资源描述
2025 年高考数学压轴训练 20
一.选择题(共 10 小题)
1 .(2024•海淀区校级三模)在平面直角坐标系 xOy 中,已知双曲线 的左、右焦 点分别为 F1 ,F2 ,A 为双曲线右支上一点,连接 AF1 交y 轴于点B .若△ ABF2 为等边三角形,则双曲线 C 的离心率为 ( )
A . B . C . D .
2 .(2024•新郑市校级一模)已知双曲线 的左、右顶点分别为 A1 ,A2 ,F 为 C 的 右焦点, C 的离心率为 2 ,若 P 为 C 右支上一点,满足 PF 丄 FA2 ,则 tan 上A1PA2 = ( )
A . B .1 C . D .2
3 .(2024•浙江模拟)双曲线 的左、右焦点为 F1 , F2 ,直线l 过点F2 且平行于 C
---→ ---
的一条渐近线, l 交 C 于点 P ,若 PF1 . PF2 = 0 ,则 C 的离心率为 ( )
A . B .2 C . D .3
4 .(2024•江西一模) 已知双曲线 的左、右焦点分别为 F1 、 F2 ,点M 为 F1 关于
渐近线的对称点.若 ,且△ MF1F2 的面积为 8 ,则 C 的方程为 ( )
A . B . C . D .
5 .(2024•山西模拟)设直线 x — 3y + m = 0(m ≠ 0) 与双曲线 相交于 A , B 两点,若
线段 AB 中点的坐标是 (x0 , y0 ) ,且 x0 : y0 = 4 : 3 ,则 )
A . B . C . D .2
6 .(2024•辽宁模拟)已知定点 P(m, 0) ,动点 Q 在圆 O : x2 + y2 = 16 上,PQ 的垂直平分线交直线 OQ 于M 点,若动点M 的轨迹是双曲线,则m 的值可以是 ( )
A .2 B .3 C .4 D .5
7 .(2024•大武口区校级四模)双曲线 的左、右焦点分别为 F1 、 F2 .过F2 作其中一条
渐近线的垂线,垂足为 P .已知PF2 = 2 ,直线PF1 的斜率为 ,则双曲线的方程为 ( )
A . B . C . D .
1
8 .(2024•天津模拟)如图,已知双曲线 的左、右焦点分别为F1 , F2 ,过 F1 的直线 与 C 分别在第一、二象限交于 A ,B 两点,ΔABF2 内切圆半径为 r ,若 | BF1 |= r = a ,则 C 的离心率为 ( )
A . B . C . D .
9.(2024•岳麓区校级模拟)已知 F1 ,F2 是椭圆和双曲线的公共焦点,P 是它们的一个公共点,且 上 ,
若椭圆的离心率为 e1 ,双曲线的离心率为 e2 ,则 的最小值是 ( )
A . B . C . D .
10 .(2024•临渭区校级模拟) 已知直线 y = x + 1 与双曲线 的两条渐近线交于 A , B 两点,且点 A 在第一象限. O 为坐标原点,若 | OA |= 2 | OB | ,则双曲线 C 的离心率为 ( )
A . B . C .2 D .5
二.多选题(共 4 小题)
11 .(2024•屯溪区校级模拟) 已知F1 , F2 分别为双曲线 的左、右焦点,过 F2 的 直线 l 与圆 O : x2 + y2 = a2 相切于点M , l 与第二象限内的渐近线交于点 Q ,则 ( )
A .双曲线 C 的离心率
B .若 | OF2 |:|MF2 |=| OQ |:| QM | ,则 C 的渐近线方程为
则 C 的渐近线方程为
D .若 | QF2 |= 4 | MF2 | ,则 C 的渐近线方程为 y = ±2x
12.(2024•安徽模拟)已知双曲线 ,过原点的直线 AC ,BD 分别交双曲线于 A ,C 和B ,D 四 点 (A , B , C , D 四点逆时针排列),且两直线斜率之积为 ,则下列结论正确的是 ( )
A .四边形 ABCD 一定是平行四边形
B .四边形 ABCD 可能为菱形
2
C . AB 的中点可能为 (2, 2)
D . tan 上AOB 的值可能为
13 .(2024•新县校级模拟)双曲线 左、右顶点分别为 A , B , O 为坐标原点, 如图,已知动直线l 与双曲线 C 左、右两支分别交于 P , Q 两点,与其两条渐近线分别交于 R , S 两点, 则下列命题正确的是 ( )
A .存在直线l ,使得 AP / /OR
B . l 在运动的过程中,始终有 | PR |=| SQ |
C .若直线l 的方程为 y = kx + 2 ,存在k ,使得 SΔORB 取到最大值
D .若直线 l 的方程为 , R--S = 2S(-) ,则双曲线 C 的离心率为
14 .(2024•灌云县校级模拟)双曲线具有如下光学性质:如图F1 ,F2 是双曲线的左、右焦点,从右焦点F2
发出的光线 m 交双曲线右支于点P ,经双曲线反射后,反射光线 n 的反向延长线过左焦点F1 .若双曲线 C 的方程为 则
A .双曲线的焦点F2 到渐近线的距离为 ·、 B .若 m 丄 n ,则 | PF1 || PF2 |= 42
C .当 n 过点 Q(3, 6) 时,光线由F2 → P → Q 所经过的路程为 8
D .反射光线 n 所在直线的斜率为 k ,则
三.填空题(共 5 小题)
3
15 .(2024•浙江模拟)已知双曲线为双曲线的左右焦点,过F1 作斜率为正的直线 交双曲线左支于 A(x1 , y1 ) , B(x2 , y2 )(y1 < y2 ) 两点,若 | AF1 |= 2a , 上ABF2 = 90 ,则双曲线的离心率 是 .
16.(2024•江宁区校级三模)已知双曲线 与直线 交于M ,N 两点(点M 位于第一象限),点 P 是直线l 上的动点,点 A , B 分别为 C 的左、右顶点,当 sin 上APB 最大 时, 为坐标原点),则双曲线 C 的离心率 e = .
17.(2024•闵行区二模)双曲线的左右焦点分别为 F1 、F2 ,过坐标原点的直线与 Γ 相交于 A 、 B 两点,若 则 .
---→ ---→
18 .(2024•咸安区校级模拟) 已知对任意平面向量 AB = (x, y) ,把 AB 绕其起点沿逆时针方向旋转θ 角得
→
到向量A(-)-P- = (x cosθ —y sinθ, x sinθ+ y cosθ) ,叫做把点 B 绕点 A 沿逆时针方向旋转θ 角得到点P .现将双
曲线上的每个点 M 绕坐标原点 O 沿逆时针方向旋转 4(兀) 后得到曲线 C ,则曲线 C 的方程
为 .
19 .(2024•辽宁模拟)已知双曲线 的左、右焦点分别为 F1 (—c, 0) ,F2 (c, 0) ,过点 F1 作斜率为 的直线与 C 的右支交于点P ,且点M 满足 且 丄 则 C 的离心 率是 .
四.解答题(共 6 小题)
20 .(2024•盐湖区一模) 已知F1 、 F2 是双曲线的左、右焦点,直线l 经过双曲线的左焦点F1 , 与双曲线左、右两支分别相交于 A 、 B 两点.
(1)求直线 l 斜率的取值范围;
若 求 ΔAOB 的面积.
21 .(2024•江西模拟) 已知双曲线 的离心率为 2 ,顶点到渐近线的距离为 .
(1)求 C 的方程;
(2)若直线 l : y = kx + 2 交 C 于 A , B 两点, O 为坐标原点,且 ΔAOB 的面积为 求 k 的值.
22 .(2024•浦东新区三模)已知双曲线 点 F1 、F2 分别为双曲线的左、右焦点,A(x1 ,y1 ) 、 B(x2 , y2 ) 为双曲线上的点.
4
(1)求右焦点F2 到双曲线的渐近线的距离;
若 求直线 AB 的方程;
(3)若 AF1 / /BF2 ,其中 A 、B 两点均在x 轴上方,且分别位于双曲线的左、右两支,求四边形 AF1F2 B 的
面积的取值范围.
23 .(2024•濮阳模拟) 已知双曲线 , F2 分别是 C 的左、右焦点.若 C 的离心率 e = 2 ,且点 (4, 6) 在 C 上.
(1)求 C 的方程.
(2)若过点F2 的直线l 与 C 的左、右两支分别交于 A ,B 两点(不同于双曲线的顶点),问: 是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
24 .(2024•青岛模拟)在平面内,若直线l 将多边形分为两部分,多边形在l 两侧的顶点到直线l 的距离之
和相等,则称 l 为多边形的一条“等线 ”,已知 O 为坐标原点,双曲线 的左,右 焦点分别为 F1 , F2 , E 的离心率为 2 .点P 为 E 右支上一动点,直线 m 与曲线 E 相切于点P ,且与E 的 渐近线交于 A , B 两点.当 PF2 丄 x 轴时,直线y = 1 为△ PF1F2 的等线.
(1)求 E 的方程;
若 是四边形 AF1BF2 的等线,求四边形 AF1BF2 的面积;
设 ,点 G 的轨迹为曲线 Γ , 证明: Γ 在点 G 处的切线 n 为△ AF1F2 的等线.
25 .(2024•青羊区校级模拟) 已知双曲线 经过点P(4, 6) ,且离心率为 2.
(1)求 C 的方程;
(2)过点 P 作 y 轴的垂线,交直线 l : x =1 于点M ,交y 轴于点N .设点 A ,B 为双曲线 C 上的两个动点, 直线 PA , PB 的斜率分别为 k1 , k2 ,若 k1 + k2 = 2 ,求 .
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2025 年高考数学压轴训练 20
参考答案与试题解析
一.选择题(共 10 小题)
1 .(2024•海淀区校级三模)在平面直角坐标系 xOy 中,已知双曲线 的左、右焦 点分别为 F1 ,F2 ,A 为双曲线右支上一点,连接 AF1 交y 轴于点B .若△ ABF2 为等边三角形,则双曲线 C 的离心率为 ( )
A . B . C . D .
【答案】 C
【考点】双曲线的几何特征
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解
【分析】利用等边三角形的性质以及三角形全等,结合双曲线的几何性质,求出双曲线的离心率 e . 【解答】解: 由题意,因为△ ABF2 为等边三角形,
所以 | AF2 |=| BF2 |=| AB | , 上ABF2 = 上BAF2 = 上AF2 B = 60O ,
因为△F1BO 三 △ F2BO ,
所以 上BF1F2 = 30O , 上AF2F1 = 90O ,即 AF2 丄 F1F2 ,故点 ,
则 解得 .
故选: C .
【点评】本题考查双曲线的几何性质的运用,双曲线离心率的求法,考查了逻辑推理能力与化简运算能力,
6
属于中档题.
2 .(2024•新郑市校级一模)已知双曲线 的左、右顶点分别为 A1 ,A2 ,F 为 C 的 右焦点, C 的离心率为 2 ,若 P 为 C 右支上一点,满足 PF 丄 FA2 ,则 tan 上A1PA2 = ( )
A . B .1 C . D .2
【答案】 A
【考点】双曲线的几何特征
【专题】方程思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解
【分析】设点 P(x0 , y0 ) ,由 C 的离心率可得b 、 c 与 a 的关系,再由PF 丄 FA2 ,求得 x0 = c ,将P(c, y0 )
代入 C 的方程,得 然后分类利用三角公式求解.
【解答】解:设点 P(x0 , y0 ) ,
由 得 ,
PF 丄 FA2 , :x0 = c ,将P(c, y0 ) 代入 C 的方程得 得 ,
同理可得当 时, tan 上 .
故选: A .
【点评】本题考查双曲线的简单性质,考查运算求解能力,是中档题.
3 .(2024•浙江模拟)双曲线 的左、右焦点为 F1 , F2 ,直线l 过点F2 且平行于 C
的一条渐近线, l 交 C 于点 P ,若 则 C 的离心率为 ( )
A . B .2 C . D .3
【答案】 C
【考点】双曲线与平面向量
【专题】整体思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算
【分析】先求出直线l 的方程,联立直线与曲线方程,结合向量数量积的性质即可求解. 【解答】解: 由题意得, F1 (—c, 0) , F2 (c, 0) ,直线l 的方程为 ,
7
联立 与 可得 若 则 丄
所以 | OP |=| OF2 |=| OF1 |= c ,
所以 化简得, ,
所以 .
故选: C .
【点评】本题主要考查了直线与双曲线的位置关系及双曲线性质的应用,属于中档题.
4 .(2024•江西一模) 已知双曲线 的左、右焦点分别为 F1 、 F2 ,点M 为 F1 关于 渐近线的对称点.若 ,且△ MF1F2 的面积为 8 ,则 C 的方程为 ( )
A . B . C . D . 【答案】 C
【考点】双曲线的几何特征
【专题】转化思想;转化法;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算
【分析】根据双曲线的性质可知 |MF1 |= 2b ,| OA |= a ,由条件得 | MF2 |= b ,根据三角形中位线,可得b = 2a ,
再结合 S△△ 即可求解.
【解答】解:因为 F1 关于 C 的一条渐近线的对称点为M ,
令渐近线为 .即bx + ay = 0 , F1 (—c, 0) , 则 F1 到bx + ay = 0 的距离为 , 所以 |MF1 |= 2b ,又 | OF1 |= c .
所以 | OA |= a ,
因为 | MF1 |= 2 | MF2 | ,所以|MF2 |= b = 2a , 又因为△ MF1F2 的面积为 8,
因为 且 ,
8
所以 S△△ ,
所以 ,即 ab = 4 ,又b = 2a , 所以 a2 = 2 , b2 = 8 ,
所以双曲线方程为. 故选: C .
【点评】本题考查双曲线方程的应用,属于中档题.
5 .(2024•山西模拟)设直线 x — 3y + m = 0(m ≠ 0) 与双曲线 相交于 A , B 两点,若
线段 AB 中点的坐标是 (x0 , y0 ) ,且 x0 : y0 = 4 : 3 ,则 )
A . B . C . D .2
【答案】 D
【考点】双曲线的中点弦
【专题】综合法;数学运算;方程思想;圆锥曲线的定义、性质与方程
【分析】联立直线方程和双曲线的方程,运用韦达定理和中点坐标公式,化简整理所求值. 【解答】解:将 (x0 , y0 ) 代入直线 x — 3y + m = 0(m ≠ 0) 中,得x0 — 3y0 + m = 0 ,
联立 x0 : y0 = 4 : 3 ,解得 , , 设 A(x1 , y1 )B(x2 , y2 ) ,
联立 x — 3y + m = 0 和双曲线 b2x2 — a2y2 = a2b2 , 消去 x 得 (9b2 — a2 )y2 — 6b2 my + b2 (m2 — a2 ) = 0 ,
9
则△ = 36b4 m2 — 4b2 (9b2 — a2 )(m2 — a2 ) = 4a2b2 (9b2 + m2 — a2 ) > 0 , 因此
整理得 a2 = 4b2 ,则 a = 2b ,
所以 .
故选: D .
【点评】本题考查双曲线的方程、直线和双曲线的位置关系,考查方程思想和运算能力,属于中档题.
6 .(2024•辽宁模拟)已知定点 P(m, 0) ,动点 Q 在圆 O : x2 + y2 = 16 上,PQ 的垂直平分线交直线 OQ 于M 点,若动点M 的轨迹是双曲线,则m 的值可以是 ( )
A .2 B .3 C .4 D .5
【答案】 D
【考点】双曲线的性质
【专题】方程思想;定义法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑推理;数学运算
【分析】当 P 在圆内时, 由几何性质可得 | MP | + | MO |= 4 >| OP |=| m | ,此时点M 的轨迹是以 O , P 为焦 点的椭圆,当点 P 在圆上时,线段PQ 的中垂线交线段 OQ 于圆心 O ,当点 P 在圆外时,
| MP | — | MO |= 4 <| OP |=| m | ,此时点M 的轨迹是以 O , P 为焦点的双曲线的一支,从而得到答案. 【解答】解:当 P 在圆内,设PQ 与圆的另一交点为 N ,设点H 为弦 NQ 的中点,
则 OH 丄 PQ ,线段 PQ 的中点E 在线段 HQ 内, 则线段 PQ 的中垂线交线段 OQ 于点M ,如图 1,
连接MP ,则 | QM |=| MP | ,
所以 | MP | + | MO |=| MQ | + | MO |=| OQ |= 4 , 则 | MP | + | MO |= 4 >| OP |=| m | ,
此时M 的轨迹是以 O , P 为焦点的椭圆,
当点 P 在圆上时,线段 PQ 的中垂线交线段 OQ 于圆心 O , 当点 P 在圆外时,设 PQ 与圆的另一交点为 N ,
设点 H 为弦 NQ 的中点,则 OH 丄 PQ ,线段PQ 的中点 E 在线段 HP 内, 则线段 PQ 的中垂线交线段 QO 的延长线于点M ,如图 2,
连接MP ,则 | QM |=| MP | ,
所以 | MP | — | MO |=| MQ | — | MO |=| OQ |= 4 ,
10
则 | MP | - | MO |= 4 <| OP |=| m | ,
此时点M 的轨迹是以O , P 为焦点的双曲线的一支,
同理当 Q 在圆上运动时,还会得到| MO | - | MP |= 4 <| OP |=| m | , 所以动点M 的轨迹是双曲线,则点 P 在圆外,所以 | m |> r = 4 . 综上可得, | m |> 4 .
故选: D .
【点评】本题考查了动点轨迹方程的求解,椭圆与双曲线定义的应用,求解动点轨迹的常见方法有:直接 法、定义法、代入法、消元法、交轨法等,属于中档题.
7 .(2024•大武口区校级四模)双曲线 的左、右焦点分别为 F1 、 F2 .过F2 作其中一条 渐近线的垂线,垂足为 P .已知PF2 = 2 ,直线PF1 的斜率为 ,则双曲线的方程为 ( )
A . B . C . D . 【答案】 D
【考点】双曲线的几何特征
【专题】圆锥曲线的定义、性质与方程;方程思想;综合法;数学运算
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【分析】根据对称性,不妨设双曲线的其中一条渐近线方程为 ,则过 F2 (c, 0) 且垂直渐近线 的
直线方程为 联立两直线方程求出 ,再根据题意建立方程,即可求解.
【解答】解:根据对称性,不妨设双曲线的其中一条渐近线方程为 ,
则过 F2 (c, 0) 且垂直渐近线 的直线方程为 , 联立 可得 ,
又
又b = 2 ,
: 双曲线的方程为. 故选: D .
【点评】本题考查双曲线的几何性质,方程思想,属中档题.
8 .(2024•天津模拟)如图,已知双曲线 的左、右焦点分别为F1 , F2 ,过 F1 的直线 与 C 分别在第一、二象限交于 A ,B 两点,ΔABF2 内切圆半径为 r ,若 | BF1 |= r = a ,则 C 的离心率为 ( )
A . B . C . D . 【答案】 D
【考点】双曲线的几何特征
【专题】数学运算;方程思想;圆锥曲线的定义、性质与方程;综合法
【分析】根据双曲线定义和几何性质,结合圆的切线长定理与余弦定理即可求解. 【解答】解:如图,
12
设 | AB |= x ,内切圆圆心为I ,内切圆在 BF2 , AF2 , AB 上的切点分别为U , V , W ,
则 | BU |=| BW | , | AV |=| AW | , | F2 U |=| F2 V | ,
由 | BF1 |= a 及双曲线的定义可知,
故四边形 IUF2 V 是正方形,
得 AF2 丄 BF2 ,于是| BF2 |2 + | AF2 |2 =| AB |2 ,
故 x2 = 9a2 + (x — a)2 ,得 x = 5a ,
于是 cos 上 在△F1BF2 中, 由余弦定理可得:
从而 .
故选: D .
【点评】本题考查双曲线的几何性质,考查直线与圆位置关系的应用,考查运算求解能力,是中档题.
9.(2024•岳麓区校级模拟)已知 F1 ,F2 是椭圆和双曲线的公共焦点,P 是它们的一个公共点,且 上 ,
若椭圆的离心率为 e1 ,双曲线的离心率为 e2 ,则 的最小值是 ( )
A . B . C . D . 【答案】 A
【考点】双曲线的几何特征
【专题】数学运算;不等式;整体思想;圆锥曲线的定义、性质与方程;综合法 【分析】 由椭圆与双曲线的定义,结合基本不等式的应用求解.
【解答】解:如图,设椭圆的长半轴长为 a1 ,双曲线的实半轴长为 a2 ,
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则根据椭圆及双曲线的定义得: | PF1 | + | PF2 |= 2a1 , | PF1 | - | PF2 |= 2a2 , :| PF1 |= a1 + a2 , | PF2 |= a1 - a2 ,
则在△ PF1F2 中, 由余弦定理得
化简得 a1(2) + 3a2(2) = 4c2 ,
即 ,
当且仅当 即 时等号成立, 故选: A .
【点评】本题考查了椭圆与双曲线的定义,重点考查了基本不等式的应用,属中档题.
10 .(2024•临渭区校级模拟) 已知直线 y = x + 1 与双曲线 的两条渐近线交于 A , B 两点,且点 A 在第一象限. O 为坐标原点,若 | OA |= 2 | OB | ,则双曲线 C 的离心率为 ( )
A . B . C .2 D .5
【答案】 B
【考点】双曲线的几何特征
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【专题】综合法;计算题;转化思想;圆锥曲线的定义、性质与方程;数学运算
【分析】根据给定的双曲线方程求出渐近线方程,再与直线方程联立求出点 A ,B 的坐标,然后列式求出 a , b 的关系即可.
【解答】解:双曲线 的渐近线方程为bx - ay = 0 和bx + ay = 0 , 显然直线 y = x + 1与直线bx - ay = 0 交点在第一象限,则有 即b > a ,
由 解得 即点 ,
由 解得 即点 而 | OA |= 2 | OB | , 即 整理得b = 3a ,
所以双曲线 C 的离心率 .
故选: B .
【点评】本题考查双曲线的简单性质的应用,离心率的求法,是中档题.
二.多选题(共 4 小题)
11 .(2024•屯溪区校级模拟) 已知F1 , F2 分别为双曲线 的左、右焦点,过 F2 的 直线 l 与圆 O : x2 + y2 = a2 相切于点M , l 与第二象限内的渐近线交于点 Q ,则 ( )
A .双曲线 C 的离心率
B .若 | OF2 |:|MF2 |=| OQ |:| QM | ,则 C 的渐近线方程为
则 C 的渐近线方程为
D .若 | QF2 |= 4 | MF2 | ,则 C 的渐近线方程为 y = ±2x
【答案】 AC
【考点】求双曲线的离心率;双曲线的几何特征;求双曲线的渐近线方程
【专题】数学运算;综合法;计算题;转化思想;圆锥曲线的定义、性质与方程
利用 tan 上 可得 ,与渐近线斜率相比较即可构造不等式求得离心率 e ,知 A 正 确;根据斜率关系可知直线 OM 为双曲线 C 的一条渐近线,利用 cos 上QOF2 可构造方程求得B 正确;分别
15
利用 cos 上MOF1 和 cos 上QOF 可构造方程求得 CD 正误.
【解答】解:对于 A , : OM 丄 MF2 , | OF2 |= c , | OM |= a , , tan 上 , ,
又l 与第二象限内的渐近线交于点 Q ,
即 正确;
对于 B , 由 A 知 又 OM 丄 , : 直线 OM 即为双 曲线 C 的一条渐近线, | OF2 | - | MF2 |=| OQ |:| QM | ,
:| OQ |:| QM |= c : b ,又| OQ |2 - | QM |2 = a2 , :| OQ |= c , | QM |= b , cos 上 tan 上 ,
整理可得: c2 - 2b2 = c2 - 2(c2 - a2 ) = -ac ,即 c2 - ac - 2a2 = 0 , :e2 - e - 2 = (e - 2)(e +1) = 0 ,
: e = 2 ,即 解得: , : C 的渐近线方程为 错误; 对于 上
: cos 上 整理可得: c2 - 5a2 = -2a2 ,
即 c2 = a2 + b2 = 3a2 , b2 = 2a2 , , : C 的渐近线方程为 正确;
对于 D , :| QF2 |= 4 |MF2 |= 4b , :| QM |= 3b , :
16
整理可得: (a2 — 3b2 )2 = a2 (a2 + 9b2 ) ,
即 , : C 的渐近线方程为 错误. 故选: AC .
【点评】本题考查双曲线离心率、渐近线的求解问题,解题关键是能够利用余弦定理和渐近线斜率构造关 于 a , b , c 的方程,进而求得双曲线的离心率和渐近线方程.是中档题.
12.(2024•安徽模拟)已知双曲线 ,过原点的直线 AC ,BD 分别交双曲线于 A ,C 和B ,D 四 点 (A , B , C , D 四点逆时针排列),且两直线斜率之积为 ,则下列结论正确的是 ( )
A .四边形 ABCD 一定是平行四边形
B .四边形 ABCD 可能为菱形
C . AB 的中点可能为 (2, 2)
D . tan 上AOB 的值可能为
【答案】 AD
【考点】直线与双曲线的位置关系及公共点个数
【专题】数学运算;综合法;方程思想;圆锥曲线的定义、性质与方程
【分析】运用双曲线的方程和性质,结合直线的斜率公式、点差法和对勾函数的性质,对选项分析可得结 论.
【解答】解: 由双曲线的中心对称性可知, A , B 分别关于原点与 C , D 对称, 故 OA = OC , OB = OD ,所以四边形 ABCD 一定是平行四边形,
而直线 AC , BD 斜率之积为 ,则 AC 与 BD 不垂直, 所以四边形 ABCD 不可能为菱形, A 正确, B 错;
设 ,则 , 两式作差得
将 x1 + x2 = 4 , y1 + y2 = 4 代入,
求得 3(x1 — x2 ) — (y1 — y2 ) = 0 ,故 AB 的方程为 y = 3x — 4 ,将其与双曲线联立,
解得 此时 故 C 错误;
17
当点 A 位于第四象限,点 B 位于第一象限,
由直线的夹角公式和对勾函数的单调性,可得tan 上AOB 的取值范围为 ,
当点 A 位于第一象限,点 B 位于第二象限,设直线 OA 的斜率为 k ,则直线 OB 的斜率为 , 由 可得 ,
又因为 tan 上 可得 tan 上AOB 的取值范围为 ,
综上tan 上AOB 的取值范围为 正确.
故选: AD .
【点评】本题考查双曲线的方程和性质,以及直线和双曲线的位置关系,考查方程思想和运算能力,属于 中档题.
13 .(2024•新县校级模拟)双曲线 左、右顶点分别为 A , B , O 为坐标原点, 如图,已知动直线l 与双曲线 C 左、右两支分别交于 P , Q 两点,与其两条渐近线分别交于 R , S 两点, 则下列命题正确的是 ( )
A .存在直线l ,使得 AP / /OR
B . l 在运动的过程中,始终有 | PR |=| SQ |
C .若直线l 的方程为 y = kx + 2 ,存在k ,使得 SΔORB 取到最大值
D .若直线 l 的方程为 , R--S = 2S(-) ,则双曲线 C 的离心率为
【答案】 BD
【考点】双曲线的几何特征
【专题】圆锥曲线的定义、性质与方程;整体思想;计算题;综合法;数学运算
【分析】根据与渐近线平行的直线不可能与双曲线有两个交点可对 A 项判断;设直线 l : y = kx + t 分别与双
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曲线联立,渐近线联立,分别求出P ,Q 和R ,S 坐标,从而可对 B 、C 项判断;根据 RS = 2SB ,求出 ,
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从而可对 D 项判断.
【解答】解:对于 A 项:与渐近线平行的直线不可能与双曲线有两个交点,故 A 项错误;
对于 B 项:设直线 l : y = kx + t ,与双曲线联立 ,得: (b2 - a2k2 )x2 - 2a2ktx - (a2t2 + a2b2 ) = 0 , 设P(x1 , y1 ) , Q(x2 , y2 ) ,由根与系数关系得
所以线段 PQ 中点
将直线 l : y = kx + t 与渐近线联立得点 S 坐标为
将直线 l : y = kx + t 与渐近线x 联立得点 R 坐标为 所以线段 RS 中点
所以线段 PQ 与线段 RS 的中点重合,所以 故 B 项正确;
对于 C 项: 由 B 项可得
因为 | OB | 为定值,当k 越来越接近渐近线 的斜率 时, 趋向于无穷, 所以 SΔORB 会趋向于无穷,不可能有最大值,故 C 项错误;
对于 D 项:联立直线 l 与渐近线 解得 , 联立直线 l 与渐近线 解得
由题可知, RS = 2SB ,
-- --→
所以 yS - yR = 2(yB - yS ) ,即 3yS = yR + 2yB ,
解得 所以 故D 项正确.
故选: BD .
【点评】本题考查了双曲线的性质,属于难题.
14 .(2024•灌云县校级模拟)双曲线具有如下光学性质:如图F1 ,F2 是双曲线的左、右焦点,从右焦点F2
发出的光线 m 交双曲线右支于点P ,经双曲线反射后,反射光线 n 的反向延长线过左焦点F1 .若双曲线 C 的方程为 则
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A .双曲线的焦点F2 到渐近线的距离为
B .若 m 丄 n ,则 | PF1 || PF2 |= 42
C .当 n 过点 Q(3, 6) 时,光线由F2 → P → Q 所经过的路程为 8
D .反射光线 n 所在直线的斜率为 k ,则 【答案】 ABD
【考点】双曲线的几何特征
【专题】圆锥曲线的定义、性质与方程;转化思想;数学运算;转化法
【分析】对于 A ,求出双曲线的渐近线方程,由点到直线的距离公式即可判断; 对于 B ,判断出 上F1PF2 = 90O ,由定义和勾股定理联立方程组即可求得;
对于 C ,利用双曲线的定义直接求得;
对于 D ,先求出双曲线的渐近线方程, 由 P 在双曲线右支上,即可得到 n 所在直线的斜率的范围; 【解答】解:对于 A ,由双曲线 C 的方程为知双曲线的渐近线方程为 ,
焦点 F2 (5, 0) 到直线 的距离为 故 A 正确;
对于 B ,若 m 丄 n , 则 上F1PF2 = 90O ,
因为 P 在双曲线右支上,
所以 | F1P | - | F2 P |= 4 ,由勾股定理得: | F1P |2 + | F2P |2 =| F1F2 |2 ,
二者联立解得 故 B 正确;
对 于 C , 光 由 F2 → P → Q 所 经 过 的 路 程 为
| F2
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