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专题17 圆锥曲线中的双曲线与抛物线问题
1、(2023年全国甲卷数学(文)(理))已知双曲线 的离心率为 ,其中一条渐近
线与圆 交于A,B两点,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由 ,则 ,
解得 ,
所以双曲线的一条渐近线不妨取 ,
则圆心 到渐近线的距离 ,
所以弦长 .
故选:D
2、(2023年全国乙卷数学(文)(理))设A,B为双曲线 上两点,下列四个点中,可为线段AB
中点的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设 ,则 的中点 ,可得 ,
因为 在双曲线上,则 ,两式相减得 ,
所以 .
对于选项A: 可得 ,则 ,
联立方程 ,消去y得 ,
此时 ,
所以直线AB与双曲线没有交点,故A错误;
对于选项B:可得 ,则 ,
联立方程 ,消去y得 ,
此时 ,
所以直线AB与双曲线没有交点,故B错误;
对于选项C:可得 ,则
由双曲线方程可得 ,则 为双曲线的渐近线,
所以直线AB与双曲线没有交点,故C错误;
对于选项D: ,则 ,联立方程 ,消去y得 ,
此时 ,故直线AB与双曲线有交两个交点,故D正确;
故选:D.
3、 【2022年全国乙卷】设F为抛物线C:y2=4x的焦点,点A在C上,点B(3,0),若|AF|=|BF|,
则|AB|=( )
A.2 B.2√2 C.3 D.3√2
【答案】B
【解析】由题意得,F(1,0),则|AF|=|BF|=2,
即点A到准线x=−1的距离为2,所以点A的横坐标为−1+2=1,
不妨设点A在x轴上方,代入得,A(1,2),
所以|AB|=√(3−1) 2+(0−2) 2=2√2.
故选:B
4、【2022年全国乙卷】双曲线C的两个焦点为F ,F ,以C的实轴为直径的圆记为D,过F 作D的切线
1 2 1
3
与C的两支交于M,N两点,且cos∠F N F = ,则C的离心率为( )
1 2 5
√5 3 √13 √17
A. B. C. D.
2 2 2 2
【答案】C
【解析】解:依题意不妨设双曲线焦点在x轴,设过F 作圆D的切线切点为G,
1
3
所以OG⊥N F ,因为cos∠F N F = >0,所以N在双曲线的右支,
1 1 2 5
所以|OG|=a,|OF |=c,|GF |=b,设∠F N F =α,∠F F N=β,
1 1 1 2 2 1
3 3 4 a b
由cos∠F N F = ,即cosα= ,则sinα= ,sinβ= ,cosβ= ,
1 2 5 5 5 c c
在△F F N中,sin∠F F N=sin(π−α−β)=sin(α+β)
2 1 1 2
4 b 3 a 3a+4b
=sinαcosβ+cosαsinβ= × + × = ,
5 c 5 c 5c2c |N F | |N F | 5c
由正弦定理得 = 2 = 1 = ,
sinα sinβ sin∠F F N 2
1 2
5c 5c 3a+4b 3a+4b 5c 5c a 5a
所以|N F |= sin∠F F N= × = ,|N F |= sinβ= × =
1 2 1 2 2 5c 2 2 2 2 c 2
3a+4b 5a 4b−2a
又|N F |−|N F |= − = =2a,
1 2 2 2 2
b 3
所以2b=3a,即 = ,
a 2
c √ b2 √13
所以双曲线的离心率e= = 1+ =
a a2 2
故选:C
5、(2023年新课标全国Ⅱ卷)(多选题)设O为坐标原点,直线 过抛物线
的焦点,且与C交于M,N两点,l为C的准线,则( ).
A. B.
C.以MN为直径的圆与l相切 D. 为等腰三角形
【答案】AC
【详解】A选项:直线 过点 ,所以抛物线 的焦点 ,
所以 ,则A选项正确,且抛物线 的方程为 .
B选项:设 ,由 消去 并化简得 ,
解得 ,所以 ,B选项错误.
C选项:设 的中点为 , 到直线 的距离分别为 ,
因为 ,
即 到直线 的距离等于 的一半,所以以 为直径的圆与直线 相切,C选项正确.
D选项:直线 ,即 ,
到直线 的距离为 ,
所以三角形 的面积为 ,
由上述分析可知 ,
所以 ,
所以三角形 不是等腰三角形,D选项错误.
故选:AC.
6、【2022年新高考1卷】(多选题)已知O为坐标原点,点A(1,1)在抛物线C:x2=2py(p>0)上,过
点B(0,−1)的直线交C于P,Q两点,则( )
A.C的准线为y=−1 B.直线AB与C相切C.|OP|⋅|OQ|>|OA| 2 D.|BP|⋅|BQ|>|BA|2
【答案】BCD
1
【解析】将点A的代入抛物线方程得1=2p,所以抛物线方程为x2= y,故准线方程为y=− ,A错误;
4
1−(−1)
k = =2,所以直线AB的方程为y=2x−1,
AB 1−0
联立¿,可得x2−2x+1=0,解得x=1,故B正确;
设过B的直线为l,若直线l与y轴重合,则直线l与抛物线C只有一个交点,
所以,直线l的斜率存在,设其方程为y=kx−1,P(x ,y ),Q(x ,y ),
1 1 2 2
联立¿,得x2−kx+1=0,
所以¿,所以k>2或k<−2,y y =(x x ) 2=1,
1 2 1 2
又|OP|=√x2+ y2=√y + y2,|OQ|=√x2+ y2=√y + y2,
1 1 1 1 2 2 2 2
所以|OP|⋅|OQ|=√y y (1+ y )(1+ y )=√kx ×kx =|k|>2=|OA|2 ,故C正确;
1 2 1 2 1 2
因为|BP|=√1+k2|x |,|BQ|=√1+k2|x |,
1 2
所以|BP|⋅|BQ|=(1+k2 )|x x |=1+k2>5,而|BA|2=5,故D正确.
1 2
故选:BCD
7、【2022年新高考2卷】(多选题)已知O为坐标原点,过抛物线C:y2=2px(p>0)焦点F的直线与C
交于A,B两点,其中A在第一象限,点M(p,0),若|AF|=|AM|,则( )
A.直线AB的斜率为2√6 B.|OB|=|OF|
C.|AB|>4|OF| D.∠OAM+∠OBM<180°
【答案】ACD
【解析】p
p +p
对于A,易得F( ,0),由|AF|=|AM|可得点A在FM的垂直平分线上,则A点横坐标为 2 3p,
2 =
2 4
√6p
3p 3 3p √6p 2
代入抛物线可得y2=2p⋅ = p2 ,则A( , ),则直线AB的斜率为 =2√6,A正确;
4 2 4 2 3p p
−
4 2
1 p 1
对于B,由斜率为2√6可得直线AB的方程为x= y+ ,联立抛物线方程得y2− py−p2=0,
2 √6 2 √6
√6 √6 √6p ( √6p) 2 p
设B(x ,y ),则 p+ y = p,则y =− ,代入抛物线得 − =2p⋅x ,解得x = ,则
1 1 2 1 6 1 3 3 1 1 3
p √6p
B( ,− ),
3 3
√ (p) 2 ( √6p) 2 √7p p
则|OB|= + − = ≠|OF|= ,B错误;
3 3 3 2
3p p 25p
对于C,由抛物线定义知:|AB|= + +p= >2p=4|OF|,C正确;
4 3 12
3p √6p p √6p 3p p √6p ( √6p) 3p2
对于D,⃑OA⋅⃑OB=( , )⋅( ,− )= ⋅ + ⋅ − =− <0,则∠AOB为
4 2 3 3 4 3 2 3 4
钝角,
p √6p 2p √6p p ( 2p) √6p ( √6p) 5p2
又⃑MA⋅⃑MB=(− , )⋅(− ,− )=− ⋅ − + ⋅ − =− <0,则
4 2 3 3 4 3 2 3 6
∠AMB为钝角,
又∠AOB+∠AMB+∠OAM+∠OBM=360∘,则∠OAM+∠OBM<180∘,D正确.
故选:ACD.
8、(2023年新课标全国Ⅰ卷)已知双曲线 的左、右焦点分别为 .点 在 上,
点 在 轴上, ,则 的离心率为________.
【答案】 /【详解】方法一:
依题意,设 ,则 ,
在 中, ,则 ,故 或 (舍去),
所以 , ,则 ,
故 ,
所以在 中, ,整理得 ,
故 .
方法二:
依题意,得 ,令 ,
因为 ,所以 ,则 ,
又 ,所以 ,则 ,
又点 在 上,则 ,整理得 ,则 ,
所以 ,即 ,
整理得 ,则 ,解得 或 ,又 ,所以 或 (舍去),故 .
故答案为: .
x2 y2
9、【2022年全国甲卷】记双曲线C: − =1(a>0,b>0)的离心率为e,写出满足条件“直线y=2x与
a2 b2
C无公共点”的e的一个值______________.
【答案】2(满足10,b>0),所以C的渐近线方程为y=± x,
a2 b2 a
b b2
结合渐近线的特点,只需0< ≤2,即 ≤4,
a a2
可满足条件“直线y=2x与C无公共点”
c √ b2
所以e= = 1+ ≤√1+4=√5,
a a2
又因为e>1,所以1