本题导读
本题是解析几何的综合大题。第一问利用渐近线斜率与 的关系求离心率;第二问是一道探究性问题,通过设定三角形面积恒为定值这一条件,反推双曲线方程,并利用判别式法验证直线与双曲线相切(只有一个公共点)的条件。
📌【题干】
Question
(2014年福建卷(理)) 已知双曲线 () 的两条渐近线分别为 .
(1) 求双曲线 的离心率;
(2) 如图, 为坐标原点,动直线 分别交直线 于 两点( 分别在第一、四象限),且 的面积恒为 ,试探究:是否存在总与直线 有且只有一个公共点的双曲线 ?若存在,求出双曲线 的方程;若不存在,说明理由.
🔍【思路分析】
破题导航
- 第一问分析:
- 熟悉双曲线 的渐近线方程为 。
- 建立 的等量关系,代入离心率公式 求解。
- 第二问分析:
- 特殊情况入手:先假设直线 垂直于 轴。根据面积为 求出此时的截距 ,从而预设出一个可能的双曲线方程。
- 一般性证明:设出直线 的一般方程 。
- 面积转化:求出 点坐标,利用面积公式 (其中 是 与 轴交点)建立 与 的关系。
- 位置关系判定:将直线与预设的双曲线方程联立,计算判别式 。若 恒成立,则说明直线与双曲线始终相切,即只有一个公共点。
✅【答案】
点击查看答案
(2) 探究双曲线 的方程;特殊位置分析;一般性证明
✍【详细解析】
Abstract
(1) 求双曲线 的离心率 由双曲线方程 可知其渐近线方程为 。 又已知渐近线为 ,所以 ,即 。 则 。 故离心率 。
(2) 探究双曲线 的方程 由(1)知 ,双曲线 的方程可设为 。 特殊位置分析:当直线 轴时,设其方程为 。 若直线与双曲线有且只有一个公共点,则该点必为顶点,即 。 此时 , 的面积 。 令 ,解得 ,此时双曲线方程为 。
一般性证明:下面证明对于满足条件的任意直线 ,与双曲线 均只有一个公共点。 设直线 的方程为 。由于 分别在第一、四象限,直线的斜率范围需满足 或 。 直线 与 轴的交点为 。 联立 ; 联立 。 的面积 : 由此得关系式:。由于 ,故 。
将 代入 ,即 : 。 判别式 。 代入 : 。 因为 且 恒成立,所以直线 与双曲线始终相切,即只有一个公共点。
因此,存在符合条件的双曲线 ,其方程为 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:双曲线渐近线、离心率与直线位置关系
核心方法:由 求离心率,设直线联立用判别式证相切并反推方程
避坑指南:注意审题与运算细节。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源: 双曲线渐近线与判别式判定位置关系
结论推广: 双曲线 离心率 。
方法推广: 可迁移到圆锥曲线离心率求值、直线与曲线位置关系探究类题
🔗【关联脉络】
Multi column
知识锚点 (Nodes)
类题演练 (Links)
/2014-福建卷理-19-题.png)