【创新设计】高考数学 第九篇 第5讲 双曲线限时训练 新人教A版

第5讲双曲线A级　基础演练(时间：30分钟　满分：55分)一、选择题(每小题5分，共20分)1．已知双曲线中心在原点且一个焦点为F1(－，0)，点P位于该双曲线上，线段PF1的中点坐标为(0,2)，则双曲线的方程是(　　)．A.－y2＝1B．x2－＝1C.－＝1D.－＝1解析　设双曲线的标准方程为－＝1(a>0，b>0)，由PF1的中点为(0,2)知，PF2⊥x轴，P(，4)，即＝4，b2＝4a，∴5－a2＝4a，a＝1，b＝2，∴双曲线方程为x2－＝1.答案　B2．(2022·湖南)已知双曲线C：－＝1的焦距为10，点P(2,1)在C的渐近线上，则C的方程为(　　)．A.－＝1B.－＝1C.－＝1D.－＝1解析　不妨设a>0，b>0，c＝.据题意，2c＝10，∴c＝5.①双曲线的渐近线方程为y＝±x，且P(2,1)在C的渐近线上，∴1＝.②由①②解得b2＝5，a2＝20，故正确选项为A.答案　A3．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(　　)．A．－2B．－C．1D．04\n解析　设点P(x，y)，其中x≥1.依题意得A1(－1,0)，F2(2,0)，则有＝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＝42－，其中x≥1.因此，当x＝1时，·取得最小值－2，选A.答案　A4.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．3B．2C.D.解析　设双曲线的方程为－＝1，椭圆的方程为＋＝1，由于M，O，N将椭圆长轴四等分，所以a2＝2a1，又e1＝，e2＝，所以＝＝2.答案　B二、填空题(每小题5分，共10分)5．已知双曲线C1：－＝1(a>0，b>0)与双曲线C2：－＝1有相同的渐近线，且C1的右焦点为F(，0)，则a＝________，b＝________.解析　与双曲线－＝1有共同渐近线的双曲线的方程可设为－＝λ(λ>0)，即－＝1.由题意知c＝，则4λ＋16λ＝5⇒λ＝，则a2＝1，b2＝4.又a>0，b>0，故a＝1，b＝2.答案　1　26．(2022·江苏)在平面直角坐标系xOy中，若双曲线－＝1的离心率为，则m的值为________．解析　由题意得m＞0，∴a＝，b＝.∴c＝，由e＝＝，得＝5，解得m＝2.答案　24\n三、解答题(共25分)7．(12分)中心在原点，焦点在x轴上的一椭圆与一双曲线有共同的焦点F1，F2，且|F1F2|＝2，椭圆的长半轴与双曲线半实轴之差为4，离心率之比为3∶7.(1)求这两曲线方程；(2)若P为这两曲线的一个交点，求cos∠F1PF2的值．解　(1)由已知：c＝，设椭圆长、短半轴长分别为a，b，双曲线半实、虚轴长分别为m，n，则解得a＝7，m＝3.∴b＝6，n＝2.∴椭圆方程为＋＝1，双曲线方程为－＝1.(2)不妨设F1，F2分别为左、右焦点，P是第一象限的一个交点，则|PF1|＋|PF2|＝14，|PF1|－|PF2|＝6，所以|PF1|＝10，|PF2|＝4.又|F1F2|＝2，∴cos∠F1PF2＝＝＝.8．(13分)(2022·合肥联考)已知双曲线的中心在原点，焦点F1，F2在坐标轴上，离心率为，且过点(4，－)．(1)求双曲线方程；(2)若点M(3，m)在双曲线上，求证：·＝0；(3)求△F1MF2的面积．(1)解　∵e＝，∴设双曲线方程为x2－y2＝λ.又∵双曲线过(4，－)点，∴λ＝16－10＝6，∴双曲线方程为x2－y2＝6.(2)证明　法一　由(1)知a＝b＝，c＝2，∴F1(－2，0)，F2(2，0)，∴kMF1＝，kMF2＝，∴kMF1·kMF2＝＝，又点(3，m)在双曲线上，∴m2＝3，∴kMF1·kMF2＝－1，MF1⊥MF2，·＝0.4\n法二　∵＝(－3－2，－m)，＝(2－3，－m)，∴·＝(3＋2)(3－2)＋m2＝－3＋m2.∵M在双曲线上，∴9－m2＝6，∴m2＝3，∴·＝0.(3)解　∵在△F1MF2中，|F1F2|＝4，且|m|＝，∴S△F1MF2＝·|F1F2|·|m|＝×4×＝6.4B级　能力突破(时间：30分钟　满分：45分)4\n一、选择题(每小题5分，共10分)1．(2022·北京西城模拟)过双曲线－＝1(a>0，b>0)的左焦点F(－c,0)(c>0)作圆x2＋y2＝的切线，切点为E，延长FE交双曲线右支于点P，若＋＝2，则双曲线的离心率为(　　)．A.B.C.D.解析　设双曲线的右焦点为A，则＝－，故＋＝－＝＝2，即OE＝AP.所以E是PF的中点，所以AP＝2OE＝2×＝a.所以PF＝3a.在Rt△APF中，a2＋(3a)2＝(2c)2，即10a2＝4c2，所以e2＝，即离心率为e＝＝，选C.答案　C2．(2022·福建)已知双曲线－＝1的右焦点与抛物线y2＝12x的焦点重合，则该双曲线的焦点到其渐近线的距离等于(　　)．A.B．4C．3D．5解析　易求得抛物线y2＝12x的焦点为(3,0)，故双曲线－＝1的右焦点为(3,0)，即c＝3，故32＝4＋b2，∴b2＝5，∴双曲线的渐近线方程为y＝±x，∴双曲线的右焦点到其渐近线的距离为＝.答案　A二、填空题(每小题5分，共10分)3．(2022·临沂联考)已知点F是双曲线－＝1(a>0，b>0)的左焦点，点E是该双曲线的右顶点，过点F且垂直于x轴的直线与双曲线交于A，B两点，若△ABE是锐角三角形，则该双曲线的离心率e的取值范围为________．解析　由题意知，△ABE为等腰三角形．若△ABE是锐角三角形，则只需要∠AEB为锐角．根据对称性，只要∠AEF<即可．直线AB的方程为x＝－c，代入双曲线方程得y2＝\n，取点A，则|AF|＝，|EF|＝a＋c，只要|AF|<|EF|就能使∠AEF<，即<a＋c，即b2<a2＋ac，即c2－ac－2a2<0，即e2－e－2<0，即－1<e<2.又e>1，故1<e<2.答案　(1,2)4．(2022·湖北)如图，双曲线－＝1(a，b＞0)的两顶点为A1，A2，虚轴两端点为B1，B2，两焦点为F1，F2.若以A1A2为直径的圆内切于菱形F1B1F2B2，切点分别为A，B，C，D.则(1)双曲线的离心率e＝________；(2)菱形F1B1F2B2的面积S1与矩形ABCD的面积S2的比值＝________.解析　(1)由题意可得a＝bc，∴a4－3a2c2＋c4＝0，∴e4－3e2＋1＝0，∴e2＝，∴e＝.(2)设sinθ＝，cosθ＝，＝＝＝＝e2－＝.答案　(1)　(2)三、解答题(共25分)5．(12分)已知双曲线－＝1(a>0，b>0)的两个焦点分别为F1，F2，点P在双曲线上，且PF1⊥PF2，|PF1|＝8，|PF2|＝6.(1)求双曲线的方程；(2)设过双曲线左焦点F1的直线与双曲线的两渐近线交于A，B两点，且＝2，求此直线方程．解　(1)由题意知，在Rt△PF1F2中，|F1F2|＝，即2c＝＝10，所以c＝5.由椭圆的定义，知2a＝|PF1|－|PF2|＝8－6＝2，即a＝1.\n所以b2＝c2－a2＝24，故双曲线的方程为x2－＝1.(2)左焦点为F1(－5,0)，两渐近线方程为y＝±2x.由题意得过左焦点的该直线的斜率存在．设过左焦点的直线方程为y＝k(x＋5)，则与两渐近线的交点为和.由＝2，得＝2或者＝2，解得k＝±.故直线方程为y＝±(x＋5)．6．(13分)(2022·江西)P(x0，y0)(x0≠±a)是双曲线E：－＝1(a>0，b>0)上一点，M，N分别是双曲线E的左，右顶点，直线PM，PN的斜率之积为.(1)求双曲线的离心率；(2)过双曲线E的右焦点且斜率为1的直线交双曲线于A，B两点，O为坐标原点，C为双曲线上一点，满足＝λ＋，求λ的值．解　(1)由点P(x0，y0)(x0≠±a)在双曲线－＝1上，有－＝1.由题意有·＝，可得a2＝5b2，c2＝a2＋b2＝6b2，e＝＝.(2)联立得4x2－10cx＋35b2＝0.设A(x1，y1)，B(x2，y2)，则①设＝(x3，y3)，＝λ＋，即又C为双曲线上一点，即x－5y＝5b2，有\n(λx1＋x2)2－5(λy1＋y2)2＝5b2.化简得λ2(x－5y)＋(x－5y)＋2λ(x1x2－5y1y2)＝5b2.②又A(x1，y1)，B(x2，y2)在双曲线上，所以x－5y＝5b2，x－5y＝5b2.由①式又有x1x2－5y1y2＝x1x2－5(x1－c)(x2－c)＝－4x1x2＋5c(x1＋x2)－5c2＝10b2，②式可化为λ2＋4λ＝0，解得λ＝0或λ＝－4.特别提醒：教师配赠习题、课件、视频、图片、文档等各种电子资源见《创新设计·高考总复习》光盘中内容.