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1、直線和雙曲線的位置關(guān)系
一、要點精講
1.直線和雙曲線的位置關(guān)系有三種:相交、相切、相離.
2.弦長公式:設(shè)直線交雙曲線于,,
則,
或.
二、基礎(chǔ)自測
1.經(jīng)過點且與雙曲線僅有一個公共點的直線有( )
(A) 4條 (B) 3條 (C) 2條 (D) 1條
2.直線y= kx與雙曲線不可能( )
(A)相交 (B)只有一個交點 (C)相離 (D)有兩個公共點
3.過雙曲線的一個焦點且與雙曲線的實軸垂直的弦叫做雙曲線的通徑,則雙曲線的通徑長是
(A) (B)
2、 (C) (D)
4.若一直線平行于雙曲線的一條漸近線,則與雙曲線的公共點個數(shù)為 .
解:與雙曲線漸近線平行的直線與雙曲線有且只有一個公共點,應(yīng)注意直線與雙曲線不是相切
5.經(jīng)過雙曲線的右焦點且斜率為2的直線被雙曲線截得的線段的長是 .
6.直線在雙曲線上截得的弦長為4,且的斜率為2,求直線的方程.
三、典例精析
題型一:直線與雙曲線的位置關(guān)系
1. 如果直線與雙曲線沒有公共點,求的取值范圍.有兩個公共點呢?
解,所以△=, 所以,,故選D.
2.(2010安徽)若直線y
3、=kx+2與雙曲線x2-y2=6的右支交于不同的兩點,則k的取值范圍是 ( )
A. B. C. D.
解:由得(1-k2)x2-4kx-10=0,∴,解得-
4、用根與系數(shù)的關(guān)系或“平方差法”求解.此時,若已知點在雙曲線的內(nèi)部,則中點弦一定存在,所求出的直線可不檢驗,若已知點在雙曲線的外部,中點弦可能存在,也可能不存在,因而對所求直線必須進行檢驗,以免增解,若用待定系數(shù)法時,只需求出k值對判別式△>0進行驗證即可.
6. 雙曲線方程為.
問:以定點B(1,1)為中點的弦存在嗎?若存在,求出其所在直線的方程;若不存在,請說明理由.
7、已知中心在原點,頂點在軸上,離心率為的雙曲線經(jīng)過點
(Ⅰ)求雙曲線的方程;
(Ⅱ)動直線經(jīng)過的重心,與雙曲線交于不同的兩點,問是否存在直線使平分線段。試證明你的結(jié)論。
5、
題型三: 求雙曲線方程
8. 已知焦點在x軸上的雙曲線上一點,到雙曲線兩個焦點的距離分別為4和8,直線被雙曲線截得的弦長為,求此雙曲線的標準方程.
9、設(shè)雙曲線與直線相交于不同的點A、B.
⑴求雙曲線的離心率的取值范圍;
⑵設(shè)直線與軸的交點為,且,求的值。
解:(1)將y=-x+1代入雙曲線-y2=1中得(1-a2)x2+2a2x-2a2=0 ① 由題設(shè)條件知,
,解得0且e≠.
(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),P(0,1). ∵=,
6、 ∴(x1,y1-1)=(x2,y2-1).∴x1=x2,
∵x1、x2是方程①的兩根,且1-a2≠0, ∴x2=-,x=-,
消去x2得,-=, ∵a>0,∴a=.
10. 已知雙曲線的焦點為,,過且斜率為的直線交雙曲線于、兩點,若 (其中為原點),,求雙曲線方程。
11. 雙曲線的中心為原點,焦點在軸上,兩條漸近線分別為,經(jīng)過右焦點垂直于的直線分別交于兩點.已知成等差數(shù)列,且與同向.
(Ⅰ)求雙曲線的離心率;
(Ⅱ)設(shè)被雙曲線所截得的線段的長為4,求雙曲線的方程.
解:(Ⅰ)設(shè),, 由勾股定理可得:
得:,,
由倍角公式,解得,則離心率
7、.
(Ⅱ)過直線方程為,與雙曲線方程聯(lián)立,將,代入,
化簡有
將數(shù)值代入,有, 解得 故所求的雙曲線方程為。
12、已知雙曲線-=1(b>a>0),O為坐標原點,離心率e=2,點M(,)在雙曲線上.
(1) 求雙曲線的方程;(2) 若直線l與雙曲線交于P,Q兩點,且.求+的值.
解: (1)∵e=2,∴c=2a,b2=c2-a2=3a2,雙曲線方程為-=1,即3x2-y2=3a2.
∵點M(,)在雙曲線上,∴15-3=3a2.∴a2=4.
∴所求雙曲線的方程為-=1.
(2)設(shè)直線OP的方程為y=kx(k≠0),聯(lián)立-=1,得
∴|OP|2=x2+y2=.
8、則OQ的方程為y=-x,
同理有|OQ|2==, ∴+===.
13.(2012上海)在平面直角坐標系xOy中,已知雙曲線C1:2x2-y2=1.
(1)過C1的左頂點引C1的一條漸近線的平行線,求該直線與另一條漸近線及x軸圍成的三角形的面積;
(2)設(shè)斜率為1的直線l交C1于P、Q兩點.若l與圓x2+y2=1相切,求證:OP⊥OQ;
(3)設(shè)橢圓C2:4x2+y2=1.若M、N分別是C1、C2上的動點,且OM⊥ON,求證:O到直線MN的距離是定值.
解:(1)雙曲線C1:,左頂點A,漸近線方程為:y=x.
過點A與漸近線y=x平行的直線方程為,即y=x+1.
解方程組,得.
9、 ∴所求三角形的面積為S=|OA||y|=.
(2)證明:設(shè)直線PQ的方程是y=x+b,∵直線PQ與已知圓相切,∴=1,即b2=2.
由得x2-2bx-b2-1=0. 設(shè)P(x1,y1)、Q(x2,y2),則
又y1y2=(x1+b)(x2+b),
∴=x1x2+y1y2=2x1x2+b(x1+x2)+b2=2(-1-b2)+2b2+b2=b2-2=0. 故OP⊥OQ.
(3)證明:當直線ON垂直于x軸時,|ON|=1,|OM|=,則O到直線MN的距離為.
當直線ON不垂直于x軸時,設(shè)直線ON的方程為y=kx(顯然),
則直線OM的方程為y=-x. 由得
∴|O
10、N|2=.同理|OM|2=. 設(shè)O到直線MN的距離為d.
∵(|OM|2+|ON|2)d2=|OM|2|ON|2, ∴=+==3,即d=.
綜上,O到直線MN的距離是定值.
五、能力提升
1.若不論k為何值,直線y=k(x-2)+b與雙曲線總有公共點,則b的取值范圍是( )
(A) (B) (C) (D)
2.過雙曲線的右焦點F作直線交雙曲線于A、B兩點,若|AB|=4,則這樣的直線有( )
(A)1條 (B)2條 (C)3條 (D)4條
3.過點的直線與雙曲
11、線有且僅有一個公共點,且這個公共點恰是雙曲線的左頂點,則雙曲線的實軸長等于( )
(A)2 (B)4 (C) 1或2 (D) 2或4
4. 已知雙曲線的右焦點為F,若過點F且傾斜角為的直線與雙曲線的右支有且只有一個交點,則此雙曲線離心率的取值范圍是( )
(A) (1,2] (B)(1,2) (C) [2,+∞) (D) (2,+∞)
6.直線與雙曲線的右支交于不同兩點,則k的取值范圍是 .
7. 已知傾斜角為的直線被雙曲線截得的弦長,求直線的方程.
8. 設(shè)直線與雙曲線于相交于A、B兩點,且弦AB中點的橫坐標為.
(1)求的值;(2)求雙曲線離心率.
9. 已知雙曲線的離心率,左、右焦點分別為、,左準線為,能否在雙曲線的左支上找到一點P,使得是P到的距離與的等比中項?