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第2講 雙曲線
一、填空題
1.若雙曲線-=1(a>0)的離心率為2,則a=________.
解析 ∵b=,∴c=,∴==2,∴a=1.
答案 1
2.若雙曲線-=1(a>0,b>0)的焦點到其漸近線的距離等于實軸長,則該雙曲線的離心率為________.
解析 焦點(c,0)到漸近線y=x的距離為=b,則由題意知b=2a,又a2+b2=c2,∴5a2=c2,∴離心率e==.
答案
3.已知雙曲線-=1的右焦點為(3,0),則該雙曲線的離心率等于________.
解析 ∵右焦點為(3,0),∴c=3,又∵c2=a2+b2
2、=a2+5=9,∴a2=4,a=2,∴e==.
答案
4.已知雙曲線x2-y2=1,點F1,F2為其兩個焦點,點P為雙曲線上一點,若PF1⊥PF2,則|PF1|+|PF2|的值為________.
解析 設|PF1|=m,|PF2|=n,
則
解得mn=2,
∴(m+n)2=m2+n2+2mn=8+4=12,
∴m+n=2,即|PF1|+|PF2|=2.
答案 2
5.設P為直線y=x與雙曲線-=1(a>0,b>0)左支的交點,F1是左焦點,PF1垂直于x軸,則雙曲線的離心率e=________.
解析 ∵PF1⊥x軸,∴xP=-c,代入-=1,
得yp=±,[
3、來源:]
∵P在y=x上,∴yp=-,
∴3b=c,
∴9b2=c2,
∴9(c2-a2)=c2,
∴=,
∴=,∴e=.
答案
6. 已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的一條漸近線方程是y=x,
它的一個焦點與拋物線y2=16x的焦點相同,則雙曲線的方程為________.
解析 由已知得解之得∴雙曲線方程為-=1.
答案 -=1
7. 過雙曲線-=1(a>0,b>0)的一個焦點F作一條漸近線的垂線,若垂
足恰在線段OF(O為原點)的垂直平分線上,則雙曲線的離心率為________.
解析 如圖所示,不妨設F為右焦點,過F作FP垂直
于一條漸近線,垂足
4、為P,過P作PM⊥OF于M.由已
知得M為OF的中點,由射影定理知|PF|2=|FM||FO|,
又F(c,0),漸近線方程為bx-ay=0,
∴|PF|==b,
∴b2=·c,即2b2=c2=a2+b2,
∴a2=b2,∴e===.
答案
8.設F1,F2是雙曲線x2-=1的兩個焦點,P是雙曲線上的一點,且3PF1=4PF2,則△PF1F2的面積是________.
解析 由可解得
又由F1F2=10可得△PF1F2是直角三角形,
則S△PF1F2=PF1×PF2=24.
答案 24
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、
5、D兩頂點.若AB=4,BC=3,則此雙曲線的標準方程為________.
解析 設雙曲線的標準方程為-=1(a>0,b>0).由題意得B(2,0),C(2,3),
∴解得
∴雙曲線的標準方程為x2-=1.
答案 x2-=1
10.過雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的一個焦點作圓x2+y2=a2的兩條切線,切點分別為A、B.若∠AOB=120°(O是坐標原點),則雙曲線C的離心率為________.
解析 如圖,由題知OA⊥AF,
OB⊥BF且∠AOB=120°,
∴∠AOF=60°,
又OA=a,OF=c,
∴==cos 60°=,∴=2.
答案 2
二、解答題
6、11.已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的一條漸近線方程為2x+y=0,且頂點到漸近線的距離為.
(1)求此雙曲線的方程;
(2)設P為雙曲線上一點,A,B兩點在雙曲線的漸近線上,且分別位于第一、第二象限,若=,求△AOB的面積.
解 (1)依題意得
解得
故雙曲線的方程為-x2=1.
(2)由(1)知雙曲線的漸近線方程為y=±2x,
設A(m,2m),B(-n,2n),其中m>0,n>0,由=得點P的坐標為,
將點P的坐標代入-x2=1,整理得mn=1,
設∠AOB=2θ,則tan θ=,從而sin 2θ=,
又|OA|=m,|OB|=n,
∴S△AOB=|OA||O
7、B|sin 2θ=2mn=2.
12.設中心在原點,焦點在x軸上的一橢圓與一雙曲線有共同的焦點F1,F2,且F1F2=2,橢圓的長半軸與雙曲線實半軸之差為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,得c=,設橢圓長、短半軸長分別為a,b,雙曲線實半軸、虛半軸長分別為m、n,
則解得a=7,m=3.所以b=6,n=2.
故橢圓方程為+=1,雙曲線方程為-=1.
(2)不妨設F1、F2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
8、.又F1F2=2,
故cos∠F1PF2=
==.
13.已知雙曲線的中心在原點,焦點F1,F2在坐標軸上,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=,∴設雙曲線方程為x2-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),F2(2,0),
∴kMF1=,kMF2=,
∴kMF1·kMF2==,又點(3,m)在雙曲線上,∴m2=3,
∴kMF1·kMF
9、2=-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=·F1F2·|m|=×4×=6.
14.已知斜率為1的直線l與雙曲線C:-=1(a>0,b>0)相交于B、D兩點,且BD的中點為M(1,3).
(1)求C的離心率;
(2)設C的右頂點為A,右焦點為F,|DF|·|BF|=17,證明:過A、B、D三點的圓與x軸相切.
(1)解 由題意知,l的方程為y=x+2,
代
10、入C的方程并化簡,得
(b2-a2)x2-4a2x-4a2-a2b2=0.
設B(x1,y1),D(x2,y2),
則x1+x2=,x1x2=.
由M(1,3)為BD的中點,知=1,
故×=1,即b2=3a2, ①
∴c==2a,∴C的離心率e==2.
(2)證明 由①知,C的方程為3x2-y2=3a2.
A(a,0),F(2a,0),x1+x2=2,x1·x2=-<0.
故不妨設x1≤-a,x2≥a,
∴|BF|==
=a-2x1,
∴|FD|==
=2x2-a,
|BF|·|FD|=(a-2x1)(2x2-a)
=-4x1x2+2a(x1+x2)-a2=5a2+4a+8.
又|BF|·|FD|=17,故5a2+4a+8=17,
解得a=1或a=-(舍去).
故|BD|=|x1-x2|= =6.
連接MA,則由A(1,0),M(1,3)知|MA|=3,
從而MA=MB=MD,∴∠DAB=90°,
因此以M為圓心,MA為半徑的圓過A、B、D三點,且在A處與x軸相切.∴過A、B、D三點的圓與x軸相切.
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