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高中数学 选择性必修 第一册 B版
课时达标检测(二十七)
双曲线的几何性质
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AB
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=1
y=±2x
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(-12,0)
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(4,+∞)
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[2,+∞)
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基础达标
一、单项选择题
1.双曲线-9x2+y2=81的虚轴长是 ( )
A.3
B.9
C.6
D.
解析 双曲线方程可化为=1,得b2=9,b=3,所以虚轴长2b=6,故选C。
2.在下列各对双曲线中,既有相同的离心率又有相同的渐近线的是
( )
A.-y2=1和=1
B.-y2=1和x2-=1
C.y2-=1和x2-=1
D.-y2=1和=1
解析 A中离心率都为,渐近线都为y=±x。
3.设双曲线=1(a>0)的渐近线方程为3x±2y=0,则a的值是
( )
A.1
B.2
C.3
D.4
解析 双曲线=1的渐近线方程为3x±ay=0与已知方程比较系数得a=2,故选B。
4.已知F为双曲线C:x2-my2=3m(m>0)的一个焦点,则点F到C的一条渐近线的距离为
( )
A.
B.3
C.m
D.3m
解析 由已知可得c=,不妨设右焦点坐标为F(,0),设双曲线的渐近线方程为x±·y=0,由点到直线的距离公式可得d==。
5.过双曲线x2-y2=4的右焦点且平行于虚轴的弦长是
( )
A.1
B.2
C.3
D.4
解析 由已知得右焦点为(2,0),将x=2代入双曲线方程可得y=±2,则过双曲线x2-y2=4的右焦点且平行于虚轴的弦长为4,故选D。
6.已知双曲线的两个焦点为F1(-,0),F2(,0),M是此双曲线上的一点,且满足·=0,||·||=2,则该双曲线的方程是
( )
A.-y2=1
B.x2-=1
C.=1
D.=1
解析 由·=0可得|MF1|2+|MF2|2=|F1F2|2=40,又由||·||=2可得||MF1|-|MF2||==6,所以a=3,b=1。故选A。
二、多项选择题
7.中心在坐标原点,离心率为的双曲线的焦点在y轴上,则它的渐近线方程为
( )
A.y=x
B.y=-x
C.y=x
D.y=-x
解析 因为=,所以==,所以=,所以=,所以=,所以它的渐近线方程为y=±x=±x。
8.已知双曲线=1(a>0,b>0)的右顶点到渐近线的距离不大于a,则其离心率的可能取值为
( )
A.
B.
C.
D.1
解析 由已知得点(a,0)到渐近线bx+ay=0的距离不大于a,所以≤a,解得e≤。因为1<e,故选AB。
三、填空题
9.设双曲线C经过点(2,2),且与-x2=1具有相同的渐近线,则C的方程为 ;渐近线方程为 。
解析 设C:-x2=m,将点(2,2)代入C的方程,解得m=-3,故C的方程为-x2=-3,即=1。双曲线-x2=1的渐近线方程为y=±2x,故C的渐近线方程为y=±2x。
10.双曲线+=1的离心率e∈(1,2),则k的取值范围是 。
解析 双曲线方程可变为=1,则a2=4,b2=-k,c2=4-k,e==,又因为e∈(1,2),则1<<2,解得-12<k<0。
11.已知双曲线C:=1的开口比等轴双曲线(实轴和虚轴等长的双曲线)的开口更开阔,则实数m的取值范围是 。
解析 因为等轴双曲线的实轴长等于虚轴长,所以等轴双曲线的离心率为,且双曲线C的开口比等轴双曲线更开阔,所以双曲线C:=1的离心率e>,即>2。所以m>4。
四、解答题
12.根据下列条件,求双曲线的标准方程。
(1)与双曲线=1有共同的渐近线,且过点(-3,2);
(2)求以椭圆+=1的短轴的两个端点为焦点,且过点A(4,-5)的双曲线的标准方程。
解 (1)设所求双曲线方程为=λ(λ≠0),将点(-3,2)代入得λ=,所以双曲线的标准方程为=1。
(2)由题意知双曲线的两焦点F1(0,-3),F2(0,3)。设双曲线方程为=1(3>a>0,3>b>0),将点A(4,-5)代入双曲线方程得=1,又a2+b2=9,解得a2=5,b2=4。所以双曲线的标准方程为=1。
13.已知双曲线的中心在原点,焦点F1,F2在坐标轴上,离心率为,且过点(4,-)。
(1)求此双曲线的方程;
(2)若点M(3,m)在双曲线上,求证MF1⊥MF2;
(3)在(2)的条件下,求△F1MF2的面积。
解 (1)因为e=,所以双曲线为等轴双曲线,所以可设双曲线方程为x2-y2=λ(λ≠0),因为过点(4,-),所以16-10=λ,即λ=6,所以双曲线方程为x2-y2=6。
(2)证明:易知F1(-2,0),F2(2,0),所以=,=,所以·==-,因为点(3,m)在双曲线上,所以9-m2=6,所以m2=3,故·=-1,所以MF1⊥MF2。
(3)在△F1MF2中,底|F1F2|=4,F1F2上的高h=|m|=,所以=|F1F2||m|=6。
拓广探索
14.已知双曲线=1(a>0,b>0)的右焦点为F,若过点F且倾斜角为60°的直线l与双曲线的右支有且只有一个交点,则双曲线的离心率的取值范围是 。
解析 由已知得≥,即≥3,所以e=≥2,故e的取值范围是[2,+∞)。
15.已知双曲线C1:x2-=1。
(1)求与双曲线C1有相同的焦点,且过点P(4,)的双曲线C2的标准方程;
(2)直线l:y=x+m分别交双曲线C1的两条渐近线于A,B两点,当·=3时,求实数m的值。
解 (1)双曲线C1的焦点坐标为(,0),(-,0),设双曲线C2的标准方程为=1(>a>0,>b>0),则解得所以双曲线C2的标准方程为-y2=1。
(2)双曲线C1的渐近线方程为y=2x,y=-2x,设A(x1,2x1),B(x2,-2x2),由消去y化简得3x2-2mx-m2=0,由Δ=(-2m)2-4×3×(-m2)=16m2>0,得m≠0。因为x1x2=-,
·=x1x2+2x1(-2x2)=-3x1x2=m2,所以m2=3,即m=±。
$$