高中数学第三章圆锥曲线与方程3双曲线3.1双曲线及其标准方程课时跟踪训练北师大版选修2_1
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3.1双曲线及其标准方程答案:A3 .已知动点 Rx , y )满足x + 2 2+ y 2— A .椭圆 C.双曲线的左支 D.双曲线的右支解析:,x + 2 2+ y 2—, x — 22+ y 2=2 表示动点 P (x , y )到两定点R ( — 2,0) , F 2(2,0)的距离之差等于2,由双曲线的定义,知动点P 的轨迹是双曲线的右支.答案:D2 24 .已知方程一 =1表示双曲线,则k 的取值范围是()1 + k 1 — k03课时跟踪训竦® -------------------------------------------------[A 组基础巩固]2 21 •双曲线2 —眷=1上的点P 到一个焦点的距离为11,则它到另一个焦点的距离为 ( )A . 1 或 21 C. 2B . 14 或 36 D. 21解析:设双曲线的左右焦点分别为F 1, F 2,不妨设|PF | = 11,根据双曲线的定义知|| PF |—| PB|| = 2a = 10,所以 | P 冋=1 或|PB| = 21,而 1<c — a = 7— 5= 2,故舍去 | PF | = 1,所以 点P 到另一个焦点的距离为 21,故选D.答案:D2x 22 .与椭圆4+y = 1共焦点且过点 Q 2,1)的双曲线方程是( )2X 2Bp —y =12 2x yC- — = 1 3 32D. x 2—与=12解析:T c = 4— 1= 3, •••共同焦点坐标为(± 3, 0),设双曲线方程为2 2x y訂芦1(a>°,巴丄-12— 2= I ,b >0),则由 a b[a 2+ b 2= 3,解得*a 2= 2,b 2= 1,2x•双曲线方程为-—y 2= 1.,X — 2 2 + y 2 = 2,则动点 B .双曲线 P 的轨迹是( )B . (0,+m )D. ( —3— 1) U (1 ,+s)A . (— 1,1) C. [0 ,+m )2 2x y解析:•••方程 — =1表示双曲线,• (1 + k )(1 — k )>0 ,1 + k 1 — k •••(k + 1)( k — 1)<0 ,•••— 1<k <1. 答案:A60°= 2x 36X 手=9 3.答案:9 32 27.设m 是常数,若点F(0,5)是双曲线汴环=1的一个焦点,则详解析:由已知条件有 52 = 9,所以m= 16.答案:168 .若双曲线kx 2— 2ky 2= 1的一个焦点是(一4,0),贝U k = 据已知得k >0,于是k + 2^= 16.解得k = 32.0°< a < 180°时,方程 x 2cos a + y 2sin a = 1表示的曲线怎样变化? (1)当a = 0°时,方程化为x 2= 1,它表示两条平行直线 x =± 1.5.双曲线方程为x 2— 2y 2 = 1, 则它的右焦点坐标为( A.B.C. D. ( 3, 0)解析:双曲线的标准方程为•焦点在 x 轴上,且 c 2= 1 + 2= |. I c >0, • c = ^2",•••右焦点的坐标为答案:C 6.已知双曲线 F , F 2是其左、右焦点,点P 在双曲线右支上.若/ FPF 2= 60°,则厶F i PF 2的面积是解析:设|PF | = r 1, | PF 2| = 的*),在△ FPF 中,由余弦定理,得|尸冋2= r 1+ r ;—22r 1「2cos 60°= (「1—「2) +「1「2,而 r 1—「2=| F 1F 2I = 2 13, • r 1 r 2= 36, • S A F 1 PF 2= ?r 1 r 2sin解析: 答案:3329 .当 解析:2 2-2X_ +丄1 1COS a Sin a1 1① 当0°< a <45°时,0<<,它表示焦点在 y 轴上的椭圆;COS a Si n a② 当a = 45°时,它表示圆 x 2+ y 2= 2 ;1 1③ 当45°< a <90°时,> >0,它表示焦点在 X 轴上的椭圆.COS a Sin a⑶ 当a = 90°时,方程化为 寸=1,它表示两条平行直线 y =± 1.Sin a — COS a⑸ 当a = 180°时,方程化为 X =— 1,它不表示任何曲线.10.求满足下列条件的双曲线的标准方程: (1) 一个焦点是(0,— 6),经过点 A — 5,6);2 2x yl⑵ 与双曲线—^-= 1有相同焦点,且过点(32, 2). 16 4v解析:(1)由已知,得c = 6,且焦点在y 轴上,则另一焦点为(0,6).由双曲线的定义,得 2a = |.—5 — 0 j + (6 + 6 j 一《—5 — 0 j +( 6 — 6$ | = 8,••• a = 4,「. b 2 = c 2 — a 2 = 20.2 2•所求双曲线的标准方程为狰—补=1.16 202 2⑵ 解法一由条件可知焦点在 x 轴上,设双曲线方程为 p —器=1(a >0, b >0),则「a 2+ b 2= 16+ 4= 20 18 4 ,解得2 —72= 1a b2 2•所求双曲线的标准方程为 x — y = 1.12 82 2解法二 设所求双曲线方程为—— —=1( — 4<入<16), 16—入 4+入18 4贝U — = 1,解得入=4或入=—14(舍去). 16 —人 4十人2 2•所求双曲线的标准方程为12—8 = 1.⑵当0°<a <90°时,方程化为 1.⑷当90°< a <180°时,方程化为2y_1它表示焦点在y 轴上的双曲线.a = 12b 2= 8[B组能力提升]1.已知R、F2为双曲线C x2—y2= 1的左、右焦点,点P在C上,/ RPF= 60°,则|PF| •丨PF2| =( )A. 2B. 4C. 6D. 8解析:设| PF| = m | PF2| = n,由双曲线的定义得| m- n| = 2,①在厶F i PR中,由余弦定理得m+ n2- mn= 8,②联立①,②解得mn= 4,即| PF| • PR| = 4,故选 B.答案:B2 22•过双曲线X2-y z= 1(a>0, b>0)的左焦点F引圆X2+ y2= a2的切线,切点为T,延长FTa b交双曲线右支于点P,若M为线段FP的中点,0为坐标原点,贝U |MO- |MT与b- a的大小关亥曰,系是1)A. |MO TMT>b—aB. | MO- | MT = b- aC.| MO- | MT< b- aD.不能确定解析:不妨设点P在第一象限,设R是双曲线的右焦点,连接PF,:M O分别为FP, FF1的中点,1 2 ________________________________________________________ 2•••|MO = ?|PF|,由双曲线的定义得|PF -|PF| = 2a, |FT =Q| OF2-|OT2= b,1• | MO —| MT = ^| PF| -| MF + | FT1=2(| PF| -| PF) + | FT = b- a.答案:B2 2x y3.在平面直角坐标系xOy中,已知双曲线——12= 1上一点M的横坐标为3,则点M到此双曲线的右焦点的距离为__________ .解析:由题易知,双曲线的右焦点为(4,0),点M的坐标为(3 , ,15)或(3,—15),则点M到此双曲线的右焦点的距离为 4.答案:42 2x y4 .已知F1, F2分别为双曲线g—F= 1( a>0, b>0且a^ b)的左、右焦点,P为双曲线右支上异于顶点的任意一点,O为坐标原点•给出下面四个命题:①厶PFF2的内切圆的圆心必在直线x= a上;② 、PFF 2的内切圆的圆心必在直线 x = b 上; ③ 厶PFF 2的内切圆的圆心必在直线 0P 上; ④ 厶PFF 2的内切圆必经过点(a, 0). 其中真命题的序号是 _____________ .解析:设厶PFF 2的内切圆分别与 PF , PF>切于点A , B ,与F 1F 2切于点 M 则I PA =|PB , | F i A | = | F i M , I F 2B I = | F 2M I.又点P 在双曲线的右支上,所以|PF | -1PF a |= 2a ,故|FM TF 2M = 2a ,而| F i M + I F ?M=2c ,设点 M 的坐标为(x, 0),则由 | F i M - | HM = 2a ,可得(x + c ) — (c —x ) = 2a ,解得 x = a ,答案:①④2 2x y 、‘27+ 36= i 有相同的焦点,且与椭圆相交,一个交点求此双曲线的标准方程.2 2y x 2解析:解法一 设双曲线的标准方程为 孑一^2= 1( a >0, b >0),由题意知c = 36 — 27= 9,2 2一 y x所以双曲线的标准方程为 一匸=i.4 5将点A 的纵坐标代入椭圆方程得A ( ± .15,4),又椭圆的两焦点分别为 F i (0,3),F 2(0,— 3).所以 2a =|. ± J5— 0 2+ 4+ 3 2 — 一 ± ;i5— 0 2+ 4 — 3 2| = 4,所以 a = 2, b = c — a = 9 — 4= 5,2 2所以双曲线的标准方程为 y —x= i.4 5(i)建立适当的坐标系,求双曲线 D 的方程;⑵设过点曰i,0)的直线l 分别与双曲线 D 的左、右支交于 F 、G 两点,直线l 的斜率为 k ,求k 的取值范围.解析:(i)以BC 的中点为原点,BC 所在直线为x 轴,建立坐标系.显然内切圆的圆心与点M 的连线垂直于x 轴,故①④是真命题.5•设双曲线与椭圆 A 的纵坐标为4,解得a 2= 4, b 2= 5.解法6.如图△ ABC 中, BC= 2 3, A B- A C = 4, A C-张 2,双曲线D 以B 、C 为焦点且过A 点.c = 3.又点A 的纵坐标为2x 2•••双曲线D 的方程为-—y 2= 1.⑵ 当I 丄x 轴时,I 与双曲线无交点.当I 不垂直于x 轴时,可设I 的方程:y = k (x — 1),y =kx —1由x 2,消去y 得2— y = 1k(1 — 2k )x + 4k x — (2 k + 2) = 0.•••直线l 与双曲线左、右支分别交于 F (X 1, yj , Q X 2, y 2),1 — 2宀0 则2k 2+ 2x 1x 2=冇则氏—3, 0) , Q3, 0),设 A (x o , y o ),故 AB= ( — 3 — x o , - y 。