典例精析
题型一 双曲线的定义与标准方程
【例1】已知动圆E与圆A:(x+4)2+y2=2外切,与圆B:(x-4)2+y2=2内切,求动圆圆心E的轨迹方程.
【解析】设动圆E的半径为r,则由已知|AE|=r+,|BE|=r-,
所以|AE|-|BE|=2,又A(-4,0),B(4,0),所以|AB|=8,2<|AB|.
根据双曲线定义知,点E的轨迹是以A、B为焦点的双曲线的右支.
因为a=,c=4,所以b2=c2-a2=14,
故点E的轨迹方程是-=1(x≥).
【点拨】利用两圆内、外切圆心距与两圆半径的关系找出E点满足的几何条件,结合双曲线定义求解,要特别注意轨迹是否为双曲线的两支.
【变式训练1】P为双曲线-=1的右支上一点,M,N分别是圆(x+5)2+y2=4和
(x-5)2+y2=1上的点,则|PM|-|PN|的最大值为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【解析】选D.
题型二 双曲线几何性质的运用
【例2】双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右顶点为A,x轴上有一点Q(2a,0),若C上存在一点P,使=0,求此双曲线离心率的取值范围.
【解析】设P(x,y),则由=0,得AP⊥PQ,则P在以AQ为直径的圆上,
即 (x-)2+y2=()2,①
又P在双曲线上,得-=1,②
由①②消去y,得(a2+b2)x2-3a3x+2a4-a2b2=0,
即[(a2+b2)x-(2a3-ab2)](x-a)=0,
当x=a时,P与A重合,不符合题意,舍去;
当x=时,满足题意的点P存在,需x=>a,
化简得a2>2b2,即3a2>2c2,<,
所以离心率的取值范围是(1,).
【点拨】根据双曲线上的点的范围或者焦半径的最小值建立不等式,是求离心率的取值范围的常用方法.
【变式训练2】设离心率为e的双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右焦点为F,直线l过焦点F,且斜率为k,则直线l与双曲线C的左、右两支都相交的充要条件是 ( )
A.k2-e2>1 B.k2-e2<1