双曲线的简单几何性质【知识点1】双曲线22a x -22b y =1的简单几何性质(1)范围:|x |≥a,y∈R.(2)对称性:双曲线的对称性与椭圆完全相同,关于x 轴、y 轴及原点中心对称.(3)顶点:两个顶点:A 1(-a,0),A 2(a,0),两顶点间的线段为实轴长为2a ,虚轴长为2b ,且c 2=a 2+b 2.(4)渐近线:双曲线特有的性质,方程y =±a bx ,或令双曲线标准方程22a x -22b y =1中的1为零即得渐近线方程. (5)离心率e =a c>1,随着e 的增大,双曲线张口逐渐变得开阔.(6)等轴双曲线(等边双曲线):x 2-y 2=a 2(a≠0),它的渐近线方程为y =±x,离心率e =2.(7)共轭双曲线:方程22a x -22b y =1与22a x -22b y =-1表示的双曲线共轭,有共同的渐近线和相等的焦距,但需注意方程的表达形式.注意:(1)与双曲线22a x -22b y =1共渐近线的双曲线系方程可表示为22a x -22b y =λ(λ≠0且λ为待定常数) (2)与椭圆22a x +22b y =1(a >b >0)共焦点的曲线系方程可表示为λ-22a x -λ-22b y =1(λ<a 2,其中b 2-λ>0时为椭圆, b 2<λ<a 2时为双曲线)(3)双曲线的第二定义:平面内到定点F(c,0)的距离和到定直线l :x =c a 2的距离之比等于常数e =a c(c >a >0)的点的轨迹是双曲线,定点是双曲线的焦点,定直线是双曲线的准线,焦准距(焦参数)p =c b 2,与椭圆相同.1、写出双曲线方程1254922-=-y x 的实轴长、虚轴的长,顶点坐标,离心率和渐近线方程2、已知双曲线的渐近线方程为x y 43±=,求双曲线的离心率3、求以032=±y x 为渐近线,且过点p (1,2)的双曲线标准方程4、已知双曲线的中心在原点,焦点在y 轴上,焦距为16,离心率为43,求双曲线的标准方程。
5、求与双曲线221169x y -=共渐近线,且经过()23,3A -点的双曲线的标准方及离心率.【知识点2】弦长与中点弦问题(1).直线和圆锥曲线相交时的一般弦长问题:一般地,若斜率为k 的直线被圆锥曲线所截得的弦为AB , A 、B 两点分别为A(x 1,y 1)、B(x 2,y 2),则弦长 ]4))[(1(1212212122x x x x k x x k AB -++=-⋅+= ]4)[()11(11212212122y y y y k y y k -+⋅+=-⋅+=,这里体现了解析几何“设而不求”的解题思想. (2).中点弦问题:处理椭圆、双曲线、抛物线的弦中点问题常用代点相减法,设A(x 1,y 1)、B(x 2,y 2)为椭圆12222=+b y a x (a>b>0)上不同的两点,M(x 0,y 0)是AB 的中点,则K AB K OM =22a b -;对于双曲线12222=-by a x (a>0,b>0),类似可得:K AB K OM =22ab ;对于y 2=2px (p ≠0)抛物线有K AB =212y y p+;另外,也可以用韦达定理来处理.【题型一】直线与双曲线的交点问题:过平面内任一点P 作直线与双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>只有一个交点,这样的直线有几条?(几何角度)6、若y=kx-1与双曲线224x y -=只有一个公共点,求k 的范围.【变1】有两个公共点?【变2】无公共点?【变3】与右支有两个公共点?【变4】与右支只有一个公共点?7、过双曲线2212y x -=的右焦点F 作直线l 交双曲线于A,B 两点,若|AB|=4,这样的直线有几条?【题型2】双曲线离心率的求法一、根据离心率的范围,估算e :即利用圆锥的离心率的范围来解题,有时可用椭圆的离心率,双曲线的离心率,抛物线的离心率来解决。
8、已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1 (a >0,b >0)的左,右焦点分别为F 1,F 2,过F 2作双曲线C 的一条渐近线的垂线,垂足为H ,若F 2H 的中点M 在双曲线C 上,则双曲线C 的离心率为________.9、已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的两条渐近线均和圆C :x 2+y 2-6x +5=0相切,且双曲线的右焦点为圆C的圆心,则该双曲线的方程为________.二、直接求出a 、c ,求解e :已知圆锥曲线的标准方程或a 、c 易求时,可利用离心率公式来解决。
10、点P (-3,1)在椭圆()的左准线上,过点P 且方向为的光线经直线反射后通过椭圆的左焦点,则这个椭圆的离心率为【 】.A. B. C. D.三、构造a ,c 齐次式,解出:根据题设条件关系式,借助之间的关系,沟通的关系(特别是齐二次式),进而得到关于e 的一元方程,从而解方程得出离心率e 。
11、已知是双曲线的两焦点,以线段为边作正三角形,若边的中点在双曲线上,则双曲线的离心率是【 】.A. B. C. D.12、过双曲线=1的左焦点且垂直于x 轴的直线与双曲线相交于M 、N 两点,以MN 为直径的圆恰好过双曲线的右顶点,则双曲线的离心率等于__________。
四、寻找a 与c 的关系式:由于离心率是c 与a 的比值,故不必分别求出a 、c 的值,可寻找a 与c 的关系式,即a 用c 来表示即可解决。
13、设椭圆的两个焦点分别为,过作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P ,若为等腰直角三角形,则椭圆的离心率是【 】.A. B. C. D.五、统一定义法:由圆锥曲线的统一定义,知离心率e 是动点到焦点的距离和动点到准线的距离之比,特别适用于条件含有焦半径的圆锥曲线问题,即。
14、设椭圆的右焦点为F 1,右准线为,若过F 1且垂直于x 轴的弦长等于点F 1到的距离,则椭圆的离心率是____________。
【总结3】三种常见的解题方法 (1)转换法——为解题化归立意15、直线l 过双曲线12222=-by a x 的右焦点,斜率k =2.若l 与双曲线的两个交点分别在左右两支上,则双曲线的离心率e 的范围是【 】A .e >2 B.1<e <3 C.1<e <5 D .e >5 (2)几何法——使数形结合带上灵性16、设P 为双曲线22112y x -=上的一点,12F F ,是该双曲线的两个焦点,若12||:||3:2PF PF =,则12PF F △的面积为【 】A .B .12C. D .24(3)设而不求——与借舟弃舟同理17、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 yB. 22-=x yC. 32-=x yD. 32+=x y18、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。
◆高考题选1.(浙江卷)过双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的右顶点A 作斜率为1-的直线,该直线与双曲线的两条渐近线的交点分别为,B C .若12AB BC =,则双曲线的离心率是【 】 A 2 B 3 C . 5 D 10 2.(浙江卷)已知椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F ,右顶点为A ,点B 在椭圆上,且BF x ⊥轴, 直线AB 交y 轴于点P .若2AP PB =,则椭圆的离心率是【 】 A .32 B .22 C .13 D . 123.(全国卷)双曲线13622=-y x 的渐近线与圆)0()3(222>=+-r r y x 相切,则r=【 】. (A )3 (B )2 (C )3 (D )64.(江西卷)设1F 和2F 为双曲线22221x y a b-=(0,0a b >>)的两个焦点, 若12F F ,,(0,2)P b 是正三角形的三个顶点,则双曲线的离心率为【 】. A .32 B .2 C .52D .3 5.设双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 的虚轴长为2,焦距为32,则双曲线的渐近线方程为【 】.A x y 2±=B x y 2±=C x y 22±= D x y 21±=6. (湖北卷)已知双曲线22122x y -=的准线过椭圆22214x y b+=的焦点,则直线2y kx =+与椭圆至多有一个交点的充要条件是【 】.A. 11,22K ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦B. 11,,22K ⎛⎤⎡⎫∈-∞-+∞ ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭ C. 22K ⎡∈⎢⎣⎦ D. 22,,K ⎛⎡⎫∈-∞+∞ ⎪⎢ ⎪⎝⎦⎣⎭7.(四川卷文)已知双曲线)0(12222>=-b b y x 的左、右焦点分别是1F 、2F ,其一条渐近线方程为x y =,点),3(0y P 在双曲线上.则1PF ·2PF =【 】.A. -12B. -2C. 0D. 4【问题1】过平面内任一点P 作直线与双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>只有一个交点,这样的直线有几条?(几何角度)【答案】P 在双曲线内,有2条(分别与渐近线平行);P 在双曲线上,有3条(与渐近线平行的有两条,切线一条);P 在双曲线外,若P 在渐近线上且P 为原点时,0条;若P 在渐近线上且P 不为原点时,2条(与另一渐近线平行的一条,切线一条);若P 不在渐近线上,0条;有4条(与渐近线平行的有两条,切线两条); 8答案2解析 取双曲线的渐近线y =ba x ,则过F 2与渐近线垂直的直线方程为y =-a b(x -c ),可解得点H 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2c ,ab c ,则F 2H 的中点M 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2+c 22c ,ab 2c ,代入双曲线方程x 2a 2-y 2b 2=1可得(a 2+c 2)24a 2c 2-a 2b 24c 2b 2=1,整理得c 2=2a 2,即可得e =ca= 2.9答案 x 25-y 24=1解析 ∵双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的渐近线方程为y =±bax ,圆C 的标准方程为(x -3)2+y 2=4,∴圆心为C (3,0).又渐近线方程与圆C 相切,即直线bx -ay =0与圆C 相切,∴3b a 2+b2=2,∴5b 2=4a 2.①又∵x 2a 2-y 2b2=1的右焦点F 2(a 2+b 2,0)为圆心C (3,0),∴a 2+b 2=9.②由①②得a 2=5,b 2=4.∴双曲线的标准方程为x 25-y 24=1.10解:由题意知,入射光线为,关于的反射光线(对称关系)为,则P (-3,1)在左准线上,左焦点在反射光线上,有 解得 知,故选A 。