摘要:
**基本信息**
以双曲线几何性质为核心,通过基础巩固与综合运用分层训练,系统提炼标准方程转化、a,b,c关系应用等方法,构建从概念到性质再到应用的完整逻辑链。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础巩固|10题|标准方程转化、离心率公式、渐近线方程、顶点距离计算|从双曲线标准方程(概念)到a,b,c关系(原理),再到实轴长、离心率等基本量计算(应用)|
|综合运用|4题|坐标法建模、黄金双曲线性质证明、焦点三角形面积关系、向量数量积范围|结合实际情境(篮球、建筑物)深化几何性质应用,通过逻辑推理(离心率范围推导)提升综合解题能力|
内容正文:
2.2 双曲线的简单几何性质
1.双曲线2x2-y2=8的实轴长是( )
A.2 B.2
C.4 D.4
2.已知双曲线-=1(b>0)的离心率是2,则b=( )
A.12 B.2
C. D.
3.双曲线x2-y2=1的顶点到其渐近线的距离为( )
A. B.
C.1 D.
4.从某个角度观察篮球(如图①),可以得到一个对称的平面图形,如图②所示,篮球的外轮廓为圆O,将篮球表面的粘合线看成坐标轴和双曲线,若坐标轴和双曲线与圆O的交点将圆O的周长八等分,AB=BC=CD,则该双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
5.〔多选〕双曲线C1:-y2=1与C2:-y2=λ(λ>0且λ≠1)的( )
A.顶点相同 B.焦点相同
C.离心率相同 D.渐近线相同
6.〔多选〕若双曲线C的一个焦点为F(5,0),P是双曲线上一点,且渐近线方程为y=±x,则下列结论正确的是( )
A.C的方程为-=1
B.C的离心率为
C.焦点到渐近线的距离为3
D.|PF|的最小值为2
7.能说明“若mn≠0,则方程+=1表示的曲线为焦点在y轴上且一条渐近线方程为y=2x的双曲线”的一组m,n的值是 .
8.双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线为正方形OABC的边OA,OC所在的直线,点B为该双曲线的焦点,若正方形OABC的边长为2,则a= .
9.已知双曲线-=1(a>0,b>0),O为坐标原点,F1,F2分别为其左、右焦点,若左支上存在一点P,使得F2P的中点M满足|OM|=c,则双曲线的离心率e的取值范围是 .
10.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.
11.如图,某建筑物是数学与建筑的完美结合.该建筑物外形弧线的一段近似看成双曲线下支的一部分,且此双曲线-=1(a>0,b>0)的下焦点到渐近线的距离为3,离心率为2,则该双曲线的标准方程为( )
A.-x2=1 B.y2-=1
C.-=1 D.-=1
12.〔多选〕我们把离心率为的椭圆称为黄金椭圆,类似地,也把离心率为的双曲线称为黄金双曲线,则( )
A.曲线-=1是黄金双曲线
B.如果双曲线-=1(a>0,b>0)是黄金双曲线,那么b2=ac(c为半焦距)
C.如果双曲线-=1(a>0,b>0)是黄金双曲线,那么右焦点F到一条渐近线的距离等于焦距的四分之一
D.过双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右焦点F且垂直于实轴的直线l交C于M,N两点,O为坐标原点,若∠MON=90°,则双曲线C是黄金双曲线
13.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过点F2,B(0,b)的直线与双曲线右支在第一象限相交于点P,若S△BF1F2=3S△PF1F2,则双曲线C的渐近线方程为 .
14.若点O和点F(-2,0)分别为双曲线-y2=1(a>0)的中心和左焦点,点P为双曲线右支上的任意一点,求•的取值范围.
2.2 双曲线的简单几何性质
1.C 双曲线方程可变形为-=1,所以a2=4,a=2,从而2a=4,故选C.
2.B 由题意可得e=====2,解得b=2.故选B.
3.B 双曲线x2-y2=1的渐近线方程为x±y=0,顶点坐标为(1,0),(-1,0),故顶点到渐近线的距离为.
4.C 以O为原点,AD所在的直线为x轴建立平面直角坐标系,设双曲线方程为-=1(a>0,b>0),不妨设|AB|=|BO|=|OC|=|CD|=1,则该双曲线过点(,),且a=1,所以-=1,解得b2=2,所以c2=a2+b2=3,得c=,所以双曲线的离心率为e==,故选C.
5.CD 由C2:-y2=λ⇒-=1,因为λ>0且λ≠1,所以4≠4λ,顶点不同,A错;对C1:-y2=1,=4,=1,=5,e1=,渐近线为y=±x,对C2:-=1,=4λ,=λ,=5λ,e2=,渐近线为y=±x,由此判断B错,C、D正确.故选C、D.
6.AD 由双曲线C的一个焦点为F(5,0),且渐近线方程为y=±x,可得c=5,焦点在x轴上,所以=,因为c=5,所以b=4,a=3,所以C的方程为-=1,A正确;离心率为e=,B不正确;焦点到渐近线的距离为d==4,C不正确;|PF|的最小值为c-a=2,D正确.
7.(答案不唯一) 解析:设焦点在y轴上且渐近线方程为y=2x的双曲线的方程为-x2=λ(λ>0),即-=1(λ>0),所以(λ>0),不妨令λ=1,所以
8.2 解析:设B为双曲线的右焦点,如图所示.∵四边形OABC为正方形且边长为2,∴c=|OB|=2.又∠AOB=,∴=tan =1,即a=b.又∵a2+b2=c2=8,∴a=2.
9.(1,] 解析:因为O,M分别为F1F2,PF2的中点,所以|PF1|=2|OM|=c.又双曲线上的点到焦点的最小距离为c-a,所以c≥c-a>0,解得1<≤,因此双曲线的离心率e的取值范围是(1,].
10.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.
11.D 双曲线的下焦点坐标为(0,-c),渐近线方程为y=±x,即ax±by=0,则下焦点到渐近线的距离为==b=3,又离心率e===2,所以a2=3,所以该双曲线的标准方程为-=1.故选D.
12.BD 对于A,-=1,a2=3,b2=+1,所以c2=+4,所以e2==≠()2=,故A错误;对于B,若双曲线-=1(a>0,b>0)是黄金双曲线,则e==,由c2=a2+b2,所以b2=(a)2-a2=a2=ac,故B正确;对于C,双曲线-=1(a>0,b>0)的一条渐近线为y=x,则F(c,0)到该渐近线的距离d==b,而由B可知,b2=ac≠c2,故C错误;对于D,当x=c时,y2=(-1)b2=,令M(c,),N(c,-),则=(c,),=(c,-),所以·=c2-=0,则b2=ac,由B可知,双曲线C是黄金双曲线,故D正确.故选B、D.
13.y=±x 解析:设P(x0,y0),x0>0,y0>0,因为B(0,b),F2(c,0),所以直线BF2的方程为+=1,又=3,=×2c·b=bc,=×2c·y0=cy0,则bc=3cy0,解得y0=,将y0=代入+=1中,得x0=,则P(,),所以-=1,又a2+b2=c2,解得=,故双曲线C的渐近线方程为y=±x.
14.解:因为 F(-2,0)是已知双曲线的左焦点,所以a2+1=4,即a2=3,
所以双曲线方程为-y2=1.
设点P(x0,y0)(x0≥),则-=1(x0≥),可得=-1(x0≥),易知=(x0+2,y0),=(x0,y0),
所以·=x0(x0+2)+=x0(x0+2)+-1=+2x0-1,
此二次函数对应的图象的对称轴方程为x0=-.
因为x0≥,所以当x0=时,·取得最小值×3+2-1=3+2,
故·的取值范围是[3+2,+∞).
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