内容正文:
课时跟踪检测(57) 双曲线
基础强化练
1.(2024·江苏扬州中学模拟)双曲线y2-3x2=3的离心率为( )
A. B.2
C. D.
D 解析:由题意知-x2=1,故离心率为=.
2.已知点F1(-3,0)和F2(3,0),动点P到F1,F2的距离之差为4,则点P的轨迹方程为( )
A.-=1(y>0) B.-=1(x>0)
C.-=1(y>0) D.-=1(x>0)
B 解析:由题设知点P的轨迹方程是焦点在x轴上的双曲线的右支,设其方程为-=1(x>0,a>0,b>0),由题设知c=3,a=2,b2=9-4=5,所以点P的轨迹方程为-=1(x>0).
3.(2024·黑龙江哈尔滨模拟)已知焦点在x轴上的双曲线,其中一条渐近线方程为y=2x,则双曲线的离心率为( )
A. B.
C.2 D.
D 解析:设双曲线实轴为2a,虚轴为2b,焦距为2c.则c2=a2+b2,又由题可得=2,则e2===5,故e=.
4.(2024·山东菏泽模拟)已知双曲线-=1(a>0,b>0)的一条渐近线的倾斜角为,该双曲线过点P(4,3),则该双曲线的右焦点F到渐近线的距离为( )
A. B.
C. D.
D 解析:因为一条渐近线的倾斜角为,所以此渐近线的斜率为,所以=,该渐近线为y=x,即x-y=0,因为该双曲线过点P(4,3),所以-=1,将b=a代入得-=1,得a2=13,b2=39,c2=a2+b2=52,c=2,所以F(2,0),右焦点F到渐近线的距离为=.
5.(多选)(2024·河北联考)已知双曲线C:-y2=1(a>0),若圆M:(x-2)2+y2=1与双曲线C的渐近线相切,则( )
A.双曲线C的渐近线方程为x±y=0
B.双曲线C的实轴长为6
C.双曲线C的离心率e=
D.过双曲线C的右焦点的直线与圆M交于A,B两点,则弦长|AB|=2
ACD 解析:由题意得双曲线C的渐近线方程为x±ay=0,因为圆M的圆心为(2,0),半径为1,所以圆心到渐近线的距离d==1,得a=(负值舍去),所以双曲线C的渐近线方程为x±y=0,故A正确;双曲线方程为-y2=1,双曲线C的实轴长为2,故B错误;因为c2=a2+b2=3+1=4,所以双曲线的离心率e===,故C正确;因为双曲线C的右焦点是圆M的圆心,所以弦长|AB|=2,故D正确.
6.(2024·湖南益阳模拟)若m>0,双曲线C1:-=1与双曲线C2:-=1的离心率分别为e1,e2,则( )
A.e1e2的最小值为 B.e1e2的最小值为
C.e1e2的最大值为 D.e1e2的最大值为
B 解析:由题意可得e=,e=,则(e1e2)2=·=++,由基本不等式,(e1e2)2=++≥+2=,即e1e2≥,e1e2≤-(舍)当且仅当=,即m=4时等号成立,故e1e2的最小值为.
7.(2024·重庆统考)若双曲线的焦距为6,实轴长为2,则该双曲线的虚轴长为__________.
答案:4 解析:依题意可得2c=6,2a=2,则c=3,a=1,所以该双曲线的虚轴长为2b=2=4.
8.(2024·山东高三联考)如图,已知椭圆C1:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,M是C1上任意一点,△MF1F2的面积的最大值为,椭圆C1的焦距为2,则双曲线C2:-=1的实轴长为________.
答案:4 解析:因为△MF1F2的面积为×2c×|yM|≤cb,由题意知所以故双曲线C2的方程为-=1,则C2的实轴长为4.
9.(2024·云南保山期末)已知双曲线M:-=1的焦距为4,焦点到渐近线的距离是1,则双曲线M的标准方程为__________.
答案:-y2=1 解析:由题意得:双曲线的焦点坐标为(-2,0),(2,0),渐近线方程为y=±x,即ay±bx=0,则==1,解得b=1,则a2=c2-b2=4-1=3,所以双曲线M的标准方程为-y2=1.
10.(2024·安徽宣城期末)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左,右焦点分别为F1,F2,过点F2作倾斜角为θ的直线l交双曲线C的右支于A,B两点,其中点A在第一象限,若|AB|=|AF1|,且双曲线C的离心率为,则cos θ=________.
答案:- 解析:如图,由双曲线的定义知,|AF1|-|AF2|=2a,因为|AB|=|AF1|,所以|AB|-|BF2|=|AF1|-|BF2|=|AF2|,即|AF1|-|AF2|=|BF2|=2a,
所以|BF1|=|BF2|+2a=4a,在△BF1F2中,由余弦定理知,cos θ=,所以cos θ==,因为e==,所以cos θ==-.
能力提升练
11.(2024·湖南联考模拟)过双曲线x2-=1的左焦点作直线l交双曲线于A,B两点,若实数λ使得|AB|=λ的直线l恰有3条,则λ=( )
A.2 B.3
C.4 D.6
C 解析:左支内最短的焦点弦==4,又因为2a=2,所以与左、右两支相交的焦点弦长≥2a=2,因为实数λ使得|AB|=λ的直线l恰有3条,根据双曲线对称性可知,其中一条与实轴垂直,另两条关于x轴对称.如图所示,
所以当λ=4时,有3条直线满足题意.
12.(2024·江苏南京一中模拟)如图,已知F1,F2是双曲线-=1的左、右焦点,P,Q为双曲线C上两点,满足F1P∥F2Q,且|F2Q|=|F2P|=3|F1P|,则双曲线C的离心率为( )
A. B.
C. D.
D 解析:如图,延长QF2与双曲线交于点P′,因为F1P∥F2P′,
根据对称性可知|F1P|=|F2P′|,设|F2P′|=|F1P|=t,则|F2P|=|F2Q|=3t,可得|F2P|-|F1P|=2t=2a,即t=a,所以|P′Q|=4t=4a,则|QF1|=|QF2|+2a=5a,|F1P′|=|F2P|=3a,即|P′Q|2+|F1P′|2=|QF1|2,可知∠F1P′Q=∠F1PF2=90°,在Rt△P′F1F2中,由勾股定理得|F2P′|2+|F1P′|2=|F1F2|2,即a2+(3a)2=4c2,解得e==.
13.(2022·全国甲卷)记双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为e,写出满足条件“直线y=2x与C无公共点”的e的一个值______________.
答案:2(答案不唯一,(1,]内的任意值均可)
解析:双曲线C的渐近线方程为y=±x,若直线y=2x与双曲线C无公共点,则2≥,∴≤4,
∴e2==1+≤5,又∵e>1,
∴e∈(1,],∴填写(1,]内的任意值均可.
14.(2024·海安高级中学模拟)如图,F1,F2是平面上两点,|F1F2|=10,图中的一系列圆是圆心分别为F1,F2的两组同心圆,每组同心圆的半径依次是1,2,3,…,点A,B,C分别是其中两圆的公共点.请写出一个圆锥曲线的离心率的值为________,使得此圆锥曲线可以同时满足:
①以F1,F2为焦点;②恰经过A,B,C中的两点.
答案:5(或)(答案不唯一) 解析:因为|F1F2|=2c=10,若过A,C两点,则由题意得|AF1|+|AF2|=|CF1|+|CF2|=12,此时离心率e====.若过B,C两点,则由题意得|BF2|-|BF1|=|CF1|-|CF2|=2,此时离心率e====5.
15.(2024·山东泰安模拟)已知直线l过双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左焦点F1,与双曲线的左右两支分别交于P,Q两点,若,其中∠PQF2∈[,π),则的取值范围为________.
答案:[,2) 解析:如图,
∵,∴|QP|=|QF2|,又|QF1|-|QF2|=2a=|PF1|,则有|PF1|=2a,|PF2|=4a,不妨假设∠F1PF2=θ,则有∠F1QF2=π-2(π-θ)∈[,π),可得θ∈[,π),在△F1PF2中,由余弦定理可知,cos θ=∈(-1,-],7a2≤c2<9a2,则6a2≤b2<8a2,即∈[,2).
素养养成练
16.(2023·辽宁锦州渤海大学附中模拟)已知一族双曲线En:x2-y2=(n∈N*,且n≤2 023),设直线x=2与En在第一象限内的交点为An,由An向An的两条渐近线作垂线,垂足分别为Bn,Cn.记△AnBnCn面积为an,则a1+a2+…+a2 023=( )
A. B.
C. D.
D 解析:由题意知,双曲线渐近线方程为y=±x,即x+y=0,x-y=0,两条渐近线互相垂直,设An(x0,y0)是双曲线上的点,则x-y=,An(x0,y0)到两条渐近线的距离分别为|AnBn|=,|AnCn|=,由于AnBn⊥AnCn,所以△AnBnCn的面积为an=|AnBn|·|AnCn|=··=(x-y)=×,即an=×(-),所以a1+a2+…+a2 023=×[(1-)+(-)+…+(-)]=(1-)=.
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