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选择性必修一

第27讲 3.2.1双曲线及其标准方程

学习目标

第27讲 3.2.1双曲线及其标准方程

课程标准学习目标
①掌握双曲线的定义,几何图形,熟记双曲线的标准方程,并能初步应用。 ②通过对双曲线标准方程的推导,提高求动点轨迹方程的能力。 ③初步会按特定条件求双曲线的标准方程。通过本节课的学习,要求掌握双曲线的定义(相关的量的掌握)及双曲线的标准方程(满足的条件),会求与双曲线有关的几何量.

知识清单

知识点01:双曲线的定义

1、定义:一般地,我们把平面内与两个定点,的距离的差的绝对值等于非零常数(小于)的点的轨迹叫做双曲线.

这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.

2、集合语言表达式

双曲线就是下列点的集合:.

3、说明

若将定义中差的绝对值中的绝对值符号去掉,则点的轨迹为双曲线的一支,具体是哪一支,取决于与的大小.

(1)若,则,点的轨迹是靠近定点的那一支;

(2)若,则,点的轨迹是靠近定点的那一支.

知识点02:双曲线的标准方程

焦点位置焦点在轴上焦点在轴上
标准方程()()
图象
焦点坐标
的关系

两种双曲线 , ()的相同点是:它们的形状、大小都相同,都有,;不同点是:两种双曲线的位置不同,它们的焦点坐标也不同.

题型精讲

【即学即练1】(2024·福建莆田·三模)已知圆,,P是圆C上的动点,线段的垂直平分线与直线(点C是圆C的圆心)交于点M,则点M的轨迹是(    )

A.圆B.椭圆C.双曲线D.抛物线

【即学即练2】(23-24高三下·四川德阳·期末)双曲线的焦点坐标是和,实轴长是2,则其方程是(    )

A.B.

C.D.

题型01双曲线定义的理解

【典例1】(23-24高二上·湖北武汉·期中)平面内到两定点、的距离之差等于10的点的轨迹为(    )

A.椭圆B.双曲线C.双曲线的一支D.以上选项都不对

【典例2】(23-24高二上·全国·课后作业)到两定点、的距离之差的绝对值等于6的点的轨迹(    )

A.椭圆B.直线C.双曲线D.两条射线

【典例3】(多选)(23-24高三上·河北保定·期末)平面内有一定点和一个定圆,是圆上任意一点.线段的垂直平分线和直线相交于点,当点在圆上运动时,点的轨迹可以是(    )

A.直线B.圆C.椭圆D.双曲线

【变式1】(23-24高二上·全国·单元测试)已知,,则动点P的轨迹是(  )

A.双曲线B.双曲线左支

C.一条射线D.双曲线右支

【变式2】(23-24高二上·重庆巫山·期末)在平面直角坐标系中,已知点,,动点Р满足,则动点P的轨迹是(    )

A.椭圆B.抛物线

C.双曲线D.双曲线的一支

【变式3】(多选)(23-24高二上·河南焦作·阶段练习)平面内到两定点、的距离之差的绝对值等于常数2a的点M的轨迹(    )

A.椭圆B.一条直线C.两条射线D.双曲线

题型02利用双曲线定义求方程

【典例1】(2024高三·全国·专题练习)若动点满足方程,则动点P的轨迹方程为(    )

A.B.C.D.

【典例2】(2024·山东青岛·一模)已知,,设点P是圆上的点,若动点Q满足:,,则Q的轨迹方程为(    )

A.B.C.D.

【典例3】(23-24高二下·湖北·开学考试)已知两圆,,动圆与圆外切,且和圆内切,则动圆的圆心的轨迹方程为(    )

A.B.

C.D.

【变式1】(23-24高二上·四川成都·期末)相距1400m的A,B两个哨所,听到炮弹爆炸声的时间相差3s,已知声速是340m/s,炮弹爆炸点一定在曲线(    )的方程上.

A.B.

C.或D.

【变式2】(23-24高二上·北京·阶段练习)化简方程的结果是(    )

A.B.

C.D.

【变式3】(23-24高二上·江西·阶段练习)已知点,,动点满足,则的轨迹方程为(    )

A.B.

C.D.

题型03利用双曲线定义求点到焦点距离及最值

【典例1】(23-24高二下·上海·阶段练习)设是双曲线上一点,分别是双曲线左右两个焦点,若,则等于(    )

A.1B.17C.1或17D.5或13

【典例2】(23-24高二上·河北张家口·阶段练习)双曲线的焦点为,点在双曲线上,若,则 .

【典例3】(23-24高二上·山东潍坊·阶段练习)已知双曲线:的左焦点为,且是双曲线上的一点,则的最小值为 .

【变式1】(23-24高二上·江苏常州·期末)已知双曲线的左右焦点分别为,,点在双曲线上,,则(    )

A.13B.10C.1D.13或1

【变式2】(23-24高二上·辽宁沈阳·期末)若双曲线上一点到其右焦点的距离是8,则点到其左焦点的距离是(    )

A.4B.10C.2或10D.4或12

【变式3】(多选)(21-22高二上·江苏南通·阶段练习)已知双曲线上一点P到左焦点的距离为10,则点P到右焦点的距离可能是(    )

A.2B.18C.20D.42

题型04利用双曲线定义求双曲线中线段和差最值

【典例1】(23-24高二下·上海静安·期末)已知点是双曲线右支上的一点,点分别是圆和圆上的点.则的最小值为(    )

A.3B.5C.7D.9

【典例2】(23-24高二上·浙江金华·阶段练习)已知圆上有一动点,双曲线的左焦点为,且双曲线的右支上有一动点,则的最小值为(    )

A.B.C.D.

【典例3】(22-23高二上·浙江·期中)已知分别是双曲线的上、下焦点,过的直线交双曲线于A、B两点,若,则的值为 .

【变式1】(23-24高二上·安徽滁州·期末)已知点,点是双曲线:左支上的动点,是圆:上的动点,则的最小值为(    )

A.B.C.D.

【变式2】(23-24高二上·江苏宿迁·期中)已知是双曲线上的点,为双曲线的右焦点,点的坐标为,则的最小值是 .

【变式3】(22-23高二上·河南南阳·阶段练习)已知双曲线方程为,焦距为8,左、右焦点分别为,,点A的坐标为,P为双曲线右支上一动点,则的最小值为 .

题型05判断方程是否表示双曲线

【典例1】(23-24高二下·浙江·期中)“”是“方程表示的曲线是双曲线”的(    )

A.充分不必要条件B.必要不充分条件

C.充要条件D.既不充分也不必要条件

【典例2】(多选)(23-24高二下·河南·开学考试)曲线可以表示(    )

A.焦点在轴上的椭圆B.焦点在轴上的椭圆

C.焦点在轴上的双曲线D.圆

【典例3】(多选)(23-24高二上·湖北武汉·期中)若方程所表示的曲线为,则下列说法错误的是(    )

A.若为椭圆,则

B.若为双曲线,则或

C.若为椭圆,则焦距为定值

D.若为双曲线,则焦距为定值

【变式1】(多选)(23-24高二上·河北·阶段练习)已知曲线的方程为,则(    )

A.当时,曲线表示一个圆

B.当时,曲线表示椭圆

C.当时,曲线表示焦点在轴上的双曲线

D.当时,曲线表示焦点在轴上的双曲线

【变式2】(多选)(23-24高二上·江苏苏州·期末)在平面直角坐标系中,已知曲线:,则下列说法正确的有(    )

A.若,则是椭圆B.若,则是椭圆

C.若,则是双曲线D.若,则是双曲线

【变式3】(多选)(23-24高二上·河北承德·阶段练习)已知曲线:,则(    )

A.若,则是圆B.若,则是椭圆

C.若,则是双曲线D.若,,则是两条射线

题型06求双曲线方程

【典例1】(2024·天津·高考真题)双曲线的左、右焦点分别为是双曲线右支上一点,且直线的斜率为2.是面积为8的直角三角形,则双曲线的方程为(   )

A.B.C.D.

【典例2】(23-24高二上·广东肇庆·期末)《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,第九章“勾股”提出直角三角形的三边边长分别称为“勾”“股”“弦”.如图一直角三角形ABC的“勾”“股”分别为6,8,以AB所在的直线为轴,AB的中垂线为y轴,建立平面直角坐标系,则以A,B为焦点,且过点C的双曲线方程为(    )

A.B.

C.D.

【典例3】(2024高二·全国·专题练习)以椭圆的顶点为焦点,焦点为顶点的双曲线方程为 .

【变式1】(2024·北京海淀·一模)若双曲线上的一点到焦点的距离比到焦点的距离大,则该双曲线的方程为(    )

A.B.C.D.

【变式2】(23-24高二上·广东茂名·期末)双曲线经过点,焦点分别为、,则双曲线的方程为(    )

A.B.C.D.

【变式3】(23-24高二上·云南昭通·期末)已知双曲线的右焦点为,实轴长为8,则该双曲线的标准方程为 .

题型07双曲线中的轨迹方程问题

【典例1】(23-24高二上·广东·期末)已知动圆与圆及圆都外切,那么动圆圆心轨迹方程是(    )

A.B.

C.D.

【典例2】(23-24高三下·云南昆明·阶段练习)在平面直角坐标系中,动点P与两个定点和的连线的斜率之积等于,则点P的轨迹方程为 .

【典例3】(2024高三·全国·专题练习)已知是一个动点,与直线垂直,垂足A位于第一象限,与直线垂直,垂足位于第四象限.若四边形(为原点)的面积为.求动点的轨迹的方程..

【变式1】(2024高二上·全国·专题练习)设是椭圆与x轴的两个交点,是椭圆上垂直于的弦的端点,则直线与交点的轨迹方程为(    )

A.B.

C.D.

【变式2】(23-24高二上·河南周口·期末)动点与定点的距离和它到直线的距离的比是常数,则动点M的轨迹方程是 .

【变式3】(2024高二·全国·专题练习)已知点点,是动点,且直线与的斜率之积等于动点的轨迹方程为 .

题型08双曲线中的焦点三角形问题

【典例1】(23-24高二下·江苏盐城·阶段练习)已知双曲线:的左,右焦点分别为,,过的直线与双曲线的右支交于,两点,且,则的周长为(    )

A.20B.22C.28D.36

【典例2】(2024·辽宁·模拟预测)设O为坐标原点,为双曲线的两个焦点,点P在C上,,则

【变式1】(2024·山西·三模)已知双曲线的左、右焦点分别为,,点P在C上且异于C的顶点,则(    )

A.4B.2C.1D.

【变式2】(23-24高二下·上海·期末)设双曲线的左、右焦点为、,点是上一点,满足,则的面积为 .

强化训练

A夯实基础

一、单选题

1.(2024·山东泰安·模拟预测)已知曲线,则“”是“曲线的焦点在轴上的(    )

A.充分不必要条件B.必要不充分条件

C.充要条件D.既不充分也不必要条件

2.(2024·辽宁·二模)已知双曲线C:的焦点为,则C的方程为(  )

A.B.C.D.

3.(23-24高二上·广东深圳·期末)双曲线的左右焦点分别是与是双曲线左支上的一点,且,则(    )

A.1B.13C.1或13D.3

4.(23-24高二上·广西南宁·期末)已知方程表示双曲线,则的取值范围是(    )

A.B.

C.D.或

5.(2022高三·全国·专题练习)设是双曲线的两个焦点,为坐标原点,点在上,轴于点,且在线段上,,则(    )

A.4B.6C.D.40

6.(23-24高二上·河北保定·期末)已知为双曲线的左,右焦点,为坐标原点,为双曲线上一点,且,则到轴的距离为(   )

A.2B.C.D.

7.(23-24高二上·江苏苏州·期末)在平面直角坐标系中,已知双曲线:的左焦点为,点在的右支上,关于的对称点为,则(    )

A.B.C.D.4

8.(23-24高三上·山东枣庄·期末)已知的两个顶点的坐标分别是,且所在直线的斜率之积等于,则(    )

A.当时,顶点的轨迹是焦点在轴上的椭圆,并除去两点

B.当时,顶点的轨迹是焦点在轴上的椭圆,并除去两点

C.当时,顶点的轨迹是焦点在轴上的双曲线,并除去两点

D.当时,顶点的轨迹是焦点在轴上的双曲线,并除去两点

二、多选题

9.(2024·海南·模拟预测)在平面直角坐标系中,已知点是一个动点,则下列说法正确的是(    )

A.若,则点的轨迹为椭圆

B.若,则点的轨迹为双曲线

C.若,则点的轨迹为一条直线

D.若,则点的轨迹为圆

10.(23-24高二上·江苏泰州·期末)下列结论正确的是(    )

A.椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和为8

B.椭圆上一点到右焦点的距离的最大值为6

C.双曲线上一点到一个焦点的距离为1,则点到另一个焦点的距离为

D.双曲线上一点到一个焦点的距离为17,则点到另一个焦点的距离为1

三、填空题

11.(2024·安徽马鞍山·三模)已知双曲线的左、右焦点分别为,,过点的直线与的右支交于,两点,若,则 .

12.(2024高二·全国·专题练习)求焦点在x轴上,且经过点与的双曲线的标准方程为 .

四、解答题

13.(23-24高二上·云南玉溪·期末)已知双曲线的上、下焦点分别是,P为双曲线C上支上的动点,.

(1)求双曲线C的方程;

(2)若,求.

14.(23-24高二上·广东揭阳·阶段练习)求符合下列条件的曲线的标准方程

(1)求经过点,的椭圆的标准方程;

(2)求与椭圆有公共焦点,且过点的双曲线的标准方程.

B能力提升

1.(2024·山西太原·模拟预测)在平面直角坐标系中,已知点A坐标为,若动点P位于y轴右侧,且到两定点,的距离之差为定值4,则周长的最小值为(    )

A.B.C.D.

2.(2024·陕西商洛·三模)已知是双曲线右支上的动点,是双曲线的左、右焦点,则的最小值为(    )

A.12B.C.D.

3.(2024·江苏南通·模拟预测)在平面直角坐标系中,,分别是双曲线:的左,右焦点,设点是的右支上一点,则的最大值为 .

4.(23-24高二上·甘肃白银·期末)已知双曲线是上的任意一点.

(1)设点的坐标为,求的最小值;

(2)若分别为双曲线的左、右焦点,,求的面积.