2019版同步优化探究理数练习:第八章 第七节 双曲线 Word版含解析
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课时作业 A 组——基础对点练1.已知F 为双曲线C :x 2-my 2=3m (m >0)的一个焦点,则点F 到C 的一条渐近线的距离为( )A.3 B .3 C.3mD .3m解析:双曲线方程为x 23m -y 23=1,焦点F 到一条渐近线的距离为 3.选A.答案:A2.已知双曲线x 2a 2-y 23=1(a >0)的离心率为2,则a =( )A .2 B.62C.52D .1解析:因为双曲线的方程为x 2a 2-y 23=1,所以e 2=1+3a 2=4,因此a 2=1,a =1.选D.答案:D3.双曲线x 2-4y 2=-1的渐近线方程为( ) A .x ±2y =0 B .y ±2x =0 C .x ±4y =0D .y ±4x =0解析:依题意,题中的双曲线即y 214-x 2=1,因此其渐近线方程是y 214-x 2=0,即x ±2y =0,选A. 答案:A4.已知双曲线x 23-y 2=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,点P 在双曲线上,且满足|PF 1|+|PF 2|=25,则△PF 1F 2的面积为( ) A .1 B. 3 C. 5D.12解析:在双曲线x 23-y 2=1中,a =3,b =1,c =2.不防设P 点在双曲线的右支上,则有|PF 1|-|PF 2|=2a =23,又|PF 1|+|PF 2|=25,∴|PF 1|=5+3,|PF 2|=5- 3.又|F 1F 2|=2c =4,而|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2,∴PF 1⊥PF 2,∴S △PF 1F 2=12×|PF 1|×|PF 2|=12×(5+3)×(5-3)=1.故选A. 答案:A5.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),直线l :y =2x -2.若直线l 平行于双曲线C 的一条渐近线且经过C 的一个顶点,则双曲线C 的焦点到渐近线的距离为( ) A .1 B .2 C. 5D .4解析:根据题意,双曲线C 的方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),其焦点在x 轴上,渐近线方程为y =±b a x ,又由直线l 平行于双曲线C 的一条渐近线,可知ba =2,直线l :y =2x -2与x 轴的交点坐标为(1,0),即双曲线C 的一个顶点坐标为(1,0),即a =1,则b =2a =2,故双曲线C 的焦点到渐近线的距离为2,故选B. 答案:B6.已知双曲线的焦点到渐近线的距离等于半实轴长,则该双曲线的离心率为( ) A.5+12B .2 C. 2D .2 2解析:不妨设双曲线的方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),因为焦点F (c,0)到渐近线bx -ay =0的距离为a ,所以bca 2+b 2=a ,即bc c =a ,所以b a =1,所以该双曲线的离心率e =ca=1+(b a)2=2,故选C. 答案:C7.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1的离心率e =54,且其右焦点为F 2 (5,0),则双曲线C 的方程为( ) A.x 24-y 23=1 B.x 29-y 216=1 C.x 216-y 29=1 D.x 23-y 24=1 解析:由题意得e =1+b 2a 2=54,又右焦点为F 2(5,0),a 2+b 2=c 2,所以a 2=16,b 2=9,故双曲线C 的方程为x 216-y 29=1.答案:C8.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的焦距为25,且双曲线的一条渐近线与直线2x +y =0垂直,则双曲线的方程为( ) A.x 24-y 2=1 B .x 2-y 24=1C.3x 220-3y 25=1 D.3x 25-3y 220=1 解析:由题意得c =5,b a =12,则a =2,b =1,所以双曲线的方程为x 24-y 2=1.答案:A9.(2018·山西八校联考)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,焦距为2c ,直线y =33(x +c )与双曲线的一个交点P 满足∠PF 2F 1=2∠PF 1F 2,则双曲线的离心率e 为( ) A. 2 B. 3 C .23+1 D.3+1解析:∵直线y =33(x +c )过左焦点F 1,且其倾斜角为30°,∴∠PF 1F 2=30°,∠PF 2F 1=60°,∴∠F 2PF 1=90°,即F 1P ⊥F 2P .∴|PF 2|=12|F 1F 2|=c ,|PF 1|=|F 1F 2|sin 60°=3c ,由双曲线的定义得2a =|PF 1|-|PF 2|=3c -c ,∴双曲线C 的离心率e =c a =c3c -c2=3+1,选D.答案:D10.已知F 1,F 2是双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两个焦点,P 是双曲线C 上一点,若|PF 1|+|PF 2|=6a ,且△PF 1F 2最小内角的大小为30°,则双曲线C 的渐近线方程是( ) A.2x ±y =0 B .x ±2y =0 C .2x ±y =0D .x ±2y =0解析:不妨设|PF 1|>|PF 2|,则⎩⎪⎨⎪⎧|PF 1|-|PF 2|=2a ,|PF 1|+|PF 2|=6a ,所以|PF 1|=4a ,|PF 2|=2a ,且|F 1F 2|=2c ,即|PF 2|为最小边,即∠PF 1F 2=30°,则△PF 1F 2为直角三角形,所以2c =23a ,所以b =2a ,即渐近线方程为y =±2x ,故选A. 答案:A11.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的焦距为10,点P (2,1)在C 的一条渐近线上,则C的方程为( ) A.x 220-y 25=1 B.x 25-y 220=1 C.x 280-y 220=1 D.x 220-y 280=1 解析:依题意⎩⎪⎨⎪⎧a 2+b 2=251=b a ×2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=20b 2=5,∴双曲线C 的方程为x 220-y 25=1.答案:A12.已知双曲线过点(4,3),且渐近线方程为y =±12x ,则该双曲线的标准方程为________.解析:法一:因为双曲线过点(4,3)且渐近线方程为y =±12x ,故点(4,3)在直线y =12x 的下方.设该双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),所以⎩⎨⎧42a 2-(3)2b2=1,b a =12,,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =1,故双曲线方程为x 24-y 2=1.法二:因为双曲线的渐近线方程为y =±12x ,故可设双曲线为x 24-y 2=λ(λ≠0),又双曲线过点(4, 3),所以424-(3)2=λ,所以λ=1,故双曲线方程为 x 24-y 2=1.答案:x 24-y 2=113.双曲线Γ:y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)的焦距为10,焦点到渐近线的距离为3,则Γ的实轴长等于________.解析:双曲线的焦点(0,5)到渐近线y =ab x ,即ax -by =0的距离为|5b |a 2+b 2=5bc=b =3,所以a =4,2a =8. 答案:814.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)与椭圆x 29+y 24=1有相同的焦点,且双曲线C 的渐近线方程为y =±2x ,则双曲线C 的方程为________.解析:易得椭圆的焦点为(-5,0),(5,0),∴⎩⎪⎨⎪⎧a 2+b 2=5,b a =2,∴a 2=1,b 2=4, ∴双曲线C 的方程为x 2-y 24=1.答案:x 2-y 24=115.(2018·合肥市质检)双曲线M :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,直线x=a 与双曲线M 的渐近线交于点P ,若sin ∠PF 1F 2=13,则该双曲线的离心率为________.解析:不妨设P 为直线x =a 与双曲线M 的渐近线在第一象限内的交点,则P 点坐标为(a ,b ),因为sin ∠PF 1F 2=13,所以|PF 1|=3b ,所以(a +c )2+b 2=9b 2,即9a 2+2ac -7c 2=0,7e 2-2e -9=0,又e >1,解得e =97.答案:97B 组——能力提升练1.已知F 1,F 2是双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两个焦点,若在双曲线上存在点P 满足2|PF 1→+PF 2→|≤|F 1F 2→|,则双曲线的离心率的取值范围是( ) A .(1,2] B .(1,2] C .[2,+∞)D .[2,+∞)解析:∵2|PF 1→+PF 2→|≤|F 1F 2→|⇒4|OP →|≤2c ⇒|OP →|≤c 2,又|OP →|≥a ,∴a ≤c 2,即c ≥2a ,∴e =ca ≥2.故选D. 答案:D2.若实数k 满足0<k <9,则曲线x 225-y 29-k =1与曲线x 225-k -y 29=1的( )A .离心率相等B .虚半轴长相等C .实半轴长相等D .焦距相等解析:由0<k <9,易知两曲线均为双曲线且焦点都在x 轴上,由25+9-k =25-k +9,得两双曲线的焦距相等.答案:D3.(2018·云南五市联考)设P 为双曲线x 2-y 215=1右支上一点,M ,N 分别是圆(x +4)2+y 2=4和(x -4)2+y 2=1上的点,设|PM |-|PN |的最大值和最小值分别为m ,n ,则|m -n |=( ) A .4 B .5 C .6D .7解析:易知双曲线的两个焦点分别为F 1(-4,0),F 2(4,0),恰为两个圆的圆心,两个圆的半径分别为2,1,所以|PM |max =|PF 1|+2,|PN |min =|PF 2|-1,故|PM |-|PN |的最大值为(|PF 1|+2)-(|PF 2|-1)=(|PF 1|-|PF 2|)+3=5,同理|PM |-|PN |的最小值为(|PF 1|-2)-(|PF 2|+1)=(|PF 1|-|PF 2|)-3=-1,所以|m -n |=6,故选C. 答案:C4.(2018·江南十校联考)已知l 是双曲线C :x 22-y 24=1的一条渐近线,P 是l 上的一点,F 1,F 2分别是C 的左、右焦点,若PF 1→·PF 2→=0,则点P 到x 轴的距离为( ) A.233B. 2 C .2D.263解析:由题意知F 1(-6,0),F 2(6,0),不妨设l 的方程为y =2x ,点P (x 0,2x 0),由PF 1→·PF 2→=(-6-x 0,-2x 0)·(6-x 0,-2x 0)=3x 20-6=0,得x 0=±2,故点P 到x 轴的距离为2|x 0|=2,故选C. 答案:C5.已知双曲线x 24-y 2b 2=1(b >0),以原点为圆心,双曲线的实半轴长为半径长的圆与双曲线的两条渐近线相交于A ,B ,C ,D 四点,四边形ABCD 的面积为2b ,则双曲线的方程为( ) A.x 24-3y 24=1 B.x 24-4y 23=1 C.x 24-y 24=1 D.x 24-y 212=1 解析:根据圆和双曲线的对称性,可知四边形ABCD 为矩形.双曲线的渐近线方程为y =±b2x ,圆的方程为x 2+y 2=4,不妨设交点A 在第一象限,由y =b2x ,x 2+y 2=4得x A =44+b2,y A =2b4+b 2,故四边形ABCD 的面积为4x A y A =32b4+b 2=2b ,解得b 2=12,故所求的双曲线方程为x 24-y 212=1,选D.答案:D6.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,以|F 1F 2|为直径的圆与双曲线渐近线的一个交点为(3,4),则此双曲线的方程为( ) A.x 216-y 29=1 B.x 23-y 24=1 C.x 29-y 216=1 D.x 24-y 23=1 解析:因为以|F 1F 2|为直径的圆与双曲线渐近线的一个交点为(3,4),所以c =5,b a =43,又c 2=a 2+b 2,所以a =3,b =4,所以此双曲线的方程为x 29-y 216=1.答案:C7.过双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的一个焦点F 作一条渐近线的垂线,垂足为点A ,与另一条渐近线交于点B ,若FB →=2F A →,则此双曲线的离心率为( ) A. 2 B. 3 C .2D. 5解析:不妨设B (x ,-bax ),|OB |=x 2+(-bax )2=c ,可取B (-a ,b ),由题意可知点A 为BF 的中点,所以A (c -a 2,b 2),又点A 在直线y =b a x 上,则b a ·c -a 2=b2,c =2a ,e =2.答案:C8.若直线l 1和直线l 2相交于一点,将直线l 1绕该点逆时针旋转到与l 2第一次重合时所转的角为θ,则角θ就称为l 1到l 2的角,tan θ=k 2-k 11+k 1k 2,其中k 1,k 2分别是l 1,l 2的斜率,已知双曲线E :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点为F ,A 是右顶点,P 是直线x =a 2c 上的一点,e 是双曲线的离心率,直线P A 到PF 的角为θ,则tan θ的最大值为( ) A.1e B.e1+eC.e 21+eD.e 2解析:设P A ,PF 的斜率分别为k 3,k 4,由题意可知tan θ=k 4-k 31+k 3k 4,不妨设P (a 2c ,y )(y >0),则k 3=y a 2c -a ,k 4=y a 2c -c .令m =a 2c -a ,n =a2c -c ,则tan θ=y n -ym 1+y n ×y m =m -n mn y+y ,由m -n =c-a >0,得当mn y +y 取得最小值时tan θ取最大值,又y >0,m <0,n <0,所以mny +y ≥2mn ,当且仅当y =mn 时等号成立,此时tan θ=m -n2mn =c -a2(a 2c -a )(a 2c-c )=e21+e,故选C.答案:C9.(2018·淄博模拟)过双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左焦点F 1,作圆x 2+y 2=a 2的切线交双曲线的右支于点P ,切点为T ,PF 1的中点M 在第一象限,则以下结论正确的是( ) A .b -a =|MO |-|MT | B .b -a >|MO |-|MT | C .b -a <|MO |-|MT | D .b -a =|MO |+|MT |解析:如图,连接OT ,则OT ⊥F 1T ,在直角三角形OTF 1中,|F 1T |=|OF 1|2-|OT |2=b ,连接PF 2,∵M 为线段F 1P 的中点,O 为F 1F 2的中点, ∴|OM |=12|PF 2|,∴|MO |-|MT |=12|PF 2|-⎝⎛⎭⎫12|PF 1|-|F 1T |=12(|PF 2|-|PF 1|)+b =12×(-2a )+b =b -a ,故选A. 答案:A10.(2018·昆明市检测)已知点F 为双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一个焦点,以点F 为圆心的圆与C 的渐近线相切,且与C 交于A ,B 两点,若AF ⊥x 轴,则C 的离心率为________. 解析:不妨设F 为双曲线的右焦点,则F (c,0),易知双曲线的渐近线方程为y =±ba x ,则双曲线的焦点F 到渐近线的距离d =bc a 2+b2=b ,所以圆F 的半径为b .在双曲线方程中,令x=c ,得y =±b 2a ,所以A (c ,±b 2a ).因为点A 在圆F 上,所以b 2a=b ,即a =b ,所以c =a 2+b 2=2a ,所以e =ca = 2.答案: 211.双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)上一点M (-3,4)关于一条渐近线的对称点恰为右焦点F 2,则该双曲线的标准方程为______________.解析:不妨设双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的右焦点F 2(c,0)关于渐近线y =ba x 对称的点在双曲线上,则过焦点F 2且垂直于该渐近线的直线方程为y -0=-a b (x -c ),即y =-ab(x -c ).联立可得方程组⎩⎨⎧y =b ax ,y =-ab (x -c ),解得⎩⎨⎧x =a 2c,y =abc ,由中点坐标公式可得F 2关于渐近线对称的点的坐标为(2a 2c -c ,2abc),将其代入双曲线的方程可得(2a 2-c 2)2a 2c 2-4a 2c 2=1,化简可得c 2=5a 2,c 2=a 2+b 2=5a 2,所以b 2=4a 2.因为M (-3,4)在双曲线x 2a 2-y 2b 2=1上,所以9a 2-16b 2=1,9a 2-164a2=1,所以a 2=5,b 2=20,则该双曲线的标准方程为x 25-y 220=1.答案:x 25-y 220=112.设双曲线x 2-y 23=1的左,右焦点分别为F 1,F 2.若点P 在双曲线上,且△F 1PF 2为锐角三角形,则|PF 1|+|PF 2|的取值范围是______.解析:由题意不妨设点P 在双曲线的右支上,现考虑两种极限情况:当PF 2⊥x 轴时,|PF 1|+|PF 2|有最大值8;当∠P 为直角时,|PF 1|+|PF 2|有最小值27.因为△F 1PF 2为锐角三角形,所以|PF 1|+|PF 2|的取值范围为(27,8). 答案:(27,8)13.(2018·沈阳质量监测)已知P 是双曲线x 23-y 2=1上任意一点,过点P 分别作双曲线的两条渐近线的垂线,垂足分别为A ,B ,则P A →·PB →的值是________. 解析:设P (x 0,y 0),因为该双曲线的渐近线分别是x 3-y =0,x3+y =0,所以可取|P A |=|x 03-y 0|13+1,|PB |=|x 03+y 0|13+1,又cos ∠APB =-cos ∠AOB =-cos2∠AOx =-cos π3=-12,所以P A →·PB→=|P A →|·|PB →|·cos ∠APB =|x 203-y 20|43·(-12)=34×(-12)=-38.答案:-38。
课时作业A组一一基础对点练1 .已知F为双曲线C: x2—3m(m>0)的一个焦点,则点F到C的一条渐近线的距离为( )A. 3C. 3mD. 3m2 2解析:双曲线方程为3m—鲁二1,焦点F到一条渐近线的距离为,3.选A.答案:A2 22.已知双曲线拿一卷二1(a>0)的离心率为2,则a=( )CF解析:2 2因为双曲线的方程为?一3 =31,所以e2= 1 + T = 4,因此a2= 1, a = 1.选 D.a答案:3.双曲线x2—4y2=—1的渐近线方程为(A. x±y= 0C . x±!y=0 2解析:依题意,题中的双曲线即1 —x2^ 1,4B. yi2x= 0D . y±4x=因此其渐近线方程是2t —x2= 0, 即卩xi2y= 0,选A.4答案:A24 .已知双曲线倉—y2= 1的左、右焦点分别为F1, F2,点P在双曲线上,且满足|PF1| + |PF2| = 2 5, 则厶PF1F2的面积为( )A . 1 B. 3C..5D.|解析:在双曲线x3 —y2= 1中,a= .3, b= 1,c= 2.不防设P点在双曲线的右支上,则有|PF1|—|PF2| =2a = 2 3,又|PF1|+|PF2|= 2 5,A |PF1匸5+ .3, |PF2|= 5—, 3.又|F1F2| = 2c= 4,而|PF1|2A A+ |PF2|2= |F1F2^,A PF1 丄PF2,.・. SA PF1F2=|PF1|X |PF2|=十( .5+ . 3)X ( . 5—. 3)= 1•故选A.答案:A2 25.已知双曲线C :拿―b 2= 1(a>0, b>0),直线I : y =2x — 2•若直线I 平行于双曲线C 的一条渐近线且经过C 的一个顶点,则双曲线C 的焦点到渐近线的距离为D . 422b解析:根据题意,双曲线C 的方程为彩—缶=1(a>0, b>0),其焦点在x 轴上,渐近线方程为y =±bx ,又由直线I 平行于双曲线C 的一条渐近线,可知2 = 2,直线I : y = 2x — 2与x 轴的交点坐标为 a (1,0),即双曲线C 的一个顶点坐标为(1,0),即a = 1,则b = 2a = 2,故双曲线C 的焦点到渐近线 的距离为2,故选B.答案:B6.已知双曲线的焦点到渐近线的距离等于半实轴长,贝U 该双曲线的离心率为C. 2解析:不妨设双曲线的方程为 令一y}= 1(a>0, b>0),因为焦点F(c,0)到渐近线bx — ay = 0的距离 为a ,所以爲畀孑a ,即学=a ,所以b =1所以该双曲线的离心率e =a = 故选C. 答案:Cb 2 51 + 2=,又右焦点为 F 2(5,0), a2 + b 2= c 2,所以 a 2= 16, b 2 = 9,故双曲 a 4C. .57.已知双曲线 C : 2 2A ——匚=1 A.4 3 1 x 2 y C.x6—9 =1x 2 V 25孑一亩=1的离心率e = 4,且其右焦点为F 2(5,0),则双曲线C 的方程为()2 2一 V- = 1B .916_12 2=解析:由题意得e =2 2线C的方程为16-首=1.答案:C2 28.已知双曲线拿一存=1(a>0, b>0)的焦距为2 5,且双曲线的一条渐近线与直线2x+ y= 0垂直, 则双曲线的方程为()2巧-y2=1C3x! 3y C.202 B. x2-y=142 2D3X_-3y_= 15 20解析: 由题意得c= 5, b= 2,则a= 2, b= 1,所以双曲线的方程为^4 — /= 1. 答案:9. (2018山西八校联考)已知双曲线2 2C:学—狰=1(a>0, b>0)的左、右焦点分别为F1, F2,焦距为2c,直线y= c)与双曲线的()A. 2C. 2 .3+ 1解析:•••直线y= ~33(x+ c)过左焦点/ F2PF仁90° 即F i P丄F2P. •••|PF2 个交点P满足/ PF2F I = 2/PF1F2,则双曲线的离心率e为B. 3D. 3+ 1F1,且其倾斜角为30° A/ PF1F2= 30° / PF2F1 = 60° 二1匸2尸卡2|= C, |PF1|= |F I F2|S in 60°=寸3c,由双曲线的定义得2a=|PF1|—|PF2|=A/3C— c,.••双曲线 C 的离心率e=£ = 一1,选 D.a73c— c2答案:D2 210.已知F1, F2是双曲线C:拿一*= 1(a>0, b>0)的两个焦点,P是双曲线C上一点,若|PF1|+ |PF2| = 6&,且厶PF1F2最小内角的大小为30°则双曲线C的渐近线方程是( )A. 2xiy= 0 B . x±. 2y= 0C. 2x±y= 0D. x±2y= 0解析: 不妨设|PF1|>|PF2|,则|PF1|—|PF2|=2a,|PF1|+ |PF2|= 6a,所以|PF1|= 4a, |PF2| = 2a,且IF1F2匸2c,即|PF2|为最小边,即/ PF1F2= 30° 则厶PF1F2 为直角三角形,所以2c = 2.3a ,所以b = 2a ,即渐近线方程为y =±, 2x ,故选A. 答案:A•••双曲线C 的方程为20—彳=1. 答案:A42x 2 所以~4—(J3)2 =入所以入=1,故双曲线方程为才—y 2= 1. 2x13.双曲线r /—1(a>0, b>0)的焦距为10,焦点到渐近线的距离为 3,贝U r 的实轴长等解析:双曲线的焦点(0,5)到渐近线y = ;x ,即ax — by = 0的距离为.[订呼二¥= b = 3,所以a =法二:因为双曲线的渐近线方程为y = X 2 ,故可设双曲线为4y 2= X 疋0),又双曲线过点(4, 3), 11•已知双曲线 C :2 2x y 孑一1(a>0, b>0)的焦距为10,点P(2,1)在C 的一条渐近线上,则C 的方程为()2 2A x_ — y_ 1A .205x 2y 22BL5 20— 丫= 120 80解析:依题意a 2+ b 2= 251= bX 2 aa 2= 20,解得b 2二5,12 .已知双曲线过点(4 ,3), 且渐近线方程为y 二±2x ,则该双曲线的标准方程解析:法一:因为双曲线过点(4,3)且渐近线方程为y = ±2x ,故点(4,3)在直线y =*x 的下方.设 该双曲线的标准方程为a 2— £= 1(a>42 \[3 2孑— 0, b>0),所以 ab 1 b 2a = 2,,解得a = 2,故双曲线b = 1,答案:4—y 2二 1程为y =吃X ,则双曲线C 的方程为 ___________________ 解析:易得椭圆的焦点为(一5, 0), ( 5, 0),a 2 +b 2= 5,二 a 2= 1, b 2 = 4,2•••双曲线C 的方程为X 2— y 4 = 1.2答案:x 2—” 1X 2y 215. (2018合肥市质检)双曲线M :孑一看1(a>0, b>0)的左、右焦点分别为 F 1, F 2,直线x = a1与双曲线M 的渐近线交于点P ,若sin /PF 1F 2=3则该双曲线的离心率为 __________________________ . 解析:不妨设P 为直线x = a 与双曲线M 的渐近线在第一象限内的交点,贝UP 点坐标为(a , b),因为 sin / PF 1F 2 = 3,所以|PF 1|= 3b ,所以(a + c)2+ b 2= 9b 2,即 9a 2+ 2ac — 7c 2= 0,7e 2— 2e — 9=0,9又e>1,解得e = 7.B 组一一能力提升练C :字一£= 1(a>0, b>0)的两个焦点,若在双曲线上存在点 P 满足2|PF i+ PF 2|W |F i F 2|,则双曲线的离心率的取值范围是()A • (1, .2]B . (1,2] C. [,2,+x)D . [2 ,+x)—》 —》 —》 —》 —》 c —》cC解析:T 2|PF 1 + PF 2|< |F 1F 2|? 4|0P|W 2c? |OP|< ,又 |OP|> a ,: a ^., 即 卩 c > 2a,A e =—》2.2 2 a故选D. 答案:D4,2a = 8.1有相同的焦点,且双曲线C 的渐近线方1 •已知F i , F 2是双曲线14.已知双曲线C :x 2 xb>0)与椭圆9 +2 2 2 22•若实数k 满足0<k<9,则曲线25-冷=1与曲线25X Tk —y9二1的( )A •离心率相等B •虚半轴长相等C .实半轴长相等D •焦距相等解析:由0<k<9,易知两曲线均为双曲线且焦点都在 x 轴上,由25+ 9— k = 25 — k + 9,得两双 曲线的焦距相等. 答案:D3. (2018云南五市联考)设P 为双曲线x 2—£= 1右支上一点,M , N 分别是圆(x + 4)2+ y 2= 4和(x — 4)2 + y 2= 1上的点,设|PM|— |PN|的最大值和最小值分别为 m , n ,则|m — n 匸( )A . 4B . 5C . 6F 1( — 4,0), F 2(4,0),恰为两个圆的圆心,两个圆的半径分别min= |PF 2| — 1, 故 |PM|— |PN| 的最大值为(|PF 1| + 2)—(|PF 2|— 1) |PN|的最小值为(|PF 1|— 2)— (|PF 2|+ 1) = (|PF 1— |PF 2|) — 3 =—x 2 y 2曲线C : — — ; = 1的一条渐近线,P 是l 上的一点,F 1, F 2=0,则点P 到x 轴的距离为()B .V 2解析:由题意知F 1( — 6, 0), F 2( .6, 0),不妨设I 的方程为y = 2x ,点P(x 0, ,2x 0),由PF 1 PF 2 =(—.6 — X 0,— 2x 0) ( 6 — X 0,— 2x 0) = 3x o — 6 = 0,得 x °= ±. 2,故点 P 到 x 轴的距离为.2|x °| =2,故选C. 答案:Cx 2y 25.已知双曲线4 —器=1(b>0),以原点为圆心,双曲线的实半轴长为半径长的圆与双曲线的两条渐近线相交于A , B , C , D 四点,四边形ABCD 的面积为2b ,则双曲线的方程为( )解析:易知双曲线的两个焦点分别为 为 2,1,所以 |PM|max = |PF 1|+ 2,|PN=(|PF 1— |PF 2|) + 3 = 5,同理 |PM —1,所以|m — n| = 6,故选C. 答案:C4. (2018江南十校联考)已知I 是双分别是C 的左、右焦点,若PF 1 PF 2A. 3 C . 2D.2,63略34°= 1近线交于点B ,若FB = 2FA ,贝吐匕双曲线的离心率为()A. 2 C . 2c — a b b b c — a b小所以A(~2 , 2),又点A 在直线y = ax 上,则a •厂二2,c = 2a , e = 2.答案:8.若直线|1和直线12相交于一点,将直线11绕该点逆时针旋转到与12第一次重合时所转的角为9, k 2 一 k 1 x 2则角9就称为l 1到l 2的角,tan A 亓匚危,其中k 1, k 2分别是l 1, l 2的斜率,已知双曲线E :孑一2 2x y ‘ C<r — = 1解析:根据圆和双曲线的对称性,可知四边形 ABCD 为矩形•双曲线的渐近线方程为y =字,圆的方程为x 2 + y 2 = 4,不妨设交点 A 在第一象限,由y = bx,x 2 + y 2= 4得X A = /—^=2,『A = j 2,2 v 4+ b \!4+ b故四边形ABCD 的面积为4x A y A =秽:2= 2b ,解得b 2= 12,故所求的双曲线方程为》—卷=1,选D.答案:D2 26•已知双曲线拿一” 1(a>0, b>0)的左、右焦点分别为F i 、F 2,以|F I F 2|为直径的圆与双曲线渐近线的一个交点为(3,4),贝吐匕双曲线的方程为()B x ! y !_ 1 x 2y 2D — — —= 1x 2 y 2A•花- 9 二 12 2Cx_—y _ 二解析: 因为以|F I F 2|为直径的圆与双曲线渐近线的一个交点为(3,4),所以c = 5,+ b 2, 所以a = 3, b = 4,所以此双曲 2 2线的方程为x 9 —务=1.C2 27.过双曲线拿一^2= 1(a>0, b>0)的 答案: 个焦点F 作一条渐近线的垂线,垂足为点A ,与另一条渐B. 3 D. 5解析: 不妨设B(x ,—,OB|=x 2 + — ;x 2= c ,可取B( — a , b),由题意可知点A 为BF 的中占I2 2滸=1(a>0, b>0)的右焦点为F , A 是右顶点,P 是直线x =三上的一点,e 是双曲线的离心率,直 线PA 到PF 的角为9,则tan B 的最大值为() B. ;i e+eC. 2 1+ e答案:C2 -9. (2018淄博模拟)过双曲线拿一^2= 1(a>0, b>0)的左焦点F 1,作圆x 2 + / = a 2的切线交双曲线的右支于点P ,切点为T , PF i 的中点M 在第一象限,则以下结论正确的是()b — a = |M0| —|MT| b — a>|MO|— |MT|b — a = |MO| + |MT|解析:如图,连接OT ,贝U OT 丄F 1T ,在直角三角形 OTF 1;|OF 1|2—|OT|2= b ,连接 PF 2,••• M 为线段F 1P 的中点,O 为F 1F 2的中点,•••|MO| —|MT|= 2|PF 2|— 2|PF 1|— |F 1T| = 2(|PF 2|— |PF 1|)+ b =qx (— 2a) + b = b — a ,故选 A.答案:A X 2 y 210. (2018昆明市检测)已知点F 为双曲线C :孑一詁=1(a>0, b>0)的一个焦点,以点F 为圆心的A.1 e D.f解析:设PA , PF 的斜率分别为k 3, k 4, 由题意可知 tan2k 4— k 3 aak ,不妨设 P(_c , y)(y>0),则 ky . ) 人 =,k4=a^~. 令—a — c2 a m =c — a , n2a=——c ,贝U tan y —y n mm — n r ‘口 9== ,由 m — n = c — a>0,得 y y mn ' '当号+ y 取得最小值时 AlZtan 9取最大值,又y>0, m<0, *0,所以罗+ y > 2 :'mn ,当且仅当y = : mn时等号成立,此时tan m — n A ------2 mnc — a:-a - c=2 J + e ,故选 C.C . b — a<|MO|— |MT|中,|F 1T| =圆与C 的渐近线相切,且与C 交于A , B 两点,若AF 丄x 轴,则C 的离心率为 解析:不妨设F 为双曲线的右焦点,则F(c,O),易知双曲线的渐近线方程为y =,贝U 双曲线的焦点F 到渐近线的距离d = 严 尸b,所以圆F 的半径为b.在双曲线方程中,令x = c,得,寸 a 2 * * 5+ b 2ab2 _______________________________________________•因为点A 在圆F 上,所以占=b ,即a = b ,所以c= • a 2+ b 2= 2a ,所以所以A(c ,c e=_ a2.答案:22 211•双曲线拿一皆1(a>0, b>0)上一点M( — 3,4)关于一条渐近线的对称点恰为右焦点F 2, 则该双曲线的标准方程为 _____________________________ .x 2 y 2b解析:不妨设双曲线孑一生二1的右焦点F 2(C ,0)关于渐近线y = ax 对称的点在双曲线上, 则过焦点F 2且垂直于该渐近线的直线方程为y — 0二—早仪―c),a即 y = — b (x —c )-联立可得方程组b 尸a x , a尸一b x —c ,2ab )c)解析:由题意不妨设点P 在双曲线的右支上,现考虑两种极限情况:当PF 2丄X 轴时,|PF 1|+|PF 2| 有最大值8;当/ P 为直角时,|PF i |+ |PF 2|有最小值2.7因为△ F 1PF 2为锐角三角形,所以|PF i | + |PF 21的取值范围为(2 .'7,8). 答案:(2 7, 8)X 213.(2018沈阳质量监测)已知P 是双曲线—y 2= 1上任意一点,过点P 分别作双曲线的两条渐近线的垂线,垂足分别为 A ,B ,求PAPB 的值.x解析:设P (x o ,y o ),因为该双曲线的渐近线分别是 — y =0,X 0 騙+ yo1|PB| =— ,又 cos / APB = — cos / AOB = — cos2/ AOx = 2 lX0-y21 1 (—刁 | cos / APB = 3 1 =3X (—2) IIIII II II II II II I III II II In—cos 3=I II II II I 舟,所以PA PB = |P A | |P BI IIIII I I I III I I I I I I II II I II II I I I .x o , I 羽-y o ly = 0,所以可取|PA|=讨丘—,W 1x2方程为x4—y2= 1.1 1 1 12a x= c 解得「aby=石,由中点坐标公式可得F2关于渐近线对称的点的坐标为(2? —c,2 2— 2 2 2将其代入双曲线的方程可得―a_2c2 —= 1,化简可得c2= 5a2, c2= a2+ b2= 5a2,所以b2= 4a2.a c c因为M(—3, 4)在双曲线拿一£= 1上,所以事一学=1,事一着=1,所以a2= 5, b2= 20,则该2 2双曲线的标准方程为x—= 1.5 202 2答案:x一2o二112.设双曲线x2—£ = 1的左,右焦点分别为F i, F2若点P在双曲线上,且△ F1PF2为锐角三角形,则|PF i|+ |PF2|的取值范围是。
学习资料第八章平面解析几何第七节双曲线课时规范练A组—-基础对点练1.双曲线错误!-错误!=1(0<m<3)的焦距为()A.6B.12C.36 D。
236-2m2解析:c2=36-m2+m2=36,∴c=6。
双曲线的焦距为12。
答案:B2.双曲线8kx2-ky2=8的一个焦点是(0,3),则k的值是()A.1 B.-1C.错误!D。
-错误!解析:kx2-错误!=1,焦点在y轴上,c=3,解得k=-1。
答案:B3.(2020·山东滕州月考)已知双曲线错误!-错误!=1的左、右焦点分别为F1、F2,若双曲线的左支上有一点M到右焦点F2的距离为18,N是MF2的中点,O为坐标原点,则|NO|等于()A.错误!B.1C.2 D.4解析:由双曲线x225-错误!=1,知a=5,由双曲线定义|MF2|-|MF1|=2a=10,得|MF1|=8,∴|NO|=错误!|MF1|=4。
答案:D4.(2020·湖南永州模拟)焦点是(0,±2),且与双曲线错误!-错误!=1有相同的渐近线的双曲线的方程是()A.x2-错误!=1 B.y2-错误!=1C.x2-y2=2 D。
y2-x2=2解析:由已知,双曲线焦点在y轴上,且为等轴双曲线,故选D。
答案:D5.双曲线错误!-错误!=1的渐近线方程是()A.y=±错误!x B.y=±错误!xC.y=±错误!x D。
y=±错误!x解析:双曲线错误!-错误!=1中,a=3,b=2,双曲线的渐近线方程为y=±错误!x.答案:C6.(2020·石家庄模拟)若双曲线M:x2a2-错误!=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别是F1、F2,P为双曲线M上一点,且|PF1|=15,|PF2|=7,|F1F2|=10,则双曲线M的离心率为()A.3 B.2C。
错误!D。
错误!解析:P为双曲线M上一点,且|PF1|=15,|PF2|=7,|F1F2|=10,由双曲线的定义可得|PF1|-|PF2|=2a=8,|F1F2|=2c=10,则双曲线的离心率为:e=错误!=错误!.答案:D7.(2020·彭州模拟)设F为双曲线C:错误!-错误!=1(a>0,b>0)的右焦点,过坐标原点的直线依次与双曲线C的左、右支交于点P、Q,若|PQ|=2|QF|,∠PQF=60°,则该双曲线的离心率为()A.错误!B.1+错误!C.2+ 3 D。
一、填空题1.已知点M (-2,0)、N (2,0),动点P 满足条件|PM |-|PN |=22,则动点P 的轨迹方程为________.解析:因为|MN |=4,22<4,所以动点P 的轨迹是以M 、N 为焦点,实轴长为22的双曲线靠近点N 的一支,即x 2-y 2=2,x ≥2.答案:x 2-y 2=2(x ≥2)2.双曲线x 24-y 212=1的焦点到渐近线的距离为________.解析:双曲线x 24-y 212=1的渐近线为y =±3x ,c =4+12=4,其焦点坐标为(±4,0),由点到直线的距离公式可得焦点到渐近线的距离为431+(±3)2=2 3.答案:2 3 3.与双曲线x 29-y 216=1有公共渐近线且经过点A (-3,23)的双曲线的方程是________.解析:由条件可设所求双曲线方程为x 29-y 216=k (k >0),将点A (-3,23)代入得k =(-3)29-(23)216=14,所以所求双曲线方程为4x 29-y 24=1.答案:4x 29-y 24=14.在平面直角坐标系xOy 中,已知△ABC 的顶点A (-5,0)和C (5,0),顶点B 在双曲线x 216-y 29=1上,则sin B |sin A -sin C |为________. 解析:由题意得a =4,b =3,c =5.A 、C 为双曲线的焦点,∴||BC |-|BA ||=8,|AC |=10.由正弦定理得sin B |sin A -sin C |=|AC |||BC |-|BA ||=108=54.答案:545.已知F 1、F 2为双曲线C :x 2-y 2=1的左、右焦点,点P 在C 上,∠F 1PF 2=60°,则|PF 1|·|PF 2|=________.解析:如图,设|PF1|=m ,|PF 2|=n .则⎩⎪⎨⎪⎧ |m -n |=2,(22)2=m 2+n 2-2mn cos ∠F 1PF 2.∴⎩⎪⎨⎪⎧m 2-2mn +n 2=4,m 2-mn +n 2=8.∴mn =4. 即|PF 1|·|PF 2|=4.答案:46.已知点F 1,F 2分别是双曲线的两个焦点,P 为该曲线上一点,若△PF 1F 2为等腰直角三角形,则该双曲线的离心率为________.解析:不妨设P 点在双曲线的右支上,则|PF 1|-|PF 2|=2a .∵△PF 1F 2是等腰直角三角形,∴只能是∠PF 2F 1=90°,∴|PF 2|=|F 1F 2|=2c ,∴|PF 1|=2a +|PF 2|=2a +2c ,∴(2a +2c )2=2·(2c )2,即c 2-2ac -a 2=0,两边同除以a 2,得e 2-2e -1=0.∵e >1,∴e =2+1. 答案:2+17.若双曲线x 2a 2-y 23=1(a >0)的离心率为2,则a 等于________.解析:由离心率公式,得a 2+3a 2=22(a >0),解得a =1.答案:18.A 、F 分别是双曲线9x 2-3y 2=1的左顶点和右焦点,P 是双曲线右支上任一点,若∠PF A =λ·∠P AF ,则λ=________.解析:特殊值法,取点P 为(23,1),得∠PF A =2∠P AF ,故λ=2.答案:29.若双曲线x 24-y 2b 2=1 (b >0) 的渐近线方程为y =±12x ,则b 等于________.解析:双曲线x 24-y 2b 2=1的渐近线方程为x 24-y 2b 2=0,即y =±b 2x (b >0),∴b =1.答案:1二、解答题10.如图所示,双曲线的中心在坐标原点,焦点在x 轴上,F1,F 2分别为左、右焦点,双曲线的左支上有一点P ,∠F 1PF 2=π3,且△PF 1F 2的面积为23,又双曲线的离心率为2,求该双曲线的方程.解析:设双曲线方程为:x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0), F 1(-c,0),F 2(c,0),P (x 0,y 0).在△PF 1F 2中,由余弦定理,得:|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|·cos π3=(|PF 1|-|PF 2|)2+|PF 1|·|PF 2|,即4c 2=4a 2+|PF 1|·|PF 2|.又∵S △PF 1F 2=23,∴12|PF 1|·|PF 2|·sin π3=2 3.∴|PF 1|·|PF 2|=8.∴4c 2=4a 2+8,即b 2=2.又∵e =c a =2,∴a 2=23.∴双曲线的方程为:3x 22-y 22=1.11.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率e =233,直线l 过A (a,0),B (0,-b )两点,原点O 到直线l 的距离是32.(1)求双曲线的方程;(2)过点B 作直线m 交双曲线于M 、N 两点,若OM →·ON →=-23,求直线m 的方程.解析:(1)依题意,l 的方程为x a +y -b=1, 即bx -ay -ab =0,由原点O 到l 的距离为32, 得ab a 2+b 2=ab c =32, 又e =c a =233,∴b =1,a = 3.故所求双曲线方程为x 23-y 2=1.(2)显然直线m 不与x 轴垂直,设m 方程为y =kx -1,则点M 、N 坐标(x 1,y 1),(x 2,y 2)是方程组⎩⎨⎧ y =kx -1x 23-y 2=1的解,消去y ,得(1-3k 2)x 2+6kx -6=0.①依题意,1-3k 2≠0,由根与系数关系,知x 1+x 2=6k 3k 2-1,x 1x 2=63k 2-1.OM →·ON →=(x 1,y 1)·(x 2,y 2)=x 1x 2+y 1y 2=x 1x 2+(kx 1-1)(kx 2-1)=(1+k 2)x 1x 2-k (x 1+x 2)+1=6(1+k 2)3k 2-1-6k 23k 2-1+1=63k 2-1+1.又∵OM →·ON →=-23,∴63k 2-1+1=-23,k =±12,经检验知,当k =±12时,方程①有两个不相等的实数根,∴方程为y =12x -1或y =-12x -1.12.A ,B ,C 是我方三个炮兵阵地,A 在B 正东6 km ,C 在B的北偏西30°,相距4 km ,P 为敌炮阵地,某时刻A 处发现敌炮阵地的某种信号,由于B ,C 两地比A 距P 地远,因此4 s后,B ,C 才同时发现这一信号,此信号的传播速度为1 km/s ,A 若炮击P 地,求炮击的方位角.解析:如图所示,以直线BA为x轴、线段BA的中垂线为y轴建立直角坐标系,则B(-3,0),A(3,0),C(-5,23).∵|PB|=|PC|.∴点P在线段BC的垂直平分线上.∵k BC=-3,BC中点为D(-4,3),∴直线PD的方程为y-3=13(x+4).①又|PB|-|P A|=4,故P在以A、B为焦点的双曲线的右支上.设P(x,y),则双曲线方程为x24-y25=1(x≥0).②由①、②解得x=8,y=53,所以P(8,53).因此k P A=538-3= 3.故炮击的方位角为北偏东30°.。
2019版同步优化探究理数北师大版练习:第八章第七节双曲线含解析1 / 11 / 1课时作业A 组 —— 基础对点练1.已知 F 为双曲线 C :x 2-my 2= 3m(m>0)的一个焦点,则点 F 到 C 的一条渐近线的距离为 ()A. 3 B .3C. 3mD .3mx2y2分析:双曲线方程为 3m - 3 =1,焦点 F 到一条渐近线的距离为 3.选 A.答案: A22x y2.已知双曲线 a 2- 3 = 1(a>0)的离心率为 2,则 a = ()6A .2 B. 25C. 2D .1x 2 y 2232分析: 由于双曲线的方程为 a 2- 3 =1,所以 e = 1+ a 2= 4,所以 a = 1, a = 1. 选 D.答案: D2 2)3.双曲线 x -4y =- 1 的渐近线方程为 (A . x ±2y =0B .y ±2x =0C .x ±4y =0D .y ±4x =0y 2 2y 2 2分析:依题意,题中的双曲线即 1 -x =1,所以其渐近线方程是1 - x =0,即 x ±2y44= 0,选 A.答案: Ax 224.已知双曲线 3 -y =1 的左、右焦点分别为 F 1,F 2,点 P 在双曲线上,且知足 |PF 1|+|PF 2|=2 5,则△ PF 1F 2 的面积为 ( )A . 1B. 3。
双曲线及其标准方程测试题及解析(人教版)§2.2双曲线2.2.1双曲线及其标准方程课时目标1.了解双曲线的定义、几何图形和标准方程的推导过程.2.掌握双曲线的标准方程.3.会利用双曲线的定义和标准方程解决简单的应用问题.1.双曲线的有关概念(1)双曲线的定义平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数(小于________)的点的轨迹叫做双曲线.平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于|F1F2|时的点的轨迹为__________________________________________.平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值大于|F1F2|时的点的轨迹__________.(2)双曲线的焦点和焦距双曲线定义中的两个定点F1、F2叫做________________,两焦点间的距离叫做________________.2.双曲线的标准方程(1)焦点在x轴上的双曲线的标准方程是________________,焦点F1__________,F2__________.(2)焦点在y轴上的双曲线的标准方程是________________________,焦点F1________,F2__________.(3)双曲线中a、b、c的关系是____________.一、选择题1.已知平面上定点F1、F2及动点M,命题甲:||MF1|-|MF2||=2a(a为常数),命题乙:M点轨迹是以F1、F2为焦点的双曲线,则甲是乙的()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2.若ax2+by2=b(ab0),则这个曲线是()A.双曲线,焦点在x轴上B.双曲线,焦点在y轴上C.椭圆,焦点在x轴上D.椭圆,焦点在y轴上3.焦点分别为(-2,0),(2,0)且经过点(2,3)的双曲线的标准方程为()A.x2-y23=1B.x23-y2=1C.y2-x23=1D.x22-y22=14.双曲线x2m-y23+m=1的一个焦点为(2,0),则m的值为()A.12B.1或3C.1+22D.2-125.一动圆与两圆:x2+y2=1和x2+y2-8x+12=0都外切,则动圆圆心的轨迹为()A.抛物线B.圆C.双曲线的一支D.椭圆6.已知双曲线中心在坐标原点且一个焦点为F1(-5,0),点P位于该双曲线上,线段PF1的中点坐标为(0,2),则该双曲线的方程是()A.x24-y2=1B.x2-y24=1C.x22-y23=1D.x23-y22=1题号123456答案二、填空题7.设F1、F2是双曲线x24-y2=1的两个焦点,点P在双曲线上,且PF1→PF2→=0,则|PF1||PF2|=______. 8.已知方程x21+k-y21-k=1表示双曲线,则k的取值范围是________.9.F1、F2是双曲线x29-y216=1的两个焦点,P在双曲线上且满足|PF1||PF2|=32,则∠F1PF2=______.三、解答题10.设双曲线与椭圆x227+y236=1有相同的焦点,且与椭圆相交,一个交点A的纵坐标为4,求此双曲线的标准方程.11.在△ABC中,B(4,0)、C(-4,0),动点A满足sinB -sinC=12sinA,求动点A的轨迹方程.能力提升12.若点O和点F(-2,0)分别为双曲线x2a2-y2=1(a0)的中心和左焦点,点P为双曲线右支上的任意一点,则OP→FP→的取值范围为()A.[3-23,+∞)B.[3+23,+∞)C.[-74,+∞)D.[74,+∞)13.已知双曲线的一个焦点为F(7,0),直线y=x-1与其相交于M,N两点,MN中点的横坐标为-23,求双曲线的标准方程.1.双曲线的标准方程可以通过待定系数法求得.2.和双曲线有关的轨迹问题要按照求轨迹方程的一般步骤来解,也要和双曲线的定义相结合.3.直线和双曲线的交点问题可以转化为解方程组(设而不求),利用韦达定理,弦长公式等解决.§2.2双曲线2.2.1双曲线及其标准方程答案知识梳理1.(1)|F1F2|以F1,F2为端点的两条射线不存在(2)双曲线的焦点双曲线的焦距2.(1)x2a2-y2b2=1(a0,b0)(-c,0)(c,0)(2)y2a2-x2b2=1(a0,b0)(0,-c)(0,c)(3)c2=a2+b2作业设计1.B[根据双曲线的定义,乙⇒甲,但甲乙,只有当2a|F1F2|且a≠0时,其轨迹才是双曲线.] 2.B[原方程可化为x2ba+y2=1,因为ab0,所以ba0,所以曲线是焦点在y轴上的双曲线,故选B.]3.A[∵双曲线的焦点在x轴上,∴设双曲线方程为x2a2-y2b2=1(a0,b0).由题知c=2,∴a2+b2=4.①又点(2,3)在双曲线上,∴22a2-32b2=1.②由①②解得a2=1,b2=3,∴所求双曲线的标准方程为x2-y23=1.]4.A[∵双曲线的焦点为(2,0),在x轴上且c=2,∴m+3+m=c2=4.∴m=12.]5.C[由题意两定圆的圆心坐标为O1(0,0),O2(4,0),设动圆圆心为O,动圆半径为r,则|OO1|=r+1,|OO2|=r+2,∴|OO2|-|OO1|=1|O1O2|=4,故动圆圆心的轨迹为双曲线的一支.]6.B[设双曲线方程为x2a2-y2b2=1,因为c=5,c2=a2+b2,所以b2=5-a2,所以x2a2-y25-a2=1.由于线段PF1的中点坐标为(0,2),则P点的坐标为(5,4).代入双曲线方程得5a2-165-a2=1,解得a2=1或a2=25(舍去),所以双曲线方程为x2-y24=1.故选B.]7.2解析∵||PF1|-|PF2||=4,又PF1⊥PF2,|F1F2|=25,∴|PF1|2+|PF2|2=20,∴(|PF1|-|PF2|)2=20-2|PF1||PF2|=16,∴|PF1||PF2|=2.8.-1k1解析因为方程x21+k-y21-k=1表示双曲线,所以(1+k)(1-k)0.所以(k+1)(k-1)0.所以-1k1.9.90°解析设∠F1PF2=α,|PF1|=r1,|PF2|=r2.在△F1PF2中,由余弦定理,得(2c)2=r21+r22-2r1r2cosα,∴cosα=(r1-r2)2+2r1r2-4c22r1r2=36+64-10064=0.∴α=90°.10.解方法一设双曲线的标准方程为y2a2-x2b2=1(a0,b0),由题意知c2=36-27=9,c=3.又点A的纵坐标为4,则横坐标为±15,于是有42a2-(±15)2b2=1,a2+b2=9,解得a2=4,b2=5. 所以双曲线的标准方程为y24-x25=1.方法二将点A的纵坐标代入椭圆方程得A(±15,4),又两焦点分别为F1(0,3),F2(0,-3).所以2a=|(±15-0)2+(4+3)2-(±15-0)2+(4-3)2|=4,即a=2,b2=c2-a2=9-4=5,所以双曲线的标准方程为y24-x25=1.11.解设A点的坐标为(x,y),在△ABC中,由正弦定理,得asinA=bsinB=csinC=2R,代入sinB-sinC=12sinA,得|AC|2R-|AB|2R=12|BC|2R,又|BC|=8,所以|AC|-|AB|=4.因此A点的轨迹是以B、C为焦点的双曲线的右支(除去右顶点)且2a=4,2c=8,所以a=2,c=4,b2=12.所以A点的轨迹方程为x24-y212=1(x2).12.B[由c=2得a2+1=4,∴a2=3,∴双曲线方程为x23-y2=1.设P(x,y)(x≥3),∴OP→FP→=(x,y)(x+2,y)=x2+2x+y2=x2+2x+x23-1=43x2+2x-1(x≥3).令g(x)=43x2+2x-1(x≥3),则g(x)在[3,+∞)上单调递增.g(x)min=g(3)=3+23.OP→FP→的取值范围为[3+23,+∞).]13.解设双曲线的标准方程为x2a2-y2b2=1,且c=7,则a2+b2=7.①由MN中点的横坐标为-23知,中点坐标为-23,-53.设M(x1,y1),N(x2,y2),则由x21a2-y21b2=1,x22a2-y22b2=1,得b2(x1+x2)(x1-x2)-a2(y1+y2)(y1-y2)=0.∵x1+x2=-43y1+y2=-103,且y1-y2x1-x2=1,∴2b2=5a2.②由①,②求得a2=2,b2=5.∴所求双曲线的标准方程为x22-y25=1.。
课时作业组——基础对点练.已知为双曲线:-=(>)的一个焦点,则点到的一条渐近线的距离为( )..解析:双曲线方程为-=,焦点到一条渐近线的距离为.选.答案:.已知双曲线-=(>)的离心率为,则=( )..解析:因为双曲线的方程为-=,所以=+=,因此=,=.选.答案:.双曲线-=-的渐近线方程为( ).±=.±=.±=.±=解析:依题意,题中的双曲线即-=,因此其渐近线方程是-=,即±=,选.答案:.已知双曲线-=的左、右焦点分别为,,点在双曲线上,且满足+=,则△的面积为( ).解析:在双曲线-=中,=,=,=.不防设点在双曲线的右支上,则有-==,又+=,∴=+,=-.又==,而+=,∴⊥,∴△=××=×(+)×(-)=.故选.答案:.已知双曲线:-=(>,>),直线:=-.若直线平行于双曲线的一条渐近线且经过的一个顶点,则双曲线的焦点到渐近线的距离为( )...解析:根据题意,双曲线的方程为-=(>,>),其焦点在轴上,渐近线方程为=±,又由直线平行于双曲线的一条渐近线,可知=,直线:=-与轴的交点坐标为(),即双曲线的一个顶点坐标为(),即=,则==,故双曲线的焦点到渐近线的距离为,故选.答案:.已知双曲线的焦点到渐近线的距离等于半实轴长,则该双曲线的离心率为( )..解析:不妨设双曲线的方程为-=(>,>),因为焦点()到渐近线-=的距离为,所以=,即=,所以=,所以该双曲线的离心率===,故选.答案:.已知双曲线:-=的离心率=,且其右焦点为 (),则双曲线的方程为( )-=-=-=-=解析:由题意得==,又右焦点为(),+=,所以=,=,故双曲线的方程为-=.答案:.已知双曲线-=(>,>)的焦距为,且双曲线的一条渐近线与直线+=垂直,则双曲线的方程为( ).-=-=-=-=解析:由题意得=,=,则=,=,所以双曲线的方程为-=.答案:.(·山西八校联考)已知双曲线:-=(>,>)的左、右焦点分别为,,焦距为,直线=(+)与双曲线的一个交点满足∠=∠,则双曲线的离心率为( )+.+解析:∵直线=(+)过左焦点,且其倾斜角为°,∴∠=°,∠=°,∴∠=°,即⊥.∴==,=°=,由双曲线的定义得=-=-,∴双曲线的离心率===+,选.答案:.已知,是双曲线:-=(>,>)的两个焦点,是双曲线上一点,若+=,且△最小内角的大小为°,则双曲线的渐近线方程是( ).±=±=.±=.±=解析:不妨设>,则(\\(-=,+=,))所以=,=,且=,即为最小边,即∠=°,则△为直角三角形,所以=,所以=,即渐近线方程为=±,故选.答案:.已知双曲线:-=(>,>)的焦距为,点()在的一条渐近线上,则的方程为( )-=-=-=-=解析:依题意(\\(+==()×)),解得(\\(==)),∴双曲线的方程为-=.答案:。
课时作业A组——基础对点练1.已知F为双曲线C:x2-my2=3m(m>0)的一个焦点,则点F到C的一条渐近线的距离为()A.3B.3C.3mD.3m解析:双曲线方程为x23m-y23=1,焦点F到一条渐近线的距离为3.选A.答案:A2.已知双曲线x2a2-y23=1(a>0)的离心率为2,则a=( )A.2 B.62C.52D.1解析:因为双曲线的方程为x2a2-y23=1,所以e2=1+3a2=4,因此a2=1,a=1.选D.答案:D 3.双曲线x2-4y2=-1的渐近线方程为( )A.x±2y=0 B.y±2x=0C.x±4y=0 D.y±4x=0解析:依题意,题中的双曲线即y214-x2=1,因此其渐近线方程是y214-x2=0,即x±2y=0,选A.答案:A4.已知双曲线x2 3-y 2=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,点P 在双曲线上,且满足|PF 1|+|PF 2|=25,则△PF 1F 2的面积为( )A .1 B.3C.5D.12解析:在双曲线x23-y 2=1中,a =3,b =1,c =2.不防设P 点在双曲线的右支上,则有|PF 1|-|PF 2|=2a =23,又|PF 1|+|PF 2|=25,∴|PF 1|=5+3,|PF 2|=5-3.又|F 1F 2|=2c =4,而|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2,∴PF 1⊥PF 2,∴S △PF 1F 2=12×|PF 1|×|PF 2|=12×(5+3)×(5-3)=1.故选A.答案:A5.已知双曲线C :x2a2-y2b2=1(a >0,b >0),直线l :y =2x -2.若直线l 平行于双曲线C 的一条渐近线且经过C 的一个顶点,则双曲线C 的焦点到渐近线的距离为( )A .1B .2 C.5D .4解析:根据题意,双曲线C 的方程为x2a2-y2b2=1(a >0,b >0),其焦点在x 轴上,渐近线方程为y =±b a x ,又由直线l 平行于双曲线C 的一条渐近线,可知ba =2,直线l :y =2x -2与x 轴的交点坐标为(1,0),即双曲线C 的一个顶点坐标为(1,0),即a =1,则b =2a =2,故双曲线C 的焦点到渐近线的距离为2,故选B. 答案:B6.已知双曲线的焦点到渐近线的距离等于半实轴长,则该双曲线的离心率为( )A.5+12 B .2C.2D .22解析:不妨设双曲线的方程为x2a2-y2b2=1(a >0,b >0),因为焦点F (c,0)到渐近线bx -ay =0的距离为a ,所以bc a2+b2=a ,即bcc =a ,所以ba =1,所以该双曲线的离心率e =ca= 错误!=2,故选C. 答案:C7.已知双曲线C :x2a2-y2b2=1的离心率e =54,且其右焦点为F 2(5,0),则双曲线C 的方程为( )A.x24-y23=1 B.x29-y216=1 C.x216-y29=1 D.x23-y24=1 解析:由题意得e =1+b2a2=54,又右焦点为F 2(5,0),a 2+b 2=c 2,所以a 2=16,b 2=9,故双曲线C 的方程为x216-y29=1. 答案:C 8.已知双曲线x2a2-y2b2=1(a >0,b >0)的焦距为25,且双曲线的一条渐近线与直线2x +y =0垂直,则双曲线的方程为( )A.x24-y2=1 B.x2-y24=1C.3x220-3y25=1 D.3x25-3y220=1解析:由题意得c=5,ba=12,则a=2,b=1,所以双曲线的方程为x24-y2=1.答案:A9.(2018·山西八校联考)已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,焦距为2c,直线y=3 3(x+c)与双曲线的一个交点P满足∠PF2F1=2∠PF1F2,则双曲线的离心率e为( ) A.2B.3C.23+1 D.3+1解析:∵直线y=33(x+c)过左焦点F1,且其倾斜角为30°,∴∠PF1F2=30°,∠PF2F1=60°,∴∠F2PF1=90°,即F1P⊥F2P.∴|PF2|=12|F1F2|=c,|PF1|=|F1F2|sin 60°=3c,由双曲线的定义得2a=|PF1|-|PF2|=3c-c,∴双曲线C的离心率e=ca=c3c-c2=3+1,选D.答案:D10.已知F1,F2是双曲线C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的两个焦点,P是双曲线C上一点,若|PF1|+|PF2|=6a,且△PF1F2最小内角的大小为30°,则双曲线C的渐近线方程是( )A.2x±y=0 B.x±2y=0C .2x ±y =0D .x ±2y =0解析:不妨设|PF 1|>|PF 2|,则⎩⎪⎨⎪⎧|PF1|-|PF2|=2a ,|PF1|+|PF2|=6a ,所以|PF 1|=4a ,|PF 2|=2a ,且|F 1F 2|=2c ,即|PF 2|为最小边,即∠PF 1F 2=30°,则△PF 1F 2为直角三角形,所以2c =23a ,所以b =2a ,即渐近线方程为y =±2x ,故选A.答案:A11.已知双曲线C :x2a2-y2b2=1(a >0,b >0)的焦距为10,点P (2,1)在C 的一条渐近线上,则C 的方程为( ) A.x220-y25=1 B.x25-y220=1C.x280-y220=1 D.x220-y280=1 解析:依题意⎩⎪⎨⎪⎧a2+b2=251=ba×2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a2=20b2=5,∴双曲线C 的方程为x220-y25=1.答案:A12.已知双曲线过点(4,3),且渐近线方程为y =±12x ,则该双曲线的标准方程为.解析:法一:因为双曲线过点(4,3)且渐近线方程为y =±12x ,故点(4,3)在直线y =12x的下方.设该双曲线的标准方程为x2a2-y2b2=1(a >0,b >0),所以错误!,解得错误!故双曲线方程为x24-y 2=1.法二:因为双曲线的渐近线方程为y =±12x ,故可设双曲线为x24-y 2=λ(λ≠0),又双曲线过点(4,3),所以424-(3)2=λ,所以λ=1,故双曲线方程为x24-y 2=1.答案:x24-y 2=113.双曲线Γ:y2a2-x2b2=1(a >0,b >0)的焦距为10,焦点到渐近线的距离为3,则Γ的实轴长等于. 解析:双曲线的焦点(0,5)到渐近线y =ab x ,即ax -by =0的距离为|5b|a2+b2=5bc =b =3,所以a =4,2a =8. 答案:814.已知双曲线C :x2a2-y2b2=1(a >0,b >0)与椭圆x29+y24=1有相同的焦点,且双曲线C 的渐近线方程为y =±2x ,则双曲线C 的方程为. 解析:易得椭圆的焦点为(-5,0),(5,0),∴⎩⎪⎨⎪⎧a2+b2=5,ba=2,∴a 2=1,b 2=4,∴双曲线C 的方程为x 2-y24=1.答案:x 2-y24=115.(2018·合肥市质检)双曲线M :x2a2-y2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,直线x =a 与双曲线M 的渐近线交于点P ,若sin ∠PF 1F 2=13,则该双曲线的离心率为.解析:不妨设P 为直线x =a 与双曲线M 的渐近线在第一象限内的交点,则P 点坐标为(a ,b ),因为sin ∠PF 1F 2=13,所以|PF 1|=3b ,所以(a +c )2+b 2=9b 2,即9a 2+2ac -7c 2=0,7e 2-2e -9=0,又e >1,解得e =97.答案:97B 组——能力提升练1.已知F 1,F 2是双曲线C :x2a2-y2b2=1(a >0,b >0)的两个焦点,若在双曲线上存在点P 满足2|PF1→+PF2→|≤|F1F2→|,则双曲线的离心率的取值范围是( )A .(1,2]B .(1,2]C .[2,+∞)D .[2,+∞)解析:∵2|PF1→+PF2→|≤|F1F2→|⇒4|OP →|≤2c ⇒|OP →|≤c 2,又|OP →|≥a ,∴a ≤c 2,即c ≥2a ,∴e =c a ≥2.故选D. 答案:D2.若实数k 满足0<k <9,则曲线x225-y29-k =1与曲线x225-k -y29=1的( )A .离心率相等B .虚半轴长相等C .实半轴长相等D .焦距相等 解析:由0<k <9,易知两曲线均为双曲线且焦点都在x 轴上,由25+9-k =25-k +9,得两双曲线的焦距相等.答案:D3.(2018·云南五市联考)设P 为双曲线x 2-y215=1右支上一点,M ,N 分别是圆(x +4)2+y 2=4和(x -4)2+y 2=1上的点,设|PM |-|PN |的最大值和最小值分别为m ,n ,则|m -n |=( )A .4B .5C .6D .7解析:易知双曲线的两个焦点分别为F 1(-4,0),F 2(4,0),恰为两个圆的圆心,两个圆的半径分别为2,1,所以|PM |max =|PF 1|+2,|PN |min =|PF 2|-1,故|PM |-|PN |的最大值为(|PF 1|+2)-(|PF 2|-1)=(|PF 1|-|PF 2|)+3=5,同理|PM |-|PN |的最小值为(|PF 1|-2)-(|PF 2|+1)=(|PF 1|-|PF 2|)-3=-1,所以|m -n |=6,故选C.答案:C4.(2018·江南十校联考)已知l 是双曲线C :x22-y24=1的一条渐近线,P 是l 上的一点,F 1,F 2分别是C 的左、右焦点,若PF1→·PF2→=0,则点P 到x 轴的距离为( )A.233B.2C .2 D.263解析:由题意知F 1(-6,0),F 2(6,0),不妨设l 的方程为y =2x ,点P (x 0,2x 0),由PF1→·PF2→=(-6-x 0,-2x 0)·(6-x 0,-2x 0)=3x 20-6=0,得x 0=±2,故点P 到x 轴的距离为2|x 0|=2,故选C.答案:C5.已知双曲线x24-y2b2=1(b >0),以原点为圆心,双曲线的实半轴长为半径长的圆与双曲线的两条渐近线相交于A,B ,C ,D 四点,四边形ABCD 的面积为2b ,则双曲线的方程为( )A.x24-3y24=1 B.x24-4y23=1C.x24-y24=1 D.x24-y212=1解析:根据圆和双曲线的对称性,可知四边形ABCD 为矩形.双曲线的渐近线方程为y =±b2x ,圆的方程为x 2+y 2=4,不妨设交点A 在第一象限,由y =b2x ,x 2+y 2=4得x A =44+b2,y A =2b4+b2,故四边形ABCD 的面积为4x A y A =32b4+b2=2b ,解得b 2=12,故所求的双曲线方程为x24-y212=1,选D.答案:D6.已知双曲线x2a2-y2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,以|F 1F 2|为直径的圆与双曲线渐近线的一个交点为(3,4),则此双曲线的方程为( )A.x216-y29=1 B.x23-y24=1 C.x29-y216=1 D.x24-y23=1解析:因为以|F 1F 2|为直径的圆与双曲线渐近线的一个交点为(3,4),所以c =5,b a =43,又c 2=a 2+b 2,所以a =3,b =4,所以此双曲线的方程为x29-y216=1. 答案:C7.过双曲线x2a2-y2b2=1(a >0,b >0)的一个焦点F 作一条渐近线的垂线,垂足为点A ,与另一条渐近线交于点B ,若FB →=2FA →,则此双曲线的离心率为( )A.2B.3 C .2 D.5解析:不妨设B (x ,-bax ),|OB |=错误!=c ,可取B (-a ,b ),由题意可知点A 为BF 的中点,所以A (c -a 2,b 2),又点A 在直线y =b a x 上,则b a ·c -a 2=b2,c =2a ,e =2.答案:C8.若直线l 1和直线l 2相交于一点,将直线l 1绕该点逆时针旋转到与l 2第一次重合时所转的角为θ,则角θ就称为l 1到l 2的角,tanθ=k2-k11+k1k2,其中k 1,k 2分别是l 1,l 2的斜率,已知双曲线E :x2a2-y2b2=1(a >0,b >0)的右焦点为F ,A 是右顶点,P 是直线x =a2c上的一点,e 是双曲线的离心率,直线P A 到PF 的角为θ,则tan θ的最大值为( )A.1eB.e 1+eC.e 21+e D.e2解析:设P A ,PF 的斜率分别为k 3,k 4,由题意可知tan θ=k4-k31+k3k4,不妨设P (a2c,y )(y >0),则k 3=ya2c -a ,k 4=ya2c-c .令m =a2c -a ,n =a2c-c ,则tan θ=yn-y m 1+y n ×y m =m -nmny+y,由m -n =c-a >0,得当mn y +y 取得最小值时tan θ取最大值,又y >0,m <0,n <0,所以mn y+y ≥2mn ,当且仅当y =mn 时等号成立,此时tan θ=m -n 2mn=错误!=错误!,故选C.答案:C9.(2018·淄博模拟)过双曲线x2a2-y2b2=1(a >0,b >0)的左焦点F 1,作圆x 2+y 2=a 2的切线交双曲线的右支于点P ,切点为T ,PF 1的中点M 在第一象限,则以下结论正确的是( )A .b -a =|MO |-|MT |B .b -a >|MO |-|MT |C .b -a <|MO |-|MT |D .b -a =|MO |+|MT |接OT ,则OT ⊥F 1T ,在直角三角形OTF 1中,|F 1T |=解析:如图,连|OF1|2-|OT|2=b ,连接PF 2, F 1P 的中点,O 为F 1F 2的中点,∵M 为线段∴|OM |=12|PF 2|,∴|MO |-|MT |=12|PF 2|-⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12|PF1|-|F1T|=12(|PF 2|-|PF 1|)+b =12×(-2a )+b =b -a ,故选A.答案:A10.(2018·昆明市检测)已知点F 为双曲线C :x2a2-y2b2=1(a >0,b >0)的一个焦点,以点F 为圆心的圆与C 的渐近线相切,且与C 交于A ,B两点,若AF ⊥x 轴,则C 的离心率为.解析:不妨设F 为双曲线的右焦点,则F (c,0),易知双曲线的渐近线方程为y =±bax ,则双曲线的焦点F 到渐近线的距离d =bc a2+b2=b ,所以圆F 的半径为b .在双曲线方程中,令x =c ,得y =±b2a ,所以A (c ,±b2a ).因为点A 在圆F 上,所以b2a=b ,即a =b ,所以c =a2+b2=2a ,所以e =ca=2.答案:211.双曲线x2a2-y2b2=1(a >0,b >0)上一点M (-3,4)关于一条渐近线的对称点恰为右焦点F 2,则该双曲线的标准方程为.解析:不妨设双曲线x2a2-y2b2=1的右焦点F 2(c,0)关于渐近线y =bax 对称的点在双曲线上,则过焦点F 2且垂直于该渐近线的直线方程为y -0=-ab (x -c ),即y =-ab(x -c ).联立可得方程组错误!解得⎩⎪⎨⎪⎧x =a2c,y =abc,由中点坐标公式可得F 2关于渐近线对称的点的坐标为(2a2c -c ,2abc),将其代入双曲线的方程可得错误!-错误!=1,化简可得c 2=5a 2,c 2=a 2+b 2=5a 2,所以b 2=4a 2.因为M (-3,4)在双曲线x2a2-y2b2=1上,所以9a2-16b2=1,9a2-164a2=1,所以a 2=5,b 2=20,则该双曲线的标准方程为x25-y220=1.答案:x25-y220=112.设双曲线x 2-y23=1的左,右焦点分别为F 1,F 2.若点P 在双曲线上,且△F 1PF 2为锐角三角形,则|PF 1|+|PF 2|的取值范围是.解析:由题意不妨设点P 在双曲线的右支上,现考虑两种极限情况:当PF 2⊥x 轴时,|PF 1|+|PF 2|有最大值8;当∠P 为直角时,|PF 1|+|PF 2|有最小值27.因为△F 1PF 2为锐角三角形,所以|PF 1|+|PF 2|的取值范围为(27,8).答案:(27,8)13.(2018·沈阳质量监测)已知P 是双曲线x23-y 2=1上任意一点,过点P 分别作双曲线的两条渐近线的垂线,垂足分别为A ,B ,求PA →·PB→的值.解析:设P (x 0,y 0),因为该双曲线的渐近线分别是x 3-y =0,x 3+y =0,所以可取|P A |=|x03-y0|13+1,|PB |=|x03+y0|13+1,又cos ∠APB =-cos ∠AOB =-cos2∠AOx =-cos π3=-12,所以PA →·PB →=|PA →|·|PB →|·cos ∠APB =|x203-y20|43·(-12)=34×(-12)=-38.。