内容正文:
2024年全国一卷新高考题型细分S1-3
——圆锥曲线 单选填空5 双曲线(中档、中上)
1、 试卷主要是2024年全国一卷新高考地区真题、模拟题,合计202套。其中全国高考真题4套,广东47套,山东22套,江苏18套,浙江27套,福建15套,河北23套,湖北19套,湖南27套。
2、 题目设置有尾注答案,复制题干的时候,答案也会被复制过去,显示在文档的后面,双击尾注编号可以查看。方便老师备课选题。
3、 题型纯粹按照个人经验进行分类,没有固定的标准。
4、 《圆锥曲线——单选填空》题目分类有:椭圆(易~中档),双曲线(易~中档),抛物线(易~中档),其他等,大概251道题。
双曲线(中档):
1.
(2024年粤J137梅州二模)8.已知点F为双曲线C:的右焦点,点N在x轴上(非双曲线顶点),若对于在双曲线C上(除顶点外)任一点P,恒是锐角,则点N的横坐标的取值范围为([endnoteRef:2] )
A. B. C. D.
(中档) [2: 8.C
【分析】设,,,把恒是锐角转化为,将向量坐标化可得恒成立,利用二次函数性质分类讨论可得.
【详解】由题意可得,所以,
设,,,
则,,
由恒是锐角,得,
又,,
不等式可化为:,
整理得:,
记,
要使恒成立,由二次函数性质可知,
当,即时,
,解得;
当或,即或时,
,解得,
综上,.
又点N与双曲线顶点不重合,所以,
所以的取值范围为.
故选:C.
]
2.
(2024年浙J38绍兴四月适)8.已知点A,B,C都在双曲线:上,且点A,B关于原点对称,.过A作垂直于x轴的直线分别交,于点M,N.若,则双曲线的离心率是([endnoteRef:3] )
A. B. C.2 D.
(中档) [3: 8.B
【分析】设,由且轴得,注意到,也就是,而,,即,由此结合离心率公式即可求解.
【详解】
不妨设,由且轴,
所以,所以,
从而,即,
设点,且它在双曲线上,
,
即,其中,,
从而,.
故选:B.
【点睛】关键点点睛:关键是得到,,,由此即可顺利得解.
]
3.
(2024年粤J128深圳二模)14.已知△ABC中,,双曲线E以B,C为焦点,且经过点A,则E的两条渐近线的夹角为 [endnoteRef:4] ;的取值范围为 .
(中档) [4: 14.
【分析】根据双曲线的性质和三角形内心性质得到垂足的位置,再由得到双曲线中的关系,即可得到渐近线的夹角;根据对所求式进行化简,再根据基本不等式求得范围即可.
【详解】如图所示,设双曲线的实轴长为,虚轴长为,焦距为.
设的内心为,过点向三边作垂线,垂足分别为.
根据三角形内心的性质可知,,
又因为双曲线E以B,C为焦点,且经过点A,
所以,即,
因为,所以,所以,
所以点在双曲线的左支上,所以.
而,
所以,
所以为双曲线的左顶点.
所以,
所以,即,
所以,渐近线的倾斜角为,
所以两条渐近线的夹角为.
又因为,
所以,
而,
所以.
故答案为:;
【点睛】关键点点睛:本题考查双曲线的性质和三角形的最值.本题的关键点在于根据作出三角形的内心,从而根据内心性质和双曲线的定义进行求解.
]
4.
(2024年湘J51师附二模)8.如图,在中,,其内切圆与边相切于点,且.延长至点.使得,连接.设以两点为焦点且经过点的椭圆的离心率为,以两点为焦点且经过点的双曲线的离心率为,则的取值范围是( [endnoteRef:5])
A. B. C. D.
(中档) [5: 8.D
【分析】设内切圆与边分别相切于点,设,可得,结合椭圆和双曲线的定义可得,利用余弦定理求得,结合对勾函数的单调性分析求解.
【详解】如图,设内切圆与边分别相切于点,
由切线长定理和的对称性,可设.
由,可得.
在中,由余弦定理,.
于是根据椭圆和双曲线的定义,.
接下来确定的取值范围.
设,
在中,,
于是由余弦定理,,
整理得,于是,故,
又因为在内单调递增,可知,
可得,所以的取值范围是.
故选:D.
【点睛】方法点睛:1.椭圆、双曲线离心率(离心率范围)的求法:求椭圆、双曲线的离心率或离心率的范围,关键是根据已知条件确定a,b,c的等量关系或不等关系,然后把b用a,c代换,求e的值;
2.焦点三角形的作用:在焦点三角形中,可以将圆锥曲线的定义,三角形中边角关系,如正余弦定理、勾股定理结合起来.
]
5.
(2024年鲁J38济宁三模)8.已知双曲线的左、右焦点分别为,根据双曲线的光学性质可知,过双曲线上任意一点的切线平分.直线过交双曲线的右支于A,B两点,设的内心分别为,若与的面积之比为,则双曲线的离心率为( [endnoteRef:6] )
A. B. C. D..
(中档) [6: 8.C
【分析】利用切线长定理求得直线的方程,再借助双曲线的切线方程求出点的横坐标,结合面积关系求解即得.
【详解】令圆切分别为点,则,
,令点,而,
因此,解得,又,则点横坐标为,同理点横坐标为,
即直线的方程为,设,依题意,直线的方程分别为:
,,联立消去得:,
整理得,令直线的方程为,
于是,即点的横坐标为,
因此,所以双曲线的离心率.
故选:C
【点睛】方法点睛:求解椭圆或双曲线的离心率的三种方法:
①定义法:通过已知条件列出方程组,求得得值,根据离心率的定义求解离心率;
②齐次式法:由已知条件得出关于的二元齐次方程,然后转化为关于的一元二次方程求解;
③特殊值法:通过取特殊值或特殊位置,求出离心率.
]
6.
(2024年鄂J22黄石二中三模)8.已知为双曲线上的动点,,,直线:与双曲线的两条渐近线交于,两点(点在第一象限),与在同一条渐近线上,则的最小值为([endnoteRef:7] )
A. B. C.0 D.
(中档) [7: 8.D
【分析】先证明线是双曲线的切线,线段的中点为,再根据,结合双曲线的性质即可得解.
【详解】因为为双曲线上的动点,
所以,则,,
联立,消得,
因为,
且,
所以直线是双曲线的切线,切点为,
双曲线的渐近线方程为,
联立,解得,
所以点的坐标为,
联立,解得,
所以点的坐标为,
所以线段的中点为,
双曲线的渐近线方程为,实半轴长为,故,
则
(当且仅当时取等号)
,
由题意可得直线的斜率大于零或不存在,
故,当且仅当为右顶点时取等号,
所以,
所以的最小值为.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:证明线是双曲线的切线,线段的中点为,是解决本题的关键.
]
7. (2024年湘J02邵阳一联,末)16. 已知椭圆和双曲线有相同的焦点,它们的离心率分别为,点为它们的一个交点,且.当取最小值时,的值为[endnoteRef:8]__________.
(中档) [8: 【答案】
【解析】
【分析】设椭圆方程为,双曲线方程为.结合椭圆与双曲线的定义得,, ,在中,根据余弦定理可得到,,与的关系式,进而可得,由基本不等式求解即可.
【详解】设椭圆方程为,双曲线方程为:.
不妨设点为第一象限的交点,
由题意知:,则,
由余弦定理得:,
所以.
当且仅当时取等号,.
.
故答案为:.
]
8. (2024年苏J09徐州适应,末)14. 设双曲线的左、右焦点分别为,,过的直线与C的左支交于点P,坐标原点O到直线的距离为,的面积为,则C的离心率为[endnoteRef:9]______.
(中档) [9: 【答案】或
【解析】
【分析】先根据面积关系求出,设,垂足为,在中求出,再在中利用余弦定理求出,进而可得离心率.
【详解】,,
又,
所以,,
又到直线的距离为,
所以,得,
由双曲线定义得,
设,垂足为,如图:
则,,
则在中,,,
在中,由余弦定理可得,
即,又,
整理得,解得或,
则离心率或.
故答案为:或.
]
9.
(2024年湘J27长沙一中适应,末)8. 已知分别为双曲线的左、右焦点,过向双曲线的一条渐近线引垂线,垂足为点,且(为坐标原点),则双曲线的渐近线方程为( [endnoteRef:10] )
A B. C. D.
(中档) [10: 【答案】D
【解析】
【分析】不妨设渐近线的方程为,求出点的坐标,根据已知条件可得出关于的齐次等式,解方程求,由此可得双曲线的渐近线的方程.
【详解】设双曲线焦距为,则、,
不妨设渐近线的方程为,如图:
因为直线与直线垂直,则直线的方程为,
联立可得,即点,
所以,,
因为,所以,
又,故,
所以,
,
整理可得,
所以,又,
所以,
故该双曲线的渐近线方程为.
故选:D.
]
10. (2024年湘J26衡阳八中)7. 已知双曲线的左,右焦点分别为,过的直线与双曲线分别在第一、二象限交于两点,内切圆的半径为,若,,则双曲线的离心率为([endnoteRef:11] )
A. B. C. D.
(中档) [11: 【答案】A
【解析】
【分析】由双曲线定义结合已知得,进一步由余弦定理列方程,结合离心率公式即可求解.
【详解】不妨设内切圆与三边切点分别为P,Q,R,所以,
点A在双曲线上,
,
又,
,,
点B在双曲线上,
,
,
,
设内切圆圆心为I,连接,如图所示,
,
,
即,
为等边三角形,,
在由余弦定理得:,
即:,
.
故选:A.
【点睛】关键点点睛:关键是得到,由此即可顺利得解.
]
11. (2024年冀J11衡水一模,末)14. 已知双曲线C:的左右焦点分别为,,过作x轴的垂线交C于点P﹒于点M(其中O为坐标原点),且有,则C的离心率为_[endnoteRef:12]_____.
(中档) [12: 【答案】
【解析】
【分析】由向量垂直的坐标表示得出关于的齐次式后可得离心率.
【详解】如图,易得,,,设,
,由得,
,解得,即,,
又,∴,,代入得,因为 故解得,
故答案为:.
]
12.
(2024年粤J07六校联考)7. 已知双曲线的左,右焦点分别为,过的直线与双曲线分别在第一、二象限交于两点,内切圆的半径为,若,,则双曲线的离心率为( [endnoteRef:13] )
A. B. C. D.
(中档) [13: 【答案】A
【解析】
【分析】由双曲线定义结合已知得,进一步由余弦定理列方程,结合离心率公式即可求解.
【详解】不妨设内切圆与三边切点分别为P,Q,R,所以,
点A在双曲线上,
,
又,
,,
点B在双曲线上,
,
,
,
设内切圆圆心为I,连接,如图所示,
,
,
即,
为等边三角形,,
在由余弦定理得:,
即:,
.
故选:A.
【点睛】关键点点睛:关键是得到,由此即可顺利得解.
]
13.
(2024年湘J06雅礼一模,末)8. 已知O为坐标原点,双曲线C:的左、右焦点分别是F1,F2,离心率为,点是C的右支上异于顶点的一点,过F2作的平分线的垂线,垂足是M,,若双曲线C上一点T满足,则点T到双曲线C的两条渐近线距离之和为( [endnoteRef:14] )
A. B. C. D.
(中档) [14: 【答案】A
【解析】
【分析】由双曲线的定义,结合双曲线的离心率,得双曲线的方程及渐近线的方程,
再设,由双曲线的方程求点到两条渐近线的距离之和.
【详解】
设半焦距为c,延长交于点N,由于PM是的平分线,,
所以是等腰三角形,所以,且M是NF2的中点.
根据双曲线的定义可知,即,由于是的中点,
所以MO是的中位线,所以,
又双曲线的离心率为,所以,,所以双曲线C的方程为.
所以,,双曲线C的渐近线方程为,
设,T到两渐近线的距离之和为S,则,
由,即,
又T在上,则,即,解得,,
由,故,即距离之和为.
故选:A.
【点睛】由平面几何知识,,依据双曲线的定义,可将转化为用a表示,进而的双曲线的标准方程.
]
14.
(2024年闽J06某市期末,末)16. 设是面积为1的等腰直角三角形,D是斜边AB的中点,点P在所在的平面内,记与的面积分别为,,且.当,且时,________;记,则实数a的取值范围为[endnoteRef:15]________.
(双曲线,中档) [15: 【答案】 ① ②.
【解析】
【分析】以D为原点,为x轴正方向建立直角坐标系,设,根据已知得
,即可得,,应用两点距离公式求;根据确定P的轨迹曲线,并写出方程,利用曲线性质列不等式求参数范围.
【详解】以D为原点,为x轴正方向建立直角坐标系,设,
则,所以,则,
当时, ,
即,所以,
即,可得(负值舍),则,
故;
若,结合双曲线定义知:P在以A,B为焦点的双曲线上,但不含顶点,
该双曲线为,即,
双曲线顶点的横坐标的绝对值小于半焦距1,则双曲线与曲线有交点,
即双曲线的渐近线和曲线有交点,则双曲线的渐近线斜率的绝对值小于,
所以,故,
所以实数a的取值范围为.
故答案为:;.
【点睛】关键点睛:本题空1的关键是设,从而得到,再结合得到,空2的关键是利用双曲线的定义得到其方程,再联立,解出即可.
]
15.
(2024年湘J04师大附中,末)8. 已知是椭圆和双曲线的公共焦点,是它们的一个公共点,且,若椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,则的最小值是( [endnoteRef:16] )
A. B. C. D.
(中档) [16: 【答案】A
【解析】
【分析】设出椭圆的长半轴长,双曲线的实半轴长为,然后根据焦点三角形顶角的余弦定理求解出的关系式,最后通过“1”的妙用求解出最小值.
【详解】如图,设椭圆的长半轴长为,双曲线的实半轴长为,
则根据椭圆及双曲线的定义得:,
,设,
则在中,由余弦定理得,,
化简得,即,
则
,
当且仅当,即时等号成立,
故选:A.
【点睛】关键点点睛:本题考查椭圆、双曲线的离心率的相关计算,涉及到焦点三角形、基本不等式求最值等问题,对学生的计算能力要求较高,难度较大.解答本题的关键点有两个:(1)运用两个曲线的定义,找到离心率之间的关系;(2)在已知条件等式的情况下,活用“1”的妙用求最值.
]
16. (2024年鲁J07淄博一模,末)8. 已知,是椭圆和双曲线的公共焦点,P,Q是它们的两个公共点,且P,Q关于原点对称, 若椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,则 的最小值是([endnoteRef:17] )
A. B. C. D.
(中档) [17: 【答案】A
【解析】
【分析】设出椭圆的长半轴长,双曲线的实半轴长为,然后根据焦点三角形顶角的余弦定理求解出的关系式,最后通过“1”的妙用求解出最小值.
【详解】如图,设椭圆的长半轴长为,双曲线的实半轴长为,
则根据椭圆及双曲线的定义得:,
,设,
根据椭圆与双曲线的对称性知四边形为平行四边形,则,
则在中,由余弦定理得,,
化简得,即,
则
,
当且仅当,即时等号成立,
故选:A.
【点睛】关键点点睛:本题的关键是利用余弦定理得到,最后对原式变形再利用基本不等式即可求出其最小值.
]
17.
(2024年鲁J05日照一模,末)8. 过双曲线的右支上一点P,分别向和作切线,切点分别为M,N,则的最小值为( [endnoteRef:18] )
A. 28 B. 29 C. 30 D. 32
(中档) [18: 【答案】C
【解析】
【分析】求得两圆的圆心和半径,设双曲线的左右焦点为,,连接,,,,运用勾股定理和双曲线的定义,结合三点共线时,距离之和取得最小值,计算即可得到所求值.
【详解】由双曲线方程可知:,
可知双曲线方程的左、右焦点分别为,,
圆的圆心为(即),半径为;
圆的圆心为(即),半径为.
连接,,,,则,
可得
,
当且仅当P为双曲线的右顶点时,取得等号,即的最小值为30.
故选:C.
【点睛】关键点点睛:根据数量积的运算律可得,结合双曲线的定义整理得,结合几何性质分析求解.
]
18.
(2024年粤J25深圳一调,末)8. 已知双曲线的左、右焦点分别为,过点的直线与双曲线的右支交于两点,若,且双曲线的离心率为,则([endnoteRef:19] )
A. B. C. D.
(中档) [19: 【答案】D
【解析】
【分析】由双曲线的定义结合已知条件求得,从而再得,由余弦定理求得,由诱导公式得,设,则,再由余弦定理求得,从而利用余弦定理求解即可.
【详解】因为双曲线的离心率为,所以,因为,
所以,由双曲线定义可得,
所以,
在中,由余弦定理得,
在中,,设,则,
由得
,解得,所以,
所以.
故选:D
.
【点睛】关键点点睛:本题解决的关键是利用,结合余弦定理与双曲线的定义,从而得解.
]
19. (2024年鲁J04青岛一适,末)8. 已知,,设点P是圆上的点,若动点Q满足:,,则Q的轨迹方程为( [endnoteRef:20] )
A. B. C. D.
(中档) [20: 【答案】A
【解析】
【分析】根据题意,点在的平分线上且,由此作出图形,利用等腰三角形“三线合一”与三角形中位线定理,证出,从而得到的轨迹方程.
【详解】由,可得,
而,可知点在的平分线上.
圆,圆心为原点,半径,
连接,延长交于点,连接,
因为且,所以,且为中点,,
因此,,
点在以为焦点的双曲线上,设双曲线方程为,
可知,由,得,故,
双曲线方程为.
故选:A.
【点睛】关键点点睛:本题解题的关键是将题中的转化为在的平分线上,进而证明为等腰三角形,将转化为得出所求轨迹为双曲线.
]
20. (2024年苏J03南通联考)7. 已知为椭圆与双曲线公共的焦点,且在第一象限内的交点为P,若的离心率满足,则( [endnoteRef:21] )
A. B. C. D.
(中档) [21: 【答案】C
【解析】
【分析】根据椭圆和双曲线的定义,余弦定理可以得到,利用离心率的定义化简条件,可得,故可得,解此方程即可求出结果.
【详解】不妨设椭圆的方程为:,
双曲线方程为,
因为,为椭圆与双曲线公共的焦点,
所以;
由椭圆的定义知:,
两边平方得:,
中,设,由余弦定理得:
,
所以,即;
由双曲线的定义知:,
两边平方得:,
在中,由余弦定理得:,
所以,即;
所以,即;
因为,所以,即,
所以,所以,解得,
由于,所以.
故选:C.
]
21. (2024年鄂J11四月模拟,末)14. 双曲线的左右焦点分别为,,以实轴为直径作圆O,过圆O上一点E作圆O的切线交双曲线的渐近线于A,B两点(B在第一象限),若,与一条渐近线垂直,则双曲线的离心率为[endnoteRef:22]______.
(中档) [22: 【答案】2
【解析】
【分析】先根据几何关系证明点必为双曲线的右顶点,再结合离心率计算公式,直接求解即可.
【详解】记与渐近线的交点为,根据题意,作图如下:
,,故;
则在△中,设,又,由余弦定理可得,解得,即;
在△中,,又,故;
又左焦点到直线的距离,
即,又,故,则在圆上,即与圆相切;
显然,则,又,又,
故可得,根据对称性,,故,
故三点共线,点是唯一的,根据题意,必为双曲线右顶点;
此时显然有,故双曲线离心率为.
故答案:2.
【点睛】关键点点睛:解决本题的关键是能够与渐近线垂直,以及,确定点的位置,进而求解离心率.
]
22.
(2024年闽J02厦门二检)6. 设,分别是双曲线(,)的左右焦点,为双曲线左支上一点,且满足,直线与双曲线的一条渐近线垂直,则双曲线的离心率为( [endnoteRef:23] )
A. B. C. 2 D.
(中档) [23: 【答案】A
【解析】
【分析】根据双曲线的定义,余弦定理建立关于的方程,化简即可求出双曲线离心率.
【详解】如图,
由双曲线定义可得,又,
所以,又渐近线方程为,
因为渐近线,所以,所以,
所以,
即,化简可得,
平方可得,即,
解得或(舍去),
故选:A
]
双曲线(中上):
23. (2024年苏J06三市调研,末)8. 离心率为2的双曲线与抛物线有相同的焦点,过的直线与的右支相交于两点.过上的一点作其准线的垂线,垂足为,若(为坐标原点),且的面积为,则(为的左焦点)内切圆圆心的横坐标为([endnoteRef:24] )
A. B. C. D.
(中上) [24: 【答案】D
【解析】
【分析】内切圆圆心在直线上,结合抛物线定义三角形面积公式列方程得参数或焦点坐标,进一步结合双曲线离心率以及的关系即可求得的值,联立方程与双曲线方程结合韦达定理即可得解.
【详解】.
,
双曲线中,双曲线:.
设直线,内切圆圆心为,
所以,同理,
从而,
由双曲线定义知,同理;
接下来我们证明如下引理:三个不共线的点构成的三角形的内心坐标为,
先来证明是三角形的内心当且仅当,
若,
则,
则,
而由平行四边形法则可知与的角平分线共线,
所以经过三角形的内心,同理经过三角形的内心,经过三角形的内心,
所以点是三角形的内心,
由于上述每一步都是等价变形,反正亦然,
所以是三角形的内心当且仅当,
不妨设三角形的内心,
则由得,
所以解得,同理,
从而,引理得证;
由上述引理,即由内心坐标公式有,
联立与,整理并化简得,
,
因为直线与双曲线的右支交于两个不同的点,故即或,
,
,
所以,
内切圆圆心在直线上.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:关键是得到内切圆圆心在直线上,由此即可顺利得解.
]
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