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新课预习衔接 双曲线
一.选择题(共5小题)
1.(2024 如皋市模拟)M是双曲线上一点,点F1,F2分别是双曲线左右焦点,若|MF1|=5,则|MF2|=( )
A.9或1 B.1 C.9 D.9或2
2.(2024 周口二模)已知双曲线C:的左、右焦点分别为F1、F2,双曲线C的离心率为e,在第一象限存在点P,满足e sin∠PF1F2=1,且4a2,则双曲线C的渐近线方程为( )
A.2x±y=0 B.x±2y=0 C.3x±y=0 D.x±3y=0
3.(2024 宁德期末)双曲线的渐近线方程是( )
A. B. C.y=±3x D.
4.(2024 南岗区校级期末)双曲线C:1(a>0,b>0)的渐近线与圆x2+(y﹣4)2=4相切,则双曲线C的离心率为( )
A. B.2 C. D.4
5.(2024秋 琼山区校级月考)双曲线4x2﹣y2=4a(a≠0)的渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±2x C. D.y=±ax
二.多选题(共2小题)
(多选)6.(2024 浙江模拟)已知曲线C:mx2+ny2=1,则下列结论正确的是( )
A.若m>n>0,则C是椭圆,其焦点在y轴上
B.若m=n>0,则C是圆,其半径
C.若mn<0,则C是双曲线,其渐近线方程为mx±ny=0
D.若m=0,n>0,则C是两条直线
(多选)7.(2024 盐田区校级期末)已知双曲线的焦点分别为F1,F2,则下列结论正确的是( )
A.渐近线方程为3x±4y=0
B.双曲线C与椭圆的离心率互为倒数
C.若双曲线C上一点P满足|PF1|=2|PF2|,则△PF1F2的周长为28
D.若从双曲线C的左、右支上任取一点,则这两点的最短距离为6
三.填空题(共3小题)
8.(2024 辽宁模拟)已知双曲线的左、右焦点分别为F1(﹣c,0),F2(c,0),过点F1作斜率为的直线与C的右支交于点P,且点M满足,且,则C的离心率是 .
9.(2024 盐田区校级期末)与椭圆有公共焦点,且离心率为的双曲线方程为 .
10.(2024 盐田区校级期末)已知双曲线和椭圆有相同的焦点,则的最小值为 .
四.解答题(共5小题)
11.(2024 克州期末)已知双曲线C:的实轴长为2,右焦点为.
(1)求双曲线C的方程;
(2)已知直线y=x+2与双曲线C交于不同的两点A,B,求|AB|.
12.(2024 青羊区校级模拟)已知双曲线经过点P(4,6),且离心率为2.
(1)求C的方程;
(2)过点P作y轴的垂线,交直线l:x=1于点M,交y轴于点N.设点A,B为双曲线C上的两个动点,直线PA,PB的斜率分别为k1,k2,若k1+k2=2,求.
13.(2024 道里区校级期末)已知双曲线的一条渐近线与直线x+2y=0垂直,且右顶点P到该条渐近线的距离为.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若直线l与双曲线C交于A、B两点,线段AB的中点为M(3,2),求直线l的方程.
14.(2024 枣庄模拟)已知双曲线的左、右焦点分别为F1、F2,直线l过右焦点F2且与双曲线C交于A、B两点.
(1)若双曲线C的离心率为,虚轴长为,求双曲线C的焦点坐标;
(2)设a=1,,若l的斜率存在,且,求l的斜率;
(3)设l的斜率为,,求双曲线C的方程.
15.(2024春 赤坎区校级期末)在平面直角坐标系xOy中,已知双曲线C:的右焦点为F,一条渐近线的倾斜角为,点在双曲线C上.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)若点M在直线x上,点N在双曲线C上,且焦点F在以线段MN为直径的圆上,分别记直线MN,ON的斜率为k1,k2,求k1k2的值.
新课预习衔接 双曲线
参考答案与试题解析
一.选择题(共5小题)
1.(2024 如皋市模拟)M是双曲线上一点,点F1,F2分别是双曲线左右焦点,若|MF1|=5,则|MF2|=( )
A.9或1 B.1 C.9 D.9或2
【考点】双曲线上的点与焦点的距离.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算.
【答案】C
【分析】根据双曲线的定义即可求解结论.
【解答】解:M是双曲线上一点,点F1,F2分别是双曲线左右焦点,|MF1|=5,
所以,
由双曲线定义可知||MF1|﹣|MF2||=2a=4,
所以|MF2|=1或者9,又|MF2|≥c﹣a=2,
所以|MF2|=9.
故选:C.
【点评】本题考查双曲线的性质,考查运算求解能力,属于中档题.
2.(2024 周口二模)已知双曲线C:的左、右焦点分别为F1、F2,双曲线C的离心率为e,在第一象限存在点P,满足e sin∠PF1F2=1,且4a2,则双曲线C的渐近线方程为( )
A.2x±y=0 B.x±2y=0 C.3x±y=0 D.x±3y=0
【考点】求双曲线的渐近线方程.
【专题】方程思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算.
【答案】A
【分析】设|PF1|=m,|PF2|=n,由双曲线的定义和离心率公式、三角形的面积公式,推得m=4a,n=2a,再由余弦定理可得b=2a,可得渐近线方程.
【解答】解:设|PF1|=m,|PF2|=n,由双曲线的定义可得m﹣n=2a,
由e sin∠PF1F2=1,且4a2,
可得sin∠PF1F2,cos∠PF1F2,
m 2c 4a2,
解得m=4a,n=2a,
在△PF1F2中,由余弦定理可得cos∠PF1F2,
即,化为16ab=4a2+4b2+12a2,
即为b=2a,
则双曲线的渐近线方程为2x±y=0.
故选:A.
【点评】本题考查双曲线的定义、方程和性质,以及余弦定理的运用,考查方程思想和运算能力,属于中档题.
3.(2024 宁德期末)双曲线的渐近线方程是( )
A. B. C.y=±3x D.
【考点】双曲线的几何特征.
【专题】方程思想;定义法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算.
【答案】B
【分析】由双曲线方程求得a与b的值,则渐近线方程可求.
【解答】解:由双曲线,得a=1,b,
∴双曲线的渐近线方程是y.
故选:B.
【点评】本题考查双曲线的几何性质,考查双曲线渐近线方程的求法,是基础题.
4.(2024 南岗区校级期末)双曲线C:1(a>0,b>0)的渐近线与圆x2+(y﹣4)2=4相切,则双曲线C的离心率为( )
A. B.2 C. D.4
【考点】双曲线的几何特征.
【专题】方程思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算.
【答案】B
【分析】分别求得双曲线的渐近线方程和圆的圆心和半径,由直线和圆相切的条件,结合双曲线的离心率公式可得所求值.
【解答】解:双曲线C:1(a>0,b>0)的渐近线为bx±ay=0,
圆x2+(y﹣4)2=4的圆心为(0,4),半径为2,
又渐近线与圆相切,可得2,
化为b2=3a2,
则离心率e2,
故选:B.
【点评】本题考查双曲线的方程和性质,以及直线和圆的位置关系,考查方程思想和运算能力,属于基础题.
5.(2024秋 琼山区校级月考)双曲线4x2﹣y2=4a(a≠0)的渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±2x C. D.y=±ax
【考点】求双曲线的渐近线方程.
【专题】对应思想;定义法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算.
【答案】B
【分析】将双曲线方程写成标准形式,再根据渐近线方程公式求解即可.
【解答】解:双曲线4x2﹣y2=4a(a≠0)即,故渐近线方程为.
故选:B.
【点评】本题考查双曲线渐近线相关知识,属于基础题.
二.多选题(共2小题)
(多选)6.(2024 浙江模拟)已知曲线C:mx2+ny2=1,则下列结论正确的是( )
A.若m>n>0,则C是椭圆,其焦点在y轴上
B.若m=n>0,则C是圆,其半径
C.若mn<0,则C是双曲线,其渐近线方程为mx±ny=0
D.若m=0,n>0,则C是两条直线
【考点】双曲线的几何特征;曲线与方程;椭圆的几何特征.
【专题】计算题;转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算.
【答案】ABD
【分析】结合选项条件,分别根据椭圆、圆以及双曲线的标准方程,化简曲线C:mx2+ny2=1为相应的标准方程,即可判断A,B,C;m=0,n>0时,方程即为,即可判断D.
【解答】解:对于A,若m>n>0,则,
故曲线C:mx2+ny2=1,即,表示椭圆,其焦点在y轴上,故A正确;
对于B,若m=n>0,,
则曲线C:mx2+ny2=1,即,表示半径为的圆,故B正确;
对于C,若mn<0,不妨设m>0,n<0,
则曲线C:mx2+ny2=1,即,表示焦点在x轴上的双曲线,
则,故渐近线方程为,
即,故C错误;
对于D,若m=0,n>0,曲线C:mx2+ny2=1,即ny2=1,
即,则C是两条直线,故D正确.
故选:ABD.
【点评】本题考查曲线与方程,考查圆锥曲线的性质,属基础题.
(多选)7.(2024 盐田区校级期末)已知双曲线的焦点分别为F1,F2,则下列结论正确的是( )
A.渐近线方程为3x±4y=0
B.双曲线C与椭圆的离心率互为倒数
C.若双曲线C上一点P满足|PF1|=2|PF2|,则△PF1F2的周长为28
D.若从双曲线C的左、右支上任取一点,则这两点的最短距离为6
【考点】双曲线的几何特征.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算.
【答案】CD
【分析】根据双曲线的几何性质,椭圆的几何性质,即可分别求解.
【解答】解:∵双曲线,
∴a=3,b=4,c=5,且焦点在x轴上,
对A选项,渐近线方程为y=±x=±x,
即4x±3y=0,∴A选项错误;
对B选项,双曲线C与椭圆的离心率分别为,,
∴双曲线C与椭圆的离心率不互为倒数,∴B选项错误;
对C选项,∵双曲线C上一点P满足|PF1|=2|PF2|,
又|PF1|=|PF2|+2a=|PF2|+6,∴|PF2|+6=2|PF2|,
∴|PF2|=6,|PF1|=12,又|F1F2|=2c=10,
∴△PF1F2的周长为6+12+10=28,∴C选项正确;
对D选项,若从双曲线C的左、右支上任取一点,则这两点的最短距离为2a=6,∴D选项正确.
故选:CD.
【点评】本题考查双曲线的几何性质,椭圆的几何性质,属基础题.
三.填空题(共3小题)
8.(2024 辽宁模拟)已知双曲线的左、右焦点分别为F1(﹣c,0),F2(c,0),过点F1作斜率为的直线与C的右支交于点P,且点M满足,且,则C的离心率是 .
【考点】双曲线的离心率;双曲线的定义.
【专题】对应思想;定义法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算.
【答案】.
【分析】根据题意得到F2M是线段F1P的垂直平分线,从而得到|PF2|=2c,再利用推得|PF1|=4b,结合双曲线的定义得到关于a,b,c的齐次方程,进而得解.
【解答】解:如图,直线F1P的斜率为.
由,得点M为PF1的中点,
又,所以F2M是线段F1P的垂直平分线,所以|PF2|=|F1F2|=2c,
过点O作ON⊥PF1于点N,由已知得,
所以,
所以,
所以,即|ON|=a,所以,
又ON//MF2,O为F1F2的中点,所以|MF1|=2|NF1|=2b,所以|PF1|=4b,
由双曲线的定义可得|PF1|﹣|PF2|=4b﹣2c=2a,即2b=c+a,
所以4b2=(c+a)2,可得4(c2﹣a2)=(c+a)2,整理得3c2﹣2ac﹣5a2=0,
即3e2﹣2e﹣5=0,解得或e=﹣1(舍去),
又题中直线与C的右支有交点,所以,即b2>a2,
所以c2﹣a2>a2,即c2>2a2,所以,即,
所以C的离心率为.
故答案为:.
【点评】本题考查双曲线离心率相关计算知识,属于中档题.
9.(2024 盐田区校级期末)与椭圆有公共焦点,且离心率为的双曲线方程为 .
【考点】双曲线的标准方程;椭圆的几何特征.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算.
【答案】见试题解答内容
【分析】由椭圆方程求出焦点坐标,得出c的值,再由双曲线的离心率得出a,进而可得双曲线的标准方程.
【解答】解:由椭圆方程,可得焦点为(3,0),(﹣3,0),
设双曲线的半焦距为c,则c=3,因双曲线的离心率为,则,
故a=2,所以,
所以双曲线的标准方程为:.
故答案为:.
【点评】本题主要考查双曲线方程的求解,考查计算能力,属于基础题.
10.(2024 盐田区校级期末)已知双曲线和椭圆有相同的焦点,则的最小值为 9 .
【考点】双曲线的几何特征;圆锥曲线的综合.
【专题】方程思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算.
【答案】9.
【分析】先运用椭圆与双曲线的基本量的关系,依据椭圆与双曲线的焦点相同得到m+n=1,最后利用基本不等式中“1”的妙用,将化为积定的形式,运用基本不等式求出最小值.
【解答】解:先根据椭圆的基本量关系式得到椭圆的焦点分别为点(﹣1,0)与点(1,0),
于是点(﹣1,0)与点(1,0)也是双曲线的两个焦点,
因此m+n=1,最后使用基本不等式中“1”的代换,
于是就有(当且仅当n=2m时取等号),
因此的最小值为9.
故答案为:9.
【点评】本题考查椭圆和双曲线的性质,考查基本不等式的运用,考查运算求解能力,属于中档题.
四.解答题(共5小题)
11.(2024 克州期末)已知双曲线C:的实轴长为2,右焦点为.
(1)求双曲线C的方程;
(2)已知直线y=x+2与双曲线C交于不同的两点A,B,求|AB|.
【考点】直线与双曲线的综合;双曲线的几何特征.
【专题】转化思想;转化法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据实轴长可求a,根据焦点坐标可求c,然后可得方程;
(2)联立直线与双曲线的方程,利用韦达定理和弦长公式可求答案.
【解答】解:(1)由已知2a=2,a=1,
又,则,
所以双曲线方程为;
(2)由,得3x2﹣4x﹣8=0,
则Δ=(﹣4)2﹣4×3×(﹣8)=112>0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,,
所以.
【点评】本题主要考查直线与双曲线的综合,考查转化能力,属于中档题.
12.(2024 青羊区校级模拟)已知双曲线经过点P(4,6),且离心率为2.
(1)求C的方程;
(2)过点P作y轴的垂线,交直线l:x=1于点M,交y轴于点N.设点A,B为双曲线C上的两个动点,直线PA,PB的斜率分别为k1,k2,若k1+k2=2,求.
【考点】直线与双曲线的综合;双曲线的几何特征.
【专题】转化思想;设而不求法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算.
【答案】(1).
(2).
【分析】(1)根据离心率的定义得到b2=3a2,利用点在双曲线上代入求解即可,
(2)设出直线方程,联立方程,利用设而不求思想,利用斜率关系进行转化求解即可.
【解答】解:(1)∵离心率为2,∴2,即c=2a,则a2+b2=c2=4a2,
即b2=3a2,则双曲线方程为
∵双曲线经过点P(4,6),
∴1,得a2=4,
∴C的方程为.
(2)由题意,点M坐标为(1,6),点N坐标为(0,6),
设A(x1,y1),B(x2,y2).
法一:
①若直线AB斜率存在,设直线AB方程为y=kx+m,
,消去y可得(3﹣k2)x2﹣2kmx﹣m2﹣12=0,
则3﹣k2≠0且Δ=12(m2﹣4k2+12)>0,
且.
整理可得(m﹣4k+2)(x1+x2)+(2k﹣2)x1x2﹣8m+16=0,
即,
化简得m2﹣12m﹣8k2﹣12k+2km+36=0,
即(m﹣2k﹣6)(m+4k﹣6)=0,
因为直线AB不过点P(4,6),所以m+4k﹣6≠0,所以m﹣2k﹣6=0,
所以直线AB的方程为y=k(x+2)+6,恒过定点Q(﹣2,6).
②若直线AB斜率不存在,则x1=x2,y1+y2=0.
则,
解得x1=x2=﹣2,所以直线AB的方程为x=﹣2,过定点Q(﹣2,6).
综上,直线AB恒过定点Q(﹣2,6).
法二:∵直线AB不过点P(4,6),∴可设直线AB方程为m(x﹣4)+n(y﹣6)=1.
由可得,
即(y﹣6)2﹣3(x﹣4)2+12(y﹣6)﹣24(x﹣4)=0,
即(y﹣6)2﹣3(x﹣4)2+[12(y﹣6)﹣24(x﹣4)] [m(x﹣4)+n(y﹣6)]=0,
得(12n+1)(y﹣6)2+(12m﹣24n)(x﹣4)(y﹣6)﹣(24m+3)(x﹣4)2=0,
等式左右两边同时除以(x﹣4)2得,
Δ=(12m﹣24n)2+4(12n+1)(24m+3)>0,
,解得.
所以直线AB方程为,恒过定点Q(﹣2,6)
设点M到直线AB的距离为d1,点N到直线AB的距离为d2,
.
【点评】本题主要考查双曲线的标准方程,以及直线和双曲线位置关系的应用,联立方程,利用韦达定理以及设而不求思想进行转化求解是解决本题的关键,是中档题.
13.(2024 道里区校级期末)已知双曲线的一条渐近线与直线x+2y=0垂直,且右顶点P到该条渐近线的距离为.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若直线l与双曲线C交于A、B两点,线段AB的中点为M(3,2),求直线l的方程.
【考点】双曲线的中点弦.
【专题】方程思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算.
【答案】(1);
(2)6x﹣y﹣16=0.
【分析】(1)根据已知条件渐近线与直线x+2y=0垂直,右顶点P到该条渐近线的距离为,列等量关系即可求得双曲线方程;
(2)用点差法,设而不求,即可得到直线的斜率,进而求得直线l的方程.
【解答】解:(1)因为双曲线C的一条渐近线与直线x+2y=0垂直,
且直线x+2y=0的斜率为,且双曲线C的渐近线为,则,可得,
所以,双曲线C的渐近线方程为y=±2x,即2x±y=0,
因为右顶点(a,0)到该条渐近线的距离为,所以,
解得a=1,所以b=2,所以双曲线C的方程为.
(2)若直线l⊥x轴,则A、B关于x轴对称,此时,线段AB的中点在x轴上,不合乎题意;
设A(x1,y1)、B(x2,y2),设直线l的斜率为k,则,
则,所以,
化简得.
因为线段AB的中点为M(3,2),所以x1+x2=6,y1+y2=4,
所以,解得k=6,双曲线渐近线为y=±2x,直线斜率大于渐近线斜率,
故过点M(3,2)的直线与双曲线有两个交点.
所以直线l的方程为6x﹣y﹣16=0.
【点评】本题考查双曲线的方程和性质,以及直线和双曲线的位置关系,考查方程思想和运算能力,属于中档题.
14.(2024 枣庄模拟)已知双曲线的左、右焦点分别为F1、F2,直线l过右焦点F2且与双曲线C交于A、B两点.
(1)若双曲线C的离心率为,虚轴长为,求双曲线C的焦点坐标;
(2)设a=1,,若l的斜率存在,且,求l的斜率;
(3)设l的斜率为,,求双曲线C的方程.
【考点】双曲线与平面向量.
【专题】方程思想;转化法;平面向量及应用;圆锥曲线中的最值与范围问题;数学运算.
【答案】(1)(±,0);
(2)±.
(3)x21.
【分析】(1)由题意可得:e,2b=2,解得b,a,c,即可得出双曲线C的焦点坐标;
(2)a=1,,可得双曲线C的方程为x21,c=2.设直线l的方程为y=k(x﹣2),A(x1,y1),B(x2,y2),把y=k(x﹣2)代入双曲线C的方程可得关于x的一元二次方程,Δ>0,由,可得(x1+x2+4) (x2﹣x1)+(y1+y2) (y2﹣y1)=0,利用根与系数的关系即可得出结论.
(3)由,可得 0,OA⊥OB,|AB|=4.直线l的方程为y(x﹣c),A(x1,y1),B(x2,y2),把直线l的方程代入双曲线方程可得:(5b2﹣3a2)x2+6a2cx﹣3a2c2﹣5b2a2=0,利用根与系数的关系即可得出.
【解答】解:(1)由题意可得:e,2b=2,
解得b,a=1,c,
∴双曲线C的焦点坐标为(±,0);
(2)a=1,,∴双曲线C的方程为x21,c2.
设直线l的方程为y=k(x﹣2),A(x1,y1),B(x2,y2),
把y=k(x﹣2)代入双曲线C的方程可得:(3﹣k2)x2+4k2x﹣4k2﹣3=0,
3﹣k2≠0,Δ=16k4﹣4(3﹣k2)(﹣4k2﹣3)=36(k2+1)>0,
则x1+x2,x1x2,
∵,
∴(x1+x2+4,y1+y2) (x2﹣x1,y2﹣y1)=0,
∴(x1+x2+4) (x2﹣x1)+(y1+y2) (y2﹣y1)=0,
∴x1+x2+4+k2(x1+x2﹣4)=0,
∴4k2(4)=0,
化为:k2,解得k=±±.
(3)由,
可得 0,∴OA⊥OB,|AB|=4.
直线l的方程为y(x﹣c),A(x1,y1),B(x2,y2),
把直线l的方程代入双曲线方程可得:(5b2﹣3a2)x2+6a2cx﹣3a2c2﹣5b2a2=0,
Δ>0,x1+x2,x1x2,
∵ 0,∴x1x2+y1y2=0,x1x2(x1﹣c)(x2﹣c)=0,
化为8x1x2﹣3c(x1+x2)+3c2=0,
∴83c×()+3c2=0,
化为b2=3a2,c2=4a2,
∴ba,c=2a,
∴x1+x2a,x1x2a2,
∴4,
解得a=1,b,
∴双曲线C的方程为x21.
【点评】本题考查了双曲线的标准方程及其性质、直线与双曲线相交问题、一元二次方程的根与系数的关系、方程的解法、向量数量积性质,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
15.(2024春 赤坎区校级期末)在平面直角坐标系xOy中,已知双曲线C:的右焦点为F,一条渐近线的倾斜角为,点在双曲线C上.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)若点M在直线x上,点N在双曲线C上,且焦点F在以线段MN为直径的圆上,分别记直线MN,ON的斜率为k1,k2,求k1k2的值.
【考点】直线与双曲线的综合;双曲线的几何特征.
【专题】对应思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算.
【答案】;
(2).
【分析】(1)利用双曲线的性质及点在双曲线上待定系数法求解即可;
(2)设M与N的坐标,利用两点斜率公式及F在以线段MN为直径的圆上,得出点坐标之间关系式结合N在双曲线上消元计算即可.
【解答】解:(1)易知双曲线C的渐近线为,
根据题意可知,
解之得a2=3,b2=1,
故双曲线C的标准方程为;
(2)由(1)可知F(2,0),设,显然,
由题意可知MF⊥NF,则,
而,
所以.
【点评】本题考查了根据双曲线过的点求标准方程,根据双曲线的渐近线求标准方程,双曲线中的定值问题,属于中档题.
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