数学选择性必修 第一册3.2 双曲线优秀综合训练题
展开3.2.2 双曲线的简单几何性质
基 础 练
巩固新知 夯实基础
1.(多选)关于双曲线C1:4x2-9y2=-36与双曲线C2:4x2-9y2=36的说法正确的是( )
A.有相同的焦点 B.有相同的焦距
C.有相同的离心率 D.有相同的渐近线
2.双曲线3x2-y2=3的渐近线方程是( )
A.y=±3x B.y=±x C.y=±x D.y=±x
3.若直线y=kx与双曲线4x2-y2=16相交,则实数k的取值范围为( )
A.(-2,2) B.[-2,2) C.(-2,2] D.[-2,2]
4.已知双曲线C:-y2=1,O为坐标原点,F为C的右焦点,过F的直线与C的两条渐近线的交点分别为M,N.若△OMN为直角三角形,则|MN|=( )
A. B.3 C.2 D.4
5.已知等轴双曲线的中心在原点,焦点在x轴上,与直线y=x交于A,B两点,若|AB|=2,则该双曲线的方程为( )
A.x2-y2=6 B.x2-y2=9
C.x2-y2=16 D.x2-y2=25
6.若双曲线x2-=1的离心率为,则实数m=________,渐近线方程是________.
7.已知双曲线x2-=1,过点P(1,1)的直线l与双曲线只有一个公共点,求直线l的斜率k的值.
8.已知双曲线的一条渐近线为x+y=0,且与椭圆x2+4y2=64有相同的焦距,求双曲线的标准方程.
能 力 练
综合应用 核心素养
9.若实数k满足0<k<5,则曲线-=1与曲线-=1的( )
A.实半轴长相等 B.虚半轴相等 C.离心率相等 D.焦距相等
10.(多选)14.设,分别是双曲线的左右焦点,过作轴的垂线与C交于A,B两点,若为正三角形,则( )
A. B.C的焦距为
C.C的离心率为 D.的面积为
11.若a>1,则双曲线-y2=1的离心率的取值范围是( )
A.(,+∞) B.(,2) C.(1,) D.(1,2)
12.已知F是双曲线C:-=1的一个焦点,点P在C上,O为坐标原点.若|OP|=|OF|,则△OPF的面积为( )
A. B. C. D.
13.过双曲线-=1的右焦点F2作垂直于实轴的弦PQ,F1是左焦点,若∠PF1Q=90°,则双曲线的离心率是( )
A. B.1+ C.2+ D.3-
14.已知椭圆+=1与双曲线-y2=1的公共焦点为左焦点F1,右焦点F2,点P是两条曲线在第一象限内的一个公共点,则|PF1|=________,cos∠F1PF2的值为________.
15.直线y=ax+1与双曲线3x2-y2=1相交于A,B两点.
(1)求线段AB的长;
(2)当a为何值时,以AB为直径的圆经过坐标原点?
16.设双曲线C:-y2=1(a>0)与直线l:x+y=1相交于两个不同的点A,B.
(1)求双曲线C的离心率e的取值范围;
(2)设直线l与y轴的交点为P,且=,求a的值.
【参考答案】
1.BD解析:两方程均化为标准方程为-=1和-=1,这里均有c2=4+9=13,所以有相同的焦距,而焦点一个在x轴上,另一个在y轴上,所以A错误,B正确;又两方程的渐近线均为y=±x,故D正确.C1的离心率e=,C2的离心率e=,故C错误.
2. C 解析:双曲线方程可化为标准形式为-=1,∴a=1,b=,∴双曲线的渐近线方程为y=±x=±x.
3.A 解析:易知k≠±2,将y=kx代入4x2-y2=16得关于x的一元二次方程(4-k2)x2-16=0,由Δ>0可得-2
所以|MN|==3.
5.B解析:设等轴双曲线的方程为x2-y2=a2(a>0),与y=x联立,得x2=a2,∴|AB|=×a=2,∴a=3,故选B.
6. 2 y=±x 解析:a2=1,b2=m,e2===1+m=3,m=2.渐近线方程是y=±x=±x.
7.解:直线l斜率不存在时,l:x=1与双曲线相切,符合题意;
直线l斜率存在时,设l方程为y=k(x-1)+1,代入双曲线方程,
得(4-k2)x2-(2k-2k2)x-k2+2k-5=0,
当4-k2=0时,k=±2,即l与双曲线的渐近线平行时,l与双曲线只有一个公共点;
当4-k2≠0时,令Δ=0,所以k=.
综上,k=或k=±2.
8.解 椭圆方程为+=1,可知椭圆的焦距为8.
①当双曲线的焦点在x轴上时,
设双曲线方程为-=1 (a>0,b>0),∴解得∴双曲线的标准方程为-=1;
②当双曲线的焦点在y轴上时,设双曲线方程为-=1 (a>0,b>0),
∴ 解得∴双曲线的标准方程为-=1.
由①②可知双曲线的标准方程为-=1或-=1.
9. D 解析:由于16+(5-k)=(16-k)+5,所以焦距相等.
10.ACD 解析:设,则,,离心率,选项C正确.
因此,,选项A正确.,选项B错误.的面积为,选项D正确.故选:ACD.
11. C解析:由题意得双曲线的离心率e=.即e2==1+.
∵a>1,∴0<<1,∴1<1+<2,∴1<e<.故选C.
12. B 解析:由F是双曲线-=1的一个焦点,知|OF|=3,所以|OP|=|OF|=3.
不妨设点P在第一象限,P(x0,y0),x0>0,y0>0,则解得所以P,
所以S△OPF=|OF|·y0=×3×=.
13.B解析:因为|PF2|=|F2F1|, P点满足-=1,∴y=,
∴2c=,即2ac=b2=c2-a2,∴2=e-,又e>0,故e=1+.
14.+ 解析:因为F1,F2分别为左、右焦点,点P在第一象限,由椭圆与双曲线的定义可得解得又|F1F2|=4,所以由余弦定理得cos∠F1PF2==.
15.解:由得(3-a2)x2-2ax-2=0.
由题意可得3-a2≠0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=.
(1)|AB|=
=
==.
(2)记坐标原点为O,由题意知,OA⊥OB,则·=0,即x1x2+y1y2=0,
∴x1x2+(ax1+1)(ax2+1)=0.
即(1+a2)x1x2+a(x1+x2)+1=0,
∴(1+a2)·+a·+1=0,
解得a=±1.
经检验,a=±1时,以AB为直径的圆经过坐标原点.
16.解: (1)将y=-x+1代入双曲线方程-y2=1中得(1-a2)x2+2a2x-2a2=0,①
∴解得0 又双曲线的离心率e==,
∴e>且e≠.
即e的取值范围为.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意知P(0,1).
∵=,∴(x1,y1-1)=(x2,y2-1).
由此得x1=x2,
由于x1,x2都是方程①的根,且1-a2≠0,
∴x2=-,x=-.
消去x2,得-=,由a>0得a=.
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