本题导读
本题考查双曲线的标准方程与几何性质,以及数列极限的计算。
📌【题干】
Question
(2019年上海卷)已知数列 满足 (),点 在双曲线 上,则 .
🔍【思路分析】
破题导航
- 代数表达(法一):
- 将点 坐标代入双曲线方程,解出 。
- 写出 的表达式。
- 利用分子有理化或最高次项提取法求极限。
- 几何直观(法二 - 推荐):
- 趋向渐近线:当 时,双曲线上的点 无限趋近于其在第一象限的渐近线 。
- 斜率转化:双曲线 的渐近线斜率 。
- 投影关系:线段 在 轴上的投影长度恒为 。当 时,线段 的斜率趋于渐近线斜率。
- 计算结果:若倾斜角为 ,则 ,线段长度 。
✅【答案】
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✍【详细解析】
Abstract
【答案】
【解析过程】
方法一(极限法/几何背景法):
双曲线方程为 ,其在第一象限的渐近线方程为 。
设渐近线的倾斜角为 ,则 ,由此得 。
当 时,双曲线上的相邻两点 构成的直线斜率无限趋近于渐近线斜率。
由于 的横坐标分别为 和 ,它们在 轴上的投影长度为 。
在极限状态下:
。
方法二(代数运算法):
,则 。
计算
利用分子有理化:
。
代入距离公式:。
故答案为:。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 数形结合的深度:本题如果单纯进行代数运算,计算量较大且易出错;若能观察到双曲线在无穷远处“退化”为渐近线的几何特征,解题会变得非常优雅。
- 变量跨度:注意横坐标步长为 1,这是应用 的前提。
📖【试题探源与推广】
Tip
在 Obsidian 笔记中,可以归纳这一类“曲线远端线段极限”的通用结论:
若点 在有渐近线 的曲线上,且 ,则:
该结论适用于双曲线、函数 等具有线性渐近线的图形。
🔗【关联脉络】
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