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- 2021-07-01 发布
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A组 基础关
1.(2019·唐山统考)“k<9”是“方程+=1表示双曲线”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
答案 A
解析 ∵方程+=1表示双曲线,∴(25-k)(k-9)<0,∴k<9或k>25,∴“k<9”是“方程+=1表示双曲线”的充分不必要条件,故选A.
2.设椭圆C1的离心率为,焦点在x轴上且长轴长为26,若曲线C2上的点到椭圆C1的两个焦点的距离的差的绝对值等于8,则曲线C2的标准方程为( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
答案 A
解析 由题意知椭圆C1的焦点坐标为F1(-5,0),F2(5,0),设曲线C2上的一点P,则||PF1|-|PF2||=8<10=|F1F2|.由双曲线的定义知曲线C2为双曲线且a=4,b=3.故曲线C2的标准方程为-=1.
3.(2018·全国卷Ⅱ)双曲线-=1(a>0,b>0)的离心率为,则其渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±x
C.y=±x D.y=±x
答案 A
解析 ∵e==,∴==e2-1=3-1=2,∴=
.因为该双曲线的渐近线方程为y=±x,所以该双曲线的渐近线方程为y=±x,选A.
4.与椭圆+y2=1共焦点且过点P(2,1)的双曲线方程是( )
A.-y2=1 B.-y2=1
C.-=1 D.x2-=1
答案 B
解析 解法一:椭圆+y2=1的焦点坐标是(±,0).
设双曲线方程为-=1(a>0,b>0),
因为双曲线过点P(2,1),
所以-=1,又a2+b2=3,
解得a2=2,b2=1,所以所求双曲线方程是-y2=1.
解法二:设所求双曲线方程为+=1(1<λ<4),
将点P(2,1)的坐标代入可得+=1,
解得λ=2(λ=-2舍去),
所以所求双曲线方程为-y2=1.
5.已知双曲线-=1(a>0)的两条渐近线均与圆C:x2+y2-4x+3=0相切,则该双曲线的实轴长为( )
A.3 B.6 C.9 D.12
答案 B
解析 圆C的标准方程为(x-2)2+y2=1,所以圆心坐标为C(2,0),半径r=1.双曲线的渐近线为y=±x,不妨取y=x,即bx-ay=0,因为渐近线与圆C相切,所以圆心到渐近线的距离d==1,所以3b2=a2.由-=1,得b2=3,则a2=9,所以2a=6.故选B.
6.(2019·厦门模拟)△ABC中,∠B=,A,B是双曲线E的左、右焦点,点
C在E上,若(+)·=0,则E的离心率为( )
A.-1 B.+1
C. D.
答案 D
解析 设线段AC的中点为D,则+=2,因为(+)·=0,所以·=0,所以BD⊥AC,所以AB=BC.因为B(c,0),BC=AB=2c,且∠ABC=,所以点C的坐标为(2c,c).
代入-=1得-=1,所以-=1,所以4e2-=1,整理得4e4-8e2+1=0,又e>1,解得e=.
7.已知双曲线C:x2-=1,经过点M(2,1)的直线l交双曲线C于A,B两点,且M为AB的中点,则直线l的方程为( )
A.8x-y-15=0 B.8x+y-17=0
C.4x+y-9=0 D.4x-y-7=0
答案 A
解析 设A,B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则
两式相减得4(x1+x2)(x1-x2)-(y1+y2)(y1-y2)=0.
因为M(2,1)是线段AB的中点,
所以x1+x2=4,y1+y2=2.
所以16(x1-x2)-2(y1-y2)=0,
所以kAB===8,
故直线l的方程为y-1=8(x-2),即8x-y-15=0.
8.如图所示,椭圆中心在坐标原点,F为左焦点,当F⊥A时,其离心率为,此类椭圆被称为“黄金椭圆”.类比“黄金椭圆”,可推算出“黄金双曲线”的离心率e等于________.
答案
解析 设“黄金双曲线”方程为-=1,
则B(0,b),F(-c,0),A(a,0).
在“黄金双曲线”中,
因为⊥,所以·=0.
又=(c,b),=(-a,b).
所以b2=ac.而b2=c2-a2,所以c2-a2=ac.
在等式两边同除以a2,得e=.
9.(2019·武汉模拟)已知双曲线x2-=1的左顶点为A1,右焦点为F2,P为双曲线右支上一点,则·的最小值为________.
答案 -2
解析 由题意可知A1(-1,0),F2(2,0).
设P(x,y)(x≥1),
则=(-1-x,-y),=(2-x,-y),·=x2-x-2+y2=x2-x-2+3(x2-1)=4x2-x-5.
因为x≥1,函数f(x)=4x2-x-5的图象的对称轴为x=,所以当x=1时,
eq o(PA1,sup6(→))·取得最小值-2.
10.(2018·唐山模拟)P是双曲线-=1右支上一点,F1,F2分别为左、右焦点,且焦距为2c,则△PF1F2的内切圆圆心的横坐标是________.
答案 a
解析 ∵点P是双曲线右支上一点,
∴由双曲线的定义,得|PF1|-|PF2|=2a,
若设△PF1F2的内切圆圆心在x轴上的投影为A(x,0),则该点也是内切圆与x轴的切点.
设B,C分别为内切圆与PF1,PF2的切点.
由切线长定理,则有|PF1|-|PF2|=(|PB|+|BF1|)-(|PC|+|CF2|)=|BF1|-|CF2|=|AF1|-|F2A|=(c+x)-(c-x)=2x=2a,所以x=a.
所以内切圆圆心的横坐标为a.
B组 能力关
1.(2018·河南天一大联考)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右顶点分别为A,B,点F为双曲线C的左焦点,过点F作垂直于x轴的直线分别在第二、第三象限交双曲线C于P,Q两点,连接PB交y轴于点E,连接AE交QF于点M,若M是线段QF的中点,则双曲线C的渐近线方程为( )
A.y=±2x B.y=±x
C.y=±3x D.y=±x
答案 A
解析 连接BQ,则由双曲线的对称性易得∠PBF=∠QBF,∠EAB=∠EBA,所以∠EAB=∠QBF,所以ME∥BQ,在△PME和△PQB中,有=,在△BPF和△BEO中,有=,又因为点M为QF的中点,所以e=====3,= =2,所以双曲线C的渐近线方程为y=±x,即y=±2x.
2.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0),点A,B是圆(x+c)2+y2=4c2与双曲线C位于x轴上方的两个交点,且|AF2|∶|BF2|=5∶3,则双曲线C的离心率为( )
A.2 B.4 C. D.5
答案 B
解析 如图所示,因为圆(x+c)2+y2=4c2的圆心是F1(-c,0),半径r=2c,
所以|AF1|=|BF1|=2c.由双曲线的定义,得
即
解得因为|AF2|∶|BF2|=5∶3,所以=,左边分子分母同时除以2a,得=,即=,解得e=4.所以双曲线C的离心率为4.故选B.
3.过双曲线x2-=1的右焦点F作直线l交双曲线于A,B两点,若|AB|=4,则这样的直线l有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
答案 C
解析 设A(x1,y1),B(x2,y2),当直线l的斜率不存在时,其方程为x=,由得y=±2,
∴|AB|=|y1-y2|=4满足题意.
当直线l的斜率存在时,其方程为y=k(x-),
由得(2-k2)x2+2k2x-3k2-2=0.
当2-k2≠0时,x1+x2=,x1x2=,
|AB|=·
=·
=·
==4,
解得k=±,故这样的直线有3条.故选C.
4.如图,P是双曲线C:-=1(a>0,b>0)上一点,A1,A2是其左、右顶点,直线PA1交双曲线C的一条渐近线于点M,直线A2M和A2P斜率分别为k1,k2,若A2M⊥PA1,且k1+4k2=0,则双曲线C的离心率为( )
A. B.2 C. D.4
答案 A
解析 设P(m,n),则-=1,即=,
由A1(-a,0),A2(a,0),A2M⊥PA1,
可得PA1的斜率为=-,
可得PA2的斜率为=k2=-k1,
两式相乘可得=,
则=,即b=a,c==a,
即e==.
5.(2018·合肥模拟)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的上焦点为F,M是双曲线虚轴的一个端点,过F,M的直线交双曲线的下支于A点.若M为AF的中点,且||=6,则双曲线C的方程为________.
答案 y2-=1
解析 由题意可得F(0,c),M(b,0),则A(2b,-c).
由题意可得解得a=1,b=2,
所以双曲线C的方程为y2-=1.
6.已知F是双曲线C:x2-=1的右焦点,P是C的左支上一点,A(0,6).当△APF的周长最小时,该三角形的面积为________.
答案 12
解析 如图,设双曲线的左焦点为F1,由双曲线方程x2-=1,可知a=1,c=3,故F(3,0),F1(-3,0).
当点P在双曲线左支上运动时,由双曲线的定义知|PF|-|PF1|=2,所以|PF|=|PF1|+2,从而△APF的周长为|AP|+|PF|+|AF|=|AP|+|PF1|+2+|AF|.
因为|AF|==15为定值,
所以当|AP|+|PF1|最小时,
△APF的周长最小,由图象可知,此时点P在线段AF1与双曲线的交点处(如图所示).
由题意可知直线AF1的方程为y=2x+6,
由
得y2+6y-96=0,
解得y=2或y=-8(舍去),
所以S△APF=S△AF1F-S△PF1F=×6×6-×6×2=12.
C组 素养关
1.双曲线C的中心在原点,右焦点为F,渐近线方程为y=±x.
(1)求双曲线C的方程;
(2)设直线l:y=kx+1与双曲线C交于A,B两点,当k为何值时,以线段AB为直径的圆过原点?
解 (1)设双曲线的方程是-=1(a>0,b>0),则由题意得解得故双曲线的方程是3x2-y2=1.
(2)联立得(3-k2)x2-2kx-2=0,由Δ>0且3-k2≠0,得-b>0),双曲线方程为-=1(m>0,n>0),
则
解得a=7,m=3.则b=6,n=2.
故椭圆方程为+=1,
双曲线方程为-=1.
(2)不妨设F1,F2分别为左、右焦点,P是第一象限的一个交点,则|PF1|+|PF2|=14,|PF1|-|PF2|=6,所以|PF1|=10,|PF2|=4.
又|F1F2|=2,
所以cos∠F1PF2=
==.