内容正文:
高中数学 选修2-1 曲线方程
测试内容:双曲线的性质
考试时间:100分钟; 总分:100分 命题人:田思思
1.双曲线的简单几何性质
2.等轴双曲线
(1)实轴和虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线.
(2)等轴双曲线具有以下性质:
①方程形式为x2-y2=λ(λ≠0);
②渐近线方程为y=±x,它们互相垂直,并且平分双曲线实轴和虚轴所成的角;
③实轴长和虚轴长都等于2a,离心率e=.
题型一:双曲线的简单几何性质
1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)等轴双曲线的离心率为.( )
(2)方程-=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x.( )
(3)与双曲线渐近线平行的直线与此双曲线有且只有一个公共点.( )
答案 (1)√ (2)× (3)√
2.做一做
(1)(教材改编P61练习T1)双曲线-y2=1的实轴长为( )
A.4 B.2 C. D.1
(2)双曲线x2-=1的渐近线方程为________,离心率e=________.
(3)双曲线x2-16y2=1的实半轴长为________,虚半轴长为________.
(4)焦点在x轴上,且焦距为4的等轴双曲线方程为________.
答案 (1)A (2)y=±x 2 (3)1 (4)-=1
3.求双曲线9y2-4x2=-36的顶点坐标、焦点坐标、实轴长、虚轴长、离心率和渐近线方程,并作出草图.
[解] 将9y2-4x2=-36变形为-=1,即-=1,得a=3,b=2,c=,
因此顶点为A1(-3,0),A2(3,0),
焦点坐标F1(-,0),F2(,0),
实轴长是2a=6,虚轴长是2b=4,离心率e==,渐近线方程y=±x=±x.
作草图:
拓展提升
(1)由双曲线的标准方程求几何性质的四个步骤
(2)双曲线共有两个焦点、两个顶点、两个虚轴端点六个特殊点,注意双曲线的焦点一定在双曲线的实轴所在的直线上.
(3)直线x=±a,y=±b或x=±b,y=±a围成的矩形中,双曲线的渐近线即两条对角线所在的直线.
依据(2),(3),可画出双曲线的大致图形.
4.(1)已知0<θ<,则双曲线C1:-=1与C2:-=1的( )
A.实轴长相等 B.虚轴长相等
C.离心率相等 D.焦距相等
答案 C
解析 因为0<θ<,所以sinθ>0,cosθ>0,所以双曲线C1的实轴长为2cosθ,虚轴长为2sinθ,焦距为2,离心率e1=,双曲线C2的实轴长为2sinθ,虚轴长为2sinθtanθ=,焦距2=,离心率e2=,所以两个双曲线的离心率相等.
(2)已知双曲线my2-x2=1(m∈R)与椭圆+x2=1有相同的焦点,则该双曲线的渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±x
C.y=±x D.y=±3x
答案 A
解析 椭圆+x2=1的焦点坐标为(0,±2),双曲线my2-x2=1(x∈R)的焦点坐标为,由题意得 =2,所以m=,所以双曲线my2-x2=1即-x2=1的渐近线方程为±x=0即y=±x.
题型二:双曲线的离心率问题
5.(1)已知双曲线-=1(a>0,b>0),若过右焦点F且倾斜角为30°的直线与双曲线的右支有两个交点,则此双曲线离心率的取值范围是( )
A.(1,2) B.
C.[2,+∞) D.
(2)我们把离心率e=的双曲线-=1(a>0,b>0)称为黄金双曲线.如图是双曲线-=1(a>0,b>0,c=)的图象,给出以下几个说法:
①若b2=ac,则该双曲线是黄金双曲线;
②若F1,F2为左右焦点,A1,A2为左右顶点,B1(0,b),B2(0,-b)且∠F1B1A2=90°,则该双曲线是黄金双曲线;
③若MN经过右焦点F2且MN⊥F1F2,∠MON=90°,则该双曲线是黄金双曲线.
其中正确命题的序号为________.
[解析] (1)由题意知,过右焦点F且倾斜角为30°的直线与双曲线右支有两个交点,需满足<tan30°,
即b<a.∴3b2<a2,∴3(c2-a2)<a2,c2<a2,
∴e2<,∴-<e<.
又e>1,∴1<e<.
(2)①正确.由得c2-ac-a2=0,所以e2-e-1=0,解得e=或e=(舍去),该双曲线是黄金双曲线.
②正确.=(c,b),=(-a,b).
因为∠F1B1A2=90°,所以·=0.
所以-ac+b2=0,即b2=ac,由①可知该双曲线是黄金双曲线.
③正确.由解得M,N的坐标分别为,,所以=,=.
因为∠MON=90°,所以·=c2-=0,即b2=ac,由①知该双曲线是黄金双曲线.
[答案] (1)B (2)①②③
[条件探究] 若把例2(1)的条件“30°”改为“60°”,“