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课时提升作业(五十二)
一、选择题
1.(2021·长沙模拟)已知双曲线(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=x,则双曲线的离心率为( )
(A) (B) (C) (D)
2.双曲线 (n>1)的左、右两个焦点为F1,F2,P在双曲线上,且满足|PF1|+|PF2|=,则△PF1F2的面积为( )
(A) (B)1 (C)2 (D)4
3.(2021·佛山模拟)已知双曲线mx2-ny2=1(m>0,n>0)的离心率为2,则椭圆mx2+ny2=1的离心率为( )
(A) (B) (C) (D)
4.(2021·东莞模拟)已知双曲线(a>0,b>0)的一条渐近线方程是y=x,它的一个焦点在抛物线y2=24x的准线上,则双曲线的方程为( )
(A) (B)
(C) (D)
5.(2021·中山模拟)设双曲线的一个焦点为F,虚轴的一个端点为B,假如直线FB与该双曲线的一条渐近线垂直,那么此双曲线的离心率为( )
(A) (B) (C) (D)
6.(2022·浙江高考)如图,中心均为原点O的双曲线与椭圆有公共焦点,M,N是双曲线的两顶点,若M,O,N将椭圆长轴四等分,则双曲线与椭圆的离心率的比值是( )
(A)3 (B)2 (C) (D)
7.已知双曲线 (a>0,b>0)的一个顶点与抛物线y2=20x的焦点重合,该双曲线的离心率为,则该双曲线的渐近线斜率为( )
(A)±2 (B)± (C)± (D)±
8.(力气挑战题)设F1,F2分别是双曲线的左、右焦点,P在双曲线上,当△F1PF2的面积为2时,的值为( )
(A)2 (B)3 (C)4 (D)6
二、填空题
9.(2021·湛江模拟)若抛物线y=x2在点(1,1)处的切线与双曲线的一条渐近线垂直,则双曲线的离心率等于_________.
10.以下四个关于圆锥曲线的命题中:①设A,B为两个定点,k为非零常数,若|PA|-|PB|=k,则动点P的轨迹为双曲线;②过定圆C上确定点A作圆的动弦AB,O为坐标原点,若则动点P的轨迹为椭圆;③方程2x2-5x+2=0的两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率;④双曲线与椭圆有相同的焦点.
其中真命题的序号为_________(写出全部真命题的序号).
11.(力气挑战题)过双曲线的右焦点F作实轴所在直线的垂线,交双曲线于A,B两点,设双曲线的左顶点为M,若点M在以AB为直径的圆的内部,则此双曲线的离心率e的取值范围为___________.
三、解答题
12.(2021·肇庆模拟)已知双曲线的中心在原点,焦点F1,F2在坐标轴上,离心率为2,且过点P(4,-).
(1)求双曲线的方程.
(2)若点M(3,m)在双曲线上,求证:=0.
(3)求△F1MF2的面积.
13.(力气挑战题)已知椭圆的左、右两个顶点分别为A,B,曲线C是以A,B两点为顶点,离心率为的双曲线.设点P在第一象限且在曲线C上,直线AP与椭圆相交于另一点T.
(1)求曲线C的方程.
(2)设点P,T的横坐标分别为x1,x2,
证明:x1·x2=1.
(3)设△TAB与△POB(其中O为坐标原点)的面积分别为S1与S2,且≤15,求S12-S22的取值范围.
14.设圆C与两圆(x+)2+y2=4,(x-)2+y2=4中的一个内切,另外一个外切.
(1)求圆C的圆心轨迹L的方程.
(2)已知点M(,),F(,0),且P为L上动点,求||MP|-|FP||的最大值及此时点P的坐标.
答案解析
1.【解析】选A.由已知得即3b=4a,
∴9b2=16a2⇒9(c2-a2)=16a2⇒,
∴
2.【解析】选B.不妨设点P在双曲线的右支上,则
|PF1|-|PF2|=2,又|PF1|+|PF2|=2,
∴|PF1|=+,|PF2|=-,
又c=,
∴|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2,
∴∠F1PF2=90°,
∴=|PF1||PF2|=1.
3.【解析】选B.由已知双曲线的离心率为2,得:
解得:m=3n,又m>0,n>0,
∴m>n,即,
故由椭圆mx2+ny2=1得
∴所求椭圆的离心率为:
【误区警示】本题极易造成误选而失分,根本缘由是由于将椭圆mx2+ny2=1焦点所在位置弄错,从而把a求错而造成.
4.【解析】选B.由题意可知
解得
所以双曲线的方程为
5.【解析】选D.由于焦点在x轴上与焦点在y轴上的离心率一样,所以不妨设双曲线方程为(a>0,b>0),则双曲线的渐近线的斜率k=±,一个焦点坐标为F(c,0),一个虚轴的端点为B(0,b),所以kFB=-,又由于直线FB与双曲线的一条渐近线垂直,所以(k=-明显不符合),
即b2=ac,c2-a2=ac,所以,c2-a2-ac=0,
即e2-e-1=0,解得e=(负值舍去).
【变式备选】双曲线 (a>0,b>0)的离心率为2,则的最小值
为( )
(A) (B) (C)2 (D)1
【解析】选A.由于双曲线的离心率为2,所以=2,
即c=2a,c2=4a2;
又由于c2=a2+b2,
所以a2+b2=4a2,即b=a,
因此当且仅当a=,即a=时等号成立.
故的最小值为.
6.【解析】选B.设双曲线的方程为 (a1>0,b1>0),椭圆的方程为 (a2>0,b2>0),
由于M,O,N将椭圆长轴四等分,
所以a2=2a1,又e1=,e2=,
所以
7.【解析】选C.由抛物线y2=20x的焦点坐标为(5,0),可得双曲线的一个顶点坐标为(5,0),
即得a=5,又由 解得c=.
则b2=c2-a2=,即b=,由此可得双曲线的渐近线的斜率为
8.【解析】选B.设点P(x0,y0),依题意得,
|F1F2|==4,
,∴|y0|=1,
又∴x02=3(y02+1)=6,
∴=(-2-x0,-y0)·(2-x0,-y0)
=x02+y02-4=3.
9.【解析】由于y′=2x,所以在点(1,1)处的切线斜率为k=2×1=2,
又双曲线的一条渐近线y=-x与其垂直.
所以,(-)×2=-1,得a=2b,
∴离心率
答案:
10.【解析】①错误,当k>0且k<|AB|时,表示以A,B为焦点的双曲线的一支;当k>0且k=|AB|时,表示一条射线;当k>0且k>|AB|时,不表示任何图形;当k<0时,同上.②错误,P是AB中点,且P到圆心与A的距离的平方和为定值.故P的轨迹应为圆.③方程两根为和2,可以作为椭圆和双曲线的离心率,故正确.④由标准方程易求双曲线和椭圆的焦点坐标都为(±,0),故正确.
答案:③④
11.【思路点拨】设出双曲线方程,表示出点F,A,B的坐标,由点M在圆内部列不等式求解.
【解析】设双曲线的方程为 (a>0,b>0),右焦点F坐标为F(c,0),设A(c,),B(c,- ),
所以以AB为直径的圆的方程为
又点M(-a,0)在圆的内部, 所以有(-a-c)2+0<,
即⇒e2-e-2>0(e=),解得:e>2或e<-1.
又e>1,∴e>2.
答案:(2,+∞)
12.【解析】(1)∵e=,
∴可设双曲线方程为x2-y2=λ(λ≠0).
∵过点P(4,-),∴16-10=λ,即λ=6.
∴双曲线方程为x2-y2=6.
(2)方法一:由(1)可知,双曲线中a=b=,
∴c=,∴F1(-,0),F2(,0).
∴
∵点M(3,m)在双曲线上,
∴9-m2=6,m2=3.
故∴MF1⊥MF2.
∴=0.
方法二:∵
∴=-3+m2.
∵M(3,m)在双曲线上,
∴9-m2=6,即m2-3=0.
∴=0.
(3)△F1MF2的底|F1F2|=,
△F1MF2的边F1F2上的高h=|m|=,
∴=6.
13.【解析】(1)依题意可得A(-1,0),B(1,0).
设双曲线C的方程为(b>0),
由于双曲线的离心率为5,
所以,即b=2.
所以双曲线C的方程为
(2)设点P(x1,y1),T(x2,y2)(xi>0,yi>0,i=1,2),直线AP的斜率为k(k>0),
则直线AP的方程为y=k(x+1),
联立方程组
整理,得(4+k2)x2+2k2x+k2-4=0,
解得x=-1或x=,所以x2=
同理可得,x1=,
所以x1·x2=1.
(3)设点P(x1,y1),T(x2,y2)(xi>0,yi>0,i=1,2),
则=(-1-x1,-y1),=(1-x1,-y1),
由于≤15,所以(-1-x1)(1-x1)+y12≤15,即x12+y12≤16,
由于点P在双曲线上,则
所以x12+4x12-4≤16,即x12≤4.
由于点P是双曲线在第一象限内的一点,
所以1<x1≤2.
由于,
,
所以
=5-x12-4x22.
由(2)知,x1·x2=1,即x2=.
设t=x12,则1<t≤4,
设f(t)=5-t-,
则
当1<t<2时,f′(t)>0,当2<t≤4时,f′(t)<0,
所以函数f(t)在(1,2)上单调递增,在(2,4]上单调递减.
由于f(2)=1,f(1)=f(4)=0,
所以当t=4,即x1=2时,(S12-S22)min=f(4)=0,
当t=2,即时,(S12-S22)max=f(2)=1.
所以S12-S22的取值范围为[0,1].
14.【解析】(1)两圆半径都为2,设圆C的半径为R,由已知得两圆心分别为F1(-,0),F2(,0).
由题意得R=|CF1|-2=|CF2|+2或R=|CF2|-2=|CF1|+2,
∴||CF1|-|CF2||=4<2=|F1F2|,可知圆心C的轨迹是以F1,F2为焦点的双曲线,
设方程为 (a>0,b>0),
则2a=4,a=2,c=,b2=c2-a2=1,b=1,
所以轨迹L的方程为
(2)∵||MP|-|FP||≤|MF|=2,
当且仅当 (λ>0)时取“=”,
由kMF=-2知直线lMF:y=-2(x-),
联立并整理得15x2-32x+84=0,
解得x=或x=(舍去),
此时P(,-).
所以||MP|-|FP||的最大值为2,此时点P的坐标为(,-).
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