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双曲线经典例题讲解

第一部分 双曲线相关知识点讲解一.双曲线的定义及双曲线的标准方程:1 双曲线定义:到两个定点F 1与F 2的距离之差的绝对值等于定长(<|F 1F 2|)的点的轨迹(21212F F a PF PF <=-(a 为常数))这两个定点叫双曲线的焦点.要注意两点:(1)距离之差的绝对值.(2)2a <|F 1F 2|,这两点与椭圆的定义有本质的不同.当|MF 1|-|MF 2|=2a 时,曲线仅表示焦点F 2所对应的一支; 当|MF 1|-|MF 2|=-2a 时,曲线仅表示焦点F 1所对应的一支; 当2a =|F 1F 2|时,轨迹是一直线上以F 1、F 2为端点向外的两条射线; 当2a >|F 1F 2|时,动点轨迹不存在.2.双曲线的标准方程:12222=-b y a x 和12222=-bx a y (a >0,b >0).这里222a c b -=,其中|1F 2F |=2c.要注意这里的a 、b 、c 及它们之间的关系与椭圆中的异同.3.双曲线的标准方程判别方法是:如果2x 项的系数是正数,则焦点在x 轴上;如果2y 项的系数是正数,则焦点在y 轴上.对于双曲线,a 不一定大于b ,因此不能像椭圆那样,通过比较分母的大小来判断焦点在哪一条坐标轴上.4.求双曲线的标准方程,应注意两个问题:⑴ 正确判断焦点的位置;⑵ 设出标准方程后,运用待定系数法求解.二.双曲线的外部:(1)点00(,)P x y 在双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的部2200221x y a b ⇔->.(2)点00(,)P x y 在双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的外部2200221x y a b ⇔-<.三.双曲线的方程与渐近线方程的关系(1)若双曲线方程为12222=-b y a x ⇒渐近线方程:22220x y a b -=⇔x aby ±=.(2)若渐近线方程为x aby ±=⇔0=±b y a x ⇒双曲线可设为λ=-2222b y a x .(3)若双曲线与12222=-b y a x 有公共渐近线,可设为λ=-2222by a x (0>λ,焦点在x 轴上,0<λ,焦点在y 轴上).四.双曲线的简单几何性质22a x -22by =1(a >0,b >0) ⑴围:|x |≥a ,y ∈R⑵对称性:关于x 、y 轴均对称,关于原点中心对称 ⑶顶点:轴端点A 1(-a ,0),A 2(a ,0) ⑷渐近线:①若双曲线方程为12222=-b y a x ⇒渐近线方程⇒=-02222b y a x x aby ±=②若渐近线方程为x aby ±=⇒0=±b y a x ⇒双曲线可设为λ=-2222b y a x③若双曲线与12222=-b y a x 有公共渐近线,可设为λ=-2222by a x (0>λ,焦点在x 轴上,0<λ,焦点在y 轴上)④与双曲线12222=-b y a x 共渐近线的双曲线系方程是λ=-2222by a x )0(≠λ⑤ 与双曲线12222=-by a x 共焦点的双曲线系方程是12222=--+k b y k a x 六.弦长公式:若直线y kx b =+与圆锥曲线相交于两点A 、B ,且12,x x 分别为A 、B 的横坐标,则AB 2121k x +-,若12,y y 分别为A 、B 的纵坐标,则AB =21211y y k-+。

第二部分 典型例题分析题型1:运用双曲线的定义例1. 如图所示,F 为双曲线1169:22=-y x C 的左 焦点,双曲线C 上的点i P 与()3,2,17=-i P i 关于y 轴对称,则F P F P F P F P F P F P 654321---++的值是( ) A .9 B .16 C .18 D .27[解析] =-F P F P 61=-F P F P 52643=-F P F P ,选C练习:设P 为双曲线11222=-y x 上的一点F 1、F 2是该双曲线的两个焦点,若|PF 1|:|PF 2|=3:2,则△PF 1F 2的面积为 ( )A .36B .12C .312D .24解析:2:3||:||,13,12,121====PF PF c b a 由 ①又,22||||21==-a PF PF ② 由①、②解得.4||,6||21==PF PF,52||,52||||2212221==+F F PF PF为21F PF ∴直角三角形,.124621||||212121=⨯⨯=⋅=∴∆PF PF S F PF 故选B 。

题型2 求双曲线的标准方程例2 已知双曲线C 与双曲线162x -42y =1有公共焦点,且过点(32,2).求双曲线C的方程.解:设双曲线方程为22a x -22by =1.由题意易求c =25.又双曲线过点(32,2),∴22)23(a -24b =1.又∵a 2+b 2=(25)2,∴a 2=12,b 2=8.故所求双曲线的方程为122x -82y =1.练习:1已知双曲线的渐近线方程是2x y ±=,焦点在坐标轴上且焦距是10,则此双曲线的方程为 ; 解:设双曲线方程为λ=-224y x , 当0>λ时,化为1422=-λλy x ,2010452=∴=∴λλ, 当0<λ时,化为1422=---λλy y ,2010452-=∴=-∴λλ, 综上,双曲线方程为221205x y -=或120522=-x y 2.已知点(3,0)M -,(3,0)N ,(1,0)B ,动圆C 与直线MN 切于点B ,过M 、N 与圆C 相切的两直线相交于点P ,则P 点的轨迹方程为A .221(1)8y x x -=<- B .221(1)8y x x -=> C .1822=+y x (x > 0) D .221(1)10y x x -=> [解析]2=-=-BN BM PN PM ,P 点的轨迹是以M 、N 为焦点,实轴长为2的双曲线的右支,选B题型3 与渐近线有关的问题 例3.焦点为(0,6),且与双曲线1222=-y x 有相同的渐近线的双曲线方程是A .1241222=-y xB .1241222=-x y C .1122422=-x y D .1122422=-y x [解析]从焦点位置和具有相同的渐近线的双曲线系两方面考虑,选B练习:过点(1,3)且渐近线为x y 21±=的双曲线方程是解:设所求双曲线为()2214x y k-= 点(1,3)代入:135944k =-=-.代入(1):22223541443535x y x y -=-⇒-=即为所求. 题型4 弦中点问题——设而不求法例4. 双曲线122=-y x 的一弦中点为(2,1),则此弦所在的直线方程为 ( ) A. 12-=x y B. 22-=x y C. 32-=x y D. 32+=x y解:设弦的两端分别为()()1,12,2,A x y B x y .则有:()()222222111212121222121222101x y y y x x x x y y x x y y x y ⎧-=-+⇒---=⇒=⎨-+-=⎩. ∵弦中点为(2,1),∴121242x x y y +=⎧⎨+=⎩.故直线的斜率121212122y y x xk x x y y -+===-+.则所求直线方程为:()12223y x y x -=-⇒=-,故选C.练习:1.在双曲线1222=-y x 上,是否存在被点M (1,1)平分的弦?如果存在,求弦所在的直线方程;如不存在,请说明理由.【错解】假定存在符合条件的弦AB ,其两端分别为:A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).那么:()()()()()22111212121222221112011212x y x x x x y y y y x y ⎧-=⎪⎪⇒-+--+=⎨⎪-=⎪⎩.∵M (1,1)为弦AB 的中点,∴()()()1212121212122022AB x x y y x x y y k y y x x +=⎧----=∴==⎨+=-⎩代入1:2, 故存在符合条件的直线AB ,其方程为:()12121y x y x -=-=-,即. 这个结论对不对呢?我们只须注意如下两点就够了:其一:将点M (1,1)代入方程1222=-y x ,发现左式=1-1122=<1,故点M (1,1)在双曲线的外部;其二:所求直线AB 的斜率2AB k =,而双曲线的渐近线为y =.这里2,说明所求直线不可能与双曲线相交,当然所得结论也是荒唐的.问题出在解题过程中忽视了直线与双曲线有公共点的条件. 【正解】在上述解法的基础上应当加以验证.由()()222221221224302221y x x x x x y x ⎧-=⎪⇒--=⇒-+=⎨⎪=-⎩这里16240∆=-,故方程(2)无实根,也就是所求直线不合条件. 结论;不存在符合题设条件的直线.2. 已知双曲线1222=-y x ,问过点A (1,1)能否作直线l ,使l 与双曲线交于P 、Q 两点,并且A 为线段PQ 的中点?若存在,求出直线l 的方程,若不存在,说明理由。

解:设符合题意的直线l 存在,并设),(21x x P 、),(22y x Q则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=-)2(12)1(1222222121y x y x ﹙1﹚)2(-得))((2121x x x x +- )3())((212121y y y y +-=因为A (1,1)为线段PQ 的中点,所以⎩⎨⎧=+=+)5(2)4(22121y y x x 将(4)、(5)代入(3)得)(212121y y x x -=- 若21x x ≠,则直线l 的斜率22121=--=x x y y k ,其方程为012=--y x⎪⎩⎪⎨⎧=--=121222y x x y 得03422=+-x x 根据08<-=∆,说明所求直线不存在。

3.已知中心在原点,顶点A 1、A 2在x 轴上,离心率e =321的双曲线过点P (6,6) (1)求双曲线方程 (2)动直线l 经过△A 1PA 2的重心G ,与双曲线交于不同的两点M 、N ,问 是否存在直线l ,使G 平分线段MN ,证明你的结论解 (1)如图,设双曲线方程为2222b y a x -=1 由已知得321,16622222222=+==-a b a e b a ,解得a 2=9,b 2=12 所以所求双曲线方程为12922y x -=1(2)P 、A 1、A 2的坐标依次为(6,6)、(3,0)、(-3,0),∴其重心G 的坐标为(2,2) 假设存在直线l ,使G (2,2)平分线段MN ,设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2) 则有22121112221212224129108124,493129108x x x y y y y y x x x y ⎧+=-=⎧-⎪⇒==⎨⎨+=--=⎪⎩⎩,∴k l =34∴l 的方程为 y =34 (x -2)+2,由⎪⎩⎪⎨⎧-==-)2(3410891222x y y x ,消去y ,整理得x 2-4x +28=0 ∵Δ=16-4×28<0,∴所求直线l 不存在题型5 综合问题1.已知中心在原点的双曲线C 的右焦点为()2,0,右顶点为).(Ⅰ)求双曲线C 的方程(Ⅱ)若直线:=l y kx A 和B 且2•>OA OB (其中O 为原点),求k 的取值围解(1)设双曲线方程为22221-=x y a b由已知得2=a c ,再由2222+=a b ,得21=b故双曲线C 的方程为2213-=x y . (2)将=y kx 2213-=x y得22(13)90---=k x 由直线l与双曲线交与不同的两点得()222213036(13)36(1)0⎧-≠⎪⎨∆=+-=->⎪⎩k k 即213≠k 且21<k . ① 设(),,(,),A A A B A x y B x y ,则229,1313-+==--A B A Bx y x y k k ,由2•>OA OB 得2+>A B A B x x y y ,而2((1)()2+=+=+++A B A B A B A b A B A B x x y y x x kx kx k x x x x2222937(1)21331-+=+++=--k k k k k . 于是2237231+>-k k ,即2239031-+>-k k 解此不等式得21 3.3<<k ② 由①+②得2113<<k故的取值围为3(1,,1⎛⎫-⎪ ⎪⎝⎭2.已知两定点1(F 2F 满足条件212PF PF -=的点P 的轨迹是曲线E ,直线y=kx -1与曲线E 交于A 、B 两点。

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