圓錐曲線方程 雙曲線 知識點 典型例題 考點 練習

2022-06-17 22:24:05 字數 4662 閱讀 6992

知識點一雙曲線定義的應用

已知定點a(0,7),b(0,-7),c(12,2),以c為乙個焦點作過a,b的橢圓,求另一焦點的軌跡方程.

解設f(x,y)為軌跡上任意一點,

∵a、b兩點在以c,f為焦點的橢圓上

∴|fa|+|ca|=|fb|+|cb|,

∴|fa|-|fb|=|cb|-|ca|=2

∴f的軌跡方程為:y2-=1 (y≤-1).

知識點二求雙曲線的標準方程

設雙曲線與橢圓+=1有相同的焦點,且與橢圓相交,乙個交點a的縱座標為4,求此雙曲線的標準方程.

解方法一設雙曲線的標準方程為-=1(a>0,b>0),由題意知c2=36-27=9,c=3.

又點a的縱座標為4,則橫座標為±,於是有

解得所以雙曲線的標準方程為-=1.

方法二將點a的縱座標代入橢圓方程得a(±,4),又兩焦點分別為f1(0,3),f2(0,-3).所以

2a=|-

|=4,

即a=2,b2=c2-a2=9-4=5,

所以雙曲線的標準方程為-=1.

方法三若考慮到雙曲線與橢圓有相同的焦點,則可設雙曲線為+=1(27<λ<36),再將點a(±,4)代入求λ,進而求方程,不過這種解題方法有一定的技巧性.

知識點三雙曲線在實際中的應用

a、b、c是我方三個炮兵陣地,a在b正東6 km,c在b的北偏西30°相距4 km,p為敵炮陣地,某時刻a處發現敵炮陣地的某種訊號,由於b、c兩地比a距p地遠,因此4 s後,b、c才同時發現這一訊號,此訊號的傳播速度為1 km/s,a若炮擊p地,求炮擊的方位角.

解以直線ba為x軸,線段ba的中垂線為y軸建立平面直角座標系,

則b(-3,0),a(3,0),c(-5,2)

∵|pb|=|pc|,

∴點p**段bc的垂直平分線上

∵kbc=-,bc中點d(-4,)

∴直線pd:y-=(x+4)①

又|pb|-|pa|=4,

∴p在以a、b為焦點的雙曲線右支上

設p(x,y)則雙曲線方程為-=1(x>0)②

聯立①、②式得x=8,y=5,

∴p(8,5),因此kpa==.

故炮擊的方位角為北偏東30°.

知識點四雙曲線幾何性質的簡單應用

已知雙曲線漸近線的方程為2x±3y=0.

(1)若雙曲線經過p(,2),求雙曲線方程;

(2)若雙曲線的焦距是2,求雙曲線方程;

(3)若雙曲線頂點間的距離是6,求雙曲線方程.

解 (1)設雙曲線的方程為4x2-9y2=λ(λ≠0),

∵雙曲線過點p(,2),

∴4×6-9×4=λ,即λ=-12

∴雙曲線的方程為:-+y2=1.

(2)設雙曲線方程為

-=1,或-=1(a>0,b>0).

∵c2=a2+b2,∴13=a2+b2.

由漸近線斜率得=,或=,

故由或解得或

∴所求雙曲線方程為-=1,或-=1.

(3)由(2)所設方程可得:

或解得或

故所求雙曲線方程為-=1,或-=1.

知識點五求雙曲線的離心率

(1)已知雙曲線的漸近線方程為y=±x,則雙曲線的離心率為________;

(2)設雙曲線-=1(b>a>0)的半焦距為c,直線l過(a,0)、(0,b)兩點.已知原點到直線l的距離為c,則雙曲線的離心率為________.

解析 (1)當焦點在x軸上時,其漸近線方程為y=±x,依題意,=,e2===1+=,

∴e=;

當焦點在y軸上時,其漸近線方程為y=±x,

依題意=,e2===1+=,

∴e=.

(2)直線l的方程為+=1,即bx+ay-ab=0.

於是有=c,即ab=c2.

兩邊平方得16a2b2=3c4,∴16a2(c2-a2)=3c4.

即3c4-16a2c2+16a4=0,∴3e4-16e2+16=0.

解得e2=4,或e2=,

∵b>a>0,∴>1,

∴e2==1+>2,故e2=4,∴e=2.

答案 (1)或 (2)2

知識點六直線與雙曲線

直線l在雙曲線-=1上截得的弦長為4,其斜率為2,求直線l在y軸上的截距m.

解設直線l的方程為y=2x+m,

由得10x2+12mx+3(m2+2)=0.

設直線l與雙曲線交於a(x1,y1),b(x2,y2)兩點,

由韋達定理,得x1+x2=-m,x1x2=(m2+2).

又y1=2x1+m,y2=2x2+m,

∴y1-y2=2(x1-x2),

∴|ab|2=(x1-x2)2+(y1-y2)2

=5(x1-x2)2

=5[(x1+x2)2-4x1x2]

=5[m2-4×(m2+2)].

∵|ab|=4,∴m2-6(m2+2)=16.

∴3m2=70,m=±.

∴直線l在y軸上的截距為±.

考題賞析

1.(全國ⅱ高考)設a>1,則雙曲線-=1的離心率e的取值範圍是(  )

a.(,2b.(,)

c.(2,5d.(2,)

解析 ∵雙曲線方程為-=1,

∴c=.

∴e===.

又∵a>1,∴0<<1.∴1<+1<2.

∴1<2<4.∴答案 b

2.(重慶高考)已知雙曲線-=1 (a>0,b>0)的一條漸近線為y=kx (k>0),離心率e=k,則雙曲線方程為(  )

a.-=1b.-=1

c.-=1d.-=1

解析雙曲線的漸近線方程可表示為y=±x,由已知可得k=.又離心率e==k,所以k=.

即=,故a=2b.

答案 c

3.(湖北高考)

如圖所示,在以點o圓心,|ab|=4為直徑的半圓adb中,od⊥ab,p是半圓弧上一點,∠pob=30°.曲線c是滿足||ma| |mb||為定值的動點m的軌跡,且曲線c過點p.

(1)建立適當的平面直角座標系,求曲線c的方程;

(2)設過點d的直線l與曲線c相交於不同的兩點e、f.若△oef的面積不小於2,求直線l斜率的取值範圍.

解 (1)方法一以o為原點

,ab、od所在直線分別為x軸、y軸,建立平面直角座標系,

則a(-2,0),b(2,0),p(,1),

依題意得||ma|-|mb||

=|pa ||pb| = <|ab|=4.

∴曲線c是以原點為中心,a、b為焦點的雙曲線.

設實半軸長為a,虛半軸長為b,半焦距為c,

則c=2,2a=2,∴a2=2,b2 = c2 a2=2.

∴曲線c的方程為.

方法二同方法一建立平面直角座標系,則依題意可得

||ma||mb||=|pa||pb|<|ab|=4.

∴曲線c是以原點為中心,a、b為焦點的雙曲線.

設雙曲線的方程為(a>0,b>0),

則由 解得a2 = b2 = 2,

∴曲線c的方程為

(2)方法一依題意,可設直線l的方程為y=kx+2,代入雙曲線c的方程並整理得(1k2)x2-4kx6=0.①

∵直線l與雙曲線c相交於不同的兩點e、f,

∴∴k∈(-,-1)∪(-1,1)∪(1,).②

設e(x1,y1),f(x2,y2),則由①式得

x1+x2=,x1x2=-,

於是|ef|=

==·=·.

而原點o到直線l的距離d=,

∴s△oef=d·|ef|

=···=.

若△oef的面積不小於2,即s△oef≥2,

則有≥2k4-k2-2≤0,

解得-≤k≤.③

綜合②、③知,直線l的斜率的取值範圍為

[-,-1)∪(-1,1)∪(1,].

方法二依題意,可設直線l的方程為y=kx+2,

代入雙曲線c的方程並整理,

得(1-k2)x2-4kx-6=0.①

∵直線l與雙曲線c相交於不同的兩點e、f,

∴∴k∈(-,-1)∪(-1,1)∪(1,).②

設e(x1,y1),f(x2,y2),則由①式得

|x1-x2|==

=,③當e,f在同一支上時(如圖(1)所示),

s△oef=|s△odf-s△ode|=|od|·(||x1|-|x2||)

=|od|·|x1-x2|;

當e,f在不同支上時(如圖(2)所示),

s△oef=s△odf+s△ode=|od|·(|x1|+|x2|)

=|od|·|x1-x2|.

綜上得s△oef=|od|·|x1-x2|.

於是由|od|=2及③式,得s△oef=.

若△oef面積不小於2,即s△oef≥2,則有

≥2k4-k2-2≤0,解得-≤k≤.④

綜合②、④知,直線l的斜率的取值範圍為

[-,-1)∪(-1,1)∪(1,]

.1.實軸長為4且過點a(2,-5)的雙曲線的標準方程是(  )

a.-=1b.-=1

c.-=1d.-=1

答案 b

解析由題意知2a=4,a2=20,

若雙曲線焦點在x軸上,則可設方程為-=1,

代入點a(2,-5),得:-=1,即=,矛盾.

因此設雙曲線的方程為-+=1.代入a(2,-5),得:=-1+=,∴b2=16.故選b.

2.如果雙曲線-=1的兩條漸近線互相垂直,則雙曲線的離心率為(  )

ab.2cd.2

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