双曲线解答题练习 含答案
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双曲线经典练习题总结(带答案)一、选择题1.以椭圆x 216+y 29=1的顶点为顶点,离心率为2的双曲线方程为( C )A .x 216-y 248=1B .y 29-x 227=1C .x 216-y 248=1或y 29-x 227=1D .以上都不对[解析] 当顶点为(±4,0)时,a =4,c =8,b =43,双曲线方程为x 216-y 248=1;当顶点为(0,±3)时,a =3,c =6,b =33,双曲线方程为y 29-x 227=1.2.双曲线2x 2-y 2=8的实轴长是( C ) A .2 B .22 C .4 D .42[解析] 双曲线2x 2-y 2=8化为标准形式为x 24-y 28=1,∴a =2,∴实轴长为2a =4.3.(全国Ⅱ文,5)若a >1,则双曲线x 2a 2-y 2=1的离心率的取值范围是( C )A .(2,+∞)B .(2,2 )C .(1,2)D .(1,2)[解析] 由题意得双曲线的离心率e =a 2+1a. ∴c 2=a 2+1a 2=1+1a2.∵a >1,∴0<1a 2<1,∴1<1+1a2<2,∴1<e < 2.故选C .4.(2018·全国Ⅲ文,10)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为2,则点(4,0)到C的渐近线的距离为( D ) A .2 B .2 C .322D .22[解析] 由题意,得e =ca=2,c 2=a 2+b 2,得a 2=b 2.又因为a >0,b >0,所以a =b ,渐近线方程为x ±y =0,点(4,0)到渐近线的距离为42=22, 故选D .5.(2019·全国Ⅲ卷理,10)双曲线C :x 24-y 22=1的右焦点为F ,点P 在C 的一条渐近线上,O 为坐标原点,若|PO |=|PF |,则△PFO 的面积为( A ) A .324B .322C .22D .32[解析] 双曲线x 24-y 22=1的右焦点坐标为(6,0),一条渐近线的方程为y =22x ,不妨设点P 在第一象限,由于|PO |=|PF |,则点P 的横坐标为62,纵坐标为22×62=32,即△PFO 的底边长为6,高为32,所以它的面积为12×6×32=324.故选A . 6.若双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一条渐近线被圆(x -2)2+y 2=4所截得的弦长为2,则C 的离心率为( A ) A .2 B .3 C .2D .233[解析] 设双曲线的一条渐近线方程为y =ba x ,圆的圆心为(2,0),半径为2,由弦长为2得出圆心到渐近线的距离为22-12= 3.根据点到直线的距离公式得2b a 2+b 2=3,解得b 2=3a 2. 所以C 的离心率e =ca =c 2a 2=1+b 2a2=2.故选A . 二、填空题7.(2019·江苏卷,7)在平面直角坐标系xOy 中,若双曲线x 2-y 2b 2=1(b >0)经过点(3,4),则该双曲线的渐近线方程是 [解析] 因为双曲线x 2-y 2b 2=1(b >0)经过点(3,4),所以9-16b 2=1(b >0),解得b =2,即双曲线方程为x 2-y 22=1,其渐近线方程为y =±2x .8.双曲线x 24+y 2k =1的离心率e ∈(1,2),则k 的取值范围是__-12<k <0__.[解析] 双曲线方程可变形为x 24-y 2-k =1,则a 2=4,b 2=-k ,c 2=4-k ,e =ca =4-k2.又因为e ∈(1,2),即1<4-k2<2,解得-12<k <0. 三、解答题9.(1)求与椭圆x 29+y 24=1有公共焦点,且离心率e =52的双曲线的方程;(2)求实轴长为12,离心率为54的双曲线的标准方程.[解析] (1)设双曲线的方程为x 29-λ-y 2λ-4=1(4<λ<9),则a 2=9-λ,b 2=λ-4,∴c 2=a 2+b 2=5,∵e =52,∴e 2=c 2a 2=59-λ=54,解得λ=5, ∴所求双曲线的方程为x 24-y 2=1.(2)由于无法确定双曲线的焦点在x 轴上还是在y 轴上,所以可设双曲线标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)或y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0).由题设知2a =12,c a =54且c 2=a 2+b 2,∴a =6,c =152,b 2=814.∴双曲线的标准方程为x 236-y 2814=1或y 236-x 2814=1.B 级 素养提升一、选择题1.如果椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32,那么双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的离心率为( A )A .52B .54C .2D .2[解析] 由已知椭圆的离心率为32,得a 2-b 2a 2=34,∴a 2=4b 2.∴a 2+b 2a 2=5b 24b 2=54.∴双曲线的离心率e =52. 2.双曲线x 2-y 2m =1的离心率大于2的充分必要条件是( C )A .m >12B .m ≥1C .m >1D .m >2[解析] 本题考查双曲线离心率的概念,充分必要条件的理解. 双曲线离心率e =1+m >2,所以m >1,选C .3.(多选题)已知M (x 0,y 0)是双曲线C :x 22-y 2=1上的一点,F 1、F 2是C 的两个焦点.若MF 1→·MF 2→<0,则y 0的取值可能是( BC ) A .-1 B .0 C .12D .1[解析] 由双曲线方程可知F 1(-3,0)、F 2(3,0), ∵MF 1→·MF 2→<0,∴(-3-x 0)(3-x 0)+(-y 0)(-y 0)<0, 即x 20+y 20-3<0,∴2+2y 20+y 20-3<0,y 20<13, ∴-33<y 0<33,故选BC . 4.(多选题)将离心率为e 1的双曲线C 1的实半轴长a 和虚半轴长b (a ≠b )同时增加m (m >0)个单位长度,得到离心率为e 2的双曲线C 2,则( BD ) A .对任意的a ,b ,e 1>e 2 B .当a <b 时,e 1>e 2 C .对任意的a ,b ,e 1<e 2 D .当a >b 时,e 1<e 2[解析] 由条件知e 21=c 2a 2=1+b 2a2,e 22=1+⎝ ⎛⎭⎪⎫b +m a +m 2,当a >b 时,b +m a +m >ba ,∴e 21<e 22.∴e 1<e 2.当a <b 时,b +m a +m <ba ,∴e 21>e 22.∴e 1>e 2.所以,当a >b 时,e 1<e 2;当a <b 时,e 1>e 2. 二、填空题5.(2019·课标全国Ⅰ理,16)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,过F 1的直线与C 的两条渐近线分别交于A ,B 两点.若F 1A →=AB →,F 1B →·F 2B →=0,则C 的离心率为__2__.[解析] 双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线方程为y =±ba x ,∵F 1B →·F 2B →=0,∴F 1B ⊥F 2B ,∴点B 在⊙O :x 2+y 2=c 2上,如图所示,不妨设点B 在第一象限,由⎩⎪⎨⎪⎧y =b ax x 2+y 2=c2a 2+b 2=c 2x >0,得点B (a ,b ),∵F 1A →=AB →,∴点A 为线段F 1B 的中点,∴A ⎝⎛⎭⎪⎫a -c 2,b 2,将其代入y =-b a x 得b 2=⎝⎛⎭⎫-b a ×a -c 2.解得c =2a ,故e =ca=2.6.已知双曲线x 29-y 2a =1的右焦点为(13,0),则该双曲线的渐近线方程为__y =±23x __.[解析] 由已知得9+a =13,即a =4,故所求双曲线的渐近线为y =±23x .三、解答题7.焦点在x 轴上的双曲线过点P (42,-3),且点Q (0,5)与两焦点的连线互相垂直,求此双曲线的标准方程.[解析] 因为双曲线焦点在x 轴上,所以设双曲线的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),F 1(-c,0)、F 2(c,0).因为双曲线过点P (42,-3), 所以32a 2-9b2=1.①又因为点Q (0,5)与两焦点的连线互相垂直, 所以QF 1→·QF 2→=0,即-c 2+25=0. 所以c 2=25.② 又c 2=a 2+b 2,③所以由①②③可解得a 2=16或a 2=50(舍去). 所以b 2=9,所以所求的双曲线的标准方程是x 216-y 29=1. 8.(2020·云南元谋一中期中)双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点为F (c,0).(1)若双曲线的一条渐近线方程为y =x 且c =2,求双曲线的方程;(2)以原点O 为圆心,c 为半径作圆,该圆与双曲线在第一象限的交点为A ,过A 作圆的切线,其斜率为-3,求双曲线的离心率.[解析] (1)由题意,ba =1,c =2,a 2+b 2=c 2,∴a 2=b 2=2,∴双曲线方程为x 22-y 22=1.(2)由题意,设A (m ,n ),则k OA =33,从而n =33m ,m 2+n 2=c 2,∴A (32c ,c 2), 将A (32c ,c 2)代入双曲线x 2a 2-y 2b 2=1得:3c 24a 2-c 24b 2=1,∴c 2(3b 2-a 2)=4a 2b 2,且c 2=a 2+b 2,∴(a 2+b 2)(3b 2-a 2)=4a 2b 2, ∴3b 4-2a 2b 2-a 4=0,∴3(b a )4-2(ba )2-1=0,∴b 2a 2=1从而e 2=1+b 2a 2=2,∴e = 2.。
1.双曲线的标准方程一.知识梳理1.定义:平面内与两定点1F 、2F 的距离的差的绝对值是常数(小于12||F F )的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点1F 、2F 叫做双曲线的焦点,两个焦点之间的距离叫做焦距. 注:若定义中“差的绝对值”中的“绝对值”去掉的话,点的轨迹成为双面线的一支。
设()y x M ,为双曲线上的任意一点,若M 点在双曲线右支上,则()02,2121>=->a a MF MF MF MF ; 若M 在双曲线的左支上,则a MF MF MF MF 2,2121-=-<; 因此得a MF MF 221±=-.2.标准方程:焦点在x 轴上:()0,12222>>=-b a by a x焦点在y 轴上:()0,12222>>=-b a bx a y .可以看出,如果2x 项的系数是正的,那么焦点就在x 轴上;如果2y 项的系数是正的,那么焦点就在y 轴上.3.标准方程中的c b a ,,三个量满足222b a c +=4.方程()0122<=+mn ny mx 表示的曲线为双曲线,它包含焦点在x 轴上或在y 轴上两种情形.若将方程变形为11122=+n y m x ,则当0>m ,0<n 时,方程为11122=--ny m x ,它表示焦点在x 轴上的双曲线,此时nb m a 1,1-==;当0,0><n m 时,方程为11122=--mx n y ,它表示焦点在y 轴上的双曲线,此时mb n a 1,1-==。
因此,在求双曲线的标准方程时,若焦点的位置不确定,则常考虑上述设法. 三.例题分析题型1 双曲线的定义及应用例1.双曲线11442522=-y x 上一点P 到右焦点的距离是5,则下列结论正确的是 ( ) A.P 到左焦点的距离为8 B.P 到左焦点的距离为15 C.P 到左焦点的距离不确定 D.这样的P 点不存在习题1.双曲线116922=-y x 上一点P 到左焦点1F 的距离101=PF ,求P 点到右焦点2F 的距离2PF .习题24表示的曲线方程为( ) A .24x -25y =1(x ≤-2)B .24x -25y =1(x ≥2)C .24y -25x =1(y ≤-2)D .24y -25x =1(y ≥2)题型2.求双曲线方程例2. 求适合下列条件的双曲线的标准方程: (1)4=a ,经过点⎪⎪⎭⎫⎝⎛-3104,1A ;(2)经过点()24,3-、⎪⎭⎫ ⎝⎛5,49; (3)与双曲线141622=-y x 有相同的焦点,且经过点)2,23(.题型3.判断曲线类型例3.(1).“m>2”是“方程22121x y m m -=--表示双曲线”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件(2).设()0,2πθ∈,则“方程22134sin x y θ+=表示双曲线”的必要不充分条件为( )A .()0,πθ∈B .2,23πθπ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭ C .3ππ,2θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭D .π3π,22θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭(3).已知方程22134x y m m +=+-表示双曲线,则m 的取值范围是______.(4).若方程22131x y m m-=+-表示焦点在x 轴上的双曲线,则实数m 的取值范围为____________.解析:(1)方程22121x y m m -=--表示双曲线等价于()()210m m --<,即1m <或m>2, 故“m>2”是“方程22121x y m m -=--表示双曲线”的充分不必要条件. 故选:A (2)由()0,2θ∈π,方程22134sin x y θ+=表示双曲线,则sin 0θ<,所以(),2θ∈ππ,根据选项,“方程22134sin x y θ+=表示双曲线”的必要不充分条件为B. 故选:B.(3)若方程22134x y m m +=+-表示在x 轴上的双曲线,则3040m m +>⎧⎨-<⎩,解得34-<<m ;若方程22134x y m m +=+-表示在y 轴上的双曲线,则3040m m +<⎧⎨->⎩,此时m ∈∅.综上所述,34-<<m . 故答案为:()3,4-.(4)因为方程22131x y m m -=+-表示焦点在x 轴上的双曲线,所以有3010m m +>⎧⎨->⎩,解得31m -<<,所以实数m 的取值范围为(3,1)-,故答案为:(3,1)-题型4 双曲线的轨迹例4.在△ABC 中,()6,0B -,()6,0C ,直线AB 、AC 的斜率乘积为94,求顶点A 的轨迹.例5.(1)已知两圆()()22221249,49C x y C x y ++=-+=::,动圆C 与圆1C 外切,且和圆2C 内切,则动圆C 的圆心C 的轨迹方程为( ) A .()221379y x x -=≥B .22197y x -=C .22179x y -=D .()221397x x y -=≥(2)已知动圆M 与圆1:C ()2242x y ++=外切,与圆2C :()2242x y -+=内切,则动圆圆心M 的轨迹方程为( ) A .()2212214x y x -=≥ B .()2212214x y x -=≤-C .()2212214x y x +=≥D .221214x y -=解析:(1)如图,设动圆C 的半径为R ,则13CC R =+,23CC R =-,则121268CC CC C C -=<=, 所以动圆圆心C 的轨迹是以1C ,2C 为焦点,以6为实轴长的双曲线的右支.因为26,28a c ==,所以2223,4,7a c b c a ===-=.故动圆圆心C 的轨迹方程为()221397x x y -=≥. 故选:D.(2)如图,由题意得:MB MA =,圆1:C ()2242x y ++=与圆2C :()2242x y -+=的半径2,即122BC AC =()121212MC MC MB BC MA AC MB BC MA AC -=+--=+-+1212228BC AC C C =+==,故点M 的轨迹为以12,C C 为焦点的双曲线的右支,其中222a =28c =,故2a =4c =,则22216214b c a =-=-=,所以轨迹方程为(2212214x y x -=≥,故选:A题型5.双曲线的最值问题例 6.(1).P 为双曲线11522=-y x 右支上一点,N M ,分别是圆()44:221=++y x C 和圆()14:222=+-y x C 上的点,则||||PN PM -的最大值为______.。
双曲线基础题一、单选题1.已知动点(),P x y2=,则动点P 的轨迹是( )A .椭圆B .双曲线C .双曲线的左支D .双曲线的右支2.已知双曲线的两个焦点分别为()10,5F −,()20,5F ,双曲线上一点P 与1F ,2F 的距离差的绝对值等于6,则双曲线的标准方程为( )A .221916x y −=B .221169x y −=C .221916y x −=D .221169y x −=3.已知平面内两定点()13,0F −,()23,0F ,下列条件中满足动点P 的轨迹为双曲线的是( ) A .127PF PF −=± B .126PF PF −=± C .124PF PF −=±D .22126PF PF −=±4.已知双曲线22:1169x y C −=的两焦点分别为1F ,2F ,P 为双曲线上一点,若110PF =,则2PF =( ). A .16B .18C .4或16D .2或185.若双曲线22:1916x y E −=的左、右焦点分别为12,F F ,点P 在双曲线E 上,且13PF =,则2PF 等于( ) A .11B .9C .5D .36.设双曲线22:4640C x y −+=的焦点为12,F F ,点P 为C 上一点,16PF =,则2PF 为( ) A .22B .14C .10D .27.已知双曲线C :221169x y −=的左右焦点为1F ,2F ,点P 在双曲线C 的右支上,则21PF PF −=( ) A .-8B .8C .10D .8.若方程22122x y m m−=+−表示双曲线,则m 的取值范围是( )A .22m −<<B .2m >−C .0m ≥D .2m ≥9.已知方程22111x y k k−=+−表示双曲线,则实数k 的取值范围是( )A .(﹣1,1)B .(0,+∞)C .[0,+∞)D .(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞) 10.双曲线mx 2+y 2=1的虚轴长是实轴长的2倍,则m 的值为( ) A .4B .-4C .-14D .1411.若方程22154x y m m +=−+表示的图形是双曲线,则m 的取值范围是( )A .m >5B .m <-4C .m <-4或m >5D .-4<m <512.“102a <<”是“方程22121x y a a+=−表示的曲线为双曲线”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分又不必要条件13.若双曲线221y x m−=的一个焦点为()3,0−,则m =( ). AB .18 C.D .814.椭圆22214x y a +=与双曲线22212x y a −=有相同的焦点,则=a ( )A .1−B .1C .1±D .215.若方程2244x ky k +=表示双曲线,则此双曲线的虚轴长等于( ) A.B.CD16.双曲线221916x y −=的左顶点与右焦点间的距离为( )A .2B .4C .5D .817.若椭圆22125x y m +=与双曲线221515x y −=的焦点相同,则m 的值为( )A .3±B .4C .6D .918.已知椭圆221(1)x y a a +=>和双曲线221(0)x y m m −=>有相同焦点,则( )A .2a m =+B .2m a =+C .222a m =+D .222m a =+19.与双曲线22154x y −=有公共焦点,且短轴长为2的椭圆方程为( )A .2212x y +=B .22154x y +=C .22110x y +=D .221134x y +=20.若椭圆22125x y m +=与双曲线221515x y −=的焦点相同,则m 的值为( )A .3B .6C .9D .1221.双曲线2214x y −=的一个焦点到一条渐近线的距离是( )AB .2 CD .122.等轴双曲线的一个焦点是()10,6F −,则其标准方程为( )A .2211818x y −=B .22199y x −=C .2211818y x −=D .22199x y −=23.等轴双曲线的两条渐近线的夹角大小为( ) A .π4B .π3C .π2D .2π324.双曲线22221(0,0)x y a b a b−=>>的一条渐近线方程为y x =,则此双曲线的离心率为( )A .2 BC .3 D25.等轴双曲线C :()222210,0x y a b a b−=>>焦距为4,则C 的一个顶点到一条渐近线的距离为( )A .1B .32C .2D .1226.双曲线2214y x −=的渐近线方程为( )A .12y x =± B .2y x =± C.y =D.2y x =±27.双曲线2228x y −=的渐近线方程是( )A .12y x =±B .2y x =± C.y = D.y x =28.已知双曲线()222:1016x y C b b−=>的焦距为10,则双曲线C 的渐近线方程为( )A .916y x =±B .169y x =±C .43y x =± D .34y x =?29.双曲线22221(0,0)x y a b a b −=>>A.y =B.y =C.2y x =±D.y x = 30.若直线31y x =−与双曲线22:1C x my −=的一条渐近线平行,则实数m 的值为( ) A .19B .9C .13D .331.双曲线22143x y −=的离心率是( )A .32B .54C2D .5232.若双曲线C 两条渐近线方程是y x =±,则双曲线C 的离心率是( ). ABC .2D33.已知直线20x y −=双曲线22221y xa b−=的一条渐近线,则双曲线的离心率为( )AB .2 CD34.已知双曲线22221x y a b−=(0a >,0b >)的一条渐近线的斜率为12,则该双曲线的离心率为( ) ABC .2D二、解答题35.求适合下列条件的双曲线的标准方程. (1)焦点在x轴上,a =A ()5,2−; (2)焦点在y 轴上,焦距是16,离心率43e =; (3)离心率e =M ()5,3−. 36.求适合下列条件的双曲线的标准方程: (1)经过点),()3,2; (2)焦点为()0,5−,()0,5,经过点⎝; (3)a b =,经过点()3,1−; (4)经过(3,−和9,54⎫⎛ ⎪⎝⎭两点.37.求满足下列条件的双曲线的标准方程:(1)焦点在x 轴上,离心率为53,两顶点间的距离为6;(2)以椭圆22159x y +=的焦点为顶点,顶点为焦点.38.求适合下列条件的曲线标准方程.(1)虚轴长为16的双曲线的标准方程; (2)过点()1,3P −的抛物线的标准方程.39.求双曲线22494x y −=−的顶点坐标、焦点坐标、实轴长、虚轴长、离心率和渐近线方程. 40.求下列双曲线的实轴和虚轴的长、离心率、焦点和顶点坐标、渐近线方程: (1)2277x y −=; (2)2228x y −=−. 41.根据下列条件,求双曲线的标准方程.(1)焦距为(-5,2),且焦点在x 轴上; (2)焦点为(0,-6),(0,6),且过点A (-5,6).42.m ,n 为何值时,方程221x y m n+=表示下列曲线:(1)圆; (2)椭圆; (3)双曲线?43.已知曲线C 的方程为22173x y m m−=−−,根据下列条件,求实数m 的取值范围:(1)曲线C 是椭圆; (2)曲线C 是双曲线.。
双曲线习题练习及答案解析1、已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>的一条渐近线方程为y x =,且与椭圆221123x y +=有公共焦点.则C 的方程为( )A .221810x y -=B .22145x y -=C .22154x y -=D .22143x y -=【答案】B 因为双曲线的一条渐近线方程为2y x =,则b a =.① 又因为椭圆221123x y +=与双曲线有公共焦点,双曲线的焦距26c =,即c =3,则a 2+b 2=c 2=9.②.由①②解得a =2,b =,则双曲线C 的方程为22145x y -=.故选:B.2已知双曲线22221x y a b-=(a 、b 均为正数)的两条渐近线与直线1x =-围成的三)A.B. C. D. 2【答案】D解:双曲线的渐近线为by x a=±,令1x =-,可得b y a=,不妨令1,b A a ⎛⎫- ⎪⎝⎭,1,b B a ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,所以2b AB a =,所以12AOBA S AB x =⋅=AB ∴=,即2b a =b a =2c e a ===;故选:D3已知双曲线C 的中心为坐标原点,一条渐近线方程为2y x =,点()22,2P -在C 上,则C 的方程为A. 22124x y -=B. 221714x y -=C. 22142x y -=D. 221147y x -=【答案】B由于C 选项的中双曲线的渐近线方程为22y x =±,不符合题意,排除C 选项.将点()22,2P -代入A,B,D 三个选项,只有B 选项符合,故本题选B.4已知双曲线C :2218y x -=的左、右焦点分别为1F 、2F ,O 为坐标原点,点P在C 的一条渐近线上,若2OP PF =,则12PF F △的面积为 ( )A .B .C .D .【答案】C双曲线C :2218y x -=中,1(3,0)F -,2(3,0)F ,渐近线方程:y =±,因2OP PF =,则点P 在线段2OF 的中垂线:32x =上,则P 点纵坐标y 0有0||y =所以12PF F △面积121201||||2PF F SF F y =⋅=故选:C 5已知双曲线C :()22102y x m m m -=>+,则C 的离心率的取值范围为( )A .(B .()1,2C .)+∞D .()2,+∞【答案】C双曲线()22102y x m m m -=>+的离心率为e ===,因为0m >,所以e =>C的离心率的取值范围为)+∞.故选:C.6若双曲线2288ky x -=的焦距为6,则该双曲线的离心率为( )A.4B.32C. 3D.103因为2288ky x -=为双曲线,所以0k ≠,化为标准方程为:22181y x k -=. 由焦距为6可得:3c ==,解得:k =1.所以双曲线为22181y x -=.所以双曲线的离心率为4c e a ===.故选:A7已知1F ,2F 分别是双曲线22124y x -=的左,右焦点,若P 是双曲线左支上的点,且1248PF PF ⋅=.则12F PF △的面积为( ) A. 8B. 16C. 24D. 【答案】C 因为P 是双曲线左支上的点,所以2122PF PF a -==,22124100F F c ==. 在12F PF △中,()22221212121212121212cos 22cos F F PF PF PF PF F PF PF PF PF PF PF PF F PF=+-∠=-+-∠,即110049696cos F PF=+-∠,所以1cos 0F PF ∠=,12in 1s P F F =∠,故12F PF △的面积为121242PF PF ⋅=.故选:C .8已知双曲线()222:1016x y C a a -=>的一条渐近线方程为20x y -=,1F ,2F 分别是双曲线C 的左、右焦点,P 为双曲线C 上一点,若15PF =,则2PF = A.1B.9C.1或9D.3或93.B 由题意知42a=,所以2a =,所以c ==,所以152PF a c =<+=+,所以点Р在双曲线C 的左支上,所以214PF PF -=,所以29PF =.故选B9如图,F 1,F 2分别是双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的两个焦点,以坐标原点O为圆心,|OF 1|为半径的圆与该双曲线左支交于A ,B 两点,若△F 2AB 是等边三角形,则双曲线的离心率为( )B. 211【答案】D 连接1AF ,依题意知:21AF =,12122c F F AF ==,所以21121)a AF AF AF =-=1c e a ===. 10已知双曲线22214x y b-=()0b >的左右焦点分别为1F 、2F ,过点2F 的直线交双曲线右支于A 、B 两点,若1ABF ∆是等腰三角形,且120A ∠=︒.则1ABF ∆的周长为( ) A.83+ B.)41C.83+ D.)22【答案】A双曲线的焦点在x 轴上,则2,24a a ==;设2||AF m =,由双曲线的定义可知:12||||24AF AF a m =+=+, 由题意可得:1222||||||||||AF AB AF BF m BF ==+=+, 据此可得:2||4BF =,又 ,∴12||2||8BF a BF =+=,1ABF 由正弦定理有:11||||sin120sin 30BF AF =︒︒,即11|||BF AF =所以8)m =+,解得:m =1ABF ∆的周长为: 11||||||AF BF AB ++=122(4)8162833m ++=+⨯=+故选:A11已知双曲线C :2218y x -=的左、右焦点分别为1F 、2F ,O 为坐标原点,点P在C 的一条渐近线上,若2OP PF =,则12PF F △的面积为 ( ) A.B.C. D.【答案】C双曲线C :2218y x -=中,1(3,0)F -,2(3,0)F,渐近线方程:y =±,因2OP PF =,则点P 在线段2OF 的中垂线:32x =上,则P 点纵坐标y 0有0||y = 所以12PF F △面积121201||||2PF F S F F y =⋅=故选:C12双曲线22221x y a b-=与22221x y a b -=-的离心率分别为12,e e ,则必有( )A. 12e e =B. 121e e ⋅=C.12111e e += D. 2212111e e += 【答案】D13多选以已知双曲线的虚轴为实轴、实轴为虚轴的双曲线叫做原双曲线的共轭双曲线,则以下说法,正确的有( ) A. 双曲线与它的共轭双曲线有相同的准线 B. 双曲线与它的共轭双曲线的焦距相等 C. 双曲线与它的共轭双曲线的离心率相等 D. 双曲线与它的共轭双曲线有相同的渐近线 【答案】BD由双曲线对称性不妨令双曲线C 的方程为:22221(0,0)x y a b a b-=>>,则其共轭双曲线C '的方程为22221y x b a-=,对于A ,双曲线C 的准线垂直于x 轴,双曲线C '的准线垂直于y 轴,A 不正确;对于B ,双曲线C 和双曲线C '的半焦距均为:c =,所以焦距相同,B 正确;对于C ,由B 选项知,双曲线C 的离心率为1ce a=,而双曲线C '的离心率为2c e b =,而a ,b 不一定等,C 不正确;对于D ,双曲线C 和双曲线C '的渐近线均为by x a=±,D 正确. 故选:BD13多选已知双曲线C :()222104x y b b-=>的离心率为72,1F ,2F 分别为C 的左右焦点,点P 在C 上,且26PF =,则( )A .7b =B .110PF =C .OP =D .122π3F PF ∠=【答案】BCD72=,可得b =A 不正确,而7c ==,因为27||6c PF =>=,所以点P 在C 的右支上,由双曲线的定义有:121||||||624PF PF PF a -=-==,解得1||10PF =,故选项B 正确,在12PF F △中,有2222221271076cos cos 02727OP OP POF POF OP OP +-+-∠+∠=+=⨯⨯⨯⨯,解得||OP =,22212106141cos 21062F PF +-∠==-⨯⨯,所以1223F PF π∠=,故选项C ,D 正确. 故选:BCD.多选若方程22151x y t t +=--所表示的曲线为C ,则下面四个命题中正确的是A .若1<t <5,则C 为椭图B .若t <1.则C 为双曲线 C .若C 为双曲线,则焦距为4D .若C 为焦点在y 轴上的椭圆,则3<t <5 【答案】BD 14多选已知双曲线C 1:)0,0(12222>>=-b a b y a x 的实轴长是2,右焦点与抛物线C 2:y 2=8x 的焦点F 重合,双曲线C 1与抛物线C 2交于A 、B 两点,则下列结论正确的是 ( ▲ )A .双曲线C 1的离心率为2 3B .抛物线C 2的准线方程是x =-2 C .双曲线C 1的渐近线方程为y =±3x D. |AF |+|BF |=320 【答案】BC【解析】由题意可知对于C 1:()0012222>>=-b a by a x ,,实轴长为2a =2,即a =1,而C 2:y 2=8x 的焦点F 为(2,0),所以c =2,则双曲线C 1的方程为1322=-yx ,则对于选项A ,双曲线C 1的离心率为212==a c ,所以选项A 错误;对于选项B ,抛物线C 2的准线方程是x =-2,所以选项B 正确;对于选项C ,双曲线C 1的渐近线方程为y =±abx =±3x ,所以选项C 正确;对于选项D ,由y 2=8x 与1322=-y x 联立可得A (3,62),B (3,62-),所以由抛物线的定义可得 |AF |+|BF |=10433=++=++p x x B A ,所以选项D 错误,综上答案选BC.14多选12,F F 分别是双曲线2221(0)y x b b-=>的左右焦点,过2F 作x 轴的垂线与双曲线交于,A B 两点,若1ABF 为正三角形,则( )A.b = B.C. 双曲线的焦距为D.1ABF 的面积为【答案】ABD在正三角形1ABF 中,由双曲线的对称性知,12F F AB ⊥,12||2||AF AF =, 由双曲线定义有:12||||2AF AF -=,因此,1||4AF =,2||2AF =,12||F F ==即半焦距c =b =,A 正确;双曲线的离心率1ce ==B 正确;双曲线的焦距12F F =C 不正确;1ABF 的面积为21||4AF =D 正确.故选:ABD15多选已知双曲线C 的左、右焦点分别为1F 、2F ,过2F 的直线与双曲线的右支交于A 、B 两点,若122||||2||AF BF AF ==,则( )A. 11AF B F AB ∠=∠B. 双曲线的离心率e =C. 直线的AB 斜率为±D. 原点O 在以2F 为圆心,2AF 为半径的圆上 【答案】ABC 如图:设122||||2||2(0)AF BF AF m m ===>,则22||||||3AB AF BF m =+=,由双曲线的定义知,12||||22AF AF m m a -=-=,即2m a =;12||||2BF BF a -=, 即1||22BF m a -=,∴1||3||BF m AB ==,即有11AF B F AB ∠=∠,故选项A 正确;由余弦定理知,在1ABF 中,22222211111||||||4991cos 2||||2233AF BF AB m m m AF B AF BF m m +-+-∠===⋅⋅,在△12AF F 中,22222212121112||||||441cos cos 2||||223AF AF F F m m c F AB AF B AF AF m m +-+-∠===∠=⋅⋅, 化简整理得,222121144c m a ==,∴离心率ce a ==,故选项B 正确; 在△21AF F中,2222222211134443cos 224m m c m m c m AF F c m cm -+--∠===⋅⋅,21sin AF F ∠==,∴212121sin tan cos AF F AF F AF F ∠∠==∠ ∴根据双曲线的对称性可知,直线AB的斜率为±,故选项C 正确; 若原点O 在以2F 为圆心,2AF 为半径的圆上,则2c m a ==,与3c a =不符,故选项D 错误.故选:ABC .16多选已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的右焦点为F,一条渐近线过点(,则下列结论正确的是( )A. 双曲线CB. 双曲线C 与双曲线22124y x -=有相同的渐近线C. 若F 到渐近线的距离为2,则双曲线C 的方程为22184x y -=D. 若直线2:a l x c=与渐近线围成的三角形面积为则焦距为【答案】BCD 渐近线的方程为by x a=±,因为一条渐近线过点(,故b a ⨯=a ===,故A 错误.又渐近线的方程为2y x =±,而双曲线22124y x -=的渐近线的方程为2y x =±, 故B 正确.若F 到渐近线的距离为2,则2b =,故a =C 的方程为22184x y -=,故C 正确. 直线2:a l x c =与渐近线的两个交点的坐标分别为:2,a ab c c ⎛⎫ ⎪⎝⎭及2,a ab cc ⎛⎫- ⎪⎝⎭,故2122a ab c c =⨯⨯⨯即23a b =,而a =,故b =,a =,所以23=,所以c =,故焦距为D 正确.故选:B CD.16多选已知点P 在双曲线221169x y -=上,1F ,2F 分别是左、右焦点,若12PF F △的面积为20,则下列判断正确的有( ) A. 点P 到x 轴的距离为203B. 12503PF PF += C. 12PF F △为钝角三角形 D. 123F PF π∠=【答案】BC由双曲线方程得4a =,3b =,则5c =,由△12PF F 的面积为20,得112||10||2022P P c y y ⨯⨯=⨯=,得||4P y =,即点P 到x 轴的距离为4,故A 错误, 将||4P y =代入双曲线方程得20||3P x =,根据对称性不妨设20(3P ,4),则213||3PF =, 由双曲线的定义知12||||28PF PF a -==,则11337||833PF =+=, 则12133750||||333PF PF +=+=,故B 正确,在△12PF F 中,113713||210||33PF c PF =>=>=, 则24012020553PF k -==>-,21PF F ∠为钝角,则△12PF F 为钝角三角形,故C 正确, 2222121212121212121337641002||||||(||||)2||||10033cos 13372||||2||||233PF PF F F PF PF PF PF F PF PF PF PF PF -+⨯⨯+--+-∠===⨯⨯3618911121337133729⨯=-=-≠⨯⨯⨯,则123F PF π∠=错误,故正确的是BC ,故选16双曲线:C 2214x y -=的渐近线方程为__________,设双曲线1:C 22221(0,0)x y a b a b -=>>经过点(4,1),且与双曲线C 具有相同渐近线,则双曲线1C 的标准方程为__________.【答案】12y x =± 221123y x -=【解析】(1)双曲线:C 2214x y -=的焦点在y 轴上,且1,2a b ==,渐近线方程为ay x b=±, 故渐近线方程为12y x =±;(2)由双曲线1C 与双曲线C 具有相同渐近线,可设221:4y C x λ-=,代入(4,1)有224134λλ-=⇒=-,故212:34x C y -=-,化简得221123y x -=.17已知O 为坐标原点,抛物线C :()220y px p =>的焦点为F ,P 为C 上一点,PF 与x 轴垂直,Q 为x 轴上一点,且PQ OP ⊥,若6FQ =,则PF =______. 【答案】3抛物线C :22y px = (0p >)的焦点,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,∵P 为C 上一点,PF 与x 轴垂直,所以P 的横坐标为2p ,代入抛物线方程求得P 的纵坐标为p ±,不妨设(,)2pP p , 因为Q 为x 轴上一点,且PQ OP ⊥,所以Q 在F 的右侧, 又||6FQ =,(6,0)2pQ +,(6,)PQ p =-,因为PQ OP ⊥,所以2602pPQ OP p ⋅=⨯-=, 0,3p p >∴=,所以PF =3故答案为△3.若双曲线1C :()2230y x λλ-=≠的右焦点与抛物线2C :28y x =的焦点重合,则实数λ=( ) A. 3±B.C. 3D. -3【答案】D双曲线1C 的右焦点与抛物线的焦点(2,0)重合,所以双曲线1C 方程化:()22103y x λλλ-=≠,再转化为:()22103x y λλλ-=<--,所以23a λ=-, 2b λ=-,所以222433c a b λλλ=+=--=-,所以c =2=平方得 3.λ=-故选:D.17设双曲线:的右焦点为,点,已知点在双曲线的左支上,若的周长的最小值是,则双曲线的标准方程是__________,此时,点的坐标为__________.【答案】【解析】如下图,设为双曲线的左焦点,连接,,则,,故的周长, 因为,所以的周长, 因为的周长的最小值是,,,所以,的方程为, 当的周长取最小值时,点在直线上,因为,,所以直线的方程为,联立,解得,或(舍去), 故的坐标为.故答案为:,.C 2221(0)y x b b-=>F ()0,Q b P CPQF △8C P 2214y x -=⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭D C PD QD QD QF =2PFPD =+PQF△2l PQ PF QF PQ PD QD =++=+++PQ PD QD +≥=PQF△2l ≥PQF △82228,9c b +=+=22221cbab2b =c =C 2214y x -=PQF △P QD ()0,2Q ()D QD 25y x =+222514y x y x ⎧=+⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩1x y ⎧=⎪⎨⎪=⎩4x y ⎧=⎪⎨=⎪⎩P 2⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭2214y x -=,12⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭18已知双曲线()221112211:10,0x y C a b a b -=>>与()222222222:10,0y x C a b a b -=>>有相同的渐近线,若1C 的离心率为2,则2C 的离心率为__________.双曲线()221112211:10,0x y C a b a b -=>>的渐近线方程为11b y x a =± ,()222222222:10,0y x C a b a b -=>>的渐近线方程为22a y x b =±,由题意可得1212b a a b =,由1C 的离心率为2得:22211121()b e a ==+ ,则222()3a b = , 所以设2C 的离心率为2e ,则22222141()133b e a =+=+=,故2=e ,故答案为:19知双曲线()222210,0x y a b a b-=>>,焦点()()()12,0,00F c F c c ->,,左顶点(),0A a -,若过左顶点A 的直线和圆22224a a x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭相切,与双曲线在第一象限交于点P ,且2PF x ⊥轴,则直线的斜率是 _____, 双曲线的离心率是 _________. 【答案】如图,设圆22224a a x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭的圆心为B ,则圆心坐标(,0)2a B ,半径为2a ,则32a AB =,设过左顶点A 的直线和圆22224a a x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭相切于点C ,连接BC ,则2a BC =,所以AC ==,得tan aBC BAC AC ∠===;2PF x ⊥轴,由双曲线的通径可得,22b PF a=,又2AF a c =+,所以222tan PF AF b a BAC a c ∠===+,化简得24(40e -=,求解得e =.已知双曲线C :﹣y 2=1.(Ⅰ)求以C 的焦点为顶点、以C 的顶点为焦点的椭圆的标准方程; (Ⅱ)求与C 有公共的焦点,且过点(2,﹣)的双曲线的标准方程,并且求出这条双曲线的实轴长、焦距、离心率以及渐近线方程.解:(Ⅰ)双曲线C :﹣y 2=1的焦点为(±,0),顶点为(±2,0),设椭圆的标准方程为+=1(a >b >0),可得c =2,a =,b ==1,则椭圆的方程为+y 2=1;(Ⅱ)设所求双曲线的方程为﹣=1(m .n>0),由题意可得m 2+n 2=5,﹣=1,解得m =,n =,即所求双曲线的方程为﹣=1,则这条双曲线的实轴长为2、焦距为2、离心率为以及渐近线方程为y=±x .20已知双曲线C :﹣=1(a >0,b >0)与双曲线﹣=1有相同的渐近线,且经过点M (,﹣).(Ⅰ)求双曲线C 的方程;(Ⅱ)求双曲线C 的实轴长,离心率,焦点到渐近线的距离.:(Ⅰ)∵双曲线C 与双曲线﹣=1有相同的渐近线,∴设双曲线的方程为(λ≠0),代入M (,﹣).得λ=,故双曲线的方程为:.(Ⅱ)由方程得a =1,b =,c =,故离心率e =. 其渐近线方程为y =±x ;实轴长为2, 焦点坐标F (,0),解得到渐近线的距离为:=.21已知双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>,点)是双曲线的一个顶点.(1)求双曲线的方程;(2)经过双曲线右焦点2F 作倾斜角为30°的直线,直线与双曲线交于不同的两点A ,B ,求AB .(1)由题可得c a a ⎧=⎪⎨⎪=⎩3c =,b =,所以双曲线的方程为22136x y-=;(2)双曲线22136x y -=的右焦点为()23,0F所以经过双曲线右焦点2F 且倾斜角为30°的直线的方程为3)y x =-.联立221363)x y y x ⎧-=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩得256270x x +-=,设()11,A x y ,()22,B x y ,则1265x x +=-,12275x x =-.所以5AB ==. 22已知双曲线()2222:10,0x y C a b a b -=>>与双曲线22162y x -=的渐近线相同,且经过点()2,3.(1)求双曲线C 的方程;(2)已知双曲线C 的左右焦点分别为12,F F ,直线l 经过2F ,倾斜角为3,4l π与双曲线C 交于,A B 两点,求1F AB 的面积.(1)设所求双曲线C 方程为2262y x λ-=,代入点()2,3得:223262λ-=,即12λ=-, 所以双曲线C 方程为221622y x -=-,即2213y x -=.(2)由(1)知:()()122,0,2,0F F -,即直线AB 的方程为()2y x =--.设()()1122,,,A x y B x y ,联立()22213y x y x ⎧=--⎪⎨-=⎪⎩得22470x x +-=,满足>0∆且122x x +=-,1272x x =-,由弦长公式得12||AB x x =-=6==,点()12,0F -到直线:20AB x y +-=的距离d ===所以111622F ABS AB d =⋅=⋅⋅=。
《双曲线》典型例题12例典型例题一例1 讨论192522=-+-ky k x 表示何种圆锥曲线,它们有何共同特征. 分析:由于9≠k ,25≠k ,则k 的取值范围为9<k ,259<<k ,25<k ,分别进行讨论.解:(1)当9<k 时,025>-k ,09>-k ,所给方程表示椭圆,此时k a -=252,k b -=92,16222=-=b a c ,这些椭圆有共同的焦点(-4,0),(4,0).(2)当259<<k 时,025>-k ,09<-k ,所给方程表示双曲线,此时,k a -=252,k b -=92,16222=+=b a c ,这些双曲线也有共同的焦点(-4,0),)(4,0).(3)25<k ,9=k ,25=k 时,所给方程没有轨迹.说明:将具有共同焦点的一系列圆锥曲线,称为同焦点圆锥曲线系,不妨取一些k 值,画出其图形,体会一下几何图形所带给人们的美感.典型例题二例2 根据下列条件,求双曲线的标准方程.(1)过点⎪⎭⎫ ⎝⎛4153,P ,⎪⎭⎫⎝⎛-5316,Q 且焦点在坐标轴上. (2)6=c ,经过点(-5,2),焦点在x 轴上.(3)与双曲线141622=-y x 有相同焦点,且经过点()223, 解:(1)设双曲线方程为122=+ny m x ∵ P 、Q 两点在双曲线上,∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+12592561162259nm n m 解得⎩⎨⎧=-=916n m∴所求双曲线方程为191622=+-y x 说明:采取以上“巧设”可以避免分两种情况讨论,得“巧求”的目的. (2)∵焦点在x 轴上,6=c ,∴设所求双曲线方程为:1622=--λλy x (其中60<<λ) ∵双曲线经过点(-5,2),∴16425=--λλ∴5=λ或30=λ(舍去)∴所求双曲线方程是1522=-y x说明:以上简单易行的方法给我们以明快、简捷的感觉.(3)设所求双曲线方程为:()160141622<<=+--λλλy x ∵双曲线过点()223,,∴1441618=++-λλ ∴4=λ或14-=λ(舍)∴所求双曲线方程为181222=-y x 说明:(1)注意到了与双曲线141622=-y x 有公共焦点的双曲线系方程为141622=+--λλy x 后,便有了以上巧妙的设法. (2)寻找一种简捷的方法,须有牢固的基础和一定的变通能力,这也是在我们教学中应该注重的一个重要方面.典型例题三例 3 已知双曲线116922=-y x 的右焦点分别为1F 、2F ,点P 在双曲线上的左支上且3221=PF PF ,求21PF F∠的大小. 分析:一般地,求一个角的大小,通常要解这个角所在的三角形.解:∵点P 在双曲线的左支上 ∴621=-PF PF∴362212221=-+PF PF PF PF ∴1002221=+PF PF ∵()100441222221=+==b a c F F ∴ 9021=∠PF F说明:(1)巧妙地将双曲线的定义应用于解题当中,使问题得以简单化. (2)题目的“点P 在双曲线的左支上”这个条件非常关键,应引起我们的重视,若将这一条件改为“点P 在双曲线上”结论如何改变呢?请读者试探索.典型例题四例 4 已知1F 、2F 是双曲线1422=-y x 的两个焦点,点P 在双曲线上且满足9021=∠PF F ,求21PF F ∆的面积.分析:利用双曲线的定义及21PF F ∆中的勾股定理可求21PF F ∆的面积.解:∵P 为双曲线1422=-y x 上的一个点且1F 、2F 为焦点.∴4221==-a PF PF ,52221==c F F ∵ 9021=∠PF F∴在21F PF Rt ∆中,202212221==+F F PF PF ∵()162212221221=-+=-PF PF PF PF PF PF∴1622021=-PF PF ∴221=⋅PF PF ∴1212121=⋅=∆PF PF S PF F 说明:双曲线定义的应用在解题中起了关键性的作用.典型例题五例5 已知两点()051,-F 、()052,F ,求与它们的距离差的绝对值是6的点的轨迹.分析:问题的条件符合双曲线的定义,可利用双曲线定义直接求出动点轨迹. 解:根据双曲线定义,可知所求点的轨迹是双曲线. ∵5=c ,3=a∴16435222222==-=-=a c b∴所求方程116922=-y x 为动点的轨迹方程,且轨迹是双曲线. 说明:(1)若清楚了轨迹类型,则用定义直接求出其轨迹方程可避免用坐标法所带来的繁琐运算.(2)如遇到动点到两个定点距离之差的问题,一般可采用定义去解.典型例题六例6 在ABC ∆中,2=BC ,且A B C sin 21sin sin =-,求点A 的轨迹.分析:要求点A 的轨迹,需借助其轨迹方程,这就要涉及建立坐标系问题,如何建系呢?解:以BC 所在直线为x 轴,线段BC 的中垂线为y 轴建立平面直角坐标系,则()01,-B ,()01,C .设()y x A ,,由A B C sin 21sin sin =-及正弦定理可得:121==-BC AC AB∵2=BC∴点A 在以B 、C 为焦点的双曲线右支上设双曲线方程为:()0012222>>=-b a by a x , ∴12=a ,22=c ∴21=a ,1=c∴43222=-=a c b ∴所求双曲线方程为134422=-y x ∵01>=-AC AB ∴21>x ∴点A 的轨迹是双曲线的一支上挖去了顶点的部分典型例题七例7 求下列动圆圆心M 的轨迹方程:(1)与⊙()2222=++y x C :内切,且过点()02,A(2)与⊙()11221=-+y x C :和⊙()41222=++y x C :都外切.(3)与⊙()93221=++y x C :外切,且与⊙()13222=+-y x C :内切. 分析:这是圆与圆相切的问题,解题时要抓住关键点,即圆心与切点和关键线段,即半径与圆心距离.如果相切的⊙1C 、⊙2C 的半径为1r 、2r 且21r r >,则当它们外切时,2121r r O O +=;当它们内切时,2121r r O O -=.解题中要注意灵活运用双曲线的定义求出轨迹方程.解:设动圆M 的半径为r(1)∵⊙1C 与⊙M 内切,点A 在⊙C 外 ∴2-=r MC ,r MA =,2=-MC MA∴点M 的轨迹是以C 、A 为焦点的双曲线的左支,且有:22=a ,2=c ,27222=-=a c b ∴双曲线方程为()2172222-≤=-x y x (2)∵⊙M 与⊙1C 、⊙2C 都外切 ∴11+=r MC ,22+=r MC ,112=-MC MC∴点M 的轨迹是以2C 、1C 为焦点的双曲线的上支,且有:21=a ,1=c ,43222=-=a c b ∴所求的双曲线的方程为:⎪⎭⎫ ⎝⎛≥=-43134422y x y(3)∵⊙M 与⊙1C 外切,且与⊙2C 内切 ∴31+=r MC ,12-=r MC ,421=-MC MC∴点M 的轨迹是以1C 、2C 为焦点的双曲线的右支,且有:2=a ,3=c ,5222=-=a c b∴所求双曲线方程为:()215422≥=-x y x 说明:(1)“定义法”求动点轨迹是解析几何中解决点轨迹问题常用而重要的方法.(2)巧妙地应用“定义法”可使运算量大大减小,提高了解题的速度与质量. (3)通过以上题目的分析,我们体会到了,灵活准确地选择适当的方法解决问题是我们无休止的追求目标.典型例题八例8 在周长为48的直角三角形MPN 中,︒=∠90MPN ,43tan =∠PMN ,求以M 、N 为焦点,且过点P 的双曲线方程.分析:首先应建立适当的坐标系.由于M 、N 为焦点,所以如图建立直角坐标系,可知双曲线方程为标准方程.由双曲线定义可知a PN PM 2=-,c MN 2=,所以利用条件确定MPN ∆的边长是关键.解:∵MPN ∆的周长为48,且43tan =∠PMN , ∴设k PN 3=,k PM 4=,则k MN 5=. 由48543=++k k k ,得4=k . ∴12=PN ,16=PM ,20=MN .以MN 所在直线为x 轴,以∴MN 的中点为原点建立直角坐标系,设所求双曲线方程为12222=+by a x )0,0(>>b a .由4=-PN PM ,得42=a ,2=a ,42=a . 由20=MN ,得202=c ,10=c .由96222=-=a c b ,得所求双曲线方程为196422=-y x . 说明:坐标系的选取不同,则又曲线的方程不同,但双曲线的形状不会变.解题中,注意合理选取坐标系,这样能使求曲线的方程更简捷.典型例题九例9 P 是双曲线1366422=-y x 上一点,1F 、2F 是双曲线的两个焦点,且171=PF ,求2PF 的值.分析:利用双曲线的定义求解.解:在双曲线1366422=-y x 中,8=a ,6=b ,故10=c . 由P 是双曲线上一点,得1621=-PF PF . ∴12=PF 或332=PF .又22=-≥a c PF ,得332=PF .说明:本题容易忽视a c PF -≥2这一条件,而得出错误的结论12=PF 或332=PF .典型例题十例10 若椭圆122=+n y m x )0(>>n m 和双曲线122=-ty s x )0,(>t s 有相同的焦点1F 和2F ,而P 是这两条曲线的一个交点,则21PF PF ⋅的值是( ) .A .s m -B .)(21s m - C .22s m - D .s m -分析:椭圆和双曲线有共同焦点,P 在椭圆上又在双曲线上,可根据定义得到1PF 和2PF的关系式,再变形得结果. 解:因为P 在椭圆上,所以m PF PF 221=+. 又P 在双曲线上,所以s PF PF 221=-.两式平方相减,得)(4421s m PF PF -=⋅,故s m PF PF -=⋅21.选(A). 说明:(1)本题的方法是根据定义找1PF 与2PF的关系.(2)注意方程的形式,m ,s 是2a ,n ,t 是2b .典型例题十一例11 若一个动点),(y x P 到两个定点)0,1(-A 、)0,1(1A 的距离之差的绝对值为定值a )0(≥a ,讨论点P 的轨迹.分析:本题的关键在于讨论a .因21=AA ,讨论的依据是以0和2为分界点,应讨论以下四种情况:0=a ,)2,0(∈a ,2=a ,2>a .解:21=AA .(1)当0=a 时,轨迹是线段1AA 的垂直平分线,即y 轴,方程为0=x .(2)当20<<a 时,轨迹是以A 、1A 为焦点的双曲线,其方程为14142222=--a y a x .(3)当2=a 时,轨迹是两条射线)1(0≥=x y 或)1(0-≤=x y . (4)当2>a 时无轨迹. 说明:(1)本题容易出现的失误是对参变量a 的取值范围划分不准确,而造成讨论不全面.(2)轨迹和轨迹方程是不同的,轨迹是图形,因此应指出所求轨迹是何种曲线.典型例题十二例12 如图,圆422=+y x 与y 轴的两个交点分别为A 、B ,以A 、B 为焦点,坐标轴为对称轴的双曲线与圆在y 轴左方的交点分别为C 、D ,当梯形ABCD 的周长最大时,求此双曲线的方程.分析:求双曲线的方程,即需确定a 、b 的值,而42=c ,又222b a c +=,所以只需确定其中的一个量.由双曲线定义a BC AC 2=-,又BCA ∆为直角三角形,故只需在梯形ABCD 的周长最大时,确定BC 的值即可.解:设双曲线的方程为12222=-bx a y (0,0>>b a ),),(00y x C (00<x ,00>y ),t BC =(220<<t ).连结AC ,则︒=∠90ACB .作AB CE ⊥于E ,则有AB BE BC ⋅=2.∴4)2(02⨯-=y t ,即4220t y -=.∴梯形ABCD 的周长0224y t l ++=即10)2(21822122+--=++-=t t t l .当2=t 时,l 最大.此时,2=BC ,32=AC .又C 在双曲线的上支上,且B 、A 分别为上、下两焦点, ∴a BC AC 2=-,即2322-=a . ∴13-=a ,即3242-=a . ∴32222=-=a c b .∴所求双曲线方程为13232422=--x y . 说明:解答本题易忽视BC 的取值范围,应引起注意.。
基础知识:一 双曲线的定义:在平面内,到两个定点21F F 、的距离之差的绝对值等于常数a 2(a 大于0且212F F a <)的动点P 的轨迹叫作双曲线.这两个定点21F F 、叫双曲线的焦点,两焦点的距离叫作双曲线的焦距.注意:1. 双曲线的定义中,常数a 2应当满足的约束条件:21212F F a PF PF <=-,这可以借助于三角形中边的相关性质“两边之差小于第三边”来理解;2. 若去掉定义中的“绝对值”,常数满足约束条件:21212F F a PF PF <=-)0(>a ,则动点轨迹仅表示双曲线中靠焦点2F 的一支;若21122F F a PF PF <=-()0(>a ),则动点轨迹仅表示双曲线中靠焦点1F 的一支;3. 若常数满足约束条件:21212F F a PF PF ==-,则动点轨迹是以F 1、F 2为端点的两条射线(包括端点);4.若常数满足约束条件:21212F F a PF PF >=-,则动点轨迹不存在; 5.若常数0=a ,则动点轨迹为线段21F F 的垂直平分线。
二 双曲线的标准方程:1.当焦点在轴上时,双曲线的标准方程:)0,0(12222>>=-b a b y a x ,其中222b a c +=;2.当焦点在y 轴上时,双曲线的标准方程:)0,0(12222>>=-b a bx a y ,其中222b a c +=;3.共渐近线的双曲线系方程:)0(2222≠=-λλb y a x 的渐近线方程为02222=-b y a x ;如果双曲线的渐近线为0=±b ya x 时,它的双曲线方程可设为)0(2222≠=-λλby a x ;4. 共焦点的双曲线系方程12222=--+k b y k a x 或 12222=--+kb x k a y三 双曲线的几何性质:双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 的几何性质1.对称性:对于双曲线标准方程)0,0(12222>>=-b a by a x ,把x 换成―x ,或把y 换成―y ,或把x 、y 同时换成―x 、―y ,方程都不变,所以双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 是以x 轴、y 轴为对称轴的轴对称图形,且是以原点为对称中心的中心对称图形,这个对称中心称为双曲线的中心。
10.双曲线的切线问题T8联考16题的推广及高考应用昨天考的T8联考16题以双曲线切线为背景,考察了一类特殊的中心三角形,即该切线与渐近线的交点和坐标原点围成的三角形面积,其实是一个定值,本文对其做一般的推广,并介绍相关结论在高考试题中的应用. 对于双曲线比较独特的结论,我们应该多加留意.一.典例分析(T8联考16题) 已知双曲线)0,0(1:2222>>=-b a by a x C 的左、右焦点分别为1F 和2F ,O 为坐标原点,过2F 作渐近线的x ab y =垂线,垂足为P ,若P ,则双曲线的离心率为________;又过点P 作双曲线的切线交另一条渐近线于点Q ,且OPQ ∆的面32=∆OPQ S 积,则该双曲线的方程为_________. 解析:第一个空较简单,321,23222=+==∴=∴a b a a c e b a . 下面看第二个空的证明; 双曲线的两条渐近线方程我们可以用x ab y ±=来表示,设切线与两条渐近线的交点分别为),(),(2211y x B y x A 、,由⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==⋅-⋅x a b y b y y a x x 12020,可得ab y a x x 02011+=,同理ab y a x x 02021-=,22sin c ab AOB =∠所以三角形OAB 的面积为AOB OB OA S ∠⋅⋅=sin 21,再将 1220220=-by a x 代入,得ab S =,证毕. 这样的话,由于b a 23=且32=ab ,可解得:双曲线方程为:14322=-y x . 二.高考应用(2014年福建卷)已知双曲线)0,0(1:2222>>=-b a b y a x E 的两条渐近线分别为x y l x y l 2:,2:21-==.(1)求双曲线E 的离心率;(2)如图,O 为坐标原点,动直线l 分别交直线21,l l 于B A ,两点(B A ,分别在第一,四象限),且OAB ∆的面积恒为8,试探究:是否存在总与直线l 有且只有一个公共点的双曲线E ?若存在,求出双曲线E 的方程;若不存在,说明理由。
双曲线函数的最值问题举例(附练习、答案)双曲线函数是数学中常见的一类函数,对于这类函数的最值问题,我们可以通过一些实际例子来加深理解。
下面提供了一些练题和相应的答案,帮助读者更好地掌握双曲线函数的最值问题。
练题1. 设函数 $f(x) = e^x - e^{-x}$,求函数 $f(x)$ 在定义域内的最小值和最大值。
2. 函数 $g(x) = \sinh(x)$ 在 $[-1, 1]$ 区间上是增函数还是减函数?并求其最小值和最大值。
3. 对于任意正实数 $a$,函数 $h(x) = \cosh(ax)$ 在定义域内的最大值是否存在?如果存在,是多少?答案1. 解答:首先求函数的一阶导数:$$f'(x) = e^x + e^{-x}$$然后求导数为零的点,即:$$e^x + e^{-x} = 0$$由于 $e^x$ 恒大于零,所以 $e^x + e^{-x}$ 恒大于零,即不存在导数为零的点。
因此函数 $f(x)$ 在定义域内没有极值点,也就是没有最小值和最大值。
2. 解答:首先求函数的一阶导数:$$g'(x) = \cosh(x)$$函数 $g(x)$ 的一阶导数为 $\cosh(x)$,根据双曲函数的性质可知 $\cosh(x) > 0$,即在定义域内函数 $g(x)$ 是增函数。
当 $x = 0$ 时,$\sinh(0) = 0$,所以函数 $g(x)$ 在 $[-1, 1]$ 区间上最小值为 0。
当 $x = 1$ 时,$\sinh(1) \approx 1.1752$,所以函数 $g(x)$ 在$[-1, 1]$ 区间上最大值为约 1.1752。
3. 解答:函数 $h(x) = \cosh(ax)$ 为双曲余弦函数,其定义域为实数集。
双曲余弦函数的最大值为 $\cosh(0) = 1$,当且仅当 $ax = 0$ 时取到最大值。
因此,函数 $h(x)$ 在定义域内的最大值为 1。
双曲线解答题练习1. 如图,在以点O 为圆心,||4AB =为直径的半圆ADB 中,OD AB ⊥,P 是半圆弧上一点,30POB ∠=︒,曲线C 是满足||||||MA MB -为定值的动点M 的轨迹,且曲线C 过点P .(Ⅰ)建立适当的平面直角坐标系,求曲线C 的方程; (Ⅱ)设过点D 的直线l 与曲线C 相交于不同的两点E 、F . 若△OEF 的面积不小于...22,求直线l 斜率的取值范围.2. 双曲线的中心为原点O ,焦点在x 轴上,两条渐近线分别为12l l ,,经过右焦点F 垂直于1l 的直线分别交12l l ,于A B ,两点.已知OA AB OB u u u r u u u r u u u r 、、成等差数列,且BF u u u r 与FAu u u r同向.(Ⅰ)求双曲线的离心率;(Ⅱ)设AB 被双曲线所截得的线段的长为4,求双曲线的方程.3. 已知双曲线222x y -=的左、右焦点分别为1F ,2F ,过点2F 的动直线与双曲线相交于A B ,两点.(I )若动点M 满足1111FM F A F B FO =++u u u u r u u u r u u u r u u u r(其中O 为坐标原点),求点M 的轨迹方程; (II )在x 轴上是否存在定点C ,使CA u u u r ·CB u u u r为常数?若存在,求出点C 的坐标;若不存在,请说明理由.4. 已知双曲线C 的方程为,离心率,顶点到渐近线的距离为。
(1)求双曲线C 的方程;(2)如图,P 是双曲线C 上一点,A ,B 两点在双曲线C 的两条渐近线上,且分别位于第一、二象限,若,求面积的取值范围5.求一条渐近线方程是043=+y x ,一个焦点是()0,4的双曲线标准方程,并求此双曲线的离心率.(12分)22221(0,0)y x a b a b-=>>5e =2551,[,2]3AP PB λλ=∈u u u r u u u r AOB ∆6.双曲线()0222>=-a a y x 的两个焦点分别为21,F F ,P 为双曲线上任意一点,求证:21PF PO PF 、、成等比数列(O 为坐标原点).(12分)7.已知动点P 与双曲线x 2-y 2=1的两个焦点F 1,F 2的距离之和为定值,且cos ∠F 1PF 2的最小值为-13.(1)求动点P 的轨迹方程;(2)设M (0,-1),若斜率为k (k ≠0)的直线l 与P 点的轨迹交于不同的两点A 、B ,若要使|MA |=|MB |,试求k 的取值范围.(12分) 8.已知不论b 取何实数,直线y=k x +b 与双曲线1222=-y x 总有公共点,试求实数k 的取值范围.(12分)9.设双曲线C 1的方程为)0,0(12222>>=-b a by a x ,A 、B 为其左、右两个顶点,P 是双曲线C 1上的任意一点,引QB ⊥PB ,QA ⊥PA ,AQ 与BQ 交于点Q.(1)求Q 点的轨迹方程;(2)设(1)中所求轨迹为C 2,C 1、C 2的离心率分别为e 1、e 2,当21≥e 时,e 2的取值范围(14分)10.某中心接到其正东、正西、正北方向三个观测点的报告:正西、正北两个观测点同时听到了一声巨响,正东观测点听到的时间比其他两观测点晚4s. 已知各观测点到该中心的距离都是1020m. 试确定该巨响发生的位置.(假定当时声音传播的速度为340m/ s :相关各点均在同一平面上).(14分)双曲线练习题答案1. 如图,在以点O 为圆心,||4AB =为直径的半圆ADB 中,OD AB ⊥,P 是半圆弧上一点,30POB ∠=︒,曲线C 是满足||||||MA MB -为定值的动点M 的轨迹,且曲线C 过点P .(Ⅰ)建立适当的平面直角坐标系,求曲线C 的方程; (Ⅱ)设过点D 的直线l 与曲线C 相交于不同的两点E 、F . 若△OEF 的面积不小于...22,求直线l 斜率的取值范围.解:(Ⅰ)以O 为原点,AB 、OD 所在直线分别为x 轴、y 轴,建立平面直角坐标系,则A (-2,0),B (2,0),D (0,2),P (1,3),依题意得|MA |-|MB |=|PA |-|PB |=221321)32(2222=)(+--++<|AB |=4.∴曲线C 是以原点为中心,A 、B 为焦点的双曲线.设实半轴长为a ,虚半轴长为b ,半焦距为c , 则c =2,2a =22,∴a 2=2,b 2=c 2-a 2=2.∴曲线C 的方程为12222=-y x . 解法2:同解法1建立平面直角坐标系,则依题意可得|MA |-|MB |=|PA |-|PB |< |AB |=4.∴曲线C 是以原点为中心,A 、B 为焦点的双曲线.设双曲线的方程为a by a x (12222=->0,b >0).则由 ⎪⎩⎪⎨⎧=+=-411322222b a ba )(解得a 2=b 2=2, ∴曲线C 的方程为.12222=-y x (Ⅱ)解法1:依题意,可设直线l 的方程为y =kx +2,代入双曲线C 的方程并整理得(1-K 2)x 2-4kx-6=0.∵直线l 与双曲线C 相交于不同的两点E 、F ,∴ ⎪⎩⎪⎨⎧-⨯+-=∆≠0)1(64)4(01222φk k k -⇔1k k ≠±⎧⎪⎨<<⎪⎩∴k ∈(-3,-1)∪(-1,1)∪(1,3). 设E (x ,y ),F (x 2,y 2),则由①式得x 1+x 2=k x x kk --=-16,14212,于是 |EF |=2212221221))(1()()(x x k x y x x -+=++-=.132214)(1222212212kk k x x x x k --⋅+=-+⋅+而原点O 到直线l 的距离d =212k+,∴S △DEF =.132213221122121222222kk k k k k EF d --=--⋅+⋅+⋅=⋅若△OEF 面积不小于22,即S △OEF 22≥,则有 解得.22,022********2≤≤-≤--⇔≥--k k k k k ③综合②、③知,直线l 的斜率的取值范围为[-2,-1]∪(1-,1) ∪(1, 2).解法2:依题意,可设直线l 的方程为y =kx +2,代入双曲线C 的方程并整理, 得(1-K 2)x 2-4kx -6=0.∵直线l 与双曲线C 相交于不同的两点E 、F ,∴ 22210(4)46(1)0k k k ⎧≠⎪⎨∆=-+⨯->⎪⎩-⇔1k k ≠±⎧⎪⎨<⎪⎩ .∴k ∈(-3,-1)∪(-1,1)∪(1,3). 设E (x 1,y 1),F (x 2,y 2),则由①式得 |x 1-x 2|=.132214)(22221221kk kx x x x --=-∆=-+ ③当E 、F 在同一去上时(如图1所示), S △OEF =;21212121x x OD x x OD S S ODE ODF -⋅=-⋅=-∆∆ 当E 、F 在不同支上时(如图2所示).+=∆∆ODF OEF S S S △ODE =.21)(212121x x OD x x OD -⋅=+⋅ 综上得S △OEF =,2121x x OD -⋅于是 由|OD |=2及③式,得S △OEF =.132222kk --若△OEF 面积不小于2则有即,22,2≥∆OEF S.22,022*******2≤≤-≤-⇔≥--k k k k k 解得 ④综合②、④知,直线l 的斜率的取值范围为[-2,-1]∪(-1,1)∪(1,2).2. (Ⅰ)设OA m d =-,AB m =,OB m d =+由勾股定理可得:222()()m d m m d -+=+得:14d m =,tan b AOF a ∠=,4tan tan 23AB AOB AOF OA ∠=∠== 由倍角公式∴22431ba b a =⎛⎫- ⎪⎝⎭,解得12b a =,则离心率e = (Ⅱ)过F 直线方程为()ay x c b=--,与双曲线方程22221x y a b -=联立将2a b =,c =代入,化简有22152104x x b b-+=将数值代入,有4=解得3b = 故所求的双曲线方程为221369x y -=。
3. 解:由条件知1(20)F -,,2(20)F ,,设11()A x y ,,22()B x y ,. (I )解法一:(I )设()M x y ,,则则1(2)FM x y =+u u u u r ,,111(2)F A x y =+u u u r,, 1221(2)(20)F B x y FO =+=u u u r u u u r ,,,,由1111FM F A F B FO =++u u u u r u u u r u u u r u u u r 得 121226x x x y y y +=++⎧⎨=+⎩,即12124x x x y y y +=-⎧⎨+=⎩,于是AB 的中点坐标为422x y -⎛⎫⎪⎝⎭,. 当AB 不与x 轴垂直时,121224822y y y y x x x x -==----,即1212()8y y y x x x -=--. 又因为A B ,两点在双曲线上,所以22112x y -=,22222x y -=,两式相减得12121212()()()()x x x x y y y y -+=-+,即1212()(4)()x x x y y y --=-.将1212()8yy y x x x -=--代入上式,化简得22(6)4x y --=. 当AB 与x 轴垂直时,122x x ==,求得(80)M ,,也满足上述方程.所以点M 的轨迹方程是22(6)4x y --=.解法二:同解法一的(I )有12124x x x y y y+=-⎧⎨+=⎩,当AB 不与x 轴垂直时,设直线AB 的方程是(2)(1)y k x k =-≠±. 代入222x y -=有2222(1)4(42)0k x k x k -+-+=.则12x x ,是上述方程的两个实根,所以212241k x x k +=-.21212244(4)411k ky y k x x k k k ⎛⎫+=+-=-= ⎪--⎝⎭.由①②③得22441k x k -=-.…………………………………………………④241ky k =-.……………………………………………………………………⑤ 当0k ≠时,0y ≠,由④⑤得,4x k y-=,将其代入⑤有 2222444(4)(4)(4)1x y x y y x x yy -⨯-==----.整理得22(6)4x y --=. 当0k =时,点M 的坐标为(40),,满足上述方程.当AB 与x 轴垂直时,122x x ==,求得(80)M ,,也满足上述方程. 故点M 的轨迹方程是22(6)4x y --=.(II )假设在x 轴上存在定点(0)C m ,,使CA CB u u u r u u u rg为常数. 当AB 不与x 轴垂直时,设直线AB 的方程是(2)(1)y k x k =-≠±. 代入222x y -=有2222(1)4(42)0k x k x k -+-+=.则12x x ,是上述方程的两个实根,所以212241k x x k +=-,2122421k x x k +=-,于是21212()()(2)(2)CA CB x m x m k x x =--+--u u u r u u u rg222222(12)2442(12)11m k m m m m k k -+-=+=-++--. 因为CA CB u u u r u u u r g是与k 无关的常数,所以440m -=,即1m =,此时CA CB u u u r u u u r g =1-. 当AB 与x 轴垂直时,点A B ,的坐标可分别设为(22),,(22)-,, 此时(12)(12)1CA CB =-=-u u u r u u u rgg ,,. 故在x 轴上存在定点(10)C ,,使CA CB u u u r u u u rg为常数. 4.(Ⅰ)由题意知,双曲线C 的顶点(0,a )到渐近线, 所以所以 由 所以曲线的方程是 (Ⅱ)设直线AB 的方程为 由题意知由由将P 点的坐标代入得 设Q 为直线AB 与y 轴的交点,则Q 点的坐标为(0,m )=2505ax by -=的距离为2225a b =+255ab c =2222525125ab c a cb ac c a b ⎧=⎪⎪⎧=⎪⎪⎪==⎨⎨⎪⎪=⎩⎪=+⎪⎪⎩得C 2y 421x -=,y kx m =+2,0k m <>2,),222y kx m m m A y x k k =+⎧⎨=--⎩得点的坐标为(2,),222y kx m m mB y xk k =+⎧-⎨=-++⎩得点的坐标为(21x -=2y 42224(1)4m k λλ+=-AOB S ∆AOQ BOQ S S ∆∆+① ②5.(12分)[解析]:设双曲线方程为:λ=-22169y x ,∵双曲线有一个焦点为(4,0),0>∴λ双曲线方程化为:2548161691169222=⇒=+⇒=-λλλλλy x ,∴双曲线方程为:1251442525622=-y x ∴455164==e .6.(12分)[解析]:易知2,2,===e a c a b ,准线方程:2a x ±=,设()y x P ,,则)2(21a x PF +=,)2(22a x PF -=,22y x PO +=,2222212)2(2a x a x PF PF -=-=⋅∴ 222222)(PO y x a x x =+=-+= 21PF PO PF 、、∴成等比数列.7.(12分)[解析]:(1)∵x 2-y 2=1,∴c = 2.设|PF 1|+|PF 2|=2a (常数a >0),2a >2c =22,∴a > 2由余弦定理有cos ∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1||PF 2|=(|PF 1|+|PF 2|)2-2|PF 1||PF 2|-|F 1F 2|22|PF 1||PF 2|=2a 2-4|PF 1||PF 2|-1∵|PF 1||PF 2|≤(|PF 1|+|PF 2|2)2=a 2,∴当且仅当|PF 1|=|PF 2|时,|PF 1||PF 2|取得最大值a 2. 此时cos ∠F 1PF 2取得最小值2a 2-4a 2-1,由题意2a 2-4a 2-1=-13,解得a 2=3,123222=-=-=∴c a b∴P 点的轨迹方程为x 23+y 2=1.(2)设l :y =kx +m (k ≠0),则由,⎪⎩⎪⎨⎧+==+m kx y y x 1322 将②代入①得:(1+3k 2)x 2+6kmx +3(m 2-1)=0 (*) 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则AB 中点Q (x 0,y 0)的坐标满足:x 0=x 1+x 22=-3km 1+3k 2,y 0=kx 0+m =m1+3k 2即Q (-3km 1+3k 2,m1+3k 2) ∵|MA |=|MB |,∴M 在AB 的中垂线上,∴k l k AB =k ·m1+3k 2+1-3km 1+3k 2=-1 ,解得m =1+3k 22 …③ 又由于(*)式有两个实数根,知△>0,即 (6km )2-4(1+3k 2)[3(m 2-1)]=12(1+3k 2-m 2)>0 ④ ,将③代入④得12[1+3k 2-(1+3k 22)2]>0,解得-1<k <1,由k ≠0,∴k 的取值范围是k ∈(-1,0)∪(0,1).8.(12分)[解析]:联立方程组消去y 得(2k 2-1)x 2+4kb x +(2b 2+1)=0,当时,即22k ,0212±==-k 若b=0,则k φ∈;若bb x 22120b 2+±=⇒≠,不合题意. 当时,即22k ,0212±≠≠-k 依题意有△=(4kb)2-4(2k 2-1)(2b 2+1)>0,12222+<⇒b k 对所有实数b 恒成立,min 22)12(2+<∴b k ∴2k 2<1,得2222<<-k . 9.(14分)[解析]:(1)解法一:设P(x 0,y 0), Q(x ,y )经检验点)0,(),0,(a a -不合,因此Q 点的轨迹方程为:a 2x 2-b 2y 2=a 4(除点(-a ,0),(a ,0)外). 解法二:设P(x 0,y 0), Q(x ,y), ∵PA ⊥QA ∴100-=-⋅-ax ya x y ……(1)连接PQ ,取PQ 中点R,10.(14分)[解析]:以接报中心为原点O ,正东、正北方向为x 轴、y 轴正向,建立直角坐标系.设A 、B 、⎩⎨⎧=-+=1222y x b kx y QC 分别是西、东、北观测点,则A (-1020,0),B (1020,0),C (0,1020)设P (x ,y )为巨响为生点,由A 、C 同时听到巨响声,得|PA|=|PB|,故P 在AC 的垂直平分线PO 上,PO 的方程为y=-x ,因B 点比A 点晚4s 听到爆炸声,故|PB|- |PA|=340×4=1360由双曲线定义知P 点在以A 、B 为焦点的双曲线12222=-b y a x 上, 依题意得a =680, c=1020,用y=-x 代入上式,得5680±=x ,∵|PB|>|PA|,,5680,5680=-=∴y x10680),5680,5680(=-PO P 故即,答:巨响发生在接报中心的西偏北45°距中心m 10680处.。