2021-2022学年高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第一册专题3.2 双曲线标准方程及其性质 期末复习冲刺卷(Word含答案解析)

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名称 2021-2022学年高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第一册专题3.2 双曲线标准方程及其性质 期末复习冲刺卷(Word含答案解析)
格式 docx
文件大小 1.1MB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2021-12-02 17:08:35

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文档简介

专题3.2 双曲线标准方程及其性质 期末复习冲刺卷
一、单选题
1.双曲线左、右焦点分别为,,一条渐近线与直线垂直,点在上,且,则( )
A.6或30 B.6 C.30 D.6或20
2.双曲线被斜率为的直线截得的弦的中点为则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
3.已知F1、F2为双曲线C:(a>0,b>0)的左、右焦点,点P在双曲线C上,且线段PF1的中点坐标为(0,b),则双曲线C的离心率为(  )
A. B. C. D.2
4.已知双曲线的左 右焦点分别为F1,F2,过F1的直线与E交于A,B两点(B在x轴的上方),且满足.若直线的倾斜角为,则双曲线的离心率为( )
A.2 B. C. D.
5.双曲线的一条渐近线方程为,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.2
6.设双曲线的方程为,过抛物线的焦点和点的直线为.若的一条渐近线与平行,另一条渐近线与垂直,则双曲线的方程为( )
A. B. C. D.
7.已知是双曲线的两个焦点,是双曲线左支上的一点,且与两条渐近线相交于两点.若点恰好平分线段,则双曲线的焦距为( ).
A. B. C. D.4
8.已知双曲线的左右焦点分别为,,过点且垂直于x轴的直线与该双曲线的左支交于A,B两点,,.分别交y轴于P,Q两点,若的周长为12,则取得最大值时,该双曲线的离心率为
A. B. C. D.
二、多选题
9.我们把离心率为的双曲线称为黄金双曲线。如图所示,、是双曲线的实轴顶点,、是虚轴顶点,、是焦点,过右焦点且垂直于轴的直线交双曲线于、两点,则下列命题正确的是( )
A.双曲线是黄金双曲线
B.若,则该双曲线是黄金双曲线
C.若,则该双曲线是黄金双曲线
D.若,则该双曲线是黄金双曲线
10.已知点P在双曲线上,,分别是左、右焦点,若的面积为20,则下列判断正确的有( )
A.点P到x轴的距离为 B.
C.为钝角三角形 D.
11.已知双曲线E的中心在原点,对称轴为坐标轴,且经过点,则下列结论中正确的是( )
A.E的标准方程为
B.E的离心率等于
C.E与双曲线的渐近线相同
D.直线与E有且仅有一个公共点
12.双曲线的焦点在圆上,圆与双曲线的渐近线在第一、二象限分别交于点、,点满足(其中为坐标原点),则( )
A.双曲线的一条渐近线方程为 B.双曲线的离心率为
C. D.的面积为6
三、填空题
13.已知、是离心率为的双曲线的右顶点和右焦点,记、到直线的距离分别为、,则_________.
14.已知F为双曲线的左焦点,P,Q为双曲线C同一支上的两点.若PQ的长等于虚轴长的2倍,点在线段PQ上,则的周长为________.
15.设是双曲线的两个焦点,是该双曲线上一点,且,则的面积等于__________.
16.已知,分别为双曲线的左、右焦点,以为直径的圆与双曲线在第一象限和第三象限的交点分别为,,设四边形的周长为,面积为,且满足,则该双曲线的离心率为______.
四、解答题
17.若直线过双曲线的一个焦点,且与双曲线的一条渐近线平行.
(1)求双曲线的方程;
(2)若过点B(0,b)且与x轴不平行的直线和双曲线相交于不同的两点M,N,MN的垂直平分线为m,求直线m与y轴上的截距的取值范围.
18.在平面直角坐标系中,已知双曲线.
(1)过的左顶点引的一条渐近线的平行线,求该直线与另一条渐近线及x轴围成的三角形的面积;
(2)设斜率为1的直线交于、两点.若与圆相切,求证:;
19.如图所示,过双曲线的右焦点作直线交双曲线于两点,若,则这样的直线共有几条?
20.设双曲线的实轴长为.焦点到渐近线的距离为.
(1)求此双曲线的方程;
(2)已知直线与双曲线的右支交于,两点.且在双曲线的右支上存在点,使得,求的值及点的坐标.
21.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.点M(3,m)在双曲线上.
(1)求双曲线的方程;
(2)求证:;
(3)求△F1MF2的面积.
22.P(x0,y0)(x0≠±a)是双曲线E:(a>0,b>0)上一点,M,N分别是双曲线E的左,右顶点,直线PM,PN的斜率之积为.
(1)求双曲线的离心率;
(2)过双曲线E的右焦点且斜率为1的直线交双曲线于A,B两点,O为坐标原点,C为双曲线上一点,满足,求λ的值.
参考答案
1.C
【分析】
利用双曲线的一条渐近线与直线垂直,求出,通过双曲线的定义求解即可.
【解析】解:双曲线左、右焦点分别为,,一条渐近线与直线垂直,
可得,解得,
点在上,,所以在双曲线的右支上,
则.
故选:C.
【点睛】
本题考查双曲线的简单性质的应用、直线与直线的位置关系的应用,注意与双曲线焦点三角形有关的长度计算,要关注焦半径的长度与实轴长的大小关系,从而确定动点的位置,本题属于基础题.
2.B
【分析】
根据点差法,设出交点坐标,代入作差即可得解.
【解析】设代入双曲线方程作差有:

有,
所以,
故选:B.
【点睛】
本题考查了解析几何中的点差法,点差法主要描述直线和圆锥曲线相交中斜率和中点的关系,在解题中往往大大简化计算,本题属于基础题.
3.C
【分析】
求出,化简方程即得解.
【解析】F1、F2为双曲线C:(a>0,b>0)的左、右焦点,点P在双曲线C上,且线段PF1的中点坐标为(0,b),
所以,
所以
所以双曲线的离心率e=.
故选:C.
【点睛】
本题主要考查双曲线的几何性质,考查双曲线的离心率的计算,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.
4.D
【分析】
设,,根据双曲线定义,,得:.,
两式相减可得.
【解析】解:设,,根据双曲线定义
,,
在△中,由余弦定理可得:.
在△中,由余弦定理可得:,
①②可得,解得.
故选:.
【点睛】
本题考查了双曲线的简单几何性质,考查了运算能力,属于中档题.
5.C
【分析】
由题意设出双曲线的方程,得到它的一条渐近线方程即,由此可得,结合双曲线的平方关系可得与的比值,求出该双曲线的离心率.
【解析】解:双曲线的一条渐近线方程为,
可得,即,
解得,即.
故选:C
【点睛】
本题给出双曲线的一条渐近线方程,求双曲线的离心率,着重考查了双曲线的标准方程、基本概念和简单几何性质等知识,属于基础题.
6.D
【分析】
由抛物线的焦点可求得直线的方程为,即得直线的斜率为,再根据双曲线的渐近线的方程为,可得,即可求出,得到双曲线的方程.
【解析】由题可知,抛物线的焦点为,所以直线的方程为,即直线的斜率为,
又双曲线的渐近线的方程为,所以,,因为,解得.
故选:.
【点睛】
本题主要考查抛物线的简单几何性质,双曲线的几何性质,以及直线与直线的位置关系的应用,属于基础题.
7.C
【分析】
根据中点得到,计算,,利用勾股定理计算得到答案.
【解析】不妨取渐近线方程为,是中点,故,故,
,故,,,
根据勾股定理:,故,故焦距为.
故选:C.
【点睛】
本题考查了双曲线的焦距,意在考查学生的计算能力和转化能力,确定,是解题的关键.
8.B
【分析】
根据轴且过左焦点可得,由题意知的周长为周长的2倍,可得,化简得,转化,利用导数确定取最值时,即可求解.
【解析】因为,
所以把代入双曲线方程可得:,
故,
因为,,周长为12,
所以的周长为24,
即,
所以,
化简得:,

令,
则,
当时,,函数单调递增,当时,,函数单调递减,
时函数有唯一极大值也是最大值,
此时,,
所以,
故选:B
【点睛】
本题主要考查了双曲线的定义、离心率等,还涉及利用导数求具体函数的最值问题,考查学生的逻辑推理能力和运算能力,属中档题.
9.BCD
【分析】
A选项,,不是黄金双曲线;通过计算得到BCD是黄金双曲线.
【解析】A选项,,不是黄金双曲线;
B选项,,化成,即,
又,解得,是黄金双曲线;
C选项,∵,∴,
∴,
化简得,由选项知是黄金双曲线;
D选项,∵,∴轴,,且是等腰,
∴,即,由选项知是黄金双曲线.
综上,BCD是黄金双曲线.
故选:BCD.
【点睛】
方法点睛:求双曲线的离心率常用的方法有:(1)公式法(求出再求离心率);(2)方程法(通过已知得到关于的方程,解方程得解).
10.BC
【分析】
根据双曲线的方程、定义与性质,结合三角形的面积求出的坐标,结合两点的距离公式、斜率公式以及余弦定理,对选项逐一判断即可.
【解析】由双曲线方程得,,则,
由△的面积为20,
得,得,即点到轴的距离为4,故错误,
将代入双曲线方程得,根据对称性不妨设,,
则,
由双曲线的定义知,
则,
则,故正确,
在△中,,
则,为钝角,
则△为钝角三角形,故正确,

则错误,
故正确的是,
故选:.
【点睛】
本题主要考查与双曲线性质有关的命题的真假判断.这种题型综合性较强,也是高考的命题热点,同学们往往因为某一处知识点掌握不好而导致“全盘皆输”,因此做这类题目更要细心、多读题,尽量挖掘出题目中的隐含条件,另外,要注意从简单的自己已经掌握的知识点入手,然后集中精力突破较难的命题.
11.ACD
【分析】
设双曲线方程为,代入点,求得的值,得到双曲线的方程,可判定A选项正确;根据离心率的定义,可判定B选项错误;分别求得双曲线的渐近线方程,可判定C选项正确;联立方程组,结合,可判定D选项正确.
【解析】设双曲线方程为,由已知得,解得,
故双曲线的标准方程为,故A选项正确;
由离心率,故B选项错误;
因为曲线的渐近线方程为,又由双曲线的渐近线方程为,故C选项正确;
联立,整理得,由,
所以直线与E有且仅有一个公共点,故D选项正确.
故选:ACD.
【点睛】
本题主要考查了双曲线的标准方程及简单的几何性质的应用,其中解答中利用待定系数法正确求解双曲线的方程,熟记双曲线的几何性质是解答的关键,着重考查推理与运算能力.
12.ABD
【分析】
由已知可得,再由得点为三角形的重心,从而有,得,再结合可求出的值,进而可求得渐近线方程、离心率、的面积
【解析】如图:设双曲线的焦距为,与轴交于点,由题可知,则,由得点为三角形的重心,可得,即,,,,,解得.
双曲线的渐近线方程为,,的坐标为,,
故选:ABD.
【点睛】
此题考查双曲线的简单的几何性质的应用,考查圆的方程,考查数形结合的思想,属于中档题
13.
【分析】
计算出,由此可得出,即可得解.
【解析】由已知条件可得出,则,所以,.
故答案为:.
14.32
【分析】
根据题意画出双曲线图象,然后根据双曲线的定义“到两定点的距离之差为定值“解决.求出周长即可.
【解析】解:根据题意,双曲线的左焦点,所以点是双曲线的右焦点,虚轴长为:6;
双曲线图象如图:


而,
①+②
得:,
∴周长为.
故答案为32.
【点睛】
本题考查双曲线的定义,通过对定义的考查,求出周长,属于基础题.
15.12
【分析】
通过双曲线的定义可先求出的长度,从而利用余弦定理求得,于是可利用面积公式求得答案.
【解析】由于,因此,,故,由于即,而,所以,,,所以,因此.
【点睛】
本题主要考查双曲线定义,余弦定理,面积公式的综合应用,意在考查学生的分析能力,计算能力及转化能力,难度中等.
16.
【分析】
本题首先可根据题意绘出图像并设出点坐标为,然后通过圆与双曲线的对称性得出,再根据“点即在圆上,也在双曲线上”联立方程组得出,然后根据图像以及可得和,接下来利用双曲线定义得出以及,最后根据并通过化简求值即可得出结果.
【解析】
如图所示,根据题意绘出双曲线与圆的图像,设,
由圆与双曲线的对称性可知,点与点关于原点对称,所以,
因为圆是以为直径,所以圆的半径为,
因为点在圆上,也在双曲线上,所以有,
联立化简可得,整理得,
,,所以,
因为,所以,,
因为,所以,
因为,联立可得,,
因为为圆的直径,所以,
即,,,
,,,所以离心率.
【点睛】
本题考查圆锥曲线的相关性质,主要考查双曲线与圆的相关性质,考查对双曲线以及圆的定义的灵活应用,考查化归与转化思想以及方程思想,考查了学生的计算能力,体现了综合性,是难题.
17.(1);(2).
【分析】
(1)求得直线与轴的交点,可得,再由两直线平行的条件:斜率相等,可得渐近线方程,解方程可得,进而得到双曲线的方程;
(2)设直线,代入,设,运用韦达定理和判别式大于0,以及中点坐标公式及两直线垂直的条件:斜率之积为,求得的垂直平分线方程,令,可得直线在轴上的截距,由不等式的性质可得范围.
【解析】(1)直线过x轴上一点,
由题意可得,即,
双曲线的渐近线方程为,
由两直线平行的条件可得,解得,
即有双曲线的方程为.
(2)设直线,
代入,可得,
设,则,
中点为,
可得的垂直平分线方程为,
令,可得,
由,解得,
又,解得,
综上可得,,即有的范围是,
可得直线与轴上的截距的取值范围为.
【点睛】
本题主要考查双曲线的标准方程的求解、及直线与圆锥曲线的位置关系的综合应用,解答此类题目,通常联立直线方程与双曲线方程,应用一元二次方程根与系数的关系进行求解,此类问题易错点是复杂式子的变形能力不足,导致错解,能较好的考查考生的逻辑思维能力、运算求解能力、分析问题解决问题的能力等.
18.(1);(2)证明见解析.
【分析】
(1)根据双曲线的标准方程可得左顶点,渐近线方程:,从而可得过点与渐近线平行的直线方程,将此直线与另一条渐近线联立求出交点,进而求解.
(2)设直线的方程是,利用点到直线的距离公式可得,联立方程,设,,由即证.
【解析】(1)双曲线,左顶点,渐近线方程:.
过点与渐近线平行的直线方程为
,即.
解方程组得
所以所求三角形的面积为.
(2)设直线的方程是,因直线与已知圆相切,
故,即.
由得.
设,,则
又,
所以

故.
【点睛】
本题考查了双曲线的简单几何性质、直线与双曲线的位置关系,证明直线垂直可转化为向量的数量积等于零,考查了考生的基本运算能力,属于中档题.
19.条
【分析】
根据轴(弦是在同一支)和与轴不垂直(弦是跨两支)分成两种情况进行分类讨论,由此得出正确结论.
【解析】设,则.
对于过双曲线一个焦点的弦长,如果弦是在同一支上,那么最短的弦是垂直于轴的弦,长度为;如果弦是跨两支,那么最短的弦为实轴.
过双曲线的右焦点作直线交双曲线于两点.
若轴,则为通径,而通径长度正好是4,故直线交双曲线于同支上的两点且,这样的直线只有一条.
若经过顶点,此时,故直线交双曲线于异支上的两点且,这样的直线有且只有两条.
故满足的直线有条.
【点睛】
本小题主要考查直线和双曲线的位置关系,属于中档题.
20.(1)(2)4,
【分析】
(1)由实轴长可得值,由焦点到渐近线的距离可得,即可求得双曲线的方程;
(2)设,,,,,,则,,联立直线方程与双曲线方程消掉得的二次方程,由韦达定理可得,进而求得,从而可得,再由点在双曲线上得一方程,联立方程组即可求得点坐标,从而求得值.
【解析】(1)由实轴长为,得,
所以渐近线方程为,即或,
取渐近线方程为,
焦点到渐近线的距离为,
,又, ,
双曲线方程为:
(2)设,,,
则,,
由直线与双曲线方程联立,可得,
, ,
解得,,
,.
【点睛】
本题考查直线与双曲线的位置关系、双曲线标准方程,以及向量的线性运算,考查学生分析问题解决问题的能力.
21.(1);(2)证明见解析;(3)6
【分析】
(1)根据设双曲线的方程为,由点在双曲线上,代入,即可得到双曲线的方程;
(2)根据题意求出,,根据向量数量积的坐标运算得到以及由点M在双曲线上得到,即可证明;
(3)以为底,以点M的纵坐标为高,即可得到△F1MF2的面积.
【解析】(1)因为,所以双曲线的实轴、虚轴相等.则可设双曲线方程为.因为双曲线过点,所以16-10=λ,即λ=6.所以双曲线方程为.
(2)证明:不妨设F1,F2分别为左、右焦点,则, 所以,因为M点在双曲线上,所以9-m2=6,即m2-3=0,所以.
(3)的底.由(2)知.所以的高,所以
【点睛】
本题主要考查了求双曲线的标准方程以及向量的坐标运算等,属于中档题.
22.(1);(2)λ=0或λ=-4.
【分析】
(1) 由点在双曲线上,,利用化简得到答案.
(2)联立方程根据韦达定理得到,设代入数据化简得到,得到答案.
【解析】解:(1)由点在双曲线上,有.
由题意有,可得a2=5b2,c2=a2+b2=6b2,.
(2)联立得.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则①
设,即.
又C为双曲线上一点,即,有.
化简得.②
又在双曲线上,所以.
由①式又有,
②式可化为,解得λ=0或λ=-4.
【点睛】
本题考查了双曲线的离心率,参数的值,综合性强,计算量大,意在考查学生的综合应用能力和计算能力.