文档内容
专题 6.3 双曲线与抛物线的性质与应用
一、单选题
1、(2018年高考浙江卷)双曲线 的焦点坐标是( )
A.(− ,0),( ,0)
B.(−2,0),(2,0)
C.(0,− ),(0, )
D.(0,−2),(0,2)
【答案】B
【解析】设 的焦点坐标为 ,因为 , ,
所以焦点坐标为 ,故选B.
2、(2020届浙江省嘉兴市高三5月模拟)双曲线 的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
双曲线为 ,
, ,渐近线方程为: ,
其渐近线方程为: ,
故选:B.
3、(2020·浙江高三)若双曲线 的焦距为4,则其渐近线方程为( )A. B. C. D.
【答案】A
【解析】双曲线 的焦距为4,可得m+1=4,所以m=3,
由题设,双曲线的焦点在x轴上,故渐近线方程为:
所以双曲线的渐近线方程为:y x.
故选:A.
4、(2020届浙江省宁波市鄞州中学高三下期初)已知双曲线 的一条渐近线为
,则离心率为( )
A. B. C. 或 D.
【答案】A
【解析】双曲线 的一条渐近线为 ,
.
故选:A.
5、(2020届山东省烟台市高三上期末)若双曲线 的离心率为 ,则其渐近线方
程为( )A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题,离心率 ,解得 ,
因为焦点在 轴上,则渐近线方程为 ,即
故选:C
6、(2018年高考全国Ⅱ理数)双曲线 的离心率为 ,则其渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为 ,所以 ,所以 ,
因为渐近线方程为 ,所以渐近线方程为 ,故选A
7、(2020·浙江温州中学3月高考模拟)在平面直角坐标系中,经过点 ,渐近线方程为
的双曲线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵双曲线的渐近线方程为 设所求双曲线的标准方程为 k.又
在双曲线上,则k=16-2=14,即双曲线的方程为 ∴双曲线的标准方程为故选:B
8、(2020届山东省德州市高三上期末)双曲线 ( , )的右焦点为 ,点 的
坐标为 ,点 为双曲线左支上的动点,且 周长的最小值为8,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】D
【解析】
如下图所示:
设该双曲线的左焦点为点 ,由双曲线的定义可得 ,
所以, 的周长为 ,
当且仅当 、 、 三点共线时, 的周长取得最小值,即 ,解得 .
因此,该双曲线的离心率为 .
故选:D.
9、(2020届浙江省温州市高三4月二模)已知双曲线 ),其右焦点F的坐标为 ,点 是第一象限内双曲线渐近线上的一点, 为坐标原点,满足 ,线段 交双曲线于点 .
若 为 的中点,则双曲线的离心率为( )
A. B.2 C. D.
【答案】C
【解析】双曲线的一条渐近线方程为 , 是第一象限内双曲线渐近线上的一点, ,
故 , ,故 ,代入双曲线化简得到: ,故 .
故选: .
10、(2020届浙江省台州市温岭中学3月模拟)双曲线 的一条渐近线的倾斜角
为 ,则 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
双曲线 的一条渐近线的倾斜角为 ,所以 ,
的离心率 .
故选:C.11、(2020届浙江省嘉兴市3月模拟)设双曲线E: ,命题p:双曲线E离心率
,命题q:双曲线E的渐近线互相垂直,则p是q的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】双曲线 的渐近线方程为 ,离心率为 ,
由 ,可得 ,即有 ,可得 ,
即得渐近线方程为 ,可得两渐近线垂直;
若两渐近线垂直,可得 ,可得 ,
即有 是 的充要条件,
故选: .
12、(2020届山东省泰安市高三上期末)已知圆 与双曲线 的
渐近线相切,则该双曲线的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由双曲线 ,可得其一条渐近线的方程为 ,即 ,
又由圆 ,可得圆心为 ,半径 ,
则圆心到直线的距离为 ,则 ,可得 ,
故选C.13、(2020年高考全国Ⅲ卷理数)设双曲线C: (a>0,b>0)的左、右焦点分别为F ,F ,离心率为
1 2
.P是C上一点,且F P⊥F P.若△PF F 的面积为4,则a=( )
1 2 1 2
A. 1 B. 2
C. 4 D. 8
【答案】A
【解析】 , ,根据双曲线的定义可得 ,
,即 ,
, ,
,即 ,解得 ,
故选:A.
14、(2020届山东省滨州市高三上期末)已知抛物线 的焦点为F,准线为l,P为该抛物线上一点,
,A为垂足.若直线AF的斜率为 ,则 的面积为( )
A. B. C.8 D.
【答案】B
【解析】由题意,抛物线 的焦点为 ,
设抛物线 的准线与 轴交点为 ,则 ,
又直线AF的斜率为 ,所以 ,因此 , ;
由抛物线的定义可得: ,所以 是边长为 的等边三角形,所以 的面积为 .
故选:B.
15、(2020届山东省潍坊市高三上期末)已知点 为双曲线 右支上一点,
分别为 的左,右焦点,直线 与 的一条渐近线垂直,垂足为 ,若 ,则该双
曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】取 的中点 ,连接 ,由条件可知 ,
是 的中点,
又 ,
,根据双曲线的定义可知 ,
,
直线 的方程是: ,即 ,
原点到直线的距离 ,
中, ,
整理为: ,
即 ,
解得: ,或 (舍)
故选:C
16、(2020年高考北京)设抛物线的顶点为 ,焦点为 ,准线为 . 是抛物线上异于 的一点,过 作
于 ,则线段 的垂直平分线( )
A. 经过点 B. 经过点
C. 平行于直线 D. 垂直于直线
【答案】B【解析】如图所示: .
因为线段 的垂直平分线上的点到 的距离相等,又点 在抛物线上,根据定义可知,
,所以线段 的垂直平分线经过点 .
故选:B.
17、(2020·浙江学军中学高三3月月考)抛物线 ( )的焦点为F,直线l过点F且与抛物线交于
点M,N(点N在轴上方),点E为轴上F右侧的一点,若 , ,则 (
)
A.1 B.2 C.3 D.9
【答案】C
【解析】
设准线与x轴的交点为T,直线l与准线交于R, ,则
, ,过M,N分别作准线的垂线,垂足分别为 ,如图,由抛物线定义知, , ,因为 ∥ ,所以 ,
即 ,解得 ,同理 ,即 ,解得
,又 ,所以 , ,过M作 的垂线,垂足为G,则
,所以
,解得 ,故 .
故选:C.
18、(2020年高考全国Ⅱ卷理数)设 为坐标原点,直线 与双曲线 的两条渐
近线分别交于 两点,若 的面积为8,则 的焦距的最小值为( )
A.4 B.8
C.16 D.32
【答案】B
【解析】 ,
双曲线的渐近线方程是 ,
直线 与双曲线 的两条渐近线分别交于 , 两点
不妨设 为在第一象限, 在第四象限,
联立 ,解得 ,
故 ,联立 ,解得 ,
故 ,
,
面积为: ,
双曲线 ,
其焦距为 ,
当且仅当 取等号,
的焦距的最小值: .
故选:B.
二、多选题
19、(2020届山东省滨州市高三上期末)已知双曲线C: 的左、右焦点分别为 ,
,则能使双曲线C的方程为 的是( )
A.离心率为 B.双曲线过点
C.渐近线方程为 D.实轴长为4
【答案】ABC
【解析】由题意,可得:焦点在 轴上,且 ;
A选项,若离心率为 ,则 ,所以 ,此时双曲线的方程为: ,故A正确;B选项,若双曲线过点 ,则 ,解得: ;此时双曲线的方程为:
,故B正确;
C选项,若双曲线的渐近线方程为 ,可设双曲线的方程为: ,
所以 ,解得: ,所以此时双曲线的方程为: ,故C正确;
D选项,若实轴长为4,则 ,所以 ,此时双曲线的方程为: ,故D错误;
故选:ABC.
20、(2020届山东省日照市高三上期末联考)过抛物线 的焦点 作直线交抛物线于 , 两点,
为线段 的中点,则( )
A.以线段 为直径的圆与直线 相离 B.以线段 为直径的圆与 轴相切
C.当 时, D. 的最小值为4
【答案】ACD
【解析】对于选项A,点 到准线 的距离为 ,于是以线段 为直径的圆
与直线 一定相切,进而与直线 一定相离:对于选项B,显然 中点的横坐标与 不一定相等,因此命题错误.
对于选项C,D,设 , ,直线 方程为 ,联立直线与抛物线方程可得
, , ,若设 ,则 ,于是
, 最小值为4;当 可得 ,
,所 , .
故选:ACD.
21、(2020届山东省枣庄、滕州市高三上期末)在平面直角坐标系xOy中,抛物线 的焦
点为F,准线为l.设l与x轴的交点为K,P为C上异于O的任意一点,P在l上的射影为E, 的外角
平分线交x轴于点Q,过Q作 交 的延长线于 ,作 交线段 于点 ,则(
)
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解析】由抛物线的定义, ,A正确;
∵ , 是 的平分线,∴ ,∴ ,B正确;
若 ,由 是外角平分线, , 得 ,从而有 ,
于是有 ,这样就有 , 为等边三角形, ,也即有
,这只是在特殊位置才有可能,因此C错误;
连接 ,由A、B知 ,又 , 是平行四边形,∴ ,显然
,∴ ,D正确.
22、(2020届山东省德州市高三上期末)已知抛物线 的焦点为 ,直线的斜率为 且
经过点 ,直线 与抛物线 交于点 、 两点(点 在第一象限),与抛物线的准线交于点 ,若
,则以下结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【解析】如下图所示:分别过点 、 作抛物线 的准线 的垂线,垂足分别为点 、 .
抛物线 的准线 交 轴于点 ,则 ,由于直线 的斜率为 ,其倾斜角为 ,
轴, ,由抛物线的定义可知, ,则 为等边三角形,
,则 , ,得 ,
A选项正确;
,又 , 为 的中点,则 ,B 选项正确;
, , (抛物线定义),C选项正确;
, ,D选项错误.
故选:ABC.
23、(2020年新高考全国Ⅰ卷)已知曲线 .( )
A.若m>n>0,则C是椭圆,其焦点在y轴上
B.若m=n>0,则C是圆,其半径为C.若mn<0,则C是双曲线,其渐近线方程为
D.若m=0,n>0,则C是两条直线
【答案】ACD
【解析】对于A,若 ,则 可化为 ,
因为 ,所以 ,
即曲线 表示焦点在 轴上的椭圆,故A正确;
对于B,若 ,则 可化为 ,
此时曲线 表示圆心在原点,半径为 的圆,故B不正确;
对于C,若 ,则 可化为 ,
此时曲线 表示双曲线,
由 可得 ,故C正确;
对于D,若 ,则 可化为 ,
,此时曲线 表示平行于 轴的两条直线,故D正确;
故选:ACD.
三、填空题24、(2019年高考江苏卷)在平面直角坐标系 中,若双曲线 经过点(3,4),则该双曲
线的渐近线方程是 .
【答案】
【解析】由已知得 ,解得 或 ,
因为 ,所以 .
因为 ,所以双曲线的渐近线方程为 .
25、(2020·山东省淄博实验中学高三上期末)双曲线 : 的左、右焦点分别为
、 , 是 右支上的一点, 与 轴交于点 , 的内切圆在边 上的切
点为 ,若 ,则 的离心率为____.
【答案】
【解析】设△MPF 的内切圆与MF ,MF 的切点分别为A,B,
2 1 2
由切线长定理可知MA=MB,PA=PQ,BF =QF ,又PF =PF ,
2 2 1 2
∴MF ﹣MF =(MA+AP+PF )﹣(MB+BF )=PQ+PF ﹣QF =2PQ,
1 2 1 2 2 2
由双曲线的定义可知MF ﹣MF =2a,
1 2
故而a=PQ ,又c=2,∴双曲线的离心率为e .
故答案为: .26、(2020年高考全国I卷理数)已知F为双曲线 的右焦点,A为C的右顶点,B为
C上的点,且BF垂直于x轴.若AB的斜率为3,则C的离心率为 .
【答案】2
【解析】联立 ,解得 ,所以 .依题可得, , ,即
,变形得 , ,因此,双曲线 的离心率为 .故答案为: .
27、(2020年新高考全国Ⅰ卷)斜率为 的直线过抛物线C:y2=4x的焦点,且与C交于A,B两点,则
=________.
【答案】
【解析】∵抛物线的方程为 ,∴抛物线的焦点F坐标为 ,
又∵直线AB过焦点F且斜率为 ,∴直线AB的方程为:
代入抛物线方程消去y并化简得 ,
解法一:解得所以
解法二:
设 ,则 ,
过 分别作准线 的垂线,设垂足分别为 如图所示.
故答案为:
28、(2020届山东省枣庄、滕州市高三上期末)已知F为双曲线 的右焦点,过F
作C的渐近线的垂线FD,D为垂足,且 (O为坐标原点),则C的离心率为________.
【答案】2
【解析】由题意 ,一条渐近线方程为 ,即 ,
∴ ,由 得 ,
∴ , ,∴ .故答案为:2.
29、(2020届山东省潍坊市高三上期末)已知 是抛物线 上的动点,点 在 轴上的射影是 ,点
的坐标为 ,则 的最小值是__________.
【答案】
【解析】设抛物线的焦点是 ,
根据抛物线的定义可知
, ,
当 三点共线时,等号成立, 的最小值是 ,
, 的最小值是 .
故答案为:
30、(2020年高考北京)已知双曲线 ,则C的右焦点的坐标为_________;C的焦点到其渐近
线的距离是_________.
【答案】 ;
【解析】在双曲线 中, , ,则 ,则双曲线 的右焦点坐标为 ,双曲线 的渐近线方程为 ,即 ,
所以,双曲线 的焦点到其渐近线的距离为 .
故答案为: ; .
四、解答题
31、(2020届浙江省嘉兴市5月模拟)设点 为抛物线 上的动点, 是抛物线的
焦点,当 时, .
(1)求抛物线 的方程;
(2)过点 作圆 : 的切线 , ,分别交抛物线 于点 .当 时,求 面
积的最小值.
【解析】(1)当 时, ,
所以 ,故所求抛物线方程为 .
(2)点 为抛物线 上的动点,则 ,设过点 的切线为 ,
则 ,
得 ,
是方程(*)式的两个根,
所以 , ,
设 ,
因直线 ,与抛物线 交于点A,
则 得 ,
所以 ,即 ,
同理 ,
设直线 ,
则 ,
,
又 ,
,所以
令 , ,
当且仅当 ,即 时, 取得最小值 .
32、(2020届山东省临沂市高三上期末)如图,已知点F为抛物线C: ( )的焦点,过点F的动
直线l与抛物线C交于M,N两点,且当直线l的倾斜角为45°时, .
(1)求抛物线C的方程.
(2)试确定在x轴上是否存在点P,使得直线PM,PN关于x轴对称?若存在,求出点P的坐标;若不存在,
请说明理由.
【解析】(1)当直线l的倾斜角为45°,则 的斜率为1,
, 的方程为 .
由 得 .
设 , ,则 ,∴ , ,
∴抛物线C的方程为 .
(2)假设满足条件的点P存在,设 ,由(1)知 ,
①当直线l不与x轴垂直时,设l的方程为 ( ),
由 得 ,
,
, .
∵直线PM,PN关于x轴对称,
∴ , , .
∴ ∴ 时,
此时 .
②当直线l与x轴垂直时,由抛物线的对称性,
易知PM,PN关于x轴对称,此时只需P与焦点F不重合即可.
综上,存在唯一的点 ,使直线PM,PN关于x轴对称.
33、(2020届浙江省绍兴市4月模拟)如图,已知点 , ,抛物线 的焦点
为线段 中点.(1)求抛物线 的方程;
(2)过点 的直线交抛物线 于 两点, ,过点 作抛物线 的切线 , 为切线 上的
点,且 轴,求 面积的最小值.
【解析】(1)由已知得焦点 的坐标为 ,
, 抛物线 的方程为: ;
(2)设直线 的方程为: ,设 , , ,
联立方程 ,消去 得: ,
, , ,
设直线 方程为: ,
联立方程 ,消去 得: ,
由相切得: , ,
又 , ,, , 直线 的方程为: ,
由 ,得 , ,
将 代入直线 方程,解得 ,
所以
,
又 ,
所以 ,当且仅当 时,取到等号,
所以 面积的最小值为 .
34、(2020届浙江省台州市温岭中学3月模拟)如图,已知抛物线 的焦点为 .若点 为抛物线上异于原点的任一点,过点 作抛物线的切线交 轴于点 ,证明:
.
, 是抛物线上两点,线段 的垂直平分线交 轴于点 ( 不与 轴平行),且
.过 轴上一点 作直线 轴,且 被以 为直径的圆截得的弦长为定值,求
面积的最大值.
【解析】 由抛物线的方程可得 ,准线方程: ,设 ,
由抛物线的方程可得 ,所以在 处的切线的斜率为: ,
所以在 处的切线方程为: ,
令 ,可得 ,
即 ,
所以 ,而 到准线的距离 ,由抛物线的性质可得
所以 , ,
可证得: .
设直线 的方程为: , , ,直线与抛物线联立 ,
整理可得: ,
,
即 ,
, , ,
所以 的中点坐标为: ,
所以线段 的中垂线方程为: ,
由题意中垂线过 ,所以 ,即 ,①
由抛物线的性质可得: ,
所以 ,即 ,②
设 , ,
的中点的纵坐标为 ,
所以以 为直径的圆与直线 的相交弦长的平方为:
,要使以 为直径的圆截得的弦长为定值则可得 ,时相交弦长的平方为定值 ,即
所以 到直线 的距离为: ,
而弦长
,
所以 ,
将①代入可得
,
设 为偶函数,
只看 的情况即可,
令 ,
当 , , 单调递增;
当 , , 单调递减,
所以 且 上, 为最大值 ,
所以 的最大值为: .