;
当a=b>0时,e=
(亦称为等轴双曲线);
当b>a>0时,e>
.
3.直线与双曲线交于一点时,不一定相切,例如:
当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交于一点,但不是相切;反之,当直线与双曲线相切时,直线与双曲线仅有一个交点.
双曲线的定义及标准方程
典题导入
[例1]
(1)(2012·湖南高考)已知双曲线C:
-
=1的焦距为10,点P(2,1)在C的渐近线上,则C的方程为( )
A.
-
=1 B.
-
=1
C.
-
=1D.
-
=1
(2)(2012·辽宁高考)已知双曲线x2-y2=1,点F1,F2为其两个焦点,点P为双曲线上一点,若PF1⊥PF2,则|PF1|+|PF2|的值为________.
[自主解答]
(1)∵
-
=1的焦距为10,
∴c=5=
.①
又双曲线渐近线方程为y=±
x,且P(2,1)在渐近线上,∴
=1,即a=2b.②
由①②解得a=2
,b=
.
(2)不妨设点P在双曲线的右支上,因为PF1⊥PF2,
所以(2
)2=|PF1|2+|PF2|2,
又因为|PF1|-|PF2|=2,所以(|PF1|-|PF2|)2=4,可得2|PF1|·|PF2|=4,
则(|PF1|+|PF2|)2=|PF1|2+|PF2|2+2|PF1|·|PF2|=12,所以|PF1|+|PF2|=2
.
[答案]
(1)A
(2)2
由题悟法
1.应用双曲线的定义需注意的问题
在双曲线的定义中要注意双曲线上的点(动点)具备的几何条件,即“到两定点(焦点)的距离之差的绝对值为一常数,且该常数必须小于两定点的距离”.若定义中的“绝对值”去掉,点的轨迹是双曲线的一支.
2.双曲线方程的求法
(1)若不能明确焦点在哪条坐标轴上,设双曲线方程为mx2+ny2=1(mn<0).
(2)与双曲线
-
=1有共同渐近线的双曲线方程可设为
-
=λ(λ≠0).
(3)若已知渐近线方程为mx+ny=0,则双曲线方程可设为m2x2-n2y2=λ(λ≠0).
以题试法
1.(2012·大连模拟)设P是双曲线
-
=1上一点,F1,F2分别是双曲线左右两个焦点,若|PF1|=9,则|PF2|=( )
A.1B.17
C.1或17D.以上答案均不对
解析:
选B 由双曲线定义||PF1|-|PF2||=8,又∵|PF1|=9,∴|PF2|=1或17,但双曲线的右顶点到右焦点距离最小为c-a=6-4=2>1,∴|PF2|=17.
双曲线的几何性质
典题导入
[例2] (2012·浙江高考)如图,F1,F2分别是双曲线C:
-
=1(a,b>0)的左、右焦点,B是虚轴的端点,直线F1B与C的两条渐近线分别交于P,Q两点,线段PQ的垂直平分线与x轴交于点M.若|MF2|=|F1F2|,则C的离心率是( )
A.
B.
C.
D.
[自主解答] 设双曲线的焦点坐标为F1(-c,0),F2(c,0).
∵B(0,b),∴F1B所在的直线为-
+
=1.①
双曲线渐近线为y=±
x,
由
得Q
.
由
得P
,
∴PQ的中点坐标为
.
由a2+b2=c2得,PQ的中点坐标可化为
.
直线F1B的斜率为k=
,
∴PQ的垂直平分线为y-
=-
.
令y=0,得x=
+c,
∴M
,∴|F2M|=
.
由|MF2|=|F1F2|得
=
=2c,
即3a2=2c2,∴e2=
,∴e=
.
[答案] B
若本例条件变为“此双曲线的一条渐近线与x轴的夹角为α,且
<α<
”,求双曲线的离心率的取值范围.
解:
根据题意知1<
<
,
即1<
<
.所以
<e<2.
即离心率的取值范围为(
,2).
由题悟法
1.已知渐近线方程y=mx,求离心率时,若焦点位置不确定时,m=
(m>0)或m=
,故离心率有两种可能.
2.解决与双曲线几何性质相关的问题时,要注意数形结合思想的应用.
以题试法
2.
(1)(2012·福建高考)已知双曲线
-
=1的右焦点为(3,0),则该双曲线的离心率等于( )
A.
B.
C.
D.
解析:
选C 由题意知c=3,故a2+5=9,解得a=2,故该双曲线的离心率e=
=
.
(2)(2012·大同模拟)已知双曲线
-
=1(a>0,b>0)与抛物线y2=8x有一个公共的焦点F,且两曲线的一个交点为P,若|PF|=5,则双曲线的渐近线方程为( )
A.y=±
xB.y=±
x
C.y=±
xD.y=±
x
解析:
选B 设点P(m,n),依题意得,点F(2,0),由点P在抛物线y2=8x上,且|PF|=5得
由此解得m=3,n2=24.于是有
由此解得a2=1,b2=3,该双曲线的渐近线方程为y=±
x=±
x.
直线与双曲线的位置关系
典题导入
[例3] (2012·南昌模拟)
已知双曲线
-
=1(b>a>0),O为坐标原点,离心率e=2,点M(
,
)在双曲线上.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线l与双曲线交于P,Q两点,且
·
=0.求
+
的值.
[自主解答]
(1)∵e=2,∴c=2a,b2=c2-a2=3a2,
双曲线方程为
-
=1,即3x2-y2=3a2.
∵点M(
,
)在双曲线上,∴15-3=3a2.∴a2=4.
∴所求双曲线的方程为
-
=1.
(2)设直线OP的方程为y=kx(k≠0),联立
-
=1,得
∴|OP|2=x2+y2=
.
则OQ的方程为y=-
x,
同理有|OQ|2=
=
,
∴
+
=
=
=
.
由题悟法
1.解决此类问题的常用方法是设出直线方程或双曲线方程,然后把直线方程和双曲线方程组成方程组,消元后转化成关于x(或y)的一元二次方程.利用根与系数的关系,整体代入.
2.与中点有关的问题常用点差法.
[注意] 根据直线的斜率k与渐近线的斜率的关系来判断直线与双曲线的位置关系.
以题试法
3.(2012·长春模拟)F1,F2分别为双曲线
-
=1(a>0,b>0)的左,右焦点,过点F2作此双曲线一条渐近线的垂线,垂足为M,满足|
|=3|
|,则此双曲线的渐近线方程为________________.
解析:
由双曲线的性质可得|
|=b,则|
|=3b.在△MF1O中,|
|=a,|
|=c,cos∠F1OM=-
,由余弦定理可知
=-
,又c2=a2+b2,所以a2=2b2,即
=
,故此双曲线的渐近线方程为y=±
x.
答案:
y=±
x
1.(2013·唐山模拟)已知双曲线的渐近线为y=±
x,焦点坐标为(-4,0),(4,0),则双曲线方程为( )
A.
-
=1 B.
-
=1
C.
-
=1D.
-
=1
解析:
选A 由题意可设双曲线方程为
-
=1(a>0,b>0),由已知条件可得
即
解得
故双曲线方程为
-
=1.
2.若双曲线过点(m,n)(m>n>0),且渐近线方程为y=±x,则双曲线的焦点( )
A.在x轴上B.在y轴上
C.在x轴或y轴上D.无法判断是否在坐标轴上
解析:
选A ∵m>n>0,∴点(m,n)在第一象限且在直线y=x的下方,故焦点在x轴上.
3.(2012·华南师大附中模拟)已知m是两个正数2,8的等比中项,则圆锥曲线x2+
=1的离心率为( )
A.
或
B.
C.
D.
或
解析:
选D ∵m2=16,∴m=±4,故该曲线为椭圆或双曲线.当m=4时,e=
=
=
.当m=-4时,e=
=
=
.
4.(2012·浙江高考)如图,中心均为原点O的双曲线与椭圆有公共焦点,M,N是