资源描述
【全程复习方略】(广西专用)2013版高中数学 8.2双 曲 线课时提能训练 文 新人教版
一、选择题(每小题6分,共36分)
1.双曲线方程为x2-2y2=1,则它的右焦点坐标为( )
(A)(,0) (B)(,0) (C)(,0) (D)(,0)
2.(2012·玉林模拟)“ab<0”是“方程ax2+by2=c表示双曲线”的( )
(A)必要而不充分条件
(B)充分而不必要条件
(C)充要条件
(D)既不充分也不必要条件
3.(预测题)设双曲线的一个焦点为F,虚轴的一个端点为B,如果直线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)
4.已知双曲线-=1(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)-=1 (B)-=1
(C)-=1 (D)-=1
5.(易错题)设双曲线-=1(b>a>0) 的半焦距为c,直线l在横纵坐标轴上的截距分别为实半轴、虚半轴的长,已知原点到直线l的距离为c,则双曲线的离心率为( )
(A)2 (B)
(C) (D)2或
6.设F1、F2分别为双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右焦点.若在双曲线右支上存在点P,满足|PF2|=|F1F2|,且F2到直线PF1的距离等于双曲线的实轴长,则该双曲线的渐近线方程为( )
(A)3x±4y=0 (B)3x±5y=0
(C)4x±3y=0 (D)5x±4y=0
二、填空题(每小题6分,共18分)
7.(2012·防城港模拟)已知双曲线-=1的一个焦点与抛物线y2=4x的焦点重合,且该双曲线的离心率为,则该双曲线的渐近线方程为 .
8.P为双曲线x2-=1右支上一点,M、N分别是圆(x+4)2+y2=4和(x-4)2+y2=1上的点,则|PM|-|PN|的最大值为 .
9.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0).若双曲线上存在一点P使=,则该双曲线的离心率的取值范围是 .
三、解答题(每小题15分,共30分)
10.已知动圆M与圆C1:(x+4)2+y2=2外切,与圆C2:(x-4)2+y2=2内切,求动圆圆心M的轨迹方程.
11.点P是以F1,F2为焦点的双曲线E:-=1(a>0,b>0)上的一点,已知PF1⊥PF2,|PF1|=2|PF2|,O为坐标原点.
(1)求双曲线的离心率e;
(2)过点P作直线分别与双曲线两渐近线相交于P1,P2两点,且·=-,2+=0,求双曲线E的方程.
【探究创新】
(16分)某飞船返回仓顺利返回地球后,为了及时救出航天员,地面指挥中心在返回仓预计到达的区域内安排了三个救援中心(如图1分别记为A,B,C),B地在A地正东方向上,两地相距6 km; C地在B地北偏东30°方向上,两地相距4 km,假设P为航天员着陆点,某一时刻A救援中心接到从P点发出的求救信号,经过4 s后,B、C两个救援中心也同时接收到这一信号,已知该信号的传播速度为1 km/s.
(1)求A、C两地救援中心的距离;
(2)求P相对A的方向角;
(3)试分析信号分别从P点处和P点的正上方Q点(如图2,返回仓经Q点垂直落至P点)处发出时,A、B两个救援中心收到信号的时间差的变化情况(变大还是变小),并证明你的结论.
答案解析
1.【解析】选C.∵双曲线方程为x2-=1,
∴a=1,b=,∴c===,
∴它的右焦点坐标为(,0),故C正确.
2.【解析】选A.若ax2+by2=c表示双曲线,即:+=1表示双曲线,则<0即ab<0,是必要条件,然而若ab<0,c可以等于0,即“ab<0”不是充分条件.
3.【解析】选D.因为焦点在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-=1(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=-,又因为直线FB与双曲线的一条渐近线垂直,所以k·kFB=(-)=-1(-显然不符合),
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-=1(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.因为双曲线的离心率为2,所以=2,
即c=2a,c2=4a2;
又因为c2=a2+b2,
所以a2+b2=4a2,即b=a,
因此==a+≥2=,当且仅当a=时等号成立.
即的最小值为.
4.【解析】选B.因为抛物线y2=24x的准线方程为x=-6,
则由题意知,点F(-6,0)是双曲线的左焦点,
所以a2+b2=c2=36,
又双曲线的一条渐近线方程是y=x,
所以=,解得a2=9,b2=27,
所以双曲线的方程为-=1,故选B.
5.【解析】选A.由题意得直线l的方程为+=1,
∴原点到l的距离d==c.
又∵c2=a2+b2,∴ab=c2,
∴=,
∴4=e2.
∴3e4-16e2+16=0.
解得e=2或e=.
∵0<a<b,∴e=>,
∴e=2.
【误区警示】本题易出现选D的情况,原因是求出离心率后,就认为已结束,而忽略了0<a<b这一条件.
6.【解析】选C.设PF1的中点为M,因为|PF2|=|F1F2|,
所以F2M⊥PF1,因为|F2M|=2a,
在直角三角形F1F2M中,
|F1M|==2b,
故|PF1|=4b,
根据双曲线的定义得
4b-2c=2a,即2b-c=a,
因为c2=a2+b2,所以(2b-a)2=a2+b2,
即3b2-4ab=0,即3b=4a,
故双曲线的渐近线方程是y=±x,
即4x±3y=0.
【变式备选】F1,F2是双曲线C:-=1(a>0,b>0)的两个焦点,P是C上一点,且△F1PF2是等腰直角三角形,则双曲线C的离心率为( )
(A)1+ (B)2+ (C)3- (D)3+
【解析】选A.设双曲线C的焦距为2c,依题设不妨令|F1F2|=|PF2|,
即2c=,∴2c=,
即2ac=c2-a2,
∴e2-2e-1=0,
∴e==1±,
又∵e>1,
∴e=1+.
7.【解析】∵y2=4x的焦点为F(1,0),
∴c=1,又∵=,
∴a=,又∵c2=a2+b2,
∴b2=,∴双曲线方程为:5x2-y2=1,
∴渐近线方程为:y=±2x.
答案:y=±2x
8.【解析】双曲线的两个焦点F1(-4,0)、F2(4,0)分别为两个圆的圆心,两圆的半径分别为r1=2,r2=1.
由题意得
|PM|max=|PF1|+2,|PN|min=|PF2|-1,故|PM|-|PN|的最大值为(|PF1|+2)-(|PF2|-1)
=|PF1|-|PF2|+3=5.
答案:5
【方法技巧】圆锥曲线上的点到定点距离的和、差的最值的求法
一般不用选变量建立目标函数的方法求解,而是利用该点适合圆锥曲线的定义,将所求转化为与焦点的距离有关的最值问题,再利用数形结合法求解.
9.【解析】方法一:因为在△PF1F2中,由正弦定理得
=,则由已知得=,
即a·|PF1|=c·|PF2|,且知点P在双曲线的右支上(不包含顶点),设点P(x0,y0)(y0≠0),则由焦半径公式,得|PF1|=a+ex0,|PF2|=ex0-a,
则a(a+ex0)=c(ex0-a),
解得x0==,
由双曲线的几何性质知x0>a,
即>a,整理得e2-2e-1<0.
解得-+1<e<+1,又e∈(1,+∞),
故双曲线的离心率e∈(1,+1).
方法二:由方法一知|PF1|=|PF2|,且知点P在双曲线的右支上(不包含顶点),由双曲线的定义知|PF1|-|PF2|=2a,则|PF2|-|PF2|=2a,
即|PF2|=,由双曲线的几何性质知
|PF2|>c-a,则>c-a,即c2-2ac-a2<0,
所以e2-2e-1<0.以下同方法一.
答案:(1,+1)
10.【解析】设动圆M的半径为r,则由已知
|MC1|=r+,|MC2|=r-,
∴|MC1|-|MC2|=2.
又C1(-4,0),C2(4,0),∴|C1C2|=8,∴2<|C1C2|.
根据双曲线定义知,点M的轨迹是以C1(-4,0)、C2(4,0)为焦点的双曲线的右支.
∴a=,c=4,∴b2=c2-a2=14.
∴点M的轨迹方程是-=1(x≥).
11.【解析】(1)∵|PF1|=2|PF2|,|PF1|-|PF2|=2a,
∴|PF1|=4a,|PF2|=2a.
∵PF1⊥PF2,∴(4a)2+(2a)2=(2c)2,即5a2=c2,
∴e=.
(2)由(1)知双曲线的方程可设为-=1,渐近线方程为y=±2x.
设P1(x1,2x1),P2(x2,-2x2),P(x,y),
∵·=-3x1x2=- ⇒x1x2=,
∵2+=0⇒
∵点P在双曲线上,
∴ - =1,
化简得x1x2=,
∴=⇒a2=2,
∴双曲线方程为-=1.
【探究创新】
【解析】(1)以AB的中点为坐标原点,AB所在直线为x轴建立平面直角坐标系,则
A(-3,0),B(3,0),C(5,2),
则|AC|==2(km),
即A、C两个救援中心的距离为2 km.
(2)∵|PC|=|PB|,所以P在BC线段的垂直平分线上.
又∵|PB|-|PA|=4,所以P在以A、B为焦点的双曲线的左支上,且|AB|=6,
∴双曲线方程为-=1(x<-2).
BC的垂直平分线的方程为x+y-7=0,联立两方程解得: x=-8.
∴P(-8,5),∴kPA=tan∠PAB=-,
∴∠PAB=120°,
所以P点在A点的北偏西30°方向上.
(3)如图,设
|PQ|=h,|PB|=x,|PA|=y,
∵|QB|-|QA|
=-
=
=(x-y)·,
又∵<1,
∴|QB| -|QA|<|PB|-|PA|,
∴-<-.
即信号从P点的正上方Q点处发出时A、B收到信号的时间差比信号从P点处发出时A、B收到信号的时间差变小.
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