双曲线测试题参考答案:
1.A
【分析】令即可求渐近线方程.
【详解】令
得
即双曲线的渐近线方程为
故选:A.
2.B
【分析】将配方确定其圆心A,设与已知两圆都外切的圆的圆心为P,根据两圆外切可得,即可判断答案.
【详解】由,得 ,
设该圆圆心为A,
设圆P与圆及圆都外切,半径为r,
∵圆P与圆O和圆A都外切,
∴,
则 ,
∴P点在以为焦点的双曲线的一支上,
故选:B.
3.B
【分析】首先根据题意得到,,,焦点在轴,再根据点到直线的距离求解即可。
【详解】双曲线,即,
则,,,焦点在轴。
设,渐近线方程为:,即,
则.
故选:B
4.C
【分析】由题设所求方程为:再待定系数放求解即可.
【详解】解:根据题意,双曲线的一条渐近线方程为,
所以,可以设其方程为:
又由双曲线过点,则有解得,
所以,其方程为:.即.
故选:C.
5.B
【分析】首先表示出渐近线方程,令求出,即可得到两交点坐标,依题意由等边三角形的性质得到,将两边平方,即可求出、的关系,从而求出离心率.
【详解】解:双曲线的渐近线为,令,解得,
不妨取,,左焦点为,
又为正三角形,
∴,即,即,所以,∴;
故选:B.
6.D
【分析】利用圆的性质,线段垂直平分线的性质,结合双曲线的定义进行求解即可.
【详解】因为线段的垂直平分线与直线相交于点,
所以有,
由,得,该圆的半径为,
因为点在圆上运动时,
所以有,于是有,
所以点的轨迹是以为焦点的双曲线,所以,
所以点的轨迹方程为,
故选:D
7.C
【分析】由焦点到渐近线的距离得到b,联立直线与双曲线的方程,用点差法可以得到两条直线的斜率,由,求的值,A,B,D三个选项即可判断,C选项考查双曲线的定义,用得到的值,就可以计算三角形的面积.
【详解】因为双曲线:的焦点到渐近线的距离为1,则,所以双曲线方程为:,由可得,
设,,则,即,∴,设
则,,所以,即,
又,,,所以,∴,即,故A错误;
所以双曲线:,,
双曲线的渐近线方程为,离心率为,故B错误,D错误;
若,则,
所以,的面积为1,故C正确.
故选:C.
8.B
【分析】若左焦点,连接,由题意知为矩形,设,则,,,在直角△、直角△中应用勾股定理列方程可得,且得到关于双曲线参数的齐次方程,即可得离心率.
【详解】如下图,若左焦点,连接,
因为A、B关于原点对称且,所以为矩形,
设,则,,,
在直角△中,即,
所以,
在直角△中,即,
所以.
故选:B
9.CD
【分析】根据双曲线的标准方程,求出,然后对选项逐一判断即可.
【详解】因为双曲线,则
则焦点坐标为,故A错误;
焦点在轴的双曲线的渐近线方程为,即,故B错误;
双曲线虚轴长为,故C正确;
离心率为,故D正确.
故选:CD.
10.BD
【分析】根据的取值,结合圆与圆锥曲线方程的特征逐一判断即可.
【详解】对于A, 当时,此时曲线为圆,故A错,
对于B,若曲线为双曲线,则,即或, 故B对,
对于C, 若曲线为圆,则即,故曲线可能是圆,故C错,
对于D, 曲线表示焦点在轴上的椭圆,则,解得,故D对.
故选:BD.
11.ACD
【分析】对于A,将双曲线方程化为标准方程,易得,从而可求离心率;
对于B,利用双曲线方程及两点距离公式,将问题转化为二次函数的最值,从而得解;
对于C,利用双曲线的几何性质易得的最小值;
对于D,利用点线距离公式即可求得焦点到渐近线的距离.
【详解】对于A,由双曲线得,则,故,即,故双曲线离心率为,故A正确;
对于B,设,则或,则,即,
所以,
故当时,,故,故B错误;
对于C,易知,故C正确;
对于D,由选项A知,双曲线焦点为,渐近线为,即,
所以焦点到渐近线的距离为,故D正确.
故选:ACD.
12.AB
【分析】由几何关系得轴,再由离心率,渐近线的概念对选项逐一判断,
【详解】因为M,O分别是,的中点,
所以在中,,所以轴,
对于A,因为直线的倾斜角为,所以,故A正确,
对于B,中,,,,
所以,得:,故B正确,
对于C,的周长为,设内切圆半径为r,根据三角形的等面积法,
有,得:,故C错误,
对于D,,双曲线渐近线的方程为,故D错误,
故选:AB
13.
【分析】根据焦点坐标及题意,设方程为,根据焦点坐标,可求得,即可得答案.
【详解】因为一个焦点是,所以,且焦点在x轴,
所以设等轴双曲线方程为,
所以,解得,
所以双曲线标准方程为
故答案为:
14.
【分析】由双曲线的对称性,可以设点P在第一象限,,可得P点横坐标为c,代入渐近线方程,可得P点坐标,再由模长关系,可得,即可求得离心率.
【详解】不妨设P在第一象限,因为,则,
依题意:,所以,
离线率.
故答案为:.
15.(2,+∞)
【分析】由一三象限的渐近线的斜率大于可得离心率的范围.
【详解】依题意,斜率为的直线l过双曲线1(a>0,b>0)
的右焦点为F且与双曲线的左右两支分别相交,
双曲线的一条渐近线的斜率必大于,
即,因此该双曲线的离心率e2.
故答案为:(2,+∞).
16.
【分析】由双曲线的性质得内切圆圆心坐标,再列式求解,
【详解】设在第一象限,作图如下,切点,
由题意得,
即,所以,而内切圆半径为,所以圆心坐标为,
由于,即,得:,,
故答案为:
17.(1)
(2)或
【分析】(1)结合椭圆几何性质即可;
(2)结合双曲线几何性质即可.
【详解】(1)由题知:
,
解得:
(2)由题知:
,
解得:或
18.(1)
(2)
【分析】(1)由双曲线的性质求解,
(2)设点坐标,由斜率公式与双曲线方程化简求解,
【详解】(1)设双曲线的方程为(且),将代入可得,
解得,故双曲线的标准方程为;
(2)可设,,,,则,
而点在双曲线上,故,即,
故.
19.(1)
(2)或
【分析】(1)首先令得出渐近线方程,进而求出所夹的锐角;
(2)将直线方程代入到双曲线方程消去x并化简,进而利用根与系数的关系结合三角形面积公式求得答案.
【详解】(1)由题意,令,得,所以双曲线的渐近线方程为,
易得它们所夹的锐角为.
(2)当时,可得双曲线.
已知直线经过点,可设直线方程为.
设,联立得,
化简得或且,
所以,又,
所以三角形面积,
即,解得或,满足题意,
所以当时,或.
【点睛】当在思考三角形面积这一步时,我们就应该想到用到根与系数的关系,接下来就是运算问题.需要注意的是,我们不能盲目地每道题都一开始就写出根与系数的关系,而应该结合题目的具体要求,这道题到底需要求什么,那我们就应该先求出什么.
20.(1);
(2)证明见解析.
【分析】(1)根据离心率以及焦点到渐近线的距离,求得,则方程得解;
(2)讨论直线斜率是否存在,且当直线斜率时,设出直线方程,联立双曲线方程,根据,找到参数之间的关系,再利用弦长公式求得,以及用点到直线的距离公式求得三角形的高,求得面积,即可证明.
【详解】(1)设双曲线的一个焦点为,一条渐近线的方程为,
所以焦点到渐近线的距离为.
因为,所以,,
所以双曲线的方程为.
(2)证明:当直线的斜率不存在时,直线的方程为,又渐近线方程为:,
此时,.
当直线的斜率存在时,不妨设直线:,且斜率,
联立方程组得,
由,得,
联立方程组得.
不妨设直线与的交点为,则.
同理可求,所以.
因为原点到直线的距离,
所以,又因为,所以,
故的面积为定值,且定值为.
【点睛】易错点点睛:本题考查双曲线方程的求解,以及双曲线中的定值问题;第二问中,容易出错的点是没有对直线的斜率是否存在进行讨论,以及当斜率存在时不能与渐近线平行,属综合中档题.
21.(1)
(2)9
(3)存在,
【分析】(1)设,由题目条件列等式求方程.
(2)设直线方程,与曲线方程联立方程组,利用韦达定理和弦长公式,得到面积表达式,讨论最小值.
(3)恒成立,转化为求解.
【详解】(1)设,由与的斜率之积为3,有,
得到轨迹的方程.
(2)过的直线斜率不存在时,有,,;
过的直线斜率存在时,设直线方程为,由双曲线方程可得双曲线渐近线方程为,
直线交曲线在轴右侧的图像于两点, 有或,即.
由消去得,设,,
有,,
,
到直线的距离为,,
由,,
综上,直线斜率不存在时,面积的最小值为9.
(3)假设存在定点,使得恒成立,即,
由(2)可得,过的直线斜率存在时,
化简得,当时等式恒成立,解得,即定点.
当过的直线斜率不存在时,有,,点也满足,即.
综上,存在定点,使得恒成立,实数的值为-1.
22.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由已知可设,双曲线的标准方程为,根据条件列出a,c关系式,解出代入方程即可;
(2)对直线的斜率能否为0进行讨论.斜率不为0时,设的方程为,联立直线与椭圆的方程,有垂直关系时,在圆锥曲线中常用向量法,化简得到m,k的关系式;斜率不存在时,写出直线方程,验证即可.
【详解】(1)设双曲线的标准方程为,
焦点为,,
因为双曲线与椭圆有相同的焦点,所以.
因为焦点到渐近线的距离为2,所以,从而,
故双曲线的标准方程为
(2)证明:设,.
①当直线的斜率存在时,设的方程为,
联立方程组
化简得,
则,即,
且
因为,
所以,
化简得
所以或,且均满足.
当时,直线的方程为,直线过定点,与已知矛盾;
当时,直线的方程为,过定点
②当直线的斜率不存在时,由对称性,不妨设DE方程为:y=x-1,
联立方程组,得
得,,此时直线过定点
因为,所以点在以为直径的圆上,为该圆的圆心,为该圆的半径,故存在定点,使得为定值
【点睛】圆锥曲线中的定值问题通常是通过设参数或取“特殊值”来确定定值是多少.因此求解时应设参数,运用推理,到最后必定参数统消,定值显现.2022-2023学年度第一学期双曲线测试
高二学年 数学科目
时间:120分钟
一、单选题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
2.与圆及圆都外切的圆的圆心在( )
A.一个椭圆上 B.双曲线的一支上 C.一条抛物线上 D.一个圆上
3.已知点为双曲线的一个焦点,则点到双曲线一条渐近线的距离为( )
A. B.1 C. D.
4.已知双曲线过点,其中一条渐近线方程为,则双曲线的标准方程是( )
A. B.
C. D.
5.过双曲线的右顶点作轴的垂线与两渐近线交于两点,这两个点与双曲线的左焦点恰好是一个正三角形的三顶点,则双曲线的离心率为( )
A. B.2 C. D.4
6.已知圆:,为圆心,为圆上任意一点,定点,线段的垂直平分线与直线相交于点,则当点在圆上运动时,点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
7.已知双曲线:的焦点到渐近线的距离为,又双曲线与直线交于,两点,点为右支上一动点,记直线,的斜率分别为,,曲线的左 右焦点分别为,.若,则下列说法正确的是( )
A.
B.双曲线的渐近线方程为
C.若,则的面积为1
D.双曲线的离心率为
8.已知双曲线:的右焦点为,关于原点对称的两点A、B分别在双曲线的左、右两支上,,,且点C在双曲线上,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
二、多选题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,至少有两项是符合题目要求的)
9.已知双曲线,则( )
A.的焦点坐标为 B.的渐近线方程为
C.的虚轴长为 D.的离心率为
10.若方程表示的曲线为,则下列说法正确的有( )
A.若,则曲线为椭圆 B.若曲线为双曲线,则或
C.曲线不可能是圆 D.若曲线表示焦点在轴上的椭圆,则
11.若P是双曲线上一点,C的一个焦点为F,点,则下列结论中正确的是( )
A.离心率为 B.的最小值是3
C.的最小值是 D.焦点到渐近线的距离是2
12.已知,是双曲线(,)的左、右焦点,过作倾斜角为的直线分别交y轴、双曲线右支于点M、点P,且,下列判断正确的是( )
A. B.E的离心率等于
C.的内切圆半径是 D.双曲线渐近线的方程为
三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.)
13.对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线的一个焦点是,则双曲线的标准方程是____.
14.设双曲线C:(,)的左、右焦点分别为、,P是渐近线上一点,且满足,,则双曲线C的离心率为___________.
15.已知双曲线1()的右焦点为F,若过F且倾斜角为60°的直线分别与双曲线的左右两支相交,则此双曲线离心率的取值范围是_______.
16.已知P是双曲线上一点,,分别是左、右焦点,焦距为2c,的内切圆的周长是,则离心率e的取值范围是_________.
四、解答题(本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明,说明过程或演算步骤)
17(本题10分).已知,当为何值时,
(1)方程表示焦点在轴上的椭圆;
(2)方程表示双曲线.
18(本题12分).已知双曲线过点且与双曲线:共渐近线,点在双曲线上(不包含顶点).
(1)求双曲线的标准方程;
(2)记双曲线与坐标轴交于,两点,求直线,的斜率之积.
19(本题12分).已知双曲线为右焦点.
(1)求双曲线的渐近线方程及两条渐近线所夹的锐角;
(2)当时,设过点的直线与双曲线交于点,且的面积为,求直线的斜率.
20(本题12分).已知双曲线:的离心率为,且焦点到渐近线的距离为1.
(1)求双曲线的方程;
(2)若动直线与双曲线恰有1个公共点,且与双曲线的两条渐近线分别交于,两点,为坐标原点,证明:的面积为定值.
21(本题12分).已知,动点满足与的斜率之积为3,记动点的轨迹为.
(1)求轨迹的方程;
(2)已知,过的直线交曲线在轴右侧的图像于两点,求面积的最小值;
(3)若直线过交曲线图像于两点,是否存在定点,使得恒成立,若存在,请求实数的值;若不存在,请说明理由.
22(本题12分).已知双曲线与椭圆有相同的焦点,且焦点到渐近线的距离为2.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)设为双曲线的右顶点,直线与双曲线交于不同于的,两点,若以为直径的圆经过点且于,证明:存在定点,使得为定值.