第04讲 双曲线-【寒假讲义】高二数学寒假讲义练习(新人教A专用)
展开【知识梳理】
知识点1 双曲线的定义
把平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.
注:1、集合语言表达式
双曲线就是下列点的集合:.常数要小于两个定点的距离.
2、对双曲线定义中限制条件的理解
(1)当||MF1|-|MF2||=2a>|F1F2|时,M的轨迹不存在.
(2)当||MF1|-|MF2||=2a=|F1F2|时,M的轨迹是分别以F1,F2为端点的两条射线.
(3)当||MF1|-|MF2||=0,即|MF1|=|MF2|时,M的轨迹是线段F1F2的垂直平分线.
(4)若将定义中的绝对值去掉,其余条件不变,则动点的轨迹为双曲线的一支.具体是哪一支,取决于与的大小.
①若,则,点的轨迹是靠近定点的那一支;
②若,则,点的轨迹是靠近定点的那一支.
知识点2 双曲线的标准方程及简单几何性质
注:(1)在双曲线的标准方程中,看x2项与y2项的系数的正负:若x2项的系数为正,则焦点在x轴上;若y2项的系数为正,则焦点在y轴上,即“焦点位置看正负,焦点随着正的跑”.
(2)已知双曲线的标准方程,只要令双曲线的标准方程中右边的“1”为“0”就可得到渐近线方程.
(3)与双曲线eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1(a>0,b>0)有共同渐近线的方程可表示为eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=t(t≠0).
(4)双曲线的焦点到其渐近线的距离为b.
(5)双曲线与椭圆的标准方程可统一为Ax2+By2=1的形式,当A>0,B>0,A≠B时为椭圆,当A·B<0时为双曲线.
知识点3 双曲线的焦点三角形
双曲线上的一点与两焦点所构成的三角形称为焦点三角形.解决焦点三角形问题常利用双曲线的定义和正弦定理、余弦定理.
以双曲线上一点P(x0,y0)(y0≠0)和焦点F1(-c,0),F2(c,0)为顶点的△PF1F2中,若∠F1PF2=θ,则
(1)双曲线的定义:
(2)余弦定理:=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|·cs θ.
(3)面积公式:S△PF1F2=eq \f(1,2)|PF1||PF2|·sin θ,
重要结论:S△PF1F2=
推导过程:由余弦定理得|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|·cs θ得
由三角形的面积公式可得
S△PF1F2=
=
知识点4 等轴双曲线和共轭双曲线
1.等轴双曲线
(1)实轴与虚轴等长的双曲线叫做等轴双曲线,等轴双曲线的一般方程为eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,a2)=1或eq \f(y2,a2)-eq \f(x2,a2)=1(a>0).
(2)等轴双曲线的两渐近线互相垂直,渐近线方程为y=±x,离心率e=eq \r(2).
(3)等轴双曲线的方程,;
2.共轭双曲线
以已知双曲线的虚轴为实轴,实轴为虚轴的双曲线,与原双曲线是一对共轭双曲线.其性质如下:
(1)有相同的渐近线;
(2)有相同的焦距;
(3)离心率不同,但离心率倒数的平方和等于常数1.
知识点5 直线与双曲线的位置关系
1、把直线与双曲线的方程联立成方程组,通过消元后化为ax2+bx+c=0的形式,在a≠0的情况下考察方程的判别式.
(1)Δ>0时,直线与双曲线有两个不同的公共点.
(2)Δ=0时,直线与双曲线只有一个公共点.
(3)Δ<0时,直线与双曲线没有公共点.
当a=0时,此时直线与双曲线的渐近线平行,直线与双曲线有一个公共点.
注:直线与双曲线的关系中:一解不一定相切,相交不一定两解,两解不一定同支.
弦长公式
直线被双曲线截得的弦长公式,设直线与双曲线交于,两点,则
(为直线斜率)
3、通径的定义:过焦点且垂直于实轴的直线与双曲线相交于、两点,则弦长.
【考点剖析】
考点一 求双曲线的标准方程
1.(2023春·河北邯郸·高二校考阶段练习)已知双曲线的一个焦点是,则实数的值是( )
A.1B.-1C.D.
【答案】B
【分析】先根据焦点坐标判断焦点所在轴,再由计算即可.
【详解】由焦点坐标,知焦点在轴上,所以,
可得双曲线的标准方程为,
由可得,可得.
故选:.
2.(2023春·北京丰台·高二北京丰台二中校考阶段练习)双曲线过点,且离心率为,则该双曲线的标准方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】将点代入得出关系,由离心率得出关系,结合双曲线关系式即可求解.
【详解】将代入双曲线标准方程得,又,,联立解得,故双曲线的标准方程为.
故选:C
3.(2023春·重庆沙坪坝·高二重庆一中校考期中)和椭圆有相同焦点的等轴双曲线方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【分析】求出椭圆的焦点坐标,再利用等轴双曲线性质,求解即可.
【详解】椭圆,,则,可得,
设等轴双曲线方程为,其中,
可得,解得
所求的双曲线方程为.
故选:A
4.(2023春·江苏连云港·高二校考期末)已知双曲线的对称轴为坐标轴,两个顶点间的距离为2,焦点在轴上,且焦点到渐近线的距离为,则双曲线的标准方程是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】根据双曲线定点的定义,求得,设出双曲线方程,写出渐近线方程,利用点到直线距离公式,建立方程,可得答案.
【详解】由题意得,即,设双曲线的方程为,
焦点到其渐近线的距离为,
双曲线方程为,综上,双曲线的方程为.
故选:B.
5.(2023春·江苏南通·高二统考期中)已知双曲线的焦点为,,点在双曲线上,满足,,则双曲线的标准方程为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】由题意可知,求解即可
【详解】由题意可知双曲线方程为且,
解得,
所以双曲线的标准方程为,
故选:B
6.(2023·全国·高二专题练习)已知双曲线:的左、右焦点分别为,,过点且斜率为的直线交双曲线的右支于,两点,若的周长为72,则双曲线的方程为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】设直线的方程为,联立直线和双曲线方程,利用韦达定理得到,然后利用双曲线的定义得到,根据的周长为72列方程,解得即可得到双曲线方程.
【详解】由题知,,
所以直线为,设,,
由,得,则,,
所以,因为,,
所以,
因为的周长为72,所以,
所以,得,所以双曲线方程为.
故选:C.
考点二 双曲线的焦点三角形
7.(2023春·江西上饶·高二校联考阶段练习)设为双曲线上一点,,分别为双曲线的左,右焦点,若,则等于( )
A.2B.2或18C.4D.18
【答案】B
【分析】利用双曲线的定义即可求解.
【详解】根据双曲线的定义,,即,解得2或18,均满足.
故选:B
8.(2023春·安徽安庆·高二安庆一中校考阶段练习)已知双曲线的左、右焦点分别为、,点在双曲线的右支上,,为坐标原点,是中点,则( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】利用双曲线的定义和已知条件可得出关于、的方程组,解出的值,利用中位线的性质可求得.
【详解】在双曲线中,,,,
由双曲线的定义可得,又因为,则,
因为、分别为、的中点,故.
故选:A.
9.(2023春·河南·高二校联考阶段练习)已知分别是双曲线的左、右焦点,P是C上位于第一象限的一点,且,则的面积为( )
A.2B.4C.D.
【答案】B
【分析】利用勾股定理、双曲线定义求出,再利用三角形的面积公式计算可得答案.
【详解】因为,所以,
由双曲线的定义可得,
所以,解得,
故的面积为.
故选:B.
10.(2023春·吉林四平·高二四平市第一高级中学校考阶段练习)已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,过点的直线与双曲线的右支相交于A,B两点,,的周长为10,则双曲线C的焦距为( )
A.3B.C.D.
【答案】C
【分析】由双曲线的定义和三角形的周长解得m的值,再由余弦定理列式可得结果.
【详解】设,,,
由双曲线的定义知:,
∴,a=m,
∴有,解得,
∵在和中,,
∴由余弦定理得,解得,可得双曲线的焦距为.
故选:C.
考点三 双曲线定义的应用
11.(2023春·吉林四平·高二四平市第一高级中学校考阶段练习)若方程表示焦点在y轴上的双曲线,则实数m的取值范围为( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【分析】原方程可变形为,根据已知有,解出即可.
【详解】因为方程表示焦点在y轴上的双曲线,
可变形为.
所以有,即,解得.
故选:A.
12.(2023春·广东佛山·高二统考阶段练习)对于常数a,b,“”是“方程对应的曲线是双曲线”的( )
A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】根据双曲线的方程以及充分条件和必要条件的定义进行判断即可
【详解】解:可整理成,
当,则且或且,此时方程即表示的曲线为双曲线,则充分性成立;
若方程表示的曲线为双曲线,则即,则必要性成立,
故选:C
13.(2023·四川南充·统考三模)设,则“方程表示双曲线”的必要不充分条件为( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】求出方程表示双曲线的必要不充分条件的范围可得答案.
【详解】由,方程表示双曲线,
则,所以,
根据选项,“方程表示双曲线”的必要不充分条件为B.
故选:B.
14.(2023春·江苏扬州·高二扬州中学校考阶段练习)已知,双曲线的左、右焦点分别为,点是双曲线右支上一点,则的最小值为( )
A.5B.7C.9D.11
【答案】C
【分析】根据双曲线的方程,求得焦点坐标,由双曲线的性质,整理,利用三角形三边关系,可得答案.
【详解】由双曲线,则,即,且,
由题意,作图如下:
,当且仅当共线时,等号成立.
故选:C.
15.(2023·全国·高二专题练习)已知双曲线的下焦点为,,是双曲线上支上的动点,则的最小值是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】根据双曲线定义得,则利用三角形任意两边之差小于第三边求出的最小值即为.
【详解】由题意得双曲线焦点在轴上,,,,
所以下焦点,设上焦点为,则,
根据双曲线定义:,在上支,
,,
在中两边之差小于第三边,,
,
.
故选:D.
考点四 双曲线的轨迹方程
16.(2023·四川·高二统考)已知y轴上两点,,则平面内到这两点距离之差的绝对值为8的动点的轨迹方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用双曲线的定义求出轨迹方程作答.
【详解】点,,令为轨迹上任意点,则有,
因此动点的轨迹是以,为焦点,实轴长为8的双曲线,
即双曲线的实半轴长,而半焦距,则虚半轴长,
所以所求轨迹方程为.
故选:B
17.(2023春·辽宁鞍山·高二校联考阶段练习)已知是圆上的一动点,点,线段的垂直平分线交直线于点,则点的轨迹方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】由题意有,从而有,根据双曲线的定义得点的轨迹为是以F1、F2为焦点的双曲线.再写出其方程即可.
【详解】如图所示:
∵是圆上一动点,点的坐标为,线段的垂直平分线交直线于点,
∴,,
∵是圆上一动点,∴,∴,
∴,,,
∴点的轨迹为以F1、F2为焦点的双曲线,且,,得,
∴点的轨迹方程为.
故选:C.
18.(2023春·陕西渭南·高二期末)一动圆过定点,且与已知圆:相切,则动圆圆心的轨迹方程是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】由两圆相切分析可知,符合双曲线的定义,可得,,根据双曲线中a,b,c的关系,即可求出动圆圆心的轨迹方程.
【详解】解:已知圆:圆心,半径为4,
动圆圆心为,半径为,
当两圆外切时:,所以;
当两圆内切时:,所以;
即,表示动点P到两定点的距离之差为常数4,符合双曲线的定义,
所以P在以M、N为焦点的双曲线上,且,,
,
所以动圆圆心的轨迹方程为:,
故选:C.
19.(2023·全国·高二专题练习)已知两圆,动圆与圆外切,且和圆内切,则动圆的圆心的轨迹方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】通过动圆与圆外切,且和圆内切列出关于圆心距的式子,通过变形可得双曲线的方程.
【详解】如图,
设动圆的半径为,则,,
则,
所以动圆圆心的轨迹是以,为焦点,以为实轴长的双曲线的右支.
因为,
所以.
故动圆圆心的轨迹方程为.
故选:D.
考点五 双曲线的离心率
求双曲线的离心率
20.(2023春·河北唐山·高二校联考阶段练习)双曲线的一条渐近线方程为,则的离心率为( )
A.B.C.2D.
【答案】C
【分析】根据渐近线得到,得到离心率.
【详解】因为的一条渐近线方程为,所以,
所以的离心率.
故选:C
21.(2023春·云南昆明·高二昆明市第三中学校考阶段练习)已知双曲线,过点的直线与相交于两点,且的中点为,则双曲线的离心率为( )
A.2B.C.D.
【答案】B
【分析】由点差法得出,进而由离心率公式求解即可.
【详解】设,,由的中点为,则,
由,两式相减得:=,
则==,
由直线的斜率,∴,则,
双曲线的离心率,
∴双曲线的离心率为,
故选:B.
22.(2023春·黑龙江哈尔滨·高二哈九中校考阶段练习)已知双曲线的右焦点为,关于原点对称的两点分别在双曲线的左、右两支上,,且点在双曲线上,则双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】根据已知条件及双曲线的定义,再利用矩形的性质及勾股定理,结合双曲线的离心率公式即可求解.
【详解】如图所示
设,则,, ,
因为,所以,
则四边形是矩形,
在中,,即,解得,
在中,,即,于是有,
解得,
所以双曲线的离心率为.
故选:A.
23.(2023·全国·高二专题练习)已知双曲线的左、右焦点分别为,点在的左支上,过点作的一条渐近线的垂线,垂足为,若的最小值为9,则该双曲线的离心率为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】由题意可知,根据双曲线的对称性画出图形,由双曲线的定义可知,当且仅当点,,三点共线时,等号成立,从而得到的最小值为,求出的值,得到双曲线的离心率.
【详解】解:根据双曲线的对称性,仅作一条渐近线,
因为双曲线,
,
由双曲线的定义可知,,
,
当且仅当点,,三点共线时,等号成立,
渐近线方程为,即,且,
此时,
的最小值为,
,,
所以
离心率,
故选:A.
24.(2023春·海南·高二校考阶段练习)设,分别为双曲线:的左、右焦点,为双曲线的左顶点,以为直径的圆交双曲线的某条渐近线于,两点,且,(如图),则该双曲线的离心率为( )
A.B.C.2D.
【答案】D
【分析】联立与求出,进而的正切可求,得出的关系,从而进一步解出答案.
【详解】依题意得, 以线段 为直径的圆的方程为 ,
双曲线 的一条渐近线的方程为 .
由 以及
解得 或
不妨取 , 则 .
因为 ,
所以 ,
又 ,
所以 ,
所以 ,
所以该双曲线的离心率 .
故选:D.
25.(2023春·河南·高二校联考阶段练习)已知双曲线,F为C的下焦点.O为坐标原点,是C的斜率大于0的渐近线,过F作斜率为的直线l交于点A,交x轴的正半轴于点B,若,则C的离心率为( )
A.2B.C.D.
【答案】C
【分析】分别表示出A、B坐标,利用求得,即可求出离心率.
【详解】因为F为双曲线的下焦点,不妨设,
所以过F作斜率为的直线,所以.
因为是C的斜率大于0的渐近线,所以可设.
由联立解得:.
因为,所以,解得:.
所以离心率.
故选:C
求双曲线离心率的取值范围
26.(2023·重庆沙坪坝·重庆八中校考模拟预测)已知双曲线:的右焦点为,点,若双曲线的左支上存在一点,使得,则双曲线的离心率的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】根据双曲线定义可得,,即,进而推得,得到不等式,求解即可得到的取值范围,进而求得离心率的范围.
【详解】
设双曲线左焦点为,因为点在双曲线左支上,所以有,
即.
由已知得,存在点,使得,即,显然,所以.
又,即当点位于图中位置时,等号成立,
所以,又,
所以,整理可得,,解得或(舍去),
所以,则,则,所以,
所以.
故选:C.
27.(2023春·江苏南京·高二校联考阶段练习)已知为双曲线的左焦点,直线过点与双曲线交于两点,且最小值为,则双曲线离心率取值范围为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】分别讨论经过焦点的直线与双曲线的交点在同一支上和
直线与双曲线的交点在两支上这两种情况,列出不等式,计算即可得到范围.
【详解】①当经过焦点的直线与双曲线的交点在同一支上,可得双曲线的通径最小,
设双曲线的左焦点为,过的直线与双曲线左支相交于,
当直线斜率不存在时,直线的方程为可得,即有
,
当直线斜率存在时,设直线的方程为
联立,消去,得,
,
由,解得或,
所以
,
所以当直线与轴垂直时,的长最小,即最小值为
②当直线与双曲线的交点在两支上,可得当直线的斜率为0时, 最小为
由①②及题意可得,即为,即有,则离心率.
故选: .
28.(2023·全国·高二专题练习)已知双曲线的上、下焦点分别是,若双曲线C上存在点P使得,,则其离心率的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】根据平面向量加法的几何意义,结合平面向量数量积的运算性质、双曲线的离心率公式进行求解即可.
【详解】设,
利用向量加法法则知,则
即,
故①,
设,
则,
②,
由①②得,即,
又,所以,即,即,
而双曲线离心率的值大于1,
故选:B
由双曲线的离心率求参数的取值范围
29.(陕西安康·统考三模)已知圆锥曲线的离心率为2,则实数m的值为( )
A.B.C.D.3
【答案】A
【分析】将方程化为标准式,可知为双曲线,再结合离心率公式,即可得到结果.
【详解】该圆锥曲线是双曲线方程可化为,
∴,解得.
故选:A.
30.(2023春·河南焦作·高二统考期中)已知双曲线的离心率大于,则实数的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】根据双曲线方程,讨论实轴位置,求出离心率,由已知离心率范围列出不等式可解得的范围.
【详解】当双曲线实轴在轴上时,,解得,
此时,所以,
解得,所以,
当双曲线实轴在轴上时,,解得,不符合题意.
综上,解得.
故选:A.
31.(2023春·江苏连云港·高二校考期末)设k为实数,已知双曲线的离心率,则k的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】由题意确定,根据双曲线离心率的范围可得不等式,即可求得答案.
【详解】由题意双曲线方程为,可得,
故实半轴,则,
由得,则,
即k的取值范围为,
故选:A.
考点六 双曲线的渐近线
32.(2023春·陕西渭南·高二期末)中心在坐标原点,离心率为的双曲线的焦点在轴上,则它的渐近线方程为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】设双曲线方程,根据已知得到,即可得到渐近线的方程.
【详解】由已知可设双曲线的标准方程为.
由已知可得,所以,则,所以.
所以,双曲线的渐近线方程为.
故选:D.
33.(2023春·江苏徐州·高二期末)若双曲线:,的离心率为,则的两条渐近线所成的角等于__________.
【答案】
【分析】根据离心率与的关系以及渐近线方程的表达式即可求解.
【详解】因为双曲线的离心率为,所以,
又因为,所以,解得,
所以双曲线的一条渐近线为,倾斜角为,
所以两条渐近线所成的角等于.
故答案为: .
34.(2023春·山东聊城·高二山东聊城一中校考期中)若双曲线的一个焦点为,两条渐近线互相垂直,则______.
【答案】
【分析】根据双曲线的渐近线相互垂直求得的关系式,结合求得.
【详解】依题意,
由于双曲线两条渐近线互相垂直,所以,
由于,所以.
故答案为:
35.(2023春·辽宁葫芦岛·高二兴城市高级中学校联考阶段练习)与双曲线有共同渐近线,且经过点的双曲线的虚轴的长为( )
A.2B.4C.2D.4
【答案】D
【分析】依题意,设双曲线的方程为,将点的坐标代入可求.即可求解.
【详解】设与双曲线有共同的渐近线的双曲线的方程为,
该双曲线经过点,
.
所求的双曲线方程为:,即.
所以,
所以虚轴长为4.
故选:D
36.(2023·浙江杭州·模拟预测)在平面直角坐标系中,分别是双曲线的左、右焦点,过作渐近线的垂线,垂足为,与双曲线的右支交于点,且,,则双曲线的渐近线方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】利用双曲线的定义建立的关系即可解得答案.
【详解】设,其中,
则焦点到渐近线的距离
又因为,所以,又,得.
则在中,有,,.
则由余弦定理得
则渐近线方程.
故选:C
37.(2023·新疆·统考三模)已知P是双曲线右支上一点,分别是双曲线C的左,右焦点,P点又在以为圆心,为半径的圆上,则下列结论中正确的是( )
A.的面积为B.双曲线C的渐近线方程为
C.点P到双曲线C左焦点的距离是D.双曲线C的右焦点到渐近线的距离为3
【答案】D
【分析】由双曲线方程求得,,的值,继而求得,判断C;根据,证明,求得面积,即可判断;求得双曲线渐近线方程,判断;求得曲线C的右焦点到渐近线的距离,判断D.
【详解】由方程,得,,则,
由题意知,,,,
则,
,
则△的面积为,故错误.
的渐近线方程为,故错误;
,故错误;
双曲线的右焦点为 ,根据双曲线的对称性不妨取渐近线方程,
即 ,
则双曲线C的右焦点到渐近线的距离为 ,
故D正确,
故选:D
考点七 直线与双曲线的位置关系
(一)直线与双曲线的位置关系判断及应用
38.(2023春·四川宜宾·高二校考阶段练习)若直线与曲线有且只有一个交点,则满足条件的直线有( )
A.条B.条C.条D.条
【答案】C
【分析】利用双曲线和双曲线渐近线的图像和性质求解即可.
【详解】直线,即恒过点,
又双曲线的渐近线方程为,
则点在其中一条渐近线上,
又直线与双曲线只有一个交点,
则直线过点且平行于或过点且与双曲线的右支相切,
即满足条件的直线有条.
故选:C
39.(2023春·重庆沙坪坝·高二重庆一中校考期中)已知直线,若双曲线与均无公共点,则可以是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】根据双曲线渐近线与之间的位置关系,即可容易判断.
【详解】的斜率分别是;
对A:该双曲线是焦点在轴上的双曲线,其过第一象限的渐近线为,
又,故曲线与有两个公共点,不满足题意,A错误;
对B:该双曲线是焦点在轴上的双曲线,其过第一象限的渐近线为,
又,故双曲线与有两个公共点,不满足题意,B错误;
对C:该双曲线是焦点在轴上的双曲线,其过第一象限的渐近线为,
又,故双曲线与都没有公共点,满足题意,C正确;
对D:该双曲线是焦点在轴上的双曲线,其过第一象限的渐近线为,
又,故双曲线与没有公共点,与有两个公共点,不满足题意,D错误.
故选:C.
40.(2023春·河南·高二校联考阶段练习)“直线与双曲线有且仅有一个公共点”是“直线与双曲线相切”的( )
A.充分非必要条件B.必要非充分条件
C.充要条件D.既非充分又非必要条件
【答案】B
【分析】利用定义法,分充分性和必要性分类讨论即可.
【详解】充分性:因为“直线与双曲线有且仅有一个公共点”,所以直线与双曲线相切或直线与渐近线平行.故充分性不满足;
必要性:因为“直线与双曲线相切”,所以“直线与双曲线有且仅有一个公共点”.故必要性满足.
所以“直线与双曲线有且仅有一个公共点”是“直线与双曲线相切”的必要非充分条件.
故选:B
41.(2023·全国·高二专题练习)若直线与曲线交于不同的两点,那么的取值范围是
A.()B.()C.()D.()
【答案】D
【详解】由直线与曲线 相切得
由图知,的取值范围是(),选D.
42.(2023春·河南洛阳·高二宜阳县第一高级中学校考阶段练习)已知直线的方程为,双曲线的方程为.若直线与双曲线的右支相交于不同的两点,则实数的取值范围是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】把直线的方程和双曲线的方程联立,由于直线与双曲线的右支相交于不同的两点,根据韦达定理即可求得实数的取值范围.
【详解】联立直线方程和双曲线方程,
化简得,
因为直线与双曲线的右支交于不同两点,
所以,不妨设两交点的横坐标为,则,
则,解得;
所以实数的取值范围为.
故选:D.
43.(2023春·河南·高二校联考阶段练习)若直线l:与曲线C:有两个公共点,则实数m的取值范围为( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】依题意作出曲线C的图象,作出直线的图象,平行移动直线,即可得到当直线l介于与之间时,直线l与曲线C有两个公共点,结合图象,即可求出实数m的取值范围.
【详解】当时,曲线C的方程为,轨迹为椭圆的右半部分;
当时,曲线C的方程为,轨迹为双曲线的左半部分,其渐近线为,
作出图象如下图,直线l(图中虚线)是与直线平行的直线,平行移动直线,可得直线l,
如图可知,当直线l介于直线和(与l平行且与椭圆相切,切点在第一象限)之间时,直线l与曲线C有两个公共点.
设的方程为,,则有,
联立,消去x并整理得,
由,解得或(舍),
故m的取值范围为.
故选:B.
(二)弦长问题
44.(2023秋·重庆沙坪坝·高二重庆市青木关中学校校考阶段练习)已知双曲线C:的一条渐近线方程是,过其左焦点作斜率为2的直线l交双曲线C于A,B两点,则截得的弦长( )
A.7B.8C.9D.10
【答案】D
【分析】根据渐近线方程和焦点坐标可解得,再将直线方程代入双曲线方程消元,由韦达定理和弦长公式可得.
【详解】双曲线C:的一条渐近线方程是,,即左焦点,,,,,双曲线C的方程为易知直线l的方程为,设,,由,消去y可得,,
故选:D
45.(2023·高二课时练习)已知双曲线,过右焦点的直线交双曲线于两点,若中点的横坐标为4,则弦长为( )
A.B.C.6D.
【答案】D
【分析】设出直线,与联立,根据韦达定理,可求出的值,再根据弦长公式求得弦的长.
【详解】解:双曲线,则,所以右焦点,
根据题意易得过的直线斜率存在,设为,
联立,
化简得,
所以,
因为中点横坐标为4,所以,
解得,所以,
则,
则.
故选D.
46.(2023·高二课时练习)已知等轴双曲线的中心在原点,焦点在y轴上,与直线交于A,B两点,若,则该双曲线的方程为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】设出双曲线方程,联立直线,求出交点坐标,即可求解
【详解】由题意可设双曲线方程为,,
由得,则,,
不妨假设,则,
由图象的对称性可知,
可化为,
即,解得,
故双曲线方程为:,
故选:C
47.(2023春·福建福州·高二校考期中)设,是双曲线C:的两个焦点,O为坐标原点,点P在C的渐近线上,且,则的面积为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】求出渐近线,由双曲线的对称性,不妨设,由列方程解出参数,求出,即可求面积.
【详解】双曲线的渐近线为,由双曲线的对称性,不妨设,由得,
又,∴的面积.
故选:A
(三)中点弦问题
48.(2023·全国·高二专题练习)直线l交双曲线于A,B两点,且为AB的中点,则l的斜率为( )
A.4B.3C.2D.1
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用“点差法”求出l的斜率,再验证作答.
【详解】设点,,因为AB的中点,则有,
又点A,B在双曲线上,则,即,
则l的斜率,此时,直线l的方程:,
由消去y并整理得:,,即直线l与双曲线交于两点,
所以l的斜率为2.
故选:C
49.(2023秋·河南濮阳·高二统考期末)已知直线l被双曲线C:﹣y2=1所截得的弦的中点坐标为(1,2),则直线l的方程( )
A.x+4y﹣9=0B.x﹣4y+7=0
C.x﹣8y+15=0D.x+8y﹣17=0
【答案】C
【分析】运用代入法、点差法求出直线l的斜率,最后利用直线的点斜式方程进行求解即可.
【详解】解:设P,Q的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
∵线段PQ的中点为(1,2),∴x1+x2=2,y1+y2=4,
∵,
∴﹣(y1﹣y2)(y1+y2)=0,
整理得,即直线l的斜率为,
故直线l的方程为y﹣2=(x﹣1),
即x﹣8y+15=0,
故选:C.
50.(2023春·河北石家庄·高二统考期末)已知倾斜角为的直线与双曲线,相交于,两点,是弦的中点,则双曲线的渐近线的斜率是( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【分析】依据点差法即可求得的关系,进而即可得到双曲线的渐近线的斜率.
【详解】设,则
由,可得
则,即,则
则双曲线的渐近线的斜率为
故选:A
51.(2023秋·云南大理·高二校考阶段练习)已知双曲线的中心为原点,是的焦点,过的直线与相交于,两点,且的中点为,则的方程为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】先根据,,的关系得出,设出,两点的坐标,代入双曲线方程,两式相减利用中点坐标公式,求出,再根据直线过点,求出,即可得出,进而求出,得出双曲线的标准方程.
【详解】解:设双曲线的标准方程为:,
由题意知:,
即①
设,,
的中点为,
,,
又,在双曲线上,
则 ,
两式作差得:,
即,
即,
又,
即,
解得:②,
由①②解得:,,
双曲线的标准方程为:.
故选:B.
52.(2023·高二课时练习)双曲线被斜率为的直线截得的弦的中点为则双曲线的离心率为( )
A.B.C.2D.
【答案】B
【解析】根据点差法,设出交点坐标,代入作差即可得解.
【详解】设代入双曲线方程作差有:
,
有,
所以,
故选:B.
考点八 双曲线中参数范围及最值问题
53.(2023春·湖南株洲·高二校联考阶段练习)已知双曲线的离心率为,过左焦点且与实轴垂直的弦长为1,A、B分别是双曲线的左、右顶点,点P为双曲线右支上位于第一象限的动点,PA,PB的斜率分别为,,则的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】根据题意求出的值,则双曲线方程为,则,,设,列出有关的表达式,再根据渐近线方程即可解得其的取值范围.
【详解】根据题意知:,,故,,双曲线方程为,则,,
设,则,,,,
根据渐近线方程知:,即,两边同时倒数可得:,
故.
故选:C.
54.(2023春·福建宁德·高二统考期末)已知F是双曲线的右焦点,若直线与双曲线相交于A,B两点,且,则k的范围是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】利用双曲线的定义和性质得到,由渐近线方程得到渐近线的斜率,当时,利用余弦定理和面积公式,通过面积相等的两种不同求法,建立关系,最终求出k的范围.
【详解】
焦点在x上
焦点坐标为
由双曲线的对称性可得
又
又
又
而
当时,整理得
又
又的渐近线方程为
又
k的取值范围为
故选:C
55.(2023春·河南郑州·高二郑州市回民高级中学校考期中)已知分别是双曲线的左、右焦点,过的直线与双曲线C的右支交于A,B两点,△和△的内心分别为M,N,则的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】设圆M与△的三边分别切于点D,P,E(参考解析中的图),根据圆的切线长定理得到相关线段的相等关系,结合双曲线的定义及线段关系可得,进而确定E的坐标,设并确定其范围,由及平方关系、二倍角正弦公式和正弦函数的性质求范围.
【详解】设圆M与△的三边分别切于点D,P,E,设E为,如下图示:
由圆的切线性质知:,,,
由双曲线的定义知:,即,故,可得,即,
故圆M切x轴于双曲线的右顶点处,同理圆N也切x轴于双曲线的右顶点处,又,
所以,则,
设,易知:,又分别为和的平分线,
所以,,,
所以,又,
所以.
故选:A.
56.(2023·高二课时练习)已知是双曲线:上的一点,,是的两个焦点,若,则的取值范围是
A.B.C.D.
【答案】A
【详解】由题知,,所以==,解得,故选A.
考点九 双曲线的定点、定值问题
57.(2023秋·江苏泰州·高二泰州中学校考开学考试)双曲线,过定点的两条垂线分别交双曲线于、两点,直线恒过定点______.
【答案】
【分析】先将直线和双曲线方程联立,然后根据两条直线互相垂直,利用向量坐标运算列出方程后整理后可知其过的定点坐标.
【详解】解:由题意得:
设的方程为
由,得.
设,,则,,又,
∴,即,
把根与系数的关系代入,可得,
∴,解得或.
当时,直线过,舍去;当时,直线过定点.
故答案为:
58.(2023春·福建龙岩·高二上杭县第二中学校考阶段练习)已知双曲线C:的离心率为,A,B分别是双曲线的左、右顶点,点P是双曲线C的右支上位于第一象限的动点,则直线PA、PB的斜率之积等于___.
【答案】
【分析】根据题意得到,设且,根据斜率公式求出,并且化简到只有离心率的表达式.
【详解】因为双曲线C:
所以,设且即
,所以
故答案为:
59.(2023春·山东潍坊·高二潍坊一中期末)已知圆M:的圆心为M,圆N:的圆心为N,一动圆与圆N内切,与圆M外切,动圆的圆心E的轨迹为曲线
(1)求曲线C的方程;
(2)已知点,直线l不过P点并与曲线C交于A,B两点,且,直线l是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,点
【分析】(1)结合条件和双曲线定义可得答案.
(2)联立直线方程与曲线方程,结合韦达定理与,可得,后通过分解因式可得之间关系,从而可得l所过定点.
【详解】(1)如图,设圆E的圆心为,半径为r,由题可得圆M半径为,圆N半径为
则,,所以,
由双曲线定义可知,E的轨迹是以M,N为焦点、实轴长为6的双曲线的右支,
又.
所以动圆的圆心E的轨迹方程为,.
(2)设直线l的方程为,将直线方程与曲线E方程联立,有:
,消去x得,
由题直线与曲线有两个交点,则.
设,,其中,,由韦达定理有:.
又,
则
又,,则
,
即,
又,故或,
若,则直线l的方程为,
此时l过点,与题意矛盾,
所以,
故,
所以直线l的方程为,
则直线l恒过点
60.(2023·全国·高二假期作业)已知等轴双曲线经过点,过原点且斜率为的直线与双曲线交于、两点.
(1)求双曲线的方程;
(2)设为双曲线上异于、的任意一点,且、的斜率、均存在,证明为定值;
(3)已知点,求最小时的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据双曲线经过的点,代入求解即可.
(2)设出、两点坐标,先表示出斜率公式,利用点差法即可求证.
(3)首先利用数量积得,进而得直角最小.
【详解】(1)因为点在曲线上,则有,解得,故双曲线方程为.
(2)由题意可知,、关于原点对称,设、、. 则,,那么,又因为、在曲线上,则,
两式相减整理得,则有.
(3)如图所示:
设、、. 则,,
,即为直角或钝角,
所以当为直角时最小,此时,所以.
61.(2023春·湖南长沙·高二校联考阶段练习)双曲线:的离心率为,且点在双曲线上.
(1)求曲线的方程;
(2)动点M,N在曲线上,已知点,直线PM,PN分别与y轴相交的两点关于原点对称,点在直线MN上,,证明:存在定点,使得为定值.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【分析】(1)由双曲线过点和离心率为,列方程即可求解;
(2)联立直线与双曲线方程,根据直线PM,PN与y轴的两交点关于原点对称结合韦达定理即可求解.
【详解】(1)由题意可知:
且,解得,
故双曲线方程为:.
(2)证明:当直线的斜率不存在时,此时两点关于轴对称,
若直线PM,PN与y轴的两交点关于原点对称,则在轴上,与题意矛盾,因此直线的斜率存在.
设直线的方程为,,,
联立,整理得,
则,,,.
直线PM,PN分别与y轴相交的两点为,,
∴直线方程为,
令,则,同理,
可得,
∴,
即,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,,
当时,,
此时直线方程为恒过定点,显然不可能,
∴,直线方程为,恒过定点
∵,设中点为T,∴,
∴为定值,
∴存在使为定值.
考点十 双曲线中的向量问题
62.(2023春·湖南·高二校联考期中)已知,分别是双曲线:的左、右焦点,是上一点,且位于第一象限,,则的纵坐标为( )
A.1B.2C.D.
【答案】C
【分析】由,可知为直角三角形,利用勾股定理计算出,又由双曲线的定义建立,联立解的,设的纵坐标为,由等面积法求出即可
【详解】因为,所以.
由双曲线的定义可得,所以,
解得,
故的面积为.
设的纵坐标为,
则的面积为,解得.
所以的纵坐标为:
故选:C.
63.(2023春·江苏连云港·高二校考期中)双曲线:,已知是双曲线上一点,分别是双曲线的左右顶点,直线,的斜率之积为.
(1)求双曲线的离心率;
(2)若双曲线的焦距为,直线过点且与双曲线交于、两点,若,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先由点在双曲线上得到,再由,的斜率之积为得到,从而得到,由此可求得双曲线的离心率;
(2)先由条件求得双线曲方程,再联立直线与双曲线得到,又由得到,从而求得值,由此可得直线的方程.
【详解】(1)因为是双曲线E上一点,
可得,即为,
由题意可得,,
可得,即有.
(2)由题意可得,,则双曲线的方程为,
易知直线斜率存在,设直线的方程为,
联立直线与双曲线的方程,可得,
设,则,,①
又,可得,②
由①②可得, ,
代入①可得,解得,
则直线l的方程为.
64.(2023春·四川泸州·高二校考期中)已知双曲线(,)中,离心率,实轴长为4
(1)求双曲线的标准方程;
(2)已知直线:与双曲线交于,两点,且在双曲线存在点,使得,求的值.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据离心率以及实轴长即可求解的值,进而可求双曲线方程,
(2)联立直线与曲线的方程,得韦达定理,进而结合向量满足的关系即可代入求值.
【详解】(1)因为双曲线的离心率,实轴长为4,
,解得,
因为
所以双曲线的标准方程为
(2)将直线与曲线联立 得,
设,,则,,
设,由得,
即 ,又因为,解得,
所以或.
65.(2023春·辽宁·高二沈阳市第三十一中学校联考期中)已知双曲线的离心率为2,F为双曲线的右焦点,直线l过F与双曲线的右支交于两点,且当l垂直于x轴时,;
(1)求双曲线的方程;
(2)过点F且垂直于l的直线与双曲线交于两点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据通径,直接求得,再结合离心率为2即可求双曲线的方程;
(2)通过对转化为,从而简化计算,利用韦达定理求解即可.
【详解】(1)依题意,,当l垂直于x轴时,,
即,即,
解得,,因此;
(2)设,联立双曲线方程,
得:,
当时,,
,
当时,设,
因为直线与双曲线右支相交,
因此,即,同理可得,
依题意,
同理可得,,
而,
代入,,
,
分离参数得,,
因为,
当时,由,
,
所以,
综上可知,的取值范围为.
考点十一 双曲线中的综合问题
66.【多选】(2023春·江苏·高二江苏省新海高级中学校联考阶段练习)已知双曲线C:,两个焦点记为,下列说法正确的是( )
A.
B.渐近线方程为:
C.离心率为
D.点在双曲线上且线段的中点为,若,则
【答案】AC
【分析】根据双曲线的性质判断ABC,再由中位线定理结合定义判断D.
【详解】由题意可知,,即渐近线方程为:,,离心率为,故AC正确,B错误;对于D,当位于轴上方时,由中位线定理可得,,则,故D错误;
故选:AC
67.【多选】(2023春·湖北襄阳·高二襄阳五中校考阶段练习)如图,过双曲线右支上一点P作双曲线的切线l分别交两渐近线于A、B两点,交x轴于点D,分别为双曲线的左、右焦点,O为坐标原点,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.
D.若存在点P,使,且,则双曲线C的离心率
【答案】BCD
【分析】联立切线方程与渐近线方程,求出的坐标,即可得,由的取值范围即可得,从而可判断A,由中点坐标公式可判断是的中点,由此可判断BC,由余弦定理结合可判断D.
【详解】先求双曲线上一点的切线方程:
不妨先探究双曲线在第一象限的部分(其他象限由对称性同理可得).
由,得,所以,
则在的切线斜率,
所以在点处的切线方程为:
又有,化简即可得切线方程为: .
不失一般性,设是双曲线在第一象限的一点,
是切线与渐近线在第一象限的交点,
是切线与渐近线在第四象限的交点,
双曲线的渐近线方程是,
联立:,解得:,
联立:,解得:,
则,
又因为,所以,即,A错误;
由,
可知是的中点,所以,B正确;
易知点的坐标为,
则,
当点在顶点时,仍然满足,C正确;
因为,所以,,
因为,则,解得,即,
代入,得,
所以
,
,
所以,
所以,,所以离心率,D正确.
故选:BCD
68.(2023春·四川成都·高二树德中学校考期中)设,是双曲线的左、右焦点,过作C的一条渐近线的垂线l,垂足为H,且l与双曲线右支相交于点P,若,且,则下列说法正确的是( )
A.到直线l的距离为aB.双曲线的离心率为
C.的外接圆半径为D.的面积为9
【答案】B
【分析】根据题意可知,是的中点,因此可得,为△的中位线,可求到直线的距离判断A选项;利用双曲线的定义,即可求得,和的值,求得双曲线的离心率,可判断B选项;求得,利用正弦定理即可求得△的外接圆半径,可判断C选项;利用三角形的面积公式,即可求得△的面积,可判断D选项.
【详解】由题意,到准线的距离,又,∴,如图过向作垂线,垂足为,
由,为中点,则为△的中位线,所以,即是的中点,因为,,,,,因此到直线的距离为,故A错误;
在中,,又,得到,
解得,,,所以双曲线的离心率,故B正确;
,设△的外接圆半径,
因此,所以,故C错误;
△的面积.故D错误.
故选:B.
69.【多选】(2023春·吉林长春·高二校考期中)已知双曲线过点且渐近线方程为,则下列结论正确的是( )
A.双曲线的方程为B.直线与双曲线C有两个交点
C.曲线经过双曲线的一个焦点D.焦点到渐近线的距离为1
【答案】ACD
【分析】根据待定系数法求得双曲线方程,进而逐项求解判断即可.
【详解】解:由题意设双曲线方程为,
∵ 双曲线过,
,
∴ 双曲线方程为,故A对;
联立消得,故直线与双曲线只有一个交点,
故B错;
由得焦点坐标为,
将代入得,
故C对;
由双曲线的性质知交点到渐进线的距离为,
或者到渐进线的距离,
故D对.
故选:ACD.
70.【多选】(2023·全国·高二假期作业)已知双曲线的焦点为,且到直线的距离为4,则以下说法正确的是( )
A.双曲线的离心率为
B.若在双曲线上,且,则或1
C.若过的直线交双曲线右支于,则的最小值为
D.若在双曲线上,且,则的面积为
【答案】AC
【分析】由焦点到渐进线的距离为4可得,,可得离心率;即A正确;根据双曲线定义即可求得判断B;根据焦点弦公式可知的最小值为双曲线的通径可判断C;根据双曲线定义即勾股定理分别计算出的长,即可的面积从而判断D.
【详解】由已知可得,到直线的距离为,
所以,即离心率为,所以A正确;
若在双曲线右支,由焦半径公式可知,所以只能在双曲线左支,
故,所以B错误;
若过的直线交双曲线右支于,则的最小值为双曲线的通径,
即,故C选项正确;
若在双曲线上,且,设,不妨设,
由双曲线定理和勾股定理得:
,
所以,
则的面积为;
即D错误.
故选:AC.
【过关检测】
一、单选题
1.(2023春·江苏连云港·高二期末)经过点,并且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线的标准方程是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】等轴双曲线的方程可设为,将代入解出即可.
【详解】设等轴双曲线的方程为,将代入得:,即,所以等轴双曲线的标准方程为.
故选:A.
2.(2023秋·广东广州·高二校联考期末)已知方程,则E表示的曲线形状是( )
A.若,则E表示椭圆
B.若E表示双曲线,则或
C.若E表示双曲线,则焦距是定值
D.若E的离心率为,则
【答案】B
【分析】根据曲线表示椭圆,求得m的范围,判断A; 根据曲线表示双曲线,求得m的范围,判断B;由B的分析求双曲线的焦距,可判断C;根据E的离心率为,分类讨论求得m的值,判断D.
【详解】由题意得,当时,,
即,要表示椭圆,需满足 ,解得且,
故A错误;
若E表示双曲线,则不能为0,
故化为,
则,即或,故B正确;
由B的分析知,时, ,此时c不确定,
故焦距不是定值,C错误;
若E的离心率为,则此时曲线表示椭圆,由A的分析知,且,
当时,,此时 ,
则,解得 ,
当时,,此时 ,
则,解得 ,故D错误,
故选:B
3.(2023春·四川泸州·高二四川省泸县第一中学校考期末)已知是双曲线 的左、右焦点,点M是过坐标原点O且倾斜角为60°的直线l与双曲线C的一个交点,且 则双曲线C的离心率为( )
A.2B.C.D.
【答案】C
【分析】由得到,,结合,求出,,利用双曲线定义得到方程,求出离心率.
【详解】不妨设点M在第一象限,
由题意得:,
即,
故,故,
因为O为的中点,
所以,
因为,故为等边三角形,
故,,
由双曲线定义可知:,
即,解得:.
故选:C.
4.(2023春·甘肃武威·高二民勤县第一中学校考期末)已知点P是双曲线上的动点,过原点O的直线l与双曲线分别相交于M、N两点,则的最小值为( )
A.4B.3C.2D.1
【答案】C
【分析】根据双曲线的对称性可得为的中点,即可得到,再根据双曲线的性质计算可得;
【详解】解:根据双曲线的对称性可知为的中点,所以,又在上,所以,当且仅当在双曲线的顶点时取等号,所以.
故选:C
5.(2023春·山东·高二沂水县第一中学期末)已知双曲线:的渐近线方程为,则( )
A.2B.-2C.D.
【答案】B
【分析】根据双曲线的方程可得渐近线方程为:,结合题意然后根据双曲线标准方程可得,进而求解.
【详解】因为双曲线的方程为,所以,
令可得:,所以渐近线方程为:,
由题意知:双曲线:的渐近线方程为,所以,
故选:B.
6.(2023春·安徽合肥·高二校考期末)直线与双曲线的左、右两支各有一个交点,则的取值范围为( )
A.或B.
C.D.
【答案】D
【分析】已知直线与双曲线的左、右两支各有一个交点,将直线与双曲线两个方程联立,得到的一元二次方程有一正一负根,即可得出结论.
【详解】联立,消y得,.
因为直线与双曲线的左、右两支各有一个交点,
所以方程有一正一负根,
所以,整理得,解得.
所以的取值范围为.
故选:D.
二、多选题
7.(2023春·江苏无锡·高二统考期末)已知点在双曲线上,分别是左、右焦点,若的面积为20,则下列判断正确的有( )
A.点到轴的距离为
B.
C.为钝角三角形
D.
【答案】BC
【分析】根据双曲线的方程、定义与性质,结合三角形的面积求出P的坐标,结合两点的距离公式、斜率公式以及余弦定理,对选项逐一判断即可.
【详解】设点.因为双曲线,所以.
又,所以,故A错误.
将代入得,得.
由双曲线的对称性,不妨取点P的坐标为,得.
由双曲线的定义得,所以,故B正确.
在中,,且,
则为钝角,所以为钝角三角形,故C正确.
由余弦定理得,所以,故D错误.
故选:BC.
8.(2023春·江苏连云港·高二校考期末)已知双曲线的左、右顶点分别为,点是上的任意一点,则下列结论正确的是( )
A.若直线与双曲线无交点,则
B.焦点到渐近线的距离为2
C.点到两条渐近线的距离之积为
D.当与不重合时,直线的斜率之积为2
【答案】BC
【分析】由双曲线的渐近线可以判断A;
求出双曲线的渐近线和焦点,进而根据点到直线的距离判断B;
设点,进而求出该点到两条渐近线的距离之积,并结合点在双曲线上进行化简,然后判断C;
求出的斜率之积,并结合点在双曲线上进行化简,然后判断D.
【详解】对A,双曲线的渐近线方程为,若直线与双曲线无交点,则.A错误;
对B,由A渐近线方程为,焦点为,则焦点到渐近线的距离.B正确;
对C,设点,则,点到两条渐近线的距离之积为.C正确;
对D,易得,由C点满足,所以直线的斜率之积为.D错误.
故选:BC.
三、填空题
9.(2023秋·上海虹口·高二校考期末)直线与曲线的交点个数是______.
【答案】2
【分析】分,去绝对值,然后联立方程直接求解可得.
【详解】当时,将代入,
整理得,解得,(舍去),
当时,将代入,
整理得,解得,(舍去),
综上,直线与曲线的交点个数是2个.
故答案为:2
10.(2023春·黑龙江大庆·高二大庆外国语学校校考期末)已知直线与双曲线 无公共点,则双曲线离心率的取值范围是____.
【答案】
【分析】联立直线得,由无公共点得,进而得,即可求出离心率的取值范围.
【详解】联立直线与双曲线可得,整理得,显然,由方程无解可得,即,
则,,又离心率大于1,故离心率的取值范围是.
故答案为:.
四、解答题
11.(2023春·湖北随州·高二随州市曾都区第一中学期末)已知双曲线:与双曲线的渐近线相同,且经过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)已知双曲线的左、右焦点分别为,,直线经过,倾斜角为,与双曲线交于两点,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据共渐近线设出双曲线方程,代入点的坐标即可得解;
(2)根据题意求出直线的方程,联立直线方程与双曲线方程,消去后由韦达定理得,从而由弦长公式求得弦长,再求出到直线距离后即可求得的面积.
【详解】(1)依题意,设所求双曲线方程为,
代入点得,即,
所以双曲线方程为,即.
(2)由(1)得,则,,,
又直线倾斜角为,则,故直线的方程为,
设,,
联立,消去,得,
则,,,
由弦长公式得,
又点到直线的距离,
所以.
12.(2023秋·上海闵行·高二校考期末)已知双曲线的渐近线为,左焦点为经过点的直线交双曲线于两点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若直线在轴上截距为2,求;
(3)若的中点横坐标为1,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据渐近线方程,焦点坐标,列出的方程进行求解即可;
(2)利用弦长公式直接计算即可;
(3)先确定直线斜率是否存在,然后联立直线与双曲线,通过中点坐标公式列方程求解.
【详解】(1)由题意得,所以,
所以双曲线的标准方程为;
(2)由题意得直线的方程为,由得,,设,则,所以;
(3)当直线的斜率不存在时,中点横坐标为,显然不合题意,所以设直线的方程为,
由,得,
设,则,解得,
此时所联立方程可整理化简得:,满足,符合题意,
故直线的方程为.
13.(2023秋·四川资阳·高二统考期末)已知双曲线的渐近线方程为,焦点坐标为.
(1)求C的方程;
(2)经过点的直线l交C于A,B两点,且M为线段AB的中点,求l的方程.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)由渐近线方程及焦点坐标、双曲线参数关系求出双曲线参数,即可得C的方程;
(2)设,,直线l的斜率为k,由点在双曲线上及中点坐标,结合点差法求斜率,注意验证是否满足题设,应用点斜式写出直线方程.
(1)
双曲线C的渐近线方程为,则,且,解得,.
所以C的方程为.
(2)
设,,直线l的斜率为k,
则,两式相减,得,
即,所以,即.
直线l的方程为,即.
经检验,直线与双曲线C有两个交点,满足条件,
所以,直线l的方程为.
14.(2023春·江苏苏州·高二苏州中学校考期末)已知,,点满足,记点的轨迹为,
(1)求轨迹的方程;
(2)若直线过点且法向量为,直线与轨迹交于、两点.
①过、作轴的垂线、,垂足分别为、,记,试确定的取值范围;
②在轴上是否存在定点,无论直线绕点怎样转动,使恒成立?如果存在,求出定点;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①;②存在,
【分析】(1)根据双曲线的定义直接得到答案.
(2)根据直线与双曲线的位置关系得到,计算,根据的范围得到的取值范围;假设存在点满足条件,通过得到,计算得到答案.
【详解】(1)由,知,点的轨迹是以,为焦点的双曲线的右支.
,,,故,轨迹方程为.
(2)直线的方程为,,
得,设,,,,
由条件得,
解得,即.
①,
由条件,故,故,
因为,因此.
②设存在点满足条件,
由
,
得对任意恒成立,所以,
解得,
因此存在定点满足条件.
标准方程
eq \f(x2,a2)-eq \f(y2,b2)=1
(a>0,b>0)
eq \f(y2,a2)-eq \f(x2,b2)=1
(a>0,b>0)
性质
图形
焦点
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
焦距
|F1F2|=2c
范围
x≤-a或 x≥a,y∈eq \a\vs4\al(R)
y≤-a或 y≥a,x∈eq \a\vs4\al(R)
对称性
对称轴:坐标轴;对称中心:原点
顶点
A1(-a,0),A2(a,0)
A1(0,-a),A2(0,a)
轴
实轴:线段A1A2,长:eq \a\vs4\al(2a);
虚轴:线段B1B2,长:eq \a\vs4\al(2b);
半实轴长:eq \a\vs4\al(a),半虚轴长:eq \a\vs4\al(b)
离心率
e=eq \a\vs4\al(\f(c,a))∈(1,+∞)
渐近线
y=±eq \f(b,a)x
y=±eq \f(a,b)x
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第08讲 导数的运算-【寒假讲义】高二数学寒假讲义练习(新人教A专用): 这是一份第08讲 导数的运算-【寒假讲义】高二数学寒假讲义练习(新人教A专用),文件包含第08讲导数的运算教师卷-寒假衔接讲义高二数学寒假讲义练习新人教A专用docx、第08讲导数的运算学生卷-寒假衔接讲义高二数学寒假讲义练习新人教A专用docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共34页, 欢迎下载使用。