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三、典型例题选讲
(一)考查双曲线的概念
例1 设P是双曲线上一点,双曲线的一条渐近线方程为,、分别是双曲线的左、右焦点.若,则( )
A.或 B.6 C.7 D.9
分析:根据标准方程写出渐近线方程,两个方程对比求出的值,利用双曲线的定义求出的值.
解:双曲线渐近线方程为y=,由已知渐近线为,
,.
,.
故选C.
归纳小结:本题考查双曲线的定义及双曲线的渐近线方程的表示法.
(二)基本量求解
例2(2009山东理)设双曲线的一条渐近线与抛物线只有一个公共点,则双曲线的离心率为( )
A. B.5 C. D.
解析:双曲线的一条渐近线为,由方程组,消去y,得有唯一解,所以△=,
所以,,故选D.
归纳小结:本题考查了双曲线的渐近线的方程和离心率的概念,以及直线与抛物线的位置关系,只有一个公共点,则解方程组有唯一解.本题较好地考查了基本概念、基本方法和基本技能.
例3(2009全国Ⅰ理)设双曲线(a>0,b>0)的渐近线与抛物线y=x2 +1相切,则该双曲线的离心率等于( )
A. B.2 C. D.
解析:设切点,则切线的斜率为.由题意有.又有,联立两式解得:.
因此选C.
例4(2009江西)设和为双曲线()的两个焦点,若,是正三角形的三个顶点,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.3
解析:由有,则,故选B.
归纳小结:注意等边三角形及双曲线的几何特征,从而得出,体现数形结合思想的应用.
(三)求曲线的方程
例5(2009,北京)已知双曲线的离心率为,右准线方程为.
(1)求双曲线C的方程;
(2)已知直线与双曲线C交于不同的两点A,B,且线段AB的中点在圆上,求m的值.
分析:(1)由已知条件列出的关系,求出双曲线C的方程;(2)将直线与双曲线方程联立,再由中点坐标公式及点在圆上求出m的值.
解:(1)由题意,得,解得.
∴,∴所求双曲线的方程为.
(2)设A、B两点的坐标分别为,线段AB的中点为,
由得(判别式),
∴,
∵点在圆上,
∴,∴.
另解:设A、B两点的坐标分别为,线段AB的中点为,
由,两式相减得.
由直线的斜率为1,代入上式,得.
又在圆上,得,又在直线上,可求得m的值.
归纳小结:本题主要考查双曲线的标准方程、圆的切线方程等基础知识,考查曲线和方程的关系等解析几何的基本思想方法,考查推理、运算能力.
例6 过的直线交双曲线于两点,若为弦的中点,求直线的方程.
分析:求过定点的直线方程,只需要求出它的斜率.为此可设其斜率是,利用M为弦的中点,即可求得的值,由此写出直线的方程.也可设出弦的两端点坐标用“点差法”求解.
解法一:显然直线不垂直于轴,设其斜率是,则方程为.
由消去得
设,由于M为弦的中点,
所以,所以.
显然,当时方程①的判别式大于零.
所以直线的方程为,即.
解法二:设,则
①-②得.
又因为,所以.
若则,由得,.
则点都不在双曲线上,与题设矛盾,所以.
所以.
所以直线的方程为,即.
经检验直线符合题意,故所求直线为.
解法三:设(),由于关于点M(1,1)对称,所以的坐标为(),则消去平方项,得. ④
即点的坐标满足方程④,同理点的坐标也满足方程④.
故直线的方程为.
归纳总结:由于双曲线(抛物线)不是“封闭”的曲线,以定点为中点的弦不一定存在,所以在求双曲线(抛物线)中点弦方程时,必须判断满足条件的直线是否存在.
(四)轨迹问题
例7 已知点为双曲线(为正常数)上任一点,为双曲线的右焦点,过作右准线的垂线,垂足为,连接并延长交轴于.求线段的中点的轨迹的方程.
分析:求轨迹问题有多种方法,如相关点法等,本题注意到点是线段的中点,可利用相关点法.
解:由已知得,则直线的方程为:.
令得,即.
设,则,
即代入得:,
即的轨迹的方程为.
归纳小结:将几何特征转化为代数关系是解析几何常用方法.
(五)突出几何性质的考查
例8(2006江西)是双曲线的右支上一点,,分别是圆和上的点,则的最大值为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
解析:双曲线的两个焦点与恰好是两圆的圆心,欲使的值最大,当且仅当最大且最小,由平面几何性质知,点在线段的延长线上,点是线段与圆的交点时所求的值最大.
此时.因此选D.
例9(2009重庆)已知以原点为中心的双曲线的一条准线方程为,离心率.
(1)求该双曲线的方程;
(2)如图,点的坐标为,是圆上的点,点在双曲线右支上,求的最小值,并求此时点的坐标.
分析:(1)比较基础,利用所给条件可求得双曲线的方程;(2)利用双曲线的定义将转化为其它线段,再利用不等式的性质求解.
解:(1)由题意可知,双曲线的焦点在轴上,故可设双曲线的方程为,设,由准线方程为得,
由得.
解得.从而,该双曲线的方程为.
(2)设点D的坐标为,则点A、D为双曲线的焦点,
则.
所以.
因为是圆上的点,
其圆心为,半径为1,
故,
从而.
当在线段CD上时取等号,此时的最小值为.
直线CD的方程为,因点M在双曲线右支上,故.
由方程组解得.
所以点的坐标为.
归纳小结:本题综合考查双曲线的知识及不等式性质,考查推理能力及数形结合思想.
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