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1、新編高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)資料
第5講 雙曲線
一、選擇題
1.設(shè)雙曲線-=1(a>0)的漸近線方程為3x±2y=0,則a的值為( ).
A.4 B.3 C.2 D.1
解析 雙曲線-=1的漸近線方程為3x±ay=0與已知方程比較系數(shù)得a=2.
答案 C
2.已知雙曲線C:-=1的焦距為10,點P(2,1)在C的漸近線上,則C的方程為 ( ).
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
解析 不妨設(shè)a>0,b>0,c=.
據(jù)題意,2c=10
2、,∴c=5. ①
雙曲線的漸近線方程為y=±x,且P(2,1)在C的漸近線上,∴1=. ②
由①②解得b2=5,a2=20,故正確選項為A.
答案 A
3.已知雙曲線x2-=1的左頂點為A1,右焦點為F2,P為雙曲線右支上一點,則·的最小值為 ( ).
A.-2 B.- C.1 D.0
解析 設(shè)點P(x,y),其中x≥1.依題意得A1(-1,0),F(xiàn)2(2,0),則有=x2-1,y2=3(x2-1),·=(-1-x,-y)·(2-x,-y)=(x+1)(x-2)+y2=x2+3(x2-1)-x-2=4x2-
3、x-5=42-,其中x≥1.因此,當(dāng)x=1時,·取得最小值-2,選A.
答案 A
4.過雙曲線-=1(a>0,b>0)的左焦點F(-c,0)(c>0)作圓x2+y2=的切線,切點為E,延長FE交雙曲線右支于點P,若+=2,則雙曲線的離心率為 ( ).
A. B. C. D.
解析 設(shè)雙曲線的右焦點為A,則=-,故+=-==2,即OE=AP.所以E是PF的中點,所以AP=2OE=2×=a.所以PF=3a.在Rt△APF中,a2+(3a)2=(2c)2,即10a2=4c2,所以e2=,即離心率為e= =,選C.
答案 C
5.已知雙曲
4、線-=1的右焦點與拋物線y2=12x的焦點重合,則該雙曲線的焦點到其漸近線的距離等于 ( ).
A. B.4 C.3 D.5
解析 易求得拋物線y2=12x的焦點為(3,0),故雙曲線-=1的右焦點為(3,0),即c=3,故32=4+b2,∴b2=5,∴雙曲線的漸近線方程為y=±x,∴雙曲線的右焦點到其漸近線的距離為=.
答案 A
6.如圖,已知點P為雙曲線-=1右支上一點,F(xiàn)1、F2分別為雙曲線的左、右焦點,I為△PF1F2的內(nèi)心,若S△IPF1=S△IPF2+λS△IF1F2成立,則λ的值為( )
A.
5、 B.
C. D.
解析 根據(jù)S△IPF1=S△IPF2+λS△IF1F2,即|PF1|=|PF2|+λ|F1F2|,
即2a=λ2c,即λ==.
答案 B
二、填空題
7.雙曲線-=1的右焦點到漸近線的距離是________.
解析 由題意得:雙曲線-=1的漸近線為y=±x.
∴焦點(3,0)到直線y=±x的距離為=.
答案
8.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,若雙曲線-=1的離心率為,則m的值為________.
解析 由題意得m>0,
6、∴a=,b=.
∴c=,由e==,得=5,
解得m=2.
答案 2
9.如圖,已知雙曲線以長方形ABCD的頂點A、B為左、右焦點,且雙曲線過C、D兩頂點.若AB=4,BC=3,則此雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為________.
解析 設(shè)雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為-=1(a>0,b>0).由題意得B(2,0),C(2,3),
∴解得
∴雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2-=1.
答案 x2-=1
10.如圖,雙曲線-=1(a,b>0)的兩頂點為A1,A2,虛軸兩端點為B1,B2,兩焦點為F1,F(xiàn)2.若以A1A2為直徑的圓內(nèi)切于菱形F1B1F2B2,切點分別為A,B,C,D.則
(1)雙曲線的離心率e=
7、________;
(2)菱形F1B1F2B2的面積S1與矩形ABCD的面積S2的比值=________.
解析 (1)由題意可得a =bc,∴a4-3a2c2+c4=0,∴e4-3e2+1=0,∴e2=,∴e=.
(2)設(shè)sin θ=,cos θ=,====e2-=.
答案 (1) (2)
三、解答題
11.中心在原點,焦點在x軸上的一橢圓與一雙曲線有共同的焦點F1,F(xiàn)2,且|F1F2|=2,橢圓的長半軸與雙曲線半實軸之差為4,離心率之比為3∶7.
(1)求這兩曲線方程;
(2)若P為這兩曲線的一個交點,求cos∠F1PF2的值.
解 (1)由已知:c=,設(shè)橢圓長、短半軸長
8、分別為a,b,雙曲線半實、虛軸長分別為m,n,
則
解得a=7,m=3.∴b=6,n=2.
∴橢圓方程為+=1,雙曲線方程為-=1.
(2)不妨設(shè)F1,F(xiàn)2分別為左、右焦點,P是第一象限的一個交點,則|PF1|+|PF2|=14,|PF1|-|PF2|=6,
所以|PF1|=10,|PF2|=4.又|F1F2|=2,
∴cos∠F1PF2=
==.
12.已知雙曲線的中心在原點,焦點F1,F(xiàn)2在坐標(biāo)軸上,離心率為,且過點(4,-).
(1)求雙曲線方程;
(2)若點M(3,m)在雙曲線上,求證:·=0;
(3)求△F1MF2的面積.
(1)解 ∵e=,∴設(shè)雙曲線方程為x
9、2-y2=λ.
又∵雙曲線過(4,-)點,∴λ=16-10=6,
∴雙曲線方程為x2-y2=6.
(2)證明 法一 由(1)知a=b=,c=2,
∴F1(-2,0),F(xiàn)2(2,0),
∴kMF1=,kMF2=,
∴kMF1·kMF2==,
又點(3,m)在雙曲線上,∴m2=3,
∴kMF1·kMF2=-1,MF1⊥MF2,·=0.
法二 ∵=(-3-2,-m),=(2-3,-m),
∴·=(3+2)(3-2)+m2=-3+m2.
∵M在雙曲線上,∴9-m2=6,
∴m2=3,∴·=0.
(3)解 ∵在△F1MF2中,|F1F2|=4,且|m|=,
∴S△F1MF2=
10、·|F1F2|·|m|=×4×=6.
13.已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的兩個焦點分別為F1,F(xiàn)2,點P在雙曲線上,且PF1⊥PF2,|PF1|=8,|PF2|=6.
(1)求雙曲線的方程;
(2)設(shè)過雙曲線左焦點F1的直線與雙曲線的兩漸近線交于A,B兩點,且=2,求此直線方程.
解 (1)由題意知,在Rt△PF1F2中,
|F1F2|=,
即2c==10,所以c=5.
由橢圓的定義,知2a=|PF1|-|PF2|=8-6=2,即a=1.
所以b2=c2-a2=24,故雙曲線的方程為x2-=1.
(2)左焦點為F1(-5,0),兩漸近線方程為y=±2x.
由題意得過左
11、焦點的該直線的斜率存在.
設(shè)過左焦點的直線方程為y=k(x+5),則與兩漸近線的交點為和.
由=2,得
=2或者
=2,
解得k=±.
故直線方程為y=±(x+5).
14. P(x0,y0)(x0≠±a)是雙曲線E:-=1(a>0,b>0)上一點,M,N分別是雙曲線E的左,右頂點,直線PM,PN的斜率之積為.
(1)求雙曲線的離心率;
(2)過雙曲線E的右焦點且斜率為1的直線交雙曲線于A,B兩點,O為坐標(biāo)原點,C為雙曲線上一點,滿足=λ+,求λ的值.
解 (1)由點P(x0,y0)(x0≠±a)在雙曲線-=1上,有-=1.
由題意有·=,
可得a2=5b2,c2=a2
12、+b2=6b2,e==.
(2)聯(lián)立得4x2-10cx+35b2=0.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
則 ①
設(shè)=(x3,y3),=λ+,即
又C為雙曲線上一點,即x-5y=5b2,有
(λx1+x2)2-5(λy1+y2)2=5b2.
化簡得λ2(x-5y)+(x-5y)+2λ(x1x2-5y1y2)=5b2. ②
又A(x1,y1),B(x2,y2)在雙曲線上,
所以x-5y=5b2,x-5y=5b2.
由①式又有x1x2-5y1y2=x1x2-5(x1-c)(x2-c)=-4x1x2+5c(x1+x2)-5c2=10b2,
②式可化為λ2+4λ=0,解得λ=0或λ=-4.