内容正文:
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“四翼”检测评价(十五) 双曲线的简单几何性质
(一)基础落实
1.等轴双曲线x2-y2=a2与直线y=ax(a>0)没有公共点,则a的取值范围是( )
A.a=1 B.0<a<1
C.a>1 D.a≥1
解析:选D 等轴双曲线x2-y2=a2的渐近线方程为y=±x,若直线y=ax(a>0)与等轴双曲线x2-y2=a2没有公共点,则a≥1.故选D.
2.若点P(2,0)到双曲线-y2=1(a>0)的一条渐近线的距离为1,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
解析:选D ∵渐近线方程为y=±x,即x±ay=0,
∴=1,∴a2=3,∴c2=4,
∴e===.故选D.
3.(2021·全国甲卷)点(3,0)到双曲线-=1的一条渐近线的距离为( )
A. B. C. D.
解析:选A 双曲线-=1的渐近线方程是±=0,即3x±4y=0.由点到直线的距离公式,得点(3,0)到渐近线3x±4y=0的距离为=.故选A.
4.(多选)已知双曲线C:-y2=1,下列对双曲线C判断正确的是( )
A.实轴长是虚轴长的2倍
B.焦距为4
C.离心率为
D.渐近线方程为x±y=0
解析:选BD ∵双曲线C:-y2=1,∴a2=3,b2=1,∴c2=a2+b2=4,∴c=2,∴双曲线的实轴长是2a=2,虚轴长是2b=2,A错误;焦距为2c=4,B正确;离心率为=,C错误;渐近线方程为y=±x,D正确.故选B、D.
5.设双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为 ,P是双曲线C上一点,且∠F1PF2=60°.若△F1PF2的面积为4,则a=( )
A.1 B.2 C.4 D.
解析:选D 设|PF2|=m,|PF1|=n.由∠F1PF2=60°,△F1PF2的面积为4,
得即
∴c2=a2+4,由离心率e==,得a=.故选D.
6.已知双曲线-=1(m>0)的虚轴长是实轴长的2倍,则双曲线的标准方程为______________.
解析:由题意,得a2=m,b2=m+6,则实轴长为2,虚轴长为2,由题意有2×2=2,解得m=2,代入-=1,得双曲线的标准方程为-=1.
答案:-=1
7.(2021·全国乙卷)已知双曲线C:-y2=1(m>0)的一条渐近线为x+my=0,则C的焦距为______.
解析:易得双曲线C的渐近线方程为y=± x,又知C的一条渐近线方程为y=-x,则=,解得m=3.故C的方程为-y2=1.所以C的焦距为4.
答案:4
8.如图,F1,F2是双曲线C1:x2-=1与椭圆C2的公共焦点,点A是C1,C2在第一象限的公共点.若|F1F2|=|F1A|,则椭圆C2的离心率是________.
解析:设椭圆的长轴长为2a,双曲线的实轴长为2a1=2,焦距为2c=4,由于|F1F2|=|F1A|,所以|F1A|=4.由椭圆的定义可得|AF2|=2a-4,由双曲线的定义可得|AF2|=4-2=2,所以2a-4=2,即a=3,所以椭圆C2的离心率e=.
答案:
9.设双曲线-=1(0<a<b)的半焦距为c,直线l过(a,0),(0,b)两点,已知原点到直线l的距离为c,求双曲线的离心率.
解:直线l的方程为+=1,即bx+ay-ab=0.
于是有=c,
所以ab=c2,两边平方,得a2b2=c4.
又b2=c2-a2,
∴16a2(c2-a2)=3c4,两边同时除以a4,
得3e4-16e2+16=0,解得e2=4或e2=.又b>a,
∴e2==1+>2,则e=2.故双曲线的离心率为2.
10.已知双曲线过点(3,-2)且与椭圆4x2+9y2=36有相同的焦点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若点M在双曲线上,F1,F2为左、右焦点,且|MF1|+|MF2|=6,试判断△MF1F2的形状.
解:(1)椭圆方程可化为+=1,焦点在x轴上,且c==,
故设双曲线方程为-=1(a>0,b>0),
则有解得a2=3,b2=2.
所以双曲线的标准方程为-=1.
(2)△MF1F2是钝角三角形.不妨设M点在双曲线的右支上,则有|MF1|-|MF2|=2,又|MF1|+|MF2|=6,故解得|MF1|=4,|MF2|=2,又|F1F2|=2,因此在△MF1F2中,边MF1最长,
而cos∠MF2F1=<0,
所以∠MF2F1为钝角,故△MF1F2为钝角三角形.
(二)综合应用
1.设点F1,F2分别是双曲线C:-=1(a>0)的左、右焦点,过点F1且与x轴垂直的直线l与双曲线C交于A,B两点.若△ABF2的面积为2,则该双曲线的渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±x
C.y=±x D.y=±x
解析:选D 设F1(-c,0),A(-c,y