本题导读

本题考查双曲线中过焦点的特殊倾斜角弦长乘积问题。采用传统的直角坐标系联立方程求韦达定理极为冗长且极易算错;而如果转换思维,将坐标原点平移到右焦点建立极坐标系,利用圆锥曲线焦准距的极坐标统一方程,可在 3 步内完成无损口算秒杀。

📌【题干】

Question

(2007年重庆卷(理)) 过双曲线 的右焦点 作倾斜角为 的直线,交双曲线于 、 两点,则 的值为________。

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 提取双曲线的基本几何量:
  • 方程化为标准式: 。
  • 发现 , 这是一个标准的等轴双曲线。 离心率 。
  • 焦距平方: 。
  1. 极坐标系下的焦点弦定理模型引入:
  • 以双曲线的右焦点 为极坐标原点, 以 轴正半轴为极轴建立极坐标系。

  • 此时, 双曲线右支上的点到右焦点 的极径 满足统一极坐标方程通式: (其中 为焦准距, )。

  • 注意: 由于倾斜角为 超过了双曲线渐近线的倾斜角, 直线必然与双曲线的左、右两支各交于一点。 一点在右支(极角为 ), 另一点在左支(反向延长线,极角为 )。

  • 我们可以直接套用过焦点的焦点两段弦乘积统一代数恒等通式: 进行终极秒杀。

✅【答案】

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✍【详细解析】

Abstract

解:原双曲线方程为 , 两边同除以 4 转化为标准形式: 由此可知该双曲线为等轴双曲线, 其中: 焦距半长平方为: 。

对于过双曲线焦点的任意直线, 设其倾斜角为 (本题中 )。 根据解析几何过焦点的弦长乘积通用定理, 过双曲线焦点 且倾斜角为 的直线与双曲线两交点到该焦点的距离之积满足如下常数模型通式:

因为该双曲线为等轴双曲线, 满足 , 将其代入通式中进行分母归拢化简:

根据三角函数二倍角公式, 余弦二倍角满足 。 代入公式中:

将题目中给定的确定倾斜角 代入此简化模型中:

根据诱导公式, 计算 的具体数值:

代入绝对值分母中, 完成最终结果的倒数有理化:

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:等轴双曲线参数化基本特征、过焦点的线段乘积公式 、倍角与诱导公式求值。
  2. 核心方法:焦点弦几何公式秒杀法。
  3. 避坑指南:
  • 传统方法是:设右焦点 ,直线方程为 。由于 是一个复杂的双重无理数,一旦带入双曲线方程联立去解一元二次方程,运算量会直接呈指数级爆炸,极易由于心态崩溃而算错。牢记解析几何填空题中, 只要看到“过焦点”、“求距离积或倒数和”, 立刻、无条件启用焦点弦通用极坐标公式,这是拉开考分差距的绝对利器。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:等轴双曲线的性质、极坐标系下的圆锥曲线统一方程是重庆卷(理)选择题/填空题的常考角度,同型题见下方类题演练。 结论推广:本题落点是等轴双曲线的性质、极坐标系下的圆锥曲线统一方程的核心结论,解题时先明确其定义与适用条件,再代值计算。 方法推广:采用极坐标系化切法(焦点弦模型)、联立方程韦达定理法,注意先判断题型特征再选择对应方法,避免生搬硬套。

🔗【关联脉络】

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