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  • 高中数学选修1-1学业分层测评10 双曲线的简单几何性质 Word版含解析

    2021-06-26 高一上册数学人教版

    学业分层测评
    (建议用时:45分钟)
    [学业达标]
    一、选择题
    1.双曲线-=1的渐近线方程是(  )
    A.4x±3y=0       B.16x±9y=0
    C.3x±4y=0 D.9x±16y=0
    【解析】 由题意知,双曲线焦点在x轴上,且a=3,b=4,∴渐近线方程为y=±x,即4x±3y=0.
    【答案】 A
    2.中心在原点,实轴在x轴上,一个焦点在直线3x-4y+12=0上的等轴双曲线方程是(  )
    A.x2-y2=8 B.x2-y2=4
    C.y2-x2=8 D.y2-x2=4
    【解析】 令y=0,得x=-4,
    ∴等轴双曲线的一个焦点坐标为(-4,0),
    ∴c=4,a2=b2=c2=×16=8,故选A.
    【答案】 A
    3.设双曲线-=1(a>0,b>0)的虚轴长为2,焦距为2,则双曲线的渐近线方程为(  )
    A.y=±x B.y=±2x
    C.y=±x D.y=±x
    【解析】 由已知,得b=1,c=,a==.
    因为双曲线的焦点在x轴上,
    所以渐近线方程为y=±x=±x.
    【答案】 C
    4.(2014·全国卷Ⅰ)已知双曲线-=1(a>0)的离心率为2,则a=(  )
    A.2 B.
    C. D.1
    【解析】 由题意得e==2,∴=2a,
    ∴a2+3=4a2,∴a2=1,∴a=1.
    【答案】 D
    5.与曲线+=1共焦点,且与曲线-=1共渐近线的双曲线的方程为(  )
    A.-=1 B.-=1
    C.-=1 D.-=1
    【解析】 根据椭圆方程可知焦点为(0,-5),(0,5).设所求双曲线方程为-=λ(λ<0),即-=1.
    由-64λ+(-36λ)=25,得λ=-.
    故所求双曲线的方程为-=1.
    【答案】 A
    二、填空题
    6.已知双曲线的顶点到渐近线的距离为2,焦点到渐近线的距离为6,则该双曲线的离心率为________.
    【解析】 由三角形相似或平行线分线段成比例定理得=,∴=3,即e=3.
    【答案】 3
    7.直线x-y+=0被双曲线x2-y2=1截得的弦AB的长是________.
    【解析】 联立消去y,得x2+3x+2=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=-3,x1x2=2,
    ∴|AB|=·=2.
    【答案】 2
    8.若直线x=2与双曲线x2-=1(b>0)的两条渐近线分别交于点A,B,且△AOB的面积为8,则焦距为________.
    【导学号:26160051】
    【解析】 由双曲线为x2-=1得渐近线为y=±bx,则交点A(2,2b),B(2,-2b).
    ∵S△AOB=×2×4b=8,∴b=2.
    又a2=1,∴c2=a2+b2=5.
    ∴焦距2c=2.
    【答案】 2
    三、解答题
    9.已知双曲线C的方程为-=1(a>0,b>0),离心率e=,顶点到渐近线的距离为,求双曲线C的方程.
    【解】 依题意,双曲线的焦点在y轴上,顶点坐标为(0,a),渐近线方程为y=±x,即ax±by=0,
    所以==.
    又e==,
    所以b=1,即c2-a2=1,2-a2=1,
    解得a2=4,故双曲线方程为-x2=1.
    10.双曲线-=1(a>0,b>0)的两个焦点为F1,F2,若双曲线上存在点P,使|PF1|=2|PF2|,试确定双曲线离心率的取值范围.
    【解】 由题意知在双曲线上存在一点P,使得|PF1|=2|PF2|,如图所示.
    又∵|PF1|-|PF2|=2a,
    ∴|PF2|=2a,即在双曲线右支上恒存在点P,使得|PF2|=2a,即|AF2|≤2a.
    ∴|OF2|-|OA|=c-a≤2a,∴c≤3a.
    又∵c>a,∴a<c≤3a,∴1<≤3,即1<e≤3.
    [能力提升]
    1.双曲线+=1的离心率e∈(1,2),则k的取值范围是(  )
    A.(-10,0)       B.(-12,0)
    C.(-3,0) D.(-60,-12)
    【解析】 双曲线方程化为-=1,则a2=4,b2=-k,c2=4-k,e==,又∵e∈(1,2),∴1<<2,解得-12【答案】 B
    2.已知双曲线E的中心为原点,F(3,0)是E的焦点,过F的直线l与E相交于A,B两点,且AB的中点为N(-12,-15),则E的方程为(  )
    A.-=1 B.-=1
    C.-=1 D.-=1
    【解析】 设双曲线的标准方程为-=1(a>0,b>0),由题意知c=3,a2+b2=9,
    设A(x1,y1),B(x2,y2),则有
    两式作差得===,
    又AB的斜率是=1,
    所以4b2=5a2,代入a2+b2=9得a2=4,b2=5,
    所以双曲线标准方程是-=1.
    【答案】 B
    3.已知双曲线x2-=1的左顶点为A1,右焦点为F2,P为双曲线右支上一点,则·的最小值为________.
    【解析】 由题意得A1(-1,0),F2(2,0),
    设P(x,y)(x≥1),
    则=(-1-x,-y),
    =(2-x,-y),
    ∴·=(x+1)(x-2)+y2=x2-x-2+y2,
    由双曲线方程得y2=3x2-3,
    代入上式得·=4x2-x-5
    =42-,
    又x≥1,所以当x=1时,·取得最小值,且最小值为-2.
    【答案】 -2
    4.(2016·荆州高二检测)双曲线C的中点在原点,右焦点为F,渐近线方程为y=±x.
    (1)求双曲线C的方程; 【导学号:26160052】
    (2)设直线L:y=kx+1与双曲线交于A,B两点,问:当k为何值时,以AB为直径的圆过原点?
    【解】 (1)设双曲线的方程为-=1,由焦点坐标得c=,渐近线方程为y=±x=±x,结合c2=a2+b2得a2=,b2=1,所以双曲线C的方程为-y2=1,即3x2-y2=1.
    (2)由得(3-k2)x2-2kx-2=0,
    由Δ>0,且3-k2≠0,得-设A(x1,y1),B(x2,y2),因为以AB为直径的圆过原点,所以OA⊥OB,所以x1x2+y1y2=0.
    又x1+x2=,x1x2=,所以y1y2=(kx1+1)·(kx2+1)=k2x1x2+k(x1+x2)+1=1,所以+1=0,解得k=±1.
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