F2|时,动点的轨迹是两条射线;
当2a>|F1F2|时,动点的轨迹不存在;
当2a=0时,动点的轨迹是线段F1F2的中垂线.
2.与椭圆标准方程相比较,双曲线标准方程中,a,b只限制a>0,b>0,二者没有大小要求,若a>b>0,a=b>0,0b>0时,10时,e=(亦称等轴双曲线);当0.
1.(2020•天津)设双曲线的方程为,过抛物线的焦点和点的直线为.若的一条渐近线与平行,另一条渐近线与垂直,则双曲线的方程为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】抛物线的焦点坐标为,
则直线的方程为,
双曲线的方程为的渐近线方程为,
的一条渐近线与平行,另一条渐近线与垂直,
,,
,,
双曲线的方程为,
故选.
2.(2020•新课标Ⅰ)设,是双曲线的两个焦点,为坐标原点,点在上且,则△的面积为
A. B.3 C. D.2
【答案】B
【解析】由题意可得,,,
,
,
,
△为直角三角形,
,
,
,
,
,
△的面积为,
故选.
3.(2020•新课标Ⅲ)设双曲线的左、右焦点分别为,,离心率为.是上一点,且.若△的面积为4,则
A.1 B.2 C.4 D.8
【答案】A
【解析】由题意,设,,可得,,,,
可得,可得,
解得.
故选.
4.(2019•全国)已知双曲线,过的左焦点且垂直于轴的直线交于,两点,若以为直径的圆经过的右焦点,则的离心率为
A. B.2 C. D.
【答案】A
【解析】设双曲线的左焦点为,右焦点为,
以为直径的圆恰好过双曲线的右焦点,,
,
,
,
,
,
,
故选.
5.(2019•新课标Ⅲ)已知是双曲线的一个焦点,点在上,为坐标原点.若,则的面积为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】如图,不妨设为双曲线的右焦点,为第一象限点.
由双曲线方程可得,,,则,
则以为圆心,以3为半径的圆的方程为.
联立,解得,.
.
故选.
6.(2019•新课标Ⅲ)双曲线的右焦点为,点在的一条渐近线上,为坐标原点.若,则的面积为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】双曲线的右焦点为,,渐近线方程为:,不妨在第一象限,
可得,,,
所以的面积为:.
故选.
7.(2019•浙江)渐近线方程为的双曲线的离心率是
A. B.1 C. D.2
【答案】C
【解析】根据渐近线方程为的双曲线,可得,所以
则该双曲线的离心率为,
故选.
8.(2019•北京)已知双曲线的离心率是,则
A. B.4 C.2 D.
【答案】D
【解析】由双曲线,得,
又,得,即,
解得,.
故选.
9.(2019•新课标Ⅱ)设为双曲线的右焦点,为坐标原点,以为直径的圆与圆交于,两点.若,则的离心率为
A. B. C.2 D.
【答案】A
【解析】如图,
由,可知过点,,
由图可得,得.
故选.
10.(2019•新课标Ⅰ)双曲线的一条渐近线的倾斜角为,则的离心率为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】双曲线的渐近线方程为,
由双曲线的一条渐近线的倾斜角为,得,
则,
,
得,
.
故选.
11.(2018•天津)已知双曲线的离心率为2,过右焦点且垂直于轴的直线与双曲线交于,两点.设,到双曲线的同一条渐近线的距离分别为和,且,则双曲线的方程为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可得图象如图,是双曲线的一条渐近线
,即,,
,,,是梯形,
是的中点,,
,
所以,双曲线的离心率为2,可得,
可得:,解得.
则双曲线的方程为:.
故选.
12.(2018•天津)已知双曲线的离心率为2,过右焦点且垂直于轴的直线与双曲线交于,两点.设,到双曲线的同一条渐近线的距离分别为和,且,则双曲线的方程为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意可得图象如图,是双曲线的一条渐近线
,即,,
,,,是梯形,
是的中点,,
,
所以,双曲线的离心率为2,可得,
可得:,解得.
则双曲线的方程为:.
故选.
13.(2018•浙江)双曲线的焦点坐标是
A.,,, B.,
C., D.,
【答案】B
【解析】双曲线方程可得双曲线的焦点在轴上,且,,
由此可得,
该双曲线的焦点坐标为
故选.
14.(2018•新课标Ⅲ)已知双曲线的离心率为,则点到的渐近线的距离为
A. B.2 C. D.
【答案】D
【解析】双曲线的离心率为,
可得,即:,解得,
双曲线的渐近线方程为:,
点到的渐近线的距离为:.
故选.
15.(2018•新课标Ⅲ)设,是双曲线.的左,右焦点,是坐标原点.过作的一条渐近线的垂线,垂足为,若,则的离心率为
A. B.2 C. D.
【答案】C
【解析】双曲线.的一条渐近线方程为,
点到渐近线的距离,即,
,,
,
,
在三角形中,由余弦定理可得,
,
即,
即,
,
故选.
16.(2018•新课标Ⅱ)双曲线的离心率为,则其渐近线方程为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】双曲线的离心率为,
则,
即双曲线的渐近线方程为,
故选.
17.(2018•新课标Ⅰ)已知双曲线,为坐标原点,为的右焦点,过的直线与的两条渐近线的交点分别为,.若为直角三角形,则
A. B.3 C. D.4
【答案】B
【解析】双曲线的渐近线方程为:,渐近线的夹角为:,不妨设过的直线为:,
则:解得,,
解得:,
则.
故选.
18.(2017•全国)已知双曲线的右焦点为,直线与的右支有两个交点,则
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】双曲线的渐近线方程为
,
由直线与的右支有两个交点,
且直线经过右焦点,
可得,
故选.
19.(2017•天津)已知双曲线的右焦点为,点在双曲线的渐近线上,是边长为2的等边三角形为原点),则双曲线的方程为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】双曲线的右焦点为,点在双曲线的渐近线上,是边长为2的等边三角形为原点),
可得,,即,,
解得,,双曲线的焦点坐标在轴,所得双曲线方程为:.
故选.
20.(2017•新课标Ⅰ)已知是双曲线的右焦点,是上一点,且与轴垂直,点的坐标是,则的面积为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由双曲线的右焦点,
与轴垂直,设,,则,
则,
,则,,
的面积,
同理当时,则的面积,
故选.
21.(2017•新课标Ⅲ)已知双曲线的一条渐近线方程为,且与椭圆有公共焦点,则的方程为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】椭圆的焦点坐标,
则双曲线的焦点坐标为,可得,
双曲线的一条渐近线方程为,
可得,即,可得,解得,,
所求的双曲线方程为:.
故选.
22.(2017•新课标Ⅱ)若,则双曲线的离心率的取值范围是
A., B., C. D.
【答案】C
【解析】,则双曲线的离心率为:.
故选.
23.(2020•北京)已知双曲线,则的右焦点的坐标为 ;的焦点到其渐近线的距离是__________.
【答案】,
【解析】双曲线,则,则,则的右焦点的坐标为,
其渐近线方程为,即,
则点到渐近线的距离,
故答案为:,.
24.(2020•新课标Ⅲ)设双曲线的一条渐近线为,则的离心率为__________.
【答案】
【解析】由双曲线的方程可得渐近线的方程为:,
由题意可得,所以离心率,
故答案为:.
25.(2020•江苏)在平面直角坐标系中,若双曲线的一条渐近线方程为,则该双曲线的离心率是__________.
【答案】
【解析】双曲线的一条渐近线方程为,可得,所以,
所以双曲线的离心率为:,
故答案为:.
26.(2020•新课标Ⅰ)已知为双曲线的右焦点,为的右顶点,为上的点,且垂直于轴.若的斜率为3,则的离心率为__________.
【答案】2
【解析】为双曲线的右焦点,为的右顶点,
为上的点,且垂直于轴.所以,
若的斜率为3,可得:,
,代入上式化简可得,,
可得,,
解得.
故答案为:2.
27.(2019•上海)已知数列满足,,均在双曲线上,则__________.
【答案】
【解析】法一:由,可得,
,,
,,
求解极限可得.
方法二:当时,与渐近线平行,在轴的投影为1,渐近线倾斜角为,则,
故
故答案为:.
28.(2019•江苏)在平面直角坐标系中,若双曲线经过点,则该双曲线的渐近线方程是__________.
【答案】
【解析】双曲线经过点,
,解得,即.
又,该双曲线的渐近线方程是.
故答案为:.
29.(2019•新课标Ⅰ)已知双曲线的左、右焦点分别为,,过的直线与的两条渐近线分别交于,两点.若,,则的离心率为__________.
【答案】2
【解析】如图,
,为的中点,且为的中点,
为△的中位线,
又,,则.
设,,,,
点在渐近线上,
,得.
又为的中点,,
在渐近线上,
,得,则双曲线的离心率.
故答案为:2.
30.(2018•江苏)在平面直角坐标系中,若双曲线的右焦点到一条渐近线的距离为,则其离心率的值为__________.
【答案】2
【解析】双曲线的右焦点到一条渐近线的距离为,
可得:,
可得,即,
所以双曲线的离心率为:.
故答案为:2.
31.(2018•北京)若双曲线的离心率为,则__________.
【答案】4
【解析】双曲线的离心率为,
可得:,解得.
故答案为:4.
32.(2018•上海)双曲线的渐近线方程为__________.
【答案】
【解析】双曲线的,,焦点在轴上
而双曲线的渐近线方程为
双曲线的渐近线方程为
故答案为:.
33.(2017•上海)设双曲线的焦点为、,为该双曲线上的一点,若,则__________.
【答案】11
【解析】根据题意,双曲线的方程为:,
其中,
则有,
又由,
解可得或(舍
故,
故答案为:11.
34.(2017•北京)若双曲线的离心率为,则实数__________.
【答案】2
【解析】双曲线的离心率为,
可得:,
解得.
故答案为:2.
35.(2017•新课标Ⅰ)已知双曲线的右顶点为,以为圆心,为半径作圆,圆与双曲线的一条渐近线交于、两点.若,则的离心率为__________.
【答案】
【解析】双曲线的右顶点为,
以为圆心,为半径做圆,圆与双曲线的一条渐近线交于、两点.
若,可得到渐近线的距离为:,
可得:,即,可得离心率为:.
故答案为:.
36.(2017•江苏)在平面直角坐标系中,双曲线的右准线与它的两条渐近线分别交于点,,其焦点是,,则四边形的面积是__________.
【答案】
【解析】双曲线的右准线:,双曲线渐近线方程为:,
所以,,,,..
则四边形的面积是:.
故答案为:.
37.(2018•全国)双曲线,、为其左右焦点,是以为圆心且过原点的圆.
(1)求的轨迹方程;
(2)动点在上运动,满足,求的轨迹方程.
【解析】(1)由已知得,,故,所以、,
因为是以为圆心且过原点的圆,故圆心为,半径为4,
所以的轨迹方程为;
(2)设动点,,,
则,,
由,得,,,
即,解得,
因为点在上,所以,
代入得,
化简得.
38.(2017•上海)已知双曲线,直线,与交于、两点,为关于轴的对称点,直线与轴交于点;
(1)若点是的一个焦点,求的渐近线方程;
(2)若,点的坐标为,且,求的值;
(3)若,求关于的表达式.
【解析】(1)双曲线,点是的一个焦点,
,,,
的标准方程为:,
的渐近线方程为.
(2),双曲线为:,,,
,设,,
则有定比分点坐标公式,得:
,解得,,,
.
(3)设,,,,,
则,,,
由,得,
,,
由,得,
,,
,即,即,
,
化简,得,
或,
当,由,得,
由,得,
即,,代入,化简,得:
,解得或,
当时,满足,
当时,由,得(舍去),
综上,得.
强化训练
1.(2020•江西模拟)圆与双曲线的两条渐近线相切于、两点,若,则的离心率为
A. B. C.2 D.3
【答案】A
【解析】圆的圆心为,
双曲线的两条渐近线方程为,
由圆和两条渐近线都关于轴对称,可设,,,,
由题意可得,则,
由为切点,直线与渐近线垂直,
可得,则,
可得双曲线的离心率为,
故选.
2.(2020•红岗区校级模拟)已知双曲线的左、右焦点分别为、,过点且垂直于轴的直线与该双曲线的左支交于、两点,若的周长为24,则当取得最大值时,该双曲线的焦点到渐近线的距离为
A.1 B. C.2 D.
【答案】D
【解析】可设,由代入双曲线的方程可得,
则,,
由题意可得,
结合,上式化简可得,可得,
则,
设,,导数为,
当时,,递减;当时,,递增.
可得在处取得最大值.
即有,,即,
而焦点到渐近线的距离为,
故选.
3.(2020•湖北模拟)已知双曲线的右顶点为,为坐标原点,以为圆心的圆与双曲线的某一条渐近线交于两点,,若且,则双曲线的离心率为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】,,
又, 是等腰直角三角形,
,渐近线方程不妨为,即
则 到该渐近线的距离为
,
又,,
又,
由余弦定理,
得,
整理得,,
故选.
4.(2020•运城模拟)当变化时,对于双曲线,值不变的是
A.实轴长 B.虚轴长 C.焦距 D.离心率
【答案】D
【解析】由题意可得,,,显然双曲线实轴长,虚轴长,焦距都是变量;
而是常数.
故选.
5.(2020•镜湖区校级模拟)双曲线左、右焦点分别为,,一条渐近线与直线垂直,点在上,且,则
A.6或30 B.6 C.30 D.6或20
【答案】C
【解析】双曲线左、右焦点分别为,,一条渐近线与直线垂直,
可得,解得,
点在上,,所以在双曲线的右支上,
则.
故选.
6.(2020•香坊区校级一模)已知双曲线的右焦点为,过作双曲线一条渐近线的垂线,垂足为点,且与另一条渐近线交于点,若,则双曲线方程为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意可得,即,
双曲线的渐近线方程为,
设在渐近线上,可得,
若,则为的中点如图,
且,可得为等腰三角形,
则,
在直角三角形中,可得,
即,,
则双曲线的方程为.
故选.
7.(2020•二模拟)双曲线的左、右焦点分别为,,过其中一个焦点作轴的垂线,与交于,两点,若,则双曲线的离心率为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意可知,双曲线的通径为:,双曲线的左、右焦点分别为,,过其中一个焦点作轴的垂线,与交于,两点,若,
可得,即:,即,.
解得.
故选.
8.(2020•南岗区校级模拟)已知双曲线的右焦点为,和为双曲线上关于原点对称的两点,且在第一象限.连结并延长交于,连结,,若△是以为直角的等腰直角三角形,则双曲线的离心率为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设双曲线的半焦距为,,
由,,可得四边形为平行四边形,
则,且,
连接,由双曲线的定义可得,
又,
在直角三角形中,可得,①
在直角三角形中,可得,
化为,代入①可得,
即有,即.
故选.
9.(2020•安徽模拟)已知双曲线的离心率为2.则其渐近线的方程为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】双曲线的离心率为2.
可得:,即,
可得,
则双曲线的渐近线方程为:.
故选.
10.(2020•汉阳区校级模拟)已知为双曲线的右支上一点,、为其左、右焦点,且焦距的长度为6,为的角平分线,是与轴的交点,是坐标原点,满足,,则双曲线的离心率为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】如图,焦距的长度为6,满足,,
故,;
为的角平分线,
;
设,则;
△中,;①
△中,;②
联立①②可得:;
;
.
故选.
11.(2020•东湖区校级三模)已知、为双曲线的左、右焦点,点为右支上一点.若恰好被轴平分,且,则的渐近线方程为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】、为双曲线的左、右焦点,点为右支上一点,
若恰好被轴平分,
则垂直轴,因为,
所以,可得,,可得,
可得,则.
则的渐近线方程为.
故选.
12.(2020•辽宁模拟)已知,分别为双曲线的两个焦点,双曲线上的点到原点的距离为,且,则该双曲线的渐近线方程为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】,分别为双曲线的两个焦点,
不妨设双曲线的焦点坐标为、,
,所以,,
,,双曲线上的点到原点的距离为,所以,
,,,,,设,,,把点的坐标代入双曲线方程可得:,
该双曲线的渐近线方程.
故选.
13.(2020•碑林区校级模拟)双曲线的左、右焦点为,,以为圆心,为半径作圆,过作直线与圆切于点,若在双曲线的渐近线上,则双曲线的离心率为
A. B. C.2 D.
【答案】C
【解析】 为圆的切线,故,
又,,
,,
.
故选.
14.(2020•思明区校级一模)已知、为双曲线的左、右焦点,点在双曲线的右支上,线段与双曲线的左支交于点,,
,则双曲线的离心率为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】如图所示:,
不妨设,
,
,,
,,
在中,由余弦定理可得,
即,
解得,
,,
在△中,由余弦定理可得,
即,
整理可得,
即.
故选.
15.(2020•黄州区校级三模)已知双曲线,过左焦点作斜率为的直线与双曲线的一条渐近线相交于点,且在第一象限,若,则双曲线的离心率为
A. B. C.2 D.
【答案】A
【解析】由题意可得直线的方程为:,与渐近线联立,
可得,,
因为,即,
整理可得,,即,
因为,
解得.
故选.
16.(2020•吉林模拟)已知是双曲线的左焦点,为双曲线右支上一点,圆与轴的正半轴交点为,的最小值4,则双曲线的实轴长为
A. B.2 C. D.
【答案】B
【解析】由题意,,设为双曲线的右焦点,则,,,,.
,
三点,,共线时取等号.
所以,解得,故实轴长为2.
故选.
17.(2020•松原模拟)已知点是双曲线上一点,,分别为双曲线的左、右焦点,若△的外接圆半径为4,且为锐角,则
A.15 B.16 C.18 D.20
【答案】B
【解析】点是双曲线上一点,,,,,
△的外接圆半径为4,可得圆的圆心,圆的方程为:,不妨设在第一象限,
圆的方程与双曲线联立可得,
.
故选.
18.(2020•红岗区校级模拟)双曲线的渐近线方程是,则双曲线的焦距为
A.3 B.6 C. D.
【答案】B
【解析】双曲线的渐近线方程是,
可得,所以,
所以双曲线的焦距为6.
故选.
19.(2020•龙潭区校级模拟)设双曲线的渐近线方程为,则双曲线的离心率为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】双曲线的渐近线方程为,
可得,所以,即,
所以双曲线的离心率为:.
故选.
20.(2020•运城模拟)过双曲线的左焦点且斜率为的直线与双曲线的两条渐近线分别交于,两点,与轴交于点,若,则双曲线的离心率等于
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】依题意可知点在第二象限,点在第一象限,直线方程为,
由得,由得,,
由,可得,即整理得,
又因为,所以,得,
所以.
故选.
21.(2020•大同模拟)已知双曲线的右焦点,半焦距,点到直线的距离为,过点作双曲线的两条互相垂直的弦,,设,的中点分别为,.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)证明:直线必过定点,并求出此定点的坐标.
【解析】(1)由题意可得,,,解得:,,
所以双曲线的方程为:;
(2)证明:设设过的弦所在的直线方程为:,,,,,
则有中点,,
联立直线与双曲线的方程:整理可得:,
因为弦与双曲线有两个交点,所以,
,所以,
所以,;
当时,点即是,此时直线为轴;
当时,将的坐标中的换成,
同理可得的坐标,,
①当直线不垂直于轴时,
直线的斜率,
将代入方程可得直线,
化简可得,
所以直线恒过定点;
②当直线垂直于轴时,可得,直线也过定点;
综上所述直线恒过定点.
22.(2019•陕西三模)设离心率为3,实轴长为1的双曲线的左焦点为,顶点在原点的抛物线的准线经过点,且抛物线的焦点在轴上.
求抛物线的方程;
(Ⅱ)若直线与抛物线交于不同的两点,,且满足,求的最小值.
【解析】离心率为3,实轴长为1,即,,
可得,,,
可设抛物线的方程为,,
可得,即,
可得抛物线的方程为;
(Ⅱ)设直线的方程为,设点,、,,
则,,
将直线的方程与抛物线的方程联立,得,
由韦达定理得,,
,,即,
由△恒成立,
则
,
当且仅当时,取得最小值12.
23.(2019•天河区校级三模)已知双曲线的焦点在轴上,焦距为4,且的渐近线方程为.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线与椭圆及双曲线都有两个不同的交点,且与的两个交点和满足(其中为原点),求的取值范围.
【解析】(1)根据题意,的渐近线方程为,则设双曲线的方程为,则,,
又双曲线的焦距为4,则,即,
于是由,
故的方程为;
(2)根据题意,将代入得,
由直线与椭圆有两个不同的交点得,即,①
将代入得,
由直线与双曲线有两个不同的交点,,
则有,即且,②
设,,,,则,,
则得,
而,
于是,解此不等式得,或,③
由①,②,③得,或,
故的取值范围为.
24.(2019•龙岩模拟)双曲线的左右顶点分别为,,动直线垂直的实轴,且交于不同的两点,,直线与直线的交点为.
(1)求点的轨迹的方程;
(2)过点作的两条互相垂直的弦,,证明:过两弦,中点的直线恒过定点.
【解析】(1)因为,,
设,,,则,,且,①,
因为动直线交双曲线于不同的两点,,所以且,
因为直线的方程为,②,
直线的方程为,③,
由②③得,
把①代入上式得,化简得,
所以点的轨迹的方程为.
(2)依题意得直线与直线斜率均存在且不为0,
设直线的方程为,则直线的方程为,
联立,得,
则△,
设,,,,则,,
所以的中点,,
同理的中点,,
所以直线的斜率为,
所以直线的方程为,
整理得,
所以直线恒过定点,,即过两弦,中点的直线恒过定点,.
25.(2019•丹东一模)已知离心率为2的双曲线的一个焦点到一条渐近线的距离为.
(1)求双曲线的方程;
(2)设,分别为的左右顶点,为异于,一点,直线与分别交轴于,两点,求证:以线段为直径的圆经过两个定点.
【解析】(1)设,因为离心率为2,所以,.
所以的渐近线为,由,得.
于是,,故的方程为.
(2)方法一、设,,因为,,
可得直线与方程为,.
由题设,所以,,,
中点坐标,于是圆的方程为.
因为,所以圆的方程可化为.
当时,,因此经过两个定点和.
方法二、设,,因为,,
可得直线与方程为,,
由题设,所以,.
设是圆上点,则,即,
于是圆的方程为.
因为,所以圆的方程可化为.
当时,,因此经过两个定点和.
26.(2019•浦东新区一模)已知双曲线的左、右焦点分别是、,左、右两顶点分别是、,弦和所在直线分别平行于轴与轴,线段的延长线与线段相交于点(如图).
(1)若是的一条渐近线的一个方向向量,试求的两渐近线的夹角;
(2)若,,,,试求双曲线的方程;
(3)在(1)的条件下,且,点与双曲线的顶点不重合,直线和直线与直线分别相交于点和,试问:以线段为直径的圆是否恒经过定点?若是,请求出定点的坐标;若不是,试说明理由.
【解析】(1)双曲线的渐近线方程为:
即,所以,
从而,,
所以.
(2)设,,则由条件知:,,即.
所以,,
代入双曲线方程知:
双曲线的方程:,
(3)因为,所以,由(1)知,,所以的方程为:,
令,,所以,,令,所以,,令,所以,
故以为直径的圆的方程为:,
即,
即,
若以为直径的圆恒经过定点
于是
所以圆过轴上两个定点和.
27.(2018•临川区校级模拟)已知曲线是中心在原点,焦点在轴上的双曲线的右支,它的离心率刚好是其对应双曲线的实轴长,且一条渐近线方程是,线段是过曲线右焦点的一条弦,是弦的中点.
(1)求曲线的方程;
(2)当点在曲线上运动时,求点到轴距离的最小值;
(3)若作出直线,使点在直线上的射影满足.当点在曲线上运动时,求的取值范围.【参考公式:若,为双曲线右支上的点,为右焦点,则.为离心率)】
【解析】(1)设双曲线的方程为,
由题意可得,,
由,解得,,,
即有曲线的方程是;
(2)由(1)知,曲线的右焦点的坐标为,若弦的斜率存在,
则弦的方程为:,代入双曲线方程得:
,
设点,, ,,
由△,可得,显然成立;
,,
解得,
点到轴距离:,
而当弦的斜率不存在时,点到轴距离为.
所以点到轴距离的最小值为2.
(3)点在直线上的射影满足,,
到直线的距离为①
由焦半径公式,
可得②
将②代入①,得:,
,且,
.
28.(2018•青岛二模)在平面直角坐标系中,点、分别为双曲线的左、右焦点,双曲线的离心率为2,点在双曲线上.不在轴上的动点与动点关于原点对称,且四边形的周长为.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)已知动直线与轨迹交于不同的两点、,且与圆交于不同的两点、,当变化时,恒为定值,求常数的值.
【解析】(1)点、分别为,,,
由已知,
,
,,
点在双曲线上,
,
则,
即,
解得,,
,
连接,
,,
四边形为平行四边形,
四边形的周长为,
,
动点的轨迹是以,分别为左、右焦点,长轴长为的椭圆,(除去左右定点),
(2)设,,,,由题意:得,
,,
又△,
,
又直线到定圆圆心的距离为,
,
为定值,
为定值),
化简得,
且,
,
解得.
29.(2018•浦东新区二模)已知双曲线.
(1)求以右焦点为圆心,与双曲线的渐近线相切的圆的方程;
(2)若经过点的直线与双曲线的右支交于不同两点、,求线段的中垂线在轴上截距的取值范围.
【解析】(1)双曲线的右焦点为,,渐近线方程为:.
到渐近线的距离为,
圆的方程为.
(2)设经过点的直线方程为,,,,,
联立方程组,消去得:,
,解得.
的中点为,,
线段的中垂线方程为:,
令得截距.
即线段的中垂线在轴上截距的取值范围是.
30.(2018•青岛二模)在平面直角坐标系中,点、分别为双曲线的左、右焦点,双曲线的离心率为2,点在双曲线上.不在轴上的动点与动点关于原点对称,且四边形的周长为.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)在动点的轨迹上有两个不同的点,、,,线段的中点为,已知点,在圆上,求的最大值,并判断此时的形状.
【解析】(1)设,分别为,
可得,,
又点在双曲线上,,
解得,.
连接,,,四边形的周长为平行四边形.
四边形,动点的轨迹是以点、分别为左右焦点的椭圆(除左右顶点),
动点的轨迹方程;
(2),,.
.
当时取最值,
此时,为直角三角形.