摘要:
**基本信息**
聚焦双曲线几何性质,通过基础辨析、综合应用、拓展探究三层设计,实现从概念理解到逻辑推理的递进,适配新授课知识巩固需求。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础|渐近线方程、实轴长等单一概念|选择题1-3、填空题9-10,直接考查定义辨析,发展数学抽象能力|
|中档|离心率计算、焦点坐标等综合应用|选择题4-7、填空题11-12,结合椭圆性质、渐近线与焦点关系,培养运算能力|
|综合|方程求解、几何关系证明等拓展探究|解答题13-15及多选题8,涉及共轭双曲线、点到直线距离等,提升逻辑推理与数学建模能力|
内容正文:
课时作业24 双曲线的简单几何性质
一、选择题
1.若0<k<a,则双曲线-=1与-=1有( )
A.相同的实轴 B.相同的虚轴
C.相同的焦点 D.相同的渐近线
2.x2-=1的渐近线方程为( )
A.y=±2x B.y=±x
C.y=±4x D.y=±x
3.双曲线2x2-y2=8的实轴长是( )
A.2 B.2
C.4 D.4
4.如果椭圆+=1(a>0,b>0)的离心率为,那么双曲线-=1的离心率为( )
A. B.
C. D.2
5.若双曲线与椭圆+=1有相同的焦点,它的一条渐近线方程为y=-x,则双曲线的方程为( )
A.y2-x2=96 B.y2-x2=160
C.y2-x2=80 D.y2-x2=24
6.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线方程是y=±x,则双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
7.若双曲线的实轴长与虚轴长之和等于其焦距的倍,且一个顶点的坐标为(0,2),则双曲线的标准方程为( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
8.(多选题)已知F1,F2分别是双曲线C:y2-x2=1的上、下焦点,点P是其一条渐近线上一点,且以线段F1F2为直径的圆经过点P,则( )
A.双曲线C的渐近线方程为y=±x
B.以F1F2为直径的圆的方程为x2+y2=1
C.点P的横坐标为±1
D.△PF1F2的面积为
二、填空题
9.已知点(2,3)在双曲线C:-=1(a>0,b>0)上,C的焦距为4,则它的离心率为________.
10.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________.
11.已知定点A,B且|AB|=4,动点P满足|PA|-|PB|=3,则|PA|的最小值为________.
12.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的两条渐近线方程为y=±x,若顶点到渐近线的距离为1,则双曲线方程为 .
三、解答题
13.中心在原点,焦点在x轴上的一椭圆与一双曲线有共同的焦点F1,F2,且|F1F2|=2,椭圆的长半轴与双曲线半实轴之差为4,离心率之比为3∶7.求这两条曲线的方程.
14.已知双曲线E与双曲线-=1共渐近线,且过点A(2,-3).若双曲线M以双曲线E的实轴为虚轴,虚轴为实轴,试求双曲线M的标准方程.
15.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.
课时作业24 双曲线的简单几何性质
(答案)
一、选择题
1.若0<k<a,则双曲线-=1与-=1有( )
A.相同的实轴 B.相同的虚轴
C.相同的焦点 D.相同的渐近线
解析:∵0<k<a,∴a2-k2>0.
∴c2=(a2-k2)+(b2+k2)=a2+b2.故选C.
2.x2-=1的渐近线方程为( )
A.y=±2x B.y=±x
C.y=±4x D.y=±x
解析:双曲线x2-=1焦点在x轴上且a2=1,b2=4,
∴a=1,b=2,y=±x=±2x.故选A.
3.双曲线2x2-y2=8的实轴长是( )
A.2 B.2
C.4 D.4
解析:选C 双曲线方程可变形为-=1,所以a2=4,a=2,从而2a=4,故选C.
4.如果椭圆+=1(a>0,b>0)的离心率为,那么双曲线-=1的离心率为( )
A. B.
C. D.2
解析:选A 由已知椭圆的离心率为,得=,∴a2=4b2.∴e2===.∴双曲线的离心率e=.
5.若双曲线与椭圆+=1有相同的焦点,它的一条渐近线方程为y=-x,则双曲线的方程为( )
A.y2-x2=96 B.y2-x2=160
C.y2-x2=80 D.y2-x2=24
解析:选D 设双曲线方程为x2-y2=λ(λ≠0),因为双曲线与椭圆有相同的焦点,且焦点为(0,±4),所以λ<0,且-2λ=(4)2,得λ=-24.故选D.
6.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线方程是y=±x,则双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
解析:由双曲线的渐近线方程是y=±x知=,
所以b=a,所以c2=a2+b2=a2+a2=a2,
所以e2==,所以e=.故选B.
7.若双曲线的实轴长与虚轴长之和等于其焦距的倍,且一个顶点的坐标为(0,2),则双曲线的标准方程为( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
解析:选B ∵双曲线一个顶点的坐标为(0,2),
∴a=2,
∴双曲线的标准方程为-=1.
根据题意,得2a+2b=×2c,
即a+b=c.
又∵a2+b2=c2,且a=2,
∴
解得b=2,
∴双曲线的标准方程为-=1,
故选B.
8.(多选题)已知F1,F2分别是双曲线C:y2-x2=1的上、下焦点,点P是其一条渐近线上一点,且以线段F1F2为直径的圆经过点P,则( )
A.双曲线C的渐近线方程为y=±x
B.以F1F2为直径的圆的方程为x2+y2=1
C.点P的横坐标为±1
D.△PF1F2的面积为
解析:选ACD 等轴双曲线C:y2-x2=1的渐近线方程为y=±x,故A正确.由双曲线的方程可知|F1F2|=2,所以以F1F2为直径的圆的方程为x2+y2=2,故B错误.点P(x0,y0)在圆x2+y2=2上,不妨设点P(x0,y0)在直线y=x上,所以解得|x0|=1,则点P的横坐标为±1,故C正确.由上述分析可得△PF1F2的面积为×2×1=,故D正确.故选A、C、D.
二、填空题
9.已知点(2,3)在双曲线C:-=1(a>0,b>0)上,C的焦距为4,则它的离心率为________.
解析:由题意知-=1,c2=a2+b2=4,解得a=1,
所以e==2.
答案:2
10.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:设双曲线C的方程为-x2=λ.将点(2,2)的坐标代入,
得λ=-3,∴双曲线C的方程为-=1.
令-x2=0,得y=±2x,即渐近线方程为y=±2x.
答案:-=1 y=±2x
11.已知定点A,B且|AB|=4,动点P满足|PA|-|PB|=3,则|PA|的最小值为________.
解析:如图所示,点P是以A,B为焦点的双曲线的右支上的点,当P在M处时,|PA|最小,最小值为a+c=+2=.
答案:
12.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的两条渐近线方程为y=±x,若顶点到渐近线的距离为1,则双曲线方程为 .
解析:双曲线右顶点为(a,0),一条渐近线x-y=0,
∴1==.∴a=2,
又=,∴b=,∴双曲线方程为-y2=1.
答案:-y2=1
三、解答题
13.中心在原点,焦点在x轴上的一椭圆与一双曲线有共同的焦点F1,F2,且|F1F2|=2,椭圆的长半轴与双曲线半实轴之差为4,离心率之比为3∶7.求这两条曲线的方程.
解:由已知:c=,设椭圆长、短半轴长分别为a,b,双曲线半实轴、半虚轴长分别为m,n,则
解得a=7,m=3.所以b=6,n=2.
所以椭圆方程为+=1,双曲线方程为-=1.
14.已知双曲线E与双曲线-=1共渐近线,且过点A(2,-3).若双曲线M以双曲线E的实轴为虚轴,虚轴为实轴,试求双曲线M的标准方程.
解:由题意,设双曲线E的方程为-=t(t≠0).
∵点A(2,-3)在双曲线E上,∴-=t,
∴t=-,∴双曲线E的标准方程为-=1.
又双曲线M与双曲线E互为共轭双曲线,
∴双曲线M的标准方程为-=1.
15.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,所以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,所以e2==1+>2,则e=2.
于是双曲线的离心率为2.
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