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1、第八章 第六節(jié) 雙曲線
一、選擇題
1.“ab<0”是“方程ax2+by2=c表示雙曲線”的 ( )
A.必要但不充分條件 B.充分但不必要條件
C.充分必要條件 D.既不充分也不必要條件
2.已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的漸近線方程為y=±x,若頂點到漸近線的距離為1,則雙曲線的方程為 ( )
A.-=1 B.-=1
C.-=1 D.-=1
3.設(shè)圓錐曲線F的兩個焦點分別為F1,F(xiàn)2.若曲
2、線F上存在點P滿足|PF1|∶|F1F2|∶|PF2|=4∶3∶2,則曲線F的離心率等于 ( )
A.或 B.或2
C.或2 D.或
4.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
5.設(shè)橢圓+=1和雙曲線-x2=1的公共焦點分別為F1、F2,P為這兩條曲線的一個交點,則cos∠F1PF2的值為
3、 ( )
A. B.
C. D.-
6.已知雙曲線-=1(a>0,b>0),過其右焦點且垂直于實軸的直線與雙曲線交于M,N兩點,O為坐標(biāo)原點,若OM⊥ON,則雙曲線的離心率為 ( )
A. B.
C. D.
二、填空題
7.若雙曲線-=1的離心率e=2,則m=________.
8.已知雙曲線kx2-y2=1(k>0)的一條漸近線與直線2x+y+1=0垂直,那么雙曲線的離心率為________;漸近線方程為____________.
9.P為雙曲線x2-=1
4、右支上一點,M、N分別是圓(x+4)2+y2=4和(x-4)2+y2=1上的點,則|PM|-|PN|的最大值為________.
三、解答題
10.已知雙曲線關(guān)于兩坐標(biāo)軸對稱,且與圓x2+y2=10相交于點P(3,-1),若此圓過點P的切線與雙曲線的一條漸近線平行,求此雙曲線的方程.
11.雙曲線-=1(a>1,b>0)的焦距為2c,直線l過點(a,0)和(0,b),且點(1,0)到直線l的距離與點(-1,0)到直線l的距離之和s≥c,求雙曲線的離心率e的取值范圍.
12.已知雙曲線的中心在原點,焦點F1、F2在坐標(biāo)軸上,離心率為
5、,且過點P(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.
詳解答案
一、選擇題
1.解析:若ax2+by2=c表示雙曲線,即+=1表示雙曲線,則<0,這就是說“ab<0”是必要條件,然而若ab<0,c可以等于0,即“ab<0”不是充分條件.
答案:A
2.解析:不妨設(shè)頂點(a,0)到直線x-3y=0的距離為1,即=1,解得a=2.又=,所以b=,所以雙曲線的方程為-=1.
答案:A
3.解析:設(shè)圓錐曲線的離心率為e,因|PF1|∶|F1F2|∶|PF2|=4∶3∶2,則①
6、若圓錐曲線為橢圓,由橢圓的定義,則有e===;②若圓錐曲線為雙曲線,由雙曲線的定義,則有e===;綜上,所求的離心率為或.
答案:A
4.解析:設(shè)點P(x,y),其中x≥1.依題意得A1(-1,0)、F2(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-x-5=4(x-)2-,其中x≥1.因此,當(dāng)x=1時, · 取得最小值-2.
答案:A
5.解析:由題意可知m-2=3+1,解得m=6.
法一:由橢圓與雙曲線的對稱性,不妨設(shè)點P為第一象限內(nèi)的點,F(xiàn)1(0,-2),F(xiàn)
7、2(0,2),聯(lián)立+=1與-x2=1組成方程組,解得P(,).所以由兩點距離公式計算得|PF1|=+,|PF2|=-.
又|F1F2|=4,所以由余弦定理得
cos∠F1PF2==.
法二:由橢圓與雙曲線的對稱性,不妨設(shè)點P為第一象限內(nèi)的點,F(xiàn)1(0,-2).F2(0,2),由題意得|PF1|+|PF2|=2,|PF1|-|PF2|=2,|F1F2|=4,解得|PF1|=+,|PF2|=
-,同上由余弦定理可得cos∠F1PF2=.
答案:B
6.解析:由題意知,可設(shè)M(c,y0)(y>0).
則-=1,
∴y0=.
又∵OM⊥ON,
∴=c,即b2=ac.
∴c2-a2
8、-ac=0
∴e2-e-1=0
∴e==
又∵e>1,
∴e=.
答案:D
二、填空題
7.解析:由題知a2=16,即a=4,又e=2,所以c=2a=8,則m=c2-a2=48.
答案:48
8.解析:雙曲線kx2-y2=1的漸近線方程是y=±x.∵雙曲線的一條漸近線與直線2x+y+1=0垂直,∴=,k=,∴雙曲線的離心率為 e==,漸近線方程為x±y=0.
答案: x±y=0
9.解析:雙曲線的兩個焦點為F1(-4,0)、F2(4,0),為兩個圓的圓心,半徑分別為r1=2,r2=1,|PM|max=|PF1|+2,|PN|min=|PF2|-1,故|PM|-|PN|的最
9、大值為(|PF1|+2)-(|PF2|-1)=|PF1|-|PF2|+3=5.
答案:5
三、解答題
10.解:切點為P(3,-1)的圓x2+y2=10的切線方程是3x-y=10.
∵雙曲線的一條漸近線與此切線平行,且雙曲線關(guān)于兩坐標(biāo)軸對稱,
∴兩漸近線方程為3x±y=0.
設(shè)所求雙曲線方程為9x2-y2=λ(λ≠0).
∵點P(3,-1)在雙曲線上,代入上式可得λ=80,
∴所求的雙曲線方程為-=1.
11.解:直線l的方程為+=1,即bx+ay-ab=0.
由點到直線的距離公式,且a>1,得到點(1,0)到直線l的距離d1=,
同理得到點(-1,0)到直線l的距離d2
10、=.
∴s=d1+d2==.
由s≥c,得≥c,即5a≥2c2.
于是得5≥2e2,即4e4-25e2+25≤0.
解不等式,得≤e2≤5.
由于e>1,∴e的取值范圍是[,].
12.解:(1)∵e=,∴可設(shè)雙曲線方程為x2-y2=λ.
∵過點(4,-),∴16-10=λ,即λ=6.
∴雙曲線方程為x2-y2=6.
(2)法一:由(1)可知,雙曲線中a=b=,
∴c=2,
∴F1(-2,0),F(xiàn)2(2,0),
∴kMF1=,kMF2=,
k MF1·kMF2==-.
∵點(3,m)在雙曲線上,∴9-m2=6,m2=3,
故k MF1·k MF2=-1,∴MF1⊥MF2.
∴ ·=0.
法二:∵ =(-3-2,-m), =(2-3,-m),
∴ ·=(3+2)×(3-2)+m2
=-3+m2,
∵M點在雙曲線上,∴9-m2=6,即m2-3=0,
∴·=0.
(3)△F1MF2的底|F1F2|=4,
△F1MF2的高h=|m|=,∴S△F1MF2=6.