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第2章2.3.2双曲线的几何性质(二)

(1)当 b2-a2k2=0,即 k=±ba时,直线 l 与双曲线的渐近线 平行,直线 l 与双曲线交于一点.
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(2)当 b2-a2k2≠0,即 k≠±ba时,Δ=(-2a2mk)2-4(b2- a2k2)(-a2m2-a2b2).
若 Δ>0⇒l 与 C 有两个公共点,此时相交. 若 Δ=0⇒l 与 C 有一个公共点,相切. 若 Δ<0⇒l 与 C 无公共点,相离.
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授人以渔
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题型一 由位置关系求参数的值 例 1 已知直线 l:y=k(x-1),双曲线 x2-y2=4,试讨论实 数 k 的取值范围. (1)直线 l 与双曲线有两个公共点; (2)直线 l 与双曲线有且只有一个公共点; (3)直线 l 与双曲线没有公共点.
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2.3.2 双曲线的几何性质(二) (专题研究 直线与双曲线)
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1.一般地,设直线 l:y=kx+m(m≠0),双曲线 C:xa22-yb22= 1,联立、化简,得(b2-a2k2)x2-2a2mkx-a2m2-a2b2=0.
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3.解决与双曲线的中点有关问题的两种方法. (1)根与系数的关系法:联立直线方程和双曲线方程构成方程 组,消去一个未知数,利用一元二次方程根与系数的关系以及中 点坐标公式解决; (2)点差法:利用端点在曲线上,坐标满足方程,将端点坐标 分别代入双曲线方程,然后作差,构造出中点坐标和斜率的关系, 可求斜率 k=yx11--xy22.
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(1)当41(-4k-2≠30k,2)>0,即-23 3<k<233且 k≠±1 时,直线 与双曲线有两个公共点.
(2)当41- -3kk2≠2=00,,即 k=±233时,直线与双曲线只有一个公 共点.
(3)当41- -3kk2≠2<00,,即 k<-233或 k>233时,直线与双曲线 无公共点.
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2.直线与双曲线相交所得弦长的两种求法. 方法一:利用距离公式. 求出直线和双曲线的两个交点坐标,利用两点间距离公式求 弦长.
方法二:利用弦长公式. 设斜率为 k(k≠0)的直线 l 与双曲线相交于 A(x1,y1),B(x2, y2),则|AB|= 1+k2|x1-x2|= 1+k2 (x1+x2)2-4x1x2 = 1+k12|y1-y2| = 1+k12 (y1+y2)2-4y1y2.
思考题 1 直线 l:y=kx+1 与双曲线 C:2x2-y2=1 的右 支交于不同的两点 A,B,求实数 k 的取值范围.
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【解析】 将直线 l 的方程 y=kx+1 代入双曲线 C 的方程 2x2-y2=1 后,整理,得(k2-2)x2+2kx+2=0.
探究 1 直线与双曲线的位置关系的判断思路: 利用交轨法解决直线与双曲线的公共点问题,要注意讨论转 化以后的方程的二次项系数.即若二次项系数为 0,则直线与双 曲线的渐近线平行或重合;若二次项系数不为 0,则进一步研究 二次方程的根的判别式 Δ,得到直线与双曲线的公共点个数.
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综上所述,(1)当-233<k<-1 或-1<k<1 或 1<k<233 时,直线与双曲线有两个公共点;
(2)当 k=±1 或 k=±233时,直线与双曲线有且只有一个公共 点;
(3)当 k<-233或 k>233时,直线与双曲线无公共点.
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【解析】 由yx=2-ky(2=x-4 1),消去 y,得 (1-k2)x2+2k2x-k2-4=0.① 当 1-k2=0,即 k=±1 时,直线 l 与双曲线的渐近线平行. 方程①化为 2x=5,只有一个实数解,即直线与双曲线相交, 且只有一个交点. 当 1-k2≠0,即 k≠±1 时, Δ=(2k2)2-4(1-k2)(-k2-4)=4(4-3k2).
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思考题 2 (1)经过点 P(12,2)且与双曲线 4x2-y2=1 仅交 于一点的直线条数是( )源自A.4 C.2B.3 D.1
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【解析】 如图所示,过点 P 可引双曲线的两条切线,也可 作两条与渐近线平行的直线,故所求的直线有 4 条.
依题意,直线 l 与双曲线 C 的右支交于不同两点,故 k2-2≠0, Δ=(2k)2-8(k2-2)>0, -k22-k 2>0, k2-2 2>0. 解得 k 的取值范围为-2<k<- 2.
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题型二 确定直线条数
例 2 已知双曲线 C:x2-y42=1,过点 P(1,1)作直线 l,使
l 与 C 有且只有一个公共点,则满足上述条件的直线 l 共有( )
A.1 条
B.2 条
C.3 条
D.4 条
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【解析】 设直线 l:y-1=k(x-1),代入曲线 C,得 4x2-k2(x-1)2-2k(x-1)-1=4. 整理,得(4-k2)x2+(2k2-2k)x-(k2-2k+5)=0. 令 Δ=(2k2-2k)2+4(4-k2)(k2-2k+5)=0, 即 8k=20,得 k=52. 又显然 x=1 也符合题意, 又过 P(1,1)可作两条与渐近线平行的直线, 所以符合题意的直线共 4 条,故选 D. 【答案】 D
【答案】 A
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(2)过双曲线 x2-y2=4 的右焦点作直线 l 交双曲线于 A,B 两点,若|AB|=4,则这样的直线可作________条;若|AB|=5, 这样的直线可作________条.
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