内容正文:
高二数学限时训练
12.7
一、单项选择题
1. 双曲线的离心率为,则其渐近线方程为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】分析:根据离心率得a,c关系,进而得a,b关系,再根据双曲线方程求渐近线方程,得结果.
详解:
因为渐近线方程为,所以渐近线方程为,选A.
点睛:已知双曲线方程求渐近线方程:.
2. 已知顶点在 轴上的双曲线实轴长为,其两条渐近线方程为,该双曲线的焦点为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】设双曲线方程为,根据已知列出方程组求得,即可求解的值,由此能求出双曲线的焦点.
【详解】设双曲线方程为,
因为双曲线实轴长为,渐近线方程为,
所以,解得,,
则,
所以该双曲线的焦点为,
故选:C
3. “”是“直线与双曲线只有一个公共点”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意,联立直线与双曲线方程,由直线与双曲线只有一个公共点代入计算,即可得到的取值,再由充分条件,必要条件的定义,即可得到结果.
【详解】联立方程,整理可得,
当时,即,方程有一解,即只有一个公共点;
当时,,解得;
所以直线与双曲线只有一个公共点时,或,
所以“”是“直线与双曲线只有一个公共点”的充分不必要条件,
故选:A
4. 已知是双曲线C的两个焦点,P为C上一点,且,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据双曲线的定义及条件,表示出,结合余弦定理可得答案.
【详解】因为,由双曲线的定义可得,
所以,;
因为,由余弦定理可得,
整理可得,所以,即
故选:A
【点睛】关键点睛:双曲线定义是入手点,利用余弦定理建立间的等量关系是求解的关键.
5. 设为坐标原点,直线与双曲线的两条渐近线分别交于两点,若的面积为8,则的焦距的最小值为( )
A. 4 B. 8 C. 16 D. 32
【答案】B
【解析】
【分析】因为,可得双曲线的渐近线方程是,与直线联立方程求得,两点坐标,即可求得,根据的面积为,可得值,根据,结合均值不等式,即可求得答案.
【详解】
双曲线的渐近线方程是
直线与双曲线的两条渐近线分别交于,两点
不妨设为在第一象限,在第四象限
联立,解得
故
联立,解得
故
面积为:
双曲线
其焦距为
当且仅当取等号
的焦距的最小值:
故选:B.
【点睛】本题主要考查了求双曲线焦距的最值问题,解题关键是掌握双曲线渐近线的定义和均值不等式求最值方法,在使用均值不等式求最值时,要检验等号是否成立,考查了分析能力和计算能力,属于中档题.
6. 从椭圆的一个焦点发出的光线,经过椭圆反射后,反射光线经过椭圆的另一个焦点;从双曲线的一个焦点发出的光线,经过双曲线反射后,反射光线的反向延长线经过双曲线的另一个焦点.如图①,一个光学装置由有公共焦点的椭圆与双曲线构成,现一光线从左焦点发出,依次经与反射,又回到了点,历时秒;若将装置中的去掉,如图②,此光线从点发出,经两次反射后又回到了点,历时秒;若,则的长轴长与的实轴长之比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】在图①和图②中,利用椭圆和双曲线的定义,分别求得 和的周长,再根据光速相同,且 求解.
【详解】在图①中,由椭圆的定义得:,由双曲线的定义得,
两式相减得 ,
所以 的周长为 ,
在图②中,的周长为,
因为光速相同,且 ,
所以 ,即 ,
所以,
即的长轴长与的实轴长之比为,
故选:D
7. 设F为双曲线C:(a>0,b>0)的右焦点,O为坐标原点,以OF为直径的圆与圆x2+y2=a2交于P、Q两点.若|PQ|=|OF|,则C的离心率为
A. B.
C. 2 D.
【答案】A
【解析】
【分析】准确画图,由图形对称性得出P点坐标,代入圆的方程得到c与a关系,可求双曲线的离心率.
【详解】设与轴交于点,由对称性可知轴,
又,为以为直径的圆的半径,
为圆心.
,又点在圆上,
,即.
,故选A.
【点睛】本题为圆锥曲线离心率的求解,难度适中,审题时注意半径还是直径,优先考虑几何法,避免代数法从头至尾,运算繁琐,准确率大大降低,双曲线离心率问题是圆锥曲线中的重点问题,需强化练习,才能在解决此类问题时事半功倍,信手拈来.
8. 已知椭圆和双曲线有共同的焦点是它们的一个交点,且,记椭圆和双曲线的离心率分别为,则的最小值为( )
A. B. C. D. 3
【答案】A
【解析】
【分析】设椭圆的长半轴为,双曲线的实半轴长为,由椭圆及双曲线的定义可得,联立可得,然后由余弦定理得,由基本不等式求解即可.
【详解】如图,
设椭圆长半轴为,双曲线的实半轴长为,由对称性可设点在第一象限,
则根据椭圆及双曲线的定义可得,,
所以,又,
在中,由余弦定理得:,
化简得:,得到,从而有,
整理得,当且仅当,即时等号成立.
故选:A.
二、多项选择题
9. 已知曲线,,则( )
A. 的长轴长为4 B. 的渐近线方程为
C. 与的焦距相同 D. 与的离心率互为倒数
【答案】BCD
【解析】
【分析】将曲线的方程化为标准形式,再结合长轴长的定义,判断A,渐近线的定义判断B,焦距的定义判断C,离心率的定义判断D,
【详解】已知曲线:,:,
设椭圆的长半轴为,短半轴为,半焦距为,
双曲线的长半轴为,虚半轴为,半焦距为,
则,,,,,,
选项A,的长轴长为8 ,故A错误;
选项B,的渐近线方程为,故B正确;
选项C,的焦点坐标, 的焦点坐标,与的焦距相同均为4,故C正确;
选项D,的离心率,的离心率,与的离心率互为倒数,故D正确;
故选:BCD.
10. 已知曲线E:,则下列选项正确的有( )
A. 若,则E为椭圆 B. 若E为焦点在y轴上的椭圆,则
C. 若E为双曲线,则 D. 若,则E为焦点在y轴上的双曲线
【答案】BD
【解析】
【分析】根据方程表示椭圆得到不等式组即可判断A,再限制其焦点即可判断B;根据方程表示双曲线得到不等式即可判断C,
详解】对于A,若方程表示椭圆,则满足,解得或,
当时,此时方程表示圆,所以A不正确;
对于B中,当方程表示焦点在轴上的椭圆,则满足,解得,所以B正确;
对于C中,当为双曲线时,,则或,所以C错误;
对于D中,当,曲线E:,其中,则焦点在轴上,所以D正确.
故选:BD.
11. 如图,是双曲线与椭圆的公共焦点,点是在第一象限的公共点,设方程为,则有( )
A.
B. 的内切圆与轴相切于点
C. 若,则的离心率为
D. 若,则椭圆方程为
【答案】BCD
【解析】
【分析】由双曲线和椭圆共焦点,得到的关系,判断A,根据切线长性质和双曲线的定义得到,再由,进行判断B,根据双曲线和椭圆的定义得到和的关系式,再利用和离心率公式进行求解,判断C,利用勾股定理得,进而求出椭圆方程,判断D.
【详解】A.由双曲线,,所以,故A错误;
B. 设的内切圆的圆心为,且圆心与边相切于,
可得,,,
又因为,
所以,
又,解得:,,
可得的横坐标为1,即的横坐标为1,故B正确;
C.在椭圆中,,,
则,
由,得,得,
则的离心率,故C正确;
D.因为,,
则,,
若,则,
又,,解得,,
则椭圆方程为,故D正确.
故选:BCD
三、填空题
12. 设双曲线的左右焦点分别为,过作平行于轴的直线交C于A,B两点,若,则C的离心率为___________.
【答案】
【解析】
【分析】由题意画出双曲线大致图象,求出,结合双曲线第一定义求出,即可得到的值,从而求出离心率.
【详解】由题可知三点横坐标相等,设在第一象限,将代入
得,即,故,,
又,得,解得,代入得,
故,即,所以.
故答案为:
13. 已知双曲线的方程为,如图,点的坐标为,是圆上的点,点在双曲线的右支上,则的最小值为_______.
【答案】##
【解析】
【分析】由双曲线的定义及圆外一点到圆上点的距离的最小值相关性质可得.
【详解】双曲线的方程为,则,双曲线焦点为、,
, 圆心为,半径为,
则,
当、、共线时,等号成立;
又,
当、、共线时,等号成立,
的最小值为,
故答案为:.
14. 在平面上给定相异两点A,B,设P点在同一平面上且满足,当且时,P点的轨迹是一个圆,这个轨迹最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故我们称这个圆为阿波罗尼斯圆,现有双曲线(,),A,B为双曲线的左、右顶点,C,D为双曲线的虚轴端点,动点P满足,面积的最大值为,面积的最小值为4,则双曲线的离心率为______.
【答案】
【解析】
【分析】根据为双曲线的左、右顶点可设,,,由两点间距离公式并化简可得动点的轨迹方程.由为双曲线的左、右顶点可知当位于圆的最高点时的面积最大,根据面积最大值求得.当位于圆的最左端时的面积最小,结合最小面积可求得,即可求得双曲线的离心率.
【详解】设,,,
依题意得,
即,
两边平方化简得,则圆心为,半径,
当位于圆的最高点时的面积最大,最大面积为,
解得;
当位于圆的最左端时的面积最小,最小面积为,
解得,
故双曲线的离心率为.
故答案为:
【点睛】本题考查了两点间距离公式的应用,轨迹方程的求法,圆与双曲线的综合应用,双曲线离心率的求法,属于中档题.
四、解答题
15. 在平面直角坐标系中,若双曲线的渐近线方程为,且经过点,直线交双曲线于两点,连结.
(1)求双曲线方程;
(2)求的值.
【答案】(1)(2)
【解析】
【分析】(1)根据双曲线的渐近线方程设出双曲线方程,代入已知点,求出方程;
(2)方程联立韦达定理设而不求,求向量的数量积即可.
【详解】解:(1)由双曲线的渐近线方程为,
设双曲线的方程为:,
将点代入双曲线方程得,
所以双曲线的方程为:
(2)联立得
设,
则,
∴.
【点睛】本题考查渐近线方程与双曲线方程的关系,以及方程的联立设而不求的方法的应用,注意,以为渐近线的双曲线系方程可设为,为参数且不为0.
16. 已知双曲线的虚轴长为4,直线为双曲线的一条渐近线.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)记双曲线的左、右顶点分别为,过点的直线交双曲线于点(点在第一象限),记直线斜率为,直线斜率为,求的值.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)由虚轴长为,和渐近线方程为,求得和的值,即可;
(2)设直线的方程为,将其与双曲线的方程联立,得到关于的一元二次方程,再结合韦达定理和直线的斜率公式,计算的值,即可.
【小问1详解】
∵虚轴长为4,
∴,即,
∵直线为双曲线C的一条渐近线,
∴,∴,
故双曲线C的标准方程为.
【小问2详解】
由题意知,,,
由题可知,直线斜率不能为零,故可设直线的方程为,
设,,
联立,得,
,,
,
直线的斜率,直线的斜率,
.
17. 已知双曲线C:经过点(2,3),两条渐近线的夹角为60°,直线l交双曲线于A、B两点.
(1)求双曲线C的方程.
(2)若l过原点,P为双曲线上异于A、B的一点,且直线PA、PB的斜率、均存在.求证:为定值.
(3)若l过双曲线的右焦点,是否存在x轴上的点M(m,0),使得直线l绕点无论怎样转动,都有成立?若存在,求实数m的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)证明见解析 (3)存在;
【解析】
【分析】(1)根据题意得到,解方程组即可求出结果;
(2)设出点的坐标,结合根据两点求斜率,化简整理即可求出结果;
(3)设出直线的方程,结合韦达定理得到,从而可得,即可得到结果,注意检验斜率不存在的情况即可.
【小问1详解】
由题意得,解得
所以双曲线C的方程为.
【小问2详解】
证明:设点A的坐标为,则由对称性知点B的坐标为.
设P(x,y),则,
由得,
所以.
【小问3详解】
当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为,
与双曲线方程联立消y得,
所以,得且,
所以
.
假设存在实数m,使得,
则对任意的恒成立,
所以,解得.
所以当时,.
当直线l的斜率不存在时,由A(2,3),B(2,-3)及M(-1,0)知结论也成立.
综上,存在M(-1,0),使得.
【点睛】(1)解答直线与双曲线的题目时,时常把两个曲线的方程联立,消去x(或y)建立一元二次方程,然后借助根与系数的关系,并结合题设条件建立有关参变量的等量关系.
(2)涉及到直线方程的设法时,务必考虑全面,不要忽略直线斜率为0或不存在等特殊情形.
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12.7
一、单项选择题
1. 双曲线的离心率为,则其渐近线方程为
A B. C. D.
2. 已知顶点在 轴上双曲线实轴长为,其两条渐近线方程为,该双曲线的焦点为( )
A. B.
C. D.
3. “”是“直线与双曲线只有一个公共点”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
4. 已知是双曲线C的两个焦点,P为C上一点,且,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
5. 设为坐标原点,直线与双曲线的两条渐近线分别交于两点,若的面积为8,则的焦距的最小值为( )
A. 4 B. 8 C. 16 D. 32
6. 从椭圆的一个焦点发出的光线,经过椭圆反射后,反射光线经过椭圆的另一个焦点;从双曲线的一个焦点发出的光线,经过双曲线反射后,反射光线的反向延长线经过双曲线的另一个焦点.如图①,一个光学装置由有公共焦点的椭圆与双曲线构成,现一光线从左焦点发出,依次经与反射,又回到了点,历时秒;若将装置中的去掉,如图②,此光线从点发出,经两次反射后又回到了点,历时秒;若,则的长轴长与的实轴长之比为( )
A. B. C. D.
7. 设F为双曲线C:(a>0,b>0)的右焦点,O为坐标原点,以OF为直径的圆与圆x2+y2=a2交于P、Q两点.若|PQ|=|OF|,则C的离心率为
A. B.
C. 2 D.
8. 已知椭圆和双曲线有共同的焦点是它们的一个交点,且,记椭圆和双曲线的离心率分别为,则的最小值为( )
A. B. C. D. 3
二、多项选择题
9. 已知曲线,,则( )
A. 长轴长为4 B. 的渐近线方程为
C. 与的焦距相同 D. 与的离心率互为倒数
10. 已知曲线E:,则下列选项正确的有( )
A. 若,则E为椭圆 B. 若E为焦点在y轴上的椭圆,则
C. 若E为双曲线,则 D. 若,则E为焦点在y轴上的双曲线
11. 如图,是双曲线与椭圆的公共焦点,点是在第一象限的公共点,设方程为,则有( )
A.
B. 的内切圆与轴相切于点
C. 若,则离心率为
D. 若,则椭圆方程为
三、填空题
12. 设双曲线的左右焦点分别为,过作平行于轴的直线交C于A,B两点,若,则C的离心率为___________.
13. 已知双曲线的方程为,如图,点的坐标为,是圆上的点,点在双曲线的右支上,则的最小值为_______.
14. 在平面上给定相异两点A,B,设P点在同一平面上且满足,当且时,P点的轨迹是一个圆,这个轨迹最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故我们称这个圆为阿波罗尼斯圆,现有双曲线(,),A,B为双曲线的左、右顶点,C,D为双曲线的虚轴端点,动点P满足,面积的最大值为,面积的最小值为4,则双曲线的离心率为______.
四、解答题
15. 在平面直角坐标系中,若双曲线渐近线方程为,且经过点,直线交双曲线于两点,连结.
(1)求双曲线方程;
(2)求的值.
16. 已知双曲线的虚轴长为4,直线为双曲线的一条渐近线.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)记双曲线的左、右顶点分别为,过点的直线交双曲线于点(点在第一象限),记直线斜率为,直线斜率为,求的值.
17. 已知双曲线C:经过点(2,3),两条渐近线的夹角为60°,直线l交双曲线于A、B两点.
(1)求双曲线C的方程.
(2)若l过原点,P为双曲线上异于A、B的一点,且直线PA、PB的斜率、均存在.求证:为定值.
(3)若l过双曲线的右焦点,是否存在x轴上的点M(m,0),使得直线l绕点无论怎样转动,都有成立?若存在,求实数m的值;若不存在,请说明理由.
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