高中数学双曲线知识点总结

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高中数学双曲线知识点总结


蒄 平面内到两个定点, QUOTE 的距离之差的绝对值是常数2a(2a<)的点的轨迹。


莁方程



蒀简图


肈

薄_

螂x

羈_

袇y

薄_

螂x

羈_

袇y


蚃

膃_

蚀x

蚆_

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膃_

蚀x

蚆_

螃y


薄范围



肈顶点



虿焦点



袃渐近线



螁离心率



袀对称轴


蒈关于x轴、y轴及原点对称


袃关于x轴、y轴及原点对称


膂准线方程



薂a、b、c的关系



膇考点


羃 题型一 求双曲线的标准方程


薃1、给出渐近线方程的双曲线方程可设为,与双曲线共渐近线的方程可设为。


罿2、注意:定义法、待定系数法、方程与数形结合。


羅【例1】求适合下列条件的双曲线标准方程。


肃虚轴长为12,离心率为;


羃焦距为26,且经过点M(0,12);


螁与双曲线有公共渐进线,且经过点。


羈解:(1)设双曲线的标准方程为或。


膃由题意知,2b=12,=。


肀∴b=6,c=10,a=8。


腿∴标准方程为或。


螇(2)∵双曲线经过点M(0,12),


芃∴M(0,12)为双曲线的一个顶点,故焦点在y轴上,且a=12。


蒁又2c=26,∴c=13。∴。


袁∴标准方程为。


薆(3)设双曲线的方程为


薆在双曲线上


袂∴ 得


荿所以双曲线方程为


蕿题型二 双曲线的几何性质


蚆方法思路:解决双曲线的性质问题,关键是找好体重的等量关系,特别是e、a、b、c四者的关系,构造出和的关系式。


芃【例2】双曲线的焦距为2c,直线l过点(a,0)和(0,b),且点(1,0)到直线l的距离与点(-1,0)到直线l的距离之和s≥。求双曲线的离心率e的取值范围。


肁解:直线l的方程为,级bx+ay-ab=0。


莈 由点到直线的距离公式,且a>1,得到点(1,0)到直线l的距离,


螆 同理得到点(-1,0)到直线l的距离,


蚄。


蕿由s≥,得≥,即。


肇于是得,即。


袆解不等式,得。由于e>1>0,所以e的取值范围是。


袁【例3】设F1、F2分别是双曲线的左、右焦点,若双曲线上存在点,使,且︱F1︱=3︱F2︱,求双曲线的离心率。


芁解:∵


袆∴


羆又︱F1︱=3︱F2︱,


节∴即,


蚈∴,


袈∴即。


肆题型三 直线与双曲线的位置关系


蚂方法思路:1、研究双曲线与直线的位置关系,一般通过把直线方程与双曲线方程组成方程组,即,对解的个数进行讨论,但必须注意直线与双曲线有一个公共点和相切不是等价的。


莀 2、直线与双曲线相交所截得的弦长:


蚇3581400631190

肆y

肃x

袈O

蒆B

膆

膀C


肆y


肃x


袈O


蒆B


膆


膀C

【例4】如图,已知两定点,满足条件的点P的轨迹是曲线E,直线y=kx-1与曲线E交于、B两点,如果,且曲线E上存在点C,使,求


薀(1)曲线E的方程;【更多免费素材,微信lbgzkf1】


芅(2)直线B的方程;


芅(3)m的值和△BC的面积S。


薁解:由双曲线的定义可知,


肈曲线E是以为焦点的双曲线的左支,


芈且,a=1,易知。


莅故直线E的方程为,


羂(2)设, ,


螀由题意建立方程组消去y,得。


肇又已知直线与双曲线左支交于两点、B,有


蒅解得。


莃又∵


膈依题意得,整理后得,


螆∴或。


薅但,


螄∴。


羀故直线B的方程为。


衿(3)设,由已知,得,


蚅∴。


羁又,,


蚁∴点。


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薇将点C的坐标代入曲线E的方程,的,


蚅得,但当时,所得的点在双曲线的右支上,不合题意。


莁∴,C点的坐标为,


聿C到B的距离为,【更多免费素材,微信lbgzkf1】


莆∴△BC的面积。


螅抛物线


螂高考动向:抛物线是高考每年必考之点,选择题、填空题、解答题皆有,要求对抛物线定义、性质、直线与其关系做到了如指掌,在高考中才能做到应用自如。


螁知识归纳


膅方程


袅图形


膃顶点


艿 (0,0)


膈对称轴


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羄 x轴


芀 y轴


羁焦点


羇离心率


肄 e=1


蚁准线


羆(二)典例讲解


芃题型一 抛物线的定义及其标准方程


蚁方法思路:求抛物线标准方程要先确定形式,因开口方向不同必要时要进行分类讨论,标准方程有时可设为或。


虿【例5】根据下列条件求抛物线的标准方程。


蚈(1)抛物线的焦点是双曲线的左顶点;


芆(2)经过点(2,-3);


螁(3)焦点在直线x-2y-4=0上;


肀(4)抛物线焦点在x轴上,直线y=-3与抛物线交于点,︱F︱=5.


膆解:(1)双曲线方程可化为,左顶点是(-3,0)


肅由题意设抛物线方程为且,


袁∴p=6.


蒁∴方程为


袈(2)解法一:经过点(2,-3)的抛物线可能有两种标准形式:


袄y2=2px或x2=-2py.


羁点(2,-3)坐标代入,即9=4p,得2p=


薈点(2,-3)坐标代入x2=-2py,即4=6p,得2p=


莅∴所求抛物线的标准方程是y2=x或x2=-y


薂解法二:由于(2,-3)在第四象限且对称轴为坐标轴,可设方程为或,代入点坐标求得m=,n=-,


肁∴所求抛物线的标准方程是y2=x或x2=-y


羈(3)令x=0得y=-2,令y=0得x=4,


肇∴直线x-2y-4=0与坐标轴的交点为(0,-2),(4,0)。


蚅∴焦点为(0,-2),(4,0)。


肁∴抛物线方程为或。


荿(4)设所求焦点在x轴上的抛物线方程为,(m,-3),由抛物


蒅线定义得,


莄又,


膁∴或,


螀故所求抛物线方程为或。


膇题型二 抛物线的几何性质


膃方法思路:1、凡设计抛物线上的点到焦点距离时,一般运用定义转化为到准线l的距离处理,例如若P(x0,y0)为抛物线上一点,则。


芀2、若过焦点的弦B,,,则弦长,可由韦达定理整体求出,如遇到其他标准方程,则焦半径或焦点弦长公式可由数形结合的方法类似得到。【更多免 费素材,微信lbgzkf1】


膁【例6】设P是抛物线上的一个动点。


蚅求点P到点(-1,1)的距离与点P到直线的距离之和的最小值;


膆若B(3,2),求的最小值。


莀解:(1)抛物线焦点为F(1,0),准线方程为。


芈∵P点到准线的距离等于P点到F(1,0)的距离,


莇3131820274320

羅y

蒀x


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聿O


螄P


薀F


羅y


蒀x


虿


聿O


螄P


薀F

∴问题转化为:在曲线上求一点P,使点P到(-1,1)的距离与P到F(1,0)的距离之和最小。


肀显然P是F的连线与抛物线的交点,


薇最小值为


蒃(2)同理与P点到准线的距离相等,如图:


蚀过B做BQ⊥准线于Q点,交抛物线与P1点。


蒁∵,


芈∴。


薆∴的最小值是4。


蚀题型三 利用函数思想求抛物线中的最值问题


蚇方法思路:函数思想、数形结合思想是解决解析几何问题的两种重要的思想方法。


螆【例7】已知抛物线y=x2,动弦B的长为2,求B的中点纵坐标的最小值。


莄3200400396240分析一:要求B中点纵坐标最小值,可求出y1+y2的最小值,从形式上看变量较多,结合图形可以观察到y1、y2是梯形BCD的两底,这样使得中点纵坐标y成为中位线,可以利用几何图形的性质和抛物线定义求解。


螀  解法一:设(x1,y1),B(x2,y2),B的中点为M(x,y)


肈由抛物线方程y=x2知焦点,准线方程,设点、B、M到准线的距离分别为|D1|、|BC1|、|MN|,则|D1|+|BC1|=2|MN|,且,根据抛物线的定义,有|D1|=|F|、|BC1|=|BF|,∴=|F|+|BF|≥|B|=2,


蒈∴


肃∴,即点M纵坐标的最小值为。


膄  分析二:要求B中点M的纵坐标y的最小值,可列出y关于某一变量的函数,然后求此函数的最小值。


葿  解法二:设抛物线y=x2上点(a,a2),B(b,b2),B的中点为M(x,y),则


蒄   ∵|B|=2,∴(a―b)2+(a2―b2)=4,则(a+b)2-4ab+(a2+b2)2-4a2b2=4


蚄则2x=a+b,2y=a2+b2,得ab=2x2-y,∴4x2―4(2x2―y)+4y2―4(2x2―y)=4


螂整理得


莈即点M纵坐标的最小值为3/4。


膆练习:


蒃1、以y=±x为渐近线的双曲线的方程是( )


袂 A、3y2―2x2=6 B、9y2―8x2=1 C、3y2―2x2=1 D、9y2―4x2=36


蝿【答案D】解析:的渐近线为,B的渐近线为


薄 C的渐近线为,只有D的渐近线符合题意。


膂2、若双曲线的左支上一点P(a,b)到直线y=x的距离为,则a+b的值为( )


羁 、 B、 C、 D、2


羆【答案】解析:∵P在双曲线上,


芆 ∴即(a+b)(a-b)=1


羁 又P(a,b)到直线y=x的距离为


羁 ∴且


莇 即


螄 ∴a+b=


羄3、如果抛物线的顶点在原点、对称轴为x轴,焦点在直线上,那么抛物线的方程是()


肁、 B、


螈C、 D、


蒆【答案C】解析:令x=0得y=-3,令y=0得x=4,


螃∴直线与坐标轴的交点为(0,-3),(4,0)。


膁∴焦点为(0,-3),(4,0)。


腿∴抛物线方程为或。


羃4、若抛物线y=x2上一点P到焦点F的距离为5,则P点的坐标是


薂.(4,±4)B.(±4,4) C.(,±) D.(±,)


芁【答案B】解析:抛物线的焦点是(0,1),准线是,


芅 P到焦点的距离可以转化为到准线的距离。


蚅 设P(x,y),则y=4,


芀 ∴


莁5、若点的坐标为(3,2),为抛物线的焦点,点是抛物线上的一动点,则 取得最小值时点的坐标是 ( C )


蚆.(0,0) B.(1,1) C.(2,2) D.


肃【答案C】解析:抛物线焦点为F(1,0),准线方程为。


莃∵P点到准线的距离等于P点到F(1,0)的距离,


蒁∴问题转化为:在曲线上求一点P,使点P到(3,2)的距离与P到F(1,0)的距离之和最小。


肇显然P是到准线的垂线与抛物线的交点,


袅∴P的坐标为(2,2)


肂6、已知、B是抛物线上两点,O为坐标原点,若︱O︱=︱OB︱,且


薀△OB的垂心恰是此抛物线的焦点,则直线B的方程是( )


蒈、x=p B、x=3p C、x=p D、x=p


芃【答案D】解析:设(,y),B(,-y),


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袁 ∵F(p,0)是△OB的垂心,


薀 ∴


衿 整理得


羅 ∴


袄7、过点P(4,1),且与双曲线只有一个公共点的直线有 条。


蚀 【答案】两条


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羆 解析:因为P(4,1)位于双曲线的右支里面,故只有两条直线与双曲线有一个公共点,分别与双曲线的两条渐近线平行。


蚇 这两条直线是:和


蚃8、双曲线C与双曲线有共同的渐近线,且过点,则C的两条准线之间的距离为 。


螀【答案】


莇 解析:设双曲线C的方程为,


膅 将点代入,得k=。


蒂 故双曲线C的方程为:


袀 ∴,b=2,


螈 所以两条准线之间的距离是。


袆9、已知抛物线,一条长为4P的弦,其两个端点在抛物线上滑动,则此弦中点到y轴的最小距离是


膀【答案】


羀 解析:设动弦两个端点为、B,中点为C,作’,BB’,CC’垂直于准线的垂线,垂足分别为’、 B’、 C’,连接F、BF,由抛物线定义可知,︱F︱=︱’︱,


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膈 ︱BF︱=︱BB’︱


莄 ∵CC′是梯形BB′′的中位线【更多免费素材,微信lbgzkf1】


芃 ∴︱CC′︱= = =2p


肀 当B经过点F时取等号,所以C点到y轴的距离最小值为。


莅10、抛物线的一条弦的中点为M,则此弦所在的直线方程是 。


肆【答案】2x-y+1=0


肂 解析:设此弦所在的直线方程为,


膀 与抛物线的交点坐标分别是(x1,y1),B(x2,y2),


螆 则


蒄 将的方程代入抛物线方程整理得


螁由韦达定理得


腿解得


膇∴此直线方程为 即2x-y+1=0


芆11、已知双曲线的中心在原点,焦点在轴上,焦距为16,离心率为,求双曲线的方程。


袄解:由题意知,


艿又


薈12、已知双曲线的离心率,过点和B(a,0)的直线与原点的距离为。


蚄(1)求双曲线的方程;


薃(2)直线与该双曲线交于不同的两点C、D,且C、D两点都在以为圆心的同一圆上,求m的取值范围。


膁解:(1)由题设,得


螁解得,


膈∴双曲线的方程为。


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膄(2)把直线方程代入双曲线方程,


芁并整理得


袈因为直线与双曲线交于不同的两点,


蚆∴ ①


羃设,


莁则,


艿设CD的中点为,


莈其中,,


羆则,


蒁依题意,P⊥CD,∴


蚀整理得 ②


袅将②式代入①式得


螅∴m>4或m<0


薁又,即


肁∴m的取值范围为m>4或。


薇13、已知点(2,8),B(x1,y1),C(x2,y2)在抛物线上,△BC的重心与此抛物线的焦点F重合(如图)


蒃(1)写出该抛物线的方程和焦点F的坐标;


薁(2)求线段BC中点M的坐标;


蒁(3)求BC所在直线的方程.(12分)


羅解:(1)由点(2,8)在抛物线上,


薆有,解得p=16. 所以抛物线方程为,【更多免费素材,微信lbgzkf1】


焦点F的坐标为(8,0).


(2)如图,由于F(8,0)是△BC的重心,


M是BC的中点,所以F是线段M的


定比分点,且,设点M的坐标为,则


,解得,


所以点M的坐标为(11,-4).


(3)由于线段BC的中点M不在x轴上,所以BC所在


的直线不垂直于x轴.设BC所在直线的方程为:


由,消x得,


所以,由(2)的结论得,解得


∴BC所在直线的方程是即。


14、如图, 直线y=x与抛物线y=x2-4交于、B两点, 线段B的垂直平分线与直线y=-5交于Q点.


(1)求点Q的坐标;


(2)当P为抛物线上位于线段B下方(含、B)的动点时, 求ΔOPQ面积的最大值.(14分)


解:(1) 解方程组


得或


即(-4,-2),B(8,4), 从而B的中点为M(2,1).


由,直线B的垂直平分线方程


y-1=-2(x-2). 令y=-5, 得x=5, ∴Q(5,-5).



(2) 直线OQ的方程为x+y=0, 设P(x, )


∵点P到直线OQ的距离


,


∴SΔOPQ==.


∵P为抛物线上位于线段B下方的点, 且P不在直线OQ上,


∴-4≤x<4-4或4-4<x≤8.


∵函数y=x2+8x-32在区间[-4,8] 上单调递增, ∴当x=8时, ΔOPQ的面积取到最大值为30.


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