第9讲 双曲线与抛物线的基本量问题(文科答案版)(2)

2019-09-02 19:13

yB2AFEBCDF1A1BAA2xF2CDB1第⑴题

【解析】 ⑴

3?1

第⑶题

设正六边形边长为1,则以FC为x轴,中垂线为y轴建立直角坐标系,则F(?1,0), C(1,0),故c?1,因为FC?2,BC?1,所以BF?3,即BF?BC?3?1?2a,故a?⑵ D

3?1c,所以e??2a13?12?23?1?3?1.

x2y2设双曲线方程为2?2?1(a?0,b?0),则F(c,0),B(0,b),

abb直线FB:bx?cy?bc?0与渐近线y?x垂直,

abb所以????1,即b2?ac,得c2?a2?ac,

ca1?51?5即e2?e?1?0,解得e?或e?(舍去).

225?1⑶e?;

2由题意知:在Rt△B2OF2中,OA?B2F2,

又F2(c,0),B2(0,b),OA?OA2?a, Rt△OAF2∽Rt△B2OF2,于是有

OAOF2?OB2B2F2,

ab,两边平方将b2?c2?a2代入整理得:a4?3a2c2?c4?0, ?cb2?c2得e4?3e2?1?0,解得e2?故e?

目标班学案1

5?1. 23?5(e2?1,舍去一根), 2x2y2a2【拓3】设双曲线2?2?1(a?0,与两条渐近线交于P、Q两 b?0)的右焦点为F,直线x?abc点,如果△PQF是直角三角形,则双曲线的离心率e?______. 【解析】 2

6

第9讲·尖子-目标·教师版

x2y2b设双曲线2?2?1(a?0,0),渐近线方程为y??x, b?0)的右焦点为F(c,aba?a2ab??a2ab?a2又直线x?与两条渐近线交于P、Q两点,∴P?,?,Q?,??,

c?c?c?c?c?a2?a2ab?ab?∴FP???c,?,FQ???c,??

c?c??c?c?a2?a2b2∵△PQF是直角三角形,∴FP?FQ?0,即??c??2?0,即a2?b2.

c?c?2∴双曲线的离心率e?2.

考点3:双曲线离心率的取值范围问题

<教师备案> 有些问题是给定双曲线一些限制,求离心率的范围.有时需要用到双曲线的一个性质,若

x2y2双曲线2?2?1的一个右(左)焦点为F,P为双曲线右(左)支上任一点,则PF的

ab最小值为c?a,当P为右(左)顶点时取到. 证明很简单,设P(x0,y0),F(c,0),

2?c22c2?a2?222222?x0则PF?(x0?c)?y0?(x0?c)?b?2?1??2x0?2cx0?c?b?2?x0??,

a?c??a?ac?a2?从而PF??x0???ex0?a.(其实这就是双曲线焦半径公式之一)

a?c?22又因为x0≥a,故当x0?a时,有PFmin?c?a. 有这个天然的限制,解决一些问题时需要注意:

x2y2例双曲线? ?1的左右焦点分别为F1、F2,双曲线上一点P满足PF1?9,求PF2.

1620解:由双曲线的定义可知PF2?1或17,但前者必须舍去. 下面例3的⑵⑶都用到这个限制.

【例3】 ⑴

x2y2?1的离心率e的取值范围是______. 设a?1,则双曲线2?a(a?1)2x2y2⑵已知双曲线2?2?1(a?0,右焦点分别为F1,点P在双曲线的右支上,F2,b?0)的左,

ab且|PF1|?4|PF2|,则此双曲线的离心率e的最大值为 . x2y20),F2(c,0),若 ⑶已知双曲线2?2?1(a?0,b?0)的左、右焦点分别为F1(?c,absin?PF1F2a双曲线上存在一点P使?,则该双曲线的离心率的取值范围是 .

sin?PF2F1c【解析】 ⑴

?2,5

a2?(a?1)21?1????1??1,而0??1,故2?e?5.

aa?a?2?e?⑵

5; 3

第9讲·尖子-目标·教师版

7

82由定义知|PF1|?|PF2|?2a,又已知|PF1|?4|PF2|,解得PF1?a,PF2?a,

3325

PF2min?c?a,从而只要a≥c?a,就能得到P点存在,解得e≤,

33

5等号可以取到,即e的最大值为.

3⑶ 1,2?1;

因为在△PF1F2中,由正弦定理得

sin?PF1F2sin?PF2F1acc则由已知得,即PF1?PF2,由双曲线的定义知PF1?PF2?2a, ?PF2PF1a?PF2PF1??c2a2则PF2?PF2?2a,即PF2?, ac?a2a2由双曲线的几何性质知PF2?c?a,则?c?a,即c2?2ac?a2?0,

c?a所以e2?2e?1?0,解得?2?1?e?2?1,又e?(1,??), 故双曲线的离心率e?1,2?1.

提高班学案2

??x2y2【拓1】已知双曲线2?2?1(a?0,b?0)的右焦点为F,若过点F且倾斜角为60?的直线与双曲线

ab的右支有且只有一个交点,则此双曲线离心率的取值范围是( )

yA.?1,2? B.(1,2) C.?2,??? D.(2,??) l【解析】 C

1x2y2如图,l1与l2分别为与双曲线2?2?1的渐近线平行的两条直线,

ab直线l为过F且倾斜角为60?的直线,要使l与双曲线的右支有且只有

lOFl2xb?b?一个交点,则应使≥tan60??3,∴e?1???≥2.

a?a?

尖子班学案2

2x2y2【拓2】双曲线2?2?1(a?1,0)到直线l 0)和(0,b),且点(1,b?0)的焦距为2c,直线l过点(a,ab4的距离与点(?1,0)到直线l的距离之和s≥c.求双曲线的离心率e的取值范围.

5xy【解析】 直线l的方程为??1,即bx?ay?ab?0.

abb(a?1)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d1?22a?bb(a?1)2ab2ab同理得到点(?1,,s?d1?d2?. ?0)到直线l的距离d2?2222ca?ba?b42ab4由s≥c,得≥c,即5ac2?a2≥2c2.

5c5于是得5e2?1≥2e2,即4e4?25e2?25≤0.

8

第9讲·尖子-目标·教师版

55解不等式得≤e2≤5,由于e?1?0,所以e的取值范围是≤e≤5.

24

目标班学案2

【拓3】若椭圆或双曲线上存在一点P到两个焦点的距离之比为2:1,则称此椭圆或双曲线上存在“?

点”,下列曲线中存在“?点”的是( )

x2y2x2y2y22A. ??1 B. ??1 C. x??1 D. x2?y2?1

2524151615【解析】 D;

在椭圆中,

PF12a?2?1,PF1?PF2?2a,PF1?2PF2,即PF2?,又PF2≥a?c, PF23(椭圆上的点到焦点距离的最值为a?c,a?c,分别对应椭圆的端点,推导类型双曲线)

12aa1故≥a?c?c≥?e≥,又0?e?1,故≤e?1.

3333PF1?2?1,PF2?2a,PF2≥c?a,故2a≥c?a?3a≥c?e≤3, 在双曲线中PF2又e?1,所以1?e≤3.

1?1?1?1?x2y2x2y2由A:?1?,错误;由B:?1?,错误; ?1,e???,?1,e???,4?3?5?3?25241615y23?,正确. 3?,错误;由D:x2?y2?1,e?2??1,由C:x??1,e?4??1,152

考点4:双曲线的焦点三角形

知识点睛

双曲线的焦点三角形:以双曲线的两个焦点F1、F2与双曲线上任意一点P为顶点组成的三角形.

x2y2<教师备案>F1、F2为双曲线2?2?1的两个焦点,P在双曲线上,且?F1PF2??,△F1PF2的面积

ab1?S?PF1?PF2sin??c?yP?b2?cot.

22?|PF1|2?|PF2|2?|F1F2|2|PF1|2?|PF2|2?4c2?,①?cos??2|PF1||PF2|2|PF1||PF2|证明:∵?F1PF2??,∴?

?|PF|?|PF|?2a,②12?4a2?2|PF1||PF2|?4c22b2将②平方代入①式,得cos??,解之得|PF1||PF2|?,

2|PF1||PF2|1?cos?112b2b2??sin???b2?cot. ∴△F1PF2的面积为PF1PF2sin????221?cos?2tan2例4的三个小题都可以直接用推导后的公式做,如果不直接用公式,就需要用双曲线的定义+余弦定理进行推导计算,相当于又推导了一遍面积公式.

第9讲·尖子-目标·教师版

9

x2【例4】 ⑴设F1、F2为双曲线?y2?1的两个焦点,点P在双曲线上且满足?F1PF2?90?,则

4△F1PF2的面积是( )

5 C.2 D.5 2x2⑵F1和F2为双曲线?y2?1的两个焦点,点P在双曲线上且满足?F1PF2?60?,则

4△F1PF2 的面积是__________.

A.1 B.⑶

【解析】 ⑴ A

设F1,F2是双曲线3x2?5y2?15的两个焦点,点A在双曲线上,且?F1AF2的面积等于22,则?F1AF2的正切值为_______. b21??1; 解法一:S??F1PF2tan45?tan21|F1F2|?|y0|知:要先求得P点纵坐标. 2利用点P在双曲线上和PF1?PF2列出方程组,可以获解. 解法二:设P(x0,y0),由面积公式S△F1PF2?2x0x222设P(x0,y0),∵点P在双曲线?y?1上,∴?y0?1 ①

44y0y0又F1?5,???1 ② 0,F25,0,由PF1?PF2知x0?5x0?5????解①②得y0??解法三:

5115.∴△F1PF2的面积S?|F1F2|?|y0|??25??1.

22551|PF1|?|PF2|sin?F1PF2,需要先求得|PF1|?|PF2|的值. 2由勾股定理有|PF1|2?|PF2|2?|F1F2|2,再由双曲线的定义有||PF1|?|PF2||?4……②, 由三角形面积公式S△F1PF2?对②两边平方|PF1|2?2|PF1|?|PF2|?|PF2|2?16,

1∴|PF1|?|PF2|?(|PF1|2?|PF2|2)?8.

2由双曲线方程得|F1F2|?25.在Rt△F1PF2中,|PF1|2?|PF2|2?|F1F2|2?20,

1∴|PF1|?|PF2|?2,∴△F1PF2的面积S?|PF1|?|PF2|?1.

2⑵3;

由已知:a?2,b?1,c?5. 在△F1PF2中,由余弦定理得

|F1F2|2?|PF1|2?|PF2|2?2|PF1|?|PF2|?cos?F1PF2?(|PF1|?|PF2|)2?2|PF1|?|PF2|?(1?cos?F1PF2).

又∵|F1F2|?2c?25,||PF1|?|PF2||?2a?4,?F1PF2?60?, ∴25??2?42?2|PF1|?|PF2|?(1?cos60?),从而|PF1|?|PF2|?4,

∴S△PF1F2?⑶ ?122;

11|PF1|?|PF2|?sin?F1PF2??4?sin60??3. 22 10 第9讲·尖子-目标·教师版


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