高考理科数学《双曲线》练习题

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2014-2015高考理科数学《双曲线》练习题[A 组 基础演练·能力提升]一、选择题1.已知双曲线的渐近线方程为y =±3x ,焦点坐标为(-4,0),(4,0),则双曲线方程为( ) A.x 28-y 224=1 B.x 212-y 214=1C.x 224-y 28=1 D.x 24-y 212=1 解析:双曲线的渐近线方程为y =±3x ,焦点在x 轴上.设双曲线方程为x 2-y 23=λ(λ≠0),即x 2λ-y 23λ=1,则a 2=λ,b 2=3λ.∵焦点坐标为(-4,0),(4,0),∴c =4,∴c 2=a 2+b 2=4λ=16,解得λ=4,∴双曲线方程为x 24-y 212=1.答案:D2.双曲线方程为x 2-2y 2=1,则它的左焦点的坐标为( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,0 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-52,0 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-62,0 D.()-3,0解析:双曲线方程可化为x 2-y 212=1,∴a 2=1,b 2=12,∴c 2=a 2+b 2=32,c =62,∴左焦点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-62,0.答案:C3.(2013年高考北京卷)若双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的离心率为3,则其渐近线方程为( )A .y =±2xB .y =±2xC .y =±12xD .y =±22x 解析:由离心率为3,可知c a=3,又∵c 2=a 2+b 2,∴b =2a ,因此双曲线的渐近线方程为y =±b ax =±2x ,故选B.4.若m是2和8的等比中项,则圆锥曲线x2+y2m=1的离心率是( )A.32B. 5C.32或 5 D.32或52解析:因为m是2和8的等比中项,所以m2=16,所以m=±4,当m=4时,圆锥曲线为椭圆x2+y24=1,离心率为32,当m=-4时,圆锥曲线为双曲线x2-y24=1,离心率为 5.答案:C5.已知双曲线x2m-y2n=1的离心率为3,有一个焦点与抛物线y=112x2的焦点相同,那么双曲线的渐近线方程为( )A.22x±y=0 B.x±22y=0C.x±2y=0 D.2x±y=0解析:由抛物线方程x2=12y知焦点为F(0,3),∵双曲线有一个焦点与抛物线焦点相同,∴双曲线的焦点在y轴上,∴n<0,m<0,∴渐近线方程为y=±nmx,又知e=3,∴1+-m-n=9,∴nm=18,∴渐近线方程为y=±x22,故选B.答案:B6.F1,F2分别是双曲线x2a2-y2b2=1的左、右焦点,过F1的直线l与双曲线的左、右两支分别交于A、B两点.若△ABF2是等边三角形,则该双曲线的离心率为( )A.2 B.7C.13D.15解析:由双曲线的性质可知|F1F2|=2c,|BF1|-|BF2|=2a,即|BA|+|AF1|-|BF2|=2a,|AF2|-|AF1|=2a,因为△ABF2为等边三角形,所以|AF2|=|BF2|,∠BAF2=60°,所以|AF2|=|AB|=4a,|AF1|=2a,故在△AF1F2中,由余弦定理得cos∠F1AF2=|AF1|2+|AF2|2-|F1F2|2 2|AF1||AF2|=4a2+16a2-4c22×2a×4a=5a2-c24a2=-12,即c2a2=7,所以双曲线的离心率e=7.二、填空题7.(2013年高考陕西卷)双曲线x 216-y 2m =1的离心率为54,则m 等于________.解析:由题意知m >0,则e 2=c 2a 2=1+b 2a 2=1+m 16=2516,解得m =9.答案:98.已知双曲线C 1:x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)与双曲线C 2:x 24-y 216=1有相同的渐近线,且C 1的右焦点为F (5,0),则a =________,b =________.解析:与双曲线x 24-y 216=1有共同渐近线的双曲线方程可设为x 24-y 216=λ,即x 24λ-y 216λ=1.由题意知c =5,则4λ+16λ=5∴λ=14,∴a 2=1,b 2=4.又a >0,b >0,故a =1,b =2.答案:1 29.双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1和F 2,左、右顶点分别为A 1和A 2,过焦点F 2与x 轴垂直的直线和双曲线的一个交点为P ,若|PA 1→|是|F 1F 2→|和|A 1F 2→|的等比中项,则该双曲线的离心率为________.解析:由题意可知|PA 1→|2=|F 1F 2→|×|A 1F 2→|,即⎝ ⎛⎭⎪⎫b 2a 2+(a +c )2=2c (a +c ),化简可得a 2=b 2,则e=c a =c 2a 2=a 2+b 2a 2= 2. 答案: 2 三、解答题10.求适合下列条件的双曲线方程.(1)焦点在y 轴上,且过点(3,-42),⎝ ⎛⎭⎪⎫94,5.(2)已知双曲线的渐近线方程为2x ±3y =0,且双曲线经过点P (6,2).解析:(1)设所求双曲线方程为my 2-nx 2=1(m >0,n >0),则因为点(3,-42),⎝ ⎛⎭⎪⎫94,5在双曲线上,所以点的坐标满足方程,由此得⎩⎨⎧32m -9n =1,25m -8116n =1.解方程组得⎩⎪⎨⎪⎧m =116,n =19.故所求双曲线方程为y 216-x 29=1.(2)由双曲线的渐近线方程y =±23x ,可设双曲线方程为x 29-y 24=λ(λ≠0).∵双曲线过点P (6,2), ∴69-44=λ,λ=-13, 故所求双曲线方程为34y 2-13x 2=1.11.已知双曲线的中心在原点,焦点F 1,F 2在坐标轴上,离心率为2,且过点(4,-10).点M (3,m )在双曲线上.(1)求双曲线方程; (2)求证:MF 1→·MF 2→=0; (3)求△F 1MF 2面积.解析:(1)∵e =2,则双曲线的实轴、虚轴相等. ∴可设双曲线方程为x 2-y 2=λ.∵过点(4,-10),∴16-10=λ,即λ=6. ∴双曲线方程为x 2-y 2=6.(2)证明:∵MF 1→=(-3-23,-m ), ∴MF 2→=(23-3,-m ).∴MF 1→·MF 2→=(3+23)×(3-23)+m 2=-3+m 2, ∵M 点在双曲线上,∴9-m 2=6,即m 2-3=0, ∴MF 1→·MF 2→=0.(3)△F 1MF 2的底|F 1F 2|=4 3. 由(2)知m =± 3.∴△F 1MF 2的高h =|m |=3,∴S △F 1MF 2=6.12.(能力提升)P (x 0,y 0)(x 0≠±a )是双曲线E :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)上一点,M ,N 分别是双曲线E 的左,右顶点,直线PM ,PN 的斜率之积为15.(1)求双曲线的离心率.(2)过双曲线E 的右焦点且斜率为1的直线交双曲线于A ,B 两点,O 为坐标原点,C 为双曲线上一点,满足OC →=λOA →+OB →,求λ的值.解析:(1)由点P (x 0,y 0)(x 0≠±a )在双曲线x 2a 2-y 2b 2=1上,有x 20a 2-y 20b 2=1.由题意有y 0x 0-a·y 0x 0+a =15, 可得a 2=5b 2,c 2=a 2+b 2=6b 2,e =c a =305. (2)联立⎩⎨⎧x 2-5y 2=5b 2,y =x -c ,得4x 2-10cx +35b 2=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=5c2,x 1x 2=35b 24.①设OC →=(x 3,y 3),OC →=λOA →+OB →, 即⎩⎨⎧x 3=λx 1+x 2,y 3=λy 1+y 2.又C 为双曲线上一点,即x 23-5y 23=5b 2,有(λx 1+x 2)2-5(λy 1+y 2)2=5b 2化简得λ2(x 21-5y 21)+(x 22-5y 22)+2λ(x 1x 2-5y 1y 2)=5b 2.②又A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)在双曲线上,所以x 21-5y 21=5b 2,x 22-5y 22=5b 2.由①式又有x 1x 2-5y 1y 2=x 1x 2-5(x 1-c )(x 2-c )=-4x 1x 2+5c (x 1+x 2)-5c 2=10b 2, ②式可化为λ2+4λ=0, 解得λ=0或λ=-4.[B 组 因材施教·备选练习]1.过双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右顶点A 作斜率为-1的直线,该直线与双曲线的两条渐近线的交点分别为B ,C ,若A ,B ,C 三点的横坐标成等比数列,则双曲线的离心率为( )A. 3B. 5C.10D.13解析:由题知A 点坐标为(a,0),∴过A 且斜率为-1的直线方程为y =-x +a ,由⎩⎨⎧ y =-x +a ,y =b a x得C ⎝⎛⎭⎪⎫a 2a +b ,ab a +b , 由⎩⎨⎧y =-x +a ,y =-ba x得B ⎝⎛⎭⎪⎫a 2a -b ,-ab a -b . ∵A 、B 、C 三点横坐标成等比数列,∴a 4a -b2=a 3a +b,即b =3a ,∴e =1+b 2a2=10,故选C. 答案:C2.已知P 是双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)上的点,F 1、F 2是其焦点,双曲线的离心率是54,且PF 1→·PF 2→=0,若△PF 1F 2的面积为9,则a +b 的值为________.解析:设|PF 1|=x ,|PF 2|=y ,则由△PF 1F 2面积为9及PF 1⊥PF 2可得xy =18,x 2+y 2=4c 2,故(x -y )2=4c 2-36=4a 2,又e =54,得c =5,a =4,∴b =3,∴a +b =7. 答案:73.(2014年南昌模拟)已知双曲线C :x 24-y 25=1的右焦点为F ,过F 的直线l 与C 交于两点A 、B ,|AB |=5,则满足条件的直线l 的条数为________.解析:(1)若A 、B 两点都在右支上,当AB 垂直于x 轴时, ∵a 2=4,b 2=5,c 2=9,∴F (3,0),∴直线AB 的方程为x =3.由⎩⎨⎧x =3,x 24-y 25=1得y =±52.∴|AB |=5,满足题意.(2)若A 、B 两点分别在两支上,∵a =2, ∴两顶点间的距离为2a =4<5.∴满足|AB |=5的直线有两条,且关于x 轴对称. 综上,满足题意的直线有3条. 答案:3。