[A组 基础巩固]
1.若双曲线-=1(a>0)的离心率为2,则a等于( )
A.2 B.
C. D.1
解析:∵c2=a2+3,
∴==4,得a=1.
答案:D
2.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的一个焦点为F(2,0),且双曲线的渐近线与圆(x-2)2+y2=3相切,则双曲线的方程为( )
A.-=1 B.-=1
C.-y2=1 D.x2-=1
解析:利用渐近线与圆相切以及焦点坐标,列出方程组求解.
由双曲线的渐近线y=±x与圆(x-2)2+y2=3相切可知解得故所求双曲线的方程为x2-=1.
答案:D
3.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过点F2作与x轴垂直的直线与双曲线的一个交点为P,且∠F1PF2=2∠PF1F2,则该双曲线的离心率为( )
A.-1 B.+1
C. D.
解析:由题设知∠F1PF2+∠PF1F2=90°.又∠F1PF2=2∠PF1F2,所以∠PF1F2=30°.不妨设P(c,d)(d>0),则|PF2|=d,|PF1|=2d,|F1F2|=d.从而2a=|PF1|-|PF2|=2d-d=d,2c=|F1F2|=d,故e===.
答案:D
4.若双曲线经过点(6,),且渐近线方程是y=±x,则这条双曲线的方程是( )
A.-=1 B.-=1
C.-y2=1 D.-=1
解析:设双曲线的方程为y2-=λ(λ≠0),将(6,)代入该方程可得λ的值.
答案:C
5.已知双曲线-y2=1,则其渐近线方程是________,离心率e=________.
解析:因为a2=4,b2=1,所以c2=5.即a=2,c=.
e=.将-y2=1中右边的“1”换为“0”,可解出渐近线方程.
答案:y=±x
6.已知直线l与双曲线C:x2-y2=2的两条渐近线分别交于A,B两点,若AB的中点在该双曲线上,O为坐标原点,则△ AOB的面积为__________.
解析:由题意得双曲线的渐近线方程为y=±x,设A(x1,x1),B(x2,-x2),则AB的中点坐标为,
∴2-2=2,即x1x2=2,
∴S△AOB=|OA|·|OB|=|x1|·|x2|=x1x2=2.
答案:2
7.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程是y= x,它的一个焦点与抛物线y2=16x的焦点相同,则双曲线的方程为________.
解析:由双曲线-=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=x得= ,∴b= a.
∵抛物线y2=16x的焦点为F(4,0),∴c=4.又∵c2=a2+b2,
∴16=a2+(a)2,∴a2=4,b2=12.
∴所求双曲线的方程为-=1.
答案:-=1
8.根据下列条件求双曲线的标准方程.
(1)过点P(3,-),离心率为;
(2)与椭圆+=1的公共焦点,且离心率e=.
解析:(1)若双曲线的焦点在x轴上,
设双曲线的标准方程为-=1(a>0,b>0).
∵e=,∴=2,即a2=b2. ①
又双曲线过点P(3,-),则-=1, ②
由①②,得a2=b2=4,
∴双曲线的标准方程为-=1.
若双曲线的焦点在y轴上,
设双曲线的标准方程为-=1(a>0,b>0).
同理a2=b2, ③
-=1, ④
由③④,得a2=b2=-4(舍去).
综上,双曲线的标准方程为-=1.
(2)椭圆+=1的焦点坐标为(-4,0)和(4,0),
设双曲线的标准方程为-=1(a>0,b>0),
则c=4,e==,
∴a=3,b2=c2-a2=7,
∴所求双曲线的标准方程为-=1.
9.设双曲线-=1的右顶点为A,右焦点为F.过点F平行于双曲线的一条渐近线的直线与双曲线交于点B,求△AFB的面积.
解析:双曲线-=1的右顶点为A(3,0),右焦点F(5,0),一条渐近线为y=-x,
则BF所在直线为y=-(x-5),
由,得B(,),
∴S△AFB=·|AF|·|yB|=.
[B组 能力提升]
1.已知双曲线C:-=1的两条渐近线分别是l1,l2,点M是双曲线C上一点,若点M到渐近线l1的距离是3,则点M到渐近线l2的距离是( )
A. B.1
C. D.3
解析:双曲线C:-=1的渐近线方程为2x±3y=0,设M(x1,y1)为双曲线C上一点,则-=1,即4x-9y=36,点M到两条渐近线的距离之积为·==为常数,所以当点M到渐近线l1的距离是3时,点M到渐近线l2的距离是÷3=,选A.
答案:A
2.已知等边三角形ABC中,D,E分别是CA,CB的中点,以A,B为焦点且过D,E的椭圆和双曲线的离心率分别为e1,e2,则下列关于e1,e2的关系式不正确的是( )
A.e2+e1=2 B.e2-e1=2
C.e2e1=2 D.>2
解析:设三角形的边长为2.由题意,可求得椭圆的离心率e1=,双曲线的离心率e2=,所以e1+e2=2,e1e2=2,e2-e1=2,=2+>2.故选A.
答案:A
3.设双曲线-=1(a>0,b>0)的右焦点是F,左、右顶点分别是A1,A2,过F作A1A2的垂线与双曲线交于B,C两点.若A1B⊥A2C,则该双曲线的渐近线的斜率为________.
解析:根据两条直线垂直的条件,求出a,b之间的关系,进一步求出渐近线的斜率.由题设易知A1(-a,0),A2(a,0),B,C.∵A1B⊥A2C,∴·=-1,整理得a=b.
∵渐近线方程为y=±x,即y=±x,∴渐近线的斜率为±1.
答案:±1
4.在平面直角坐标系xOy中,P为双曲线x2-y2=1右支上的一个动点,若点P到直线x-y+1=0的距离大于c恒成立,则实数c的最大值为________.
解析:先求双曲线的渐近线方程,再结合图形求c的最大值.
所求的c的最大值就是双曲线的一条渐近线x-y=0与直线x-y+1=0的距离,此距离d==.
答案:
5.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(4,-).
(1)求双曲线方程;
(2)若点M(3,m)在双曲线上,求证:MF1⊥MF2;
(3)求△F1MF2的面积.
解析:(1)∵e=,
∴可设双曲线方程为x2-y2=λ(λ≠0).
∵过点(4,-),∴16-10=λ,即λ=6.
∴双曲线方程为x2-y2=6.
(2)证明:易知F1(-2,0),F2(2,0).
∴kMF1=,kMF2=.
∴kMF1·kMF2==-.
∵点(3,m)在双曲线上,∴9-m2=6,m2=3.
故kMF1·kMF2=-1.
即MF1⊥MF2.
(3)△F1MF2的底|F1F2|=4,
F1F2上的高h=|m|=,
∴S△F1MF2=×4×=6.
6.如图,已知椭圆的离心率为,以该椭圆上的点和椭圆的左、右焦点F1,F2为顶点的三角形的周长为4(+1),一双曲线的顶点是该椭圆的焦点,且它的实轴长等于虚轴长,设P为该双曲线上异于顶点的任意一点,直线PF1和PF2与椭圆的交点分别为A,B和C,D,其中A,C在x轴的同一侧.
(1)求椭圆和双曲线的标准方程.
(2)是否存在题设中的点P,使得||+||=·?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
解析:(1)设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0),半焦距为c.
由题意,知椭圆的离心率为=,得a=c.
∵2a+2c=4(+1),∴a=2,c=2,
∴b2=a2-c2=4,∴椭圆的标准方程为+=1,
∴椭圆的焦点坐标为(±2,0).
∵双曲线为等轴双曲线,且顶点是椭圆+=1的焦点,
∴该双曲线的标准方程为-=1.
(2)假设存在满足题意的点P.
设P(x0,y0),则kPF1=,kPF2=,
∵点P在双曲线-=1上,∴kPF1·kPF2=1.
设PF1的方程为y=k(x+2),则PF2的方程为y=(x-2),
设A(x1,y1),B(x2,y2),由,得(2k2+1)x2+8k2x+8k2-8=0,
故x1+x2=-,x1x2=.
∴||=·=·=,
同理||==,
由题知||+||=||·||·cos∠F1PF2,
∴cos∠F1PF2==×=.
∵·=||||cos∠F1PF2,
∴(-2-x0)(2-x0)+(-y0)(-y0)=··,
又x-y=4,∴2(x-4)=·
·=··=,
∴x=8,y=4,即存在点P(±2,±2)满足题意.
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