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考点 8-3 双曲线及其性质
1.(2021·全国·高考真题(文))点 到双曲线 的一条渐近线的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】首先确定渐近线方程,然后利用点到直线距离公式求得点到一条渐近线的距离即可.
【详解】由题意可知,双曲线的渐近线方程为: ,即 ,
结合对称性,不妨考虑点 到直线 的距离: .
故选:A.
2.(2021·山东·高三开学考试)已知 , 分别为双曲线 ( )的左、右焦点, ,
是 右支上的两点,且直线 经过点 .若 ,以 为直径的圆经过点 ,则 的离心
率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由以 为直径的圆经过点 得 ,结合双曲线的定义及勾股定理可得解.
【详解】由题意得 ,设 ,则 , , , ,
在 中,由勾股定理得 ,解得 ,
则 , ,
在 中,由勾股定理得 ,化简得 ,
所以 的离心率 ,
故选:A.
3.(2022·广东·深圳外国语学校高三阶段练习)已知双曲线 ( , )的左右焦点分
别为 , ,O为坐标原点,点P为双曲线C中第一象限上的一点, 的平分线与x轴交于Q,若,则双曲线的离心率范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据角平分线的性质得出 , ,利用三角形的三边关系以及双曲线的性质即可求
解.
【详解】设双曲线的半焦距为 , 离心率为 ,
由 ,则 , ,
因为 是 的平分线,
所以 ,
又因为 ,
所以 ,
所以 ,解得 ,即 ,
所以双曲线的离心率取值范围为 .
故选:B
4.(2022·全国·高考真题(理))若双曲线 的渐近线与圆 相切,则
_________.
【答案】
【分析】首先求出双曲线的渐近线方程,再将圆的方程化为标准式,即可得到圆心坐标与半径,依题意圆
心到直线的距离等于圆的半径,即可得到方程,解得即可.
【详解】解:双曲线 的渐近线为 ,即 ,
不妨取 ,圆 ,即 ,所以圆心为 ,半径 ,
依题意圆心 到渐近线 的距离 ,
解得 或 (舍去).
故答案为: .5.(2022·河南开封·高三模拟(理))已知双曲线 的左、右焦点分别为 , ,
过 作直线 垂直于双曲线的一条渐近线,直线 与双曲线的两条渐近线分别交于 , 两点,若
,则双曲线 的离心率 为______.
【答案】
【分析】联立直线方程可得点 , 的坐标,结合 ,可得 ,进而可得离心率.
【详解】由题意,双曲线 的渐近线为 ,若过 的直线 与直线 垂直,垂足为 ,直线
与直线 交于 , ,
因为 ,所以 在 , 之间,
如图所示,直线 的方程为 ,
由 ,得 ,
由 ,得 ,
由 ,可得 ,所以 ,所以 ,
所以双曲线 的离心率 .
同理,过 的直线 与直线 垂直时,双曲线 的离心率 .综上所述,双曲线 的离心率 为,
故答案为: .
6.(2022·山东青岛·二模)设O为坐标原点,抛物线 与双曲线
有共同的焦点F,过F与x轴垂直的直线交 于A,B两点,与 在第一象限
内的交点为M,若 , ,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用向量的运算建立方程,转化为离心率e的方程求解.
【详解】因为抛物线 的焦点 ,
由题可知, ,即抛物线方程为 ,
令 代入抛物线方程 ,可得 ,
代入双曲线方程 ,可得 ,
可设 , , ,
由 有
两边平方相减可得, ,
由 有: ,又
即 ,由 有:
由 ,解得 .故A,B,D错误.
故选:C.7.(2022·新疆·三模(理))已知双曲线 的左、右焦点分别为 , ,过点 且斜
率为 的直线与双曲线在第二象限交于点A,M为 的中点,且 ,则双曲线C的渐近
线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】依题意可得 ,即可求出 ,再由 ,即可得到
,由余弦定理求出 ,即可得到 ,再根据 ,即可得到 、 的关系,
即可得解;
【详解】解:由 ,即 ,又 ,且
,
解得 或 (舍去),
由 且 为 的中点,知 ,
∴ ,
∴ ,∴ ,又 ,
∴ ,∴渐近线方程为 .
故选:A
8.(2022·云南师大附中高三阶段练习(文))如图,已知 , 分别为双曲线 :的左、右焦点, 为第一象限内一点,且满足 , ,线
段 与 交于点 ,若 ,则 的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【分析】由题意可得 为线段 的中点;由 得 ,结合双曲线定义求得
,利用勾股定理可得 ,即得a,c的关系式,求得答案.
【详解】如图,因为 ,所以 为线段 的中点;
由于 ,即 ,所以 ,
所以 为等腰三角形,且有
连接 ,又 ,点Q在双曲线C上,
由双曲线的定义,可得 ,故 ;
所以在 中,有 ,即 ,
整理得 ,所以离心率 ,
故选:B.9.(2022·全国·高三专题练习)如图所示,已知双曲线 的右焦点为 ,双曲线
的右支上一点 ,它关于原点 的对称点为 ,满足 ,且 ,则双曲线 的离心率
是________.
【答案】
【分析】连接 , ,结合双曲线定义及余弦定理解三角形,可得离心率.
【详解】
设双曲线的左焦点为 ,连接 , ,
由条件可得 ,
则 , , ,
所以 ,
即 ,
即 ,
所以双曲线的离心率为: ,
故答案为 .
10.(2021·青海·大通回族土族自治县教学研究室高三开学考试(文))已知双曲线
的右焦点为 ,右顶点为 ,以坐标原点 为圆心,过点 的圆与双曲线 的一条
渐近线交于位于第一象限的点 ,若直线 的斜率为 ,则双曲线 的渐近线方程为________.
【答案】【分析】先由题意得到圆的方程,再与双曲线的渐近线联立得到 的坐标,利用 的坐标求出直线
的斜率,得到 ,继而求出双曲线的渐近线方程
【详解】解:由题意得圆的方程为 ,双曲线经过第一象限的渐近线方程为 ,
联立方程 ,解得点 的坐标为 ,有 ,
又由直线 的斜率为 ,可得 ,有 ,
故双曲线 的渐近线方程为 .
故答案为:
11.(2022·江西·丰城九中高三开学考试(文))已知 分别为双曲线 的左、右焦点, 为
双曲线 的右顶点.过 的直线与双曲线 的右支交于 两点(其中点 在第一象限),设 分别为
的内心,则 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由内心的性质,可知M,N的横坐标都是a,得到MN⊥x轴,设直线AB的倾斜角为θ,有
,将 表示为θ的三角函数,结合正切函数的性质可求得范围.
【详解】设 上的切点分别为H、I、J,
则 .由 ,得 ,
∴ ,即 .
设内心M的横坐标为 ,由 轴得点J的横坐标也为 ,则 ,
得 ,则E为直线 与x轴的交点,即J与E重合.
同理可得 的内心在直线 上,
设直线 的领斜角为 ,则 ,
,
当 时, ;
当 时,由题知, ,
因为A,B两点在双曲线的右支上,
∴ ,且 ,所以 或 ,
∴ 且 ,
∴ ,
综上所述, .故选:B.
12.(2022·全国·高三专题练习)长为11的线段AB的两端点都在双曲线 的右支上,则AB中点
M的横坐标的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】用A、B两点的坐标表示出 和 ,(F为双曲线右焦点)解出A、B两点的坐标,利用
,求得m的最小值.
【详解】
由双曲线 可知,a=3,b=4,c=5,设AB中点M的横坐标为m, ,
则 , ,
,当且仅当F、
A、B共线且 不垂直 轴时,m取得最小值,此时 .检验: 如图,当F、A、B共线且 轴时, 为双曲线的通径,则根据通径公式得
,所以 轴不满足题意.
综上,当F、A、B共线且 不垂直 轴时,m取得最小值,此时 .
故选:B.
13.(2023·四川·成都七中模拟预测(理))已知双曲线 ( , )的左,右焦点分别
是 , ,点 是双曲线 右支上异于顶点的点,点 在直线 上,且满足 ,
.若 ,则双曲线 的离心率为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【分析】由 可得 在 的角平分线上,由双曲线的定义和切线长定理可得 为
的内心,再由内心的向量表示,推得 ,再由双曲线的定义和离心率公式,
即可求解.
【详解】因为 ,所以 是 的角平分线,
又因为点 在直线 上,且在双曲线中,点 是双曲线 右支上异于顶点的点,
则 的内切圆圆心在直线 上,即点 是 的内心,
如图,作出 ,并分别延长 、 、 至点 、 、 ,使得 ,, ,可知 为 的重心,
设 , , ,由重心性质可得 ,
即 ,
又 为 的内心,所以 ,
因为 ,所以 , ,则 ,
所以双曲线 的离心率 .
故选:C.
【点睛】三角形重心、内心和外心的向量形式的常用结论:
设 的角 , , 所对边分别为 , , ,则
(1) 的重心 满足 ;
(2) 的内心 满足 ;
(3) 的外心 满足 .
14.(2022·辽宁葫芦岛·一模)已知双曲线G的方程 ,其左、右焦点分别是 , ,已知点P坐
标为 ,双曲线G上点 , 满足 ,则 ______.
【答案】8
【分析】设 的内切圆与三边分别相切于 ,利用切线长相等求得内切圆圆心横坐标为 ,又由
得 在 的平分线上,进而得到 即为内心,应用双曲线的定义求得面积差即可.【详解】
如图,设 的内切圆与三边分别相切于 ,可得 ,又由双曲线定义
可得 ,则 ,又 ,解得
,则 点横坐标为 ,即内切圆圆心横坐标为 .
又 ,可得 ,化简得 ,
即 ,
即 是 的平分线,由于 , ,可得 即为 的内心,且半径 为2,则
.
故答案为:8.
【点睛】本题关键点在于先利用切线长定理求得 内切圆圆心横坐标为 ,再由
得到 在 的平分线上,结合 的横坐标为 进而得到 即为内心,利用双曲线定义及面积公式即可
求解.
15.(2021·湖北·荆门市龙泉中学高三阶段练习)双曲线的光学性质为①:如图,从双曲线右焦点 发出
的光线经双曲线镜面反射,反射光线的反向延长线经过左焦点 .我国首先研制成功的“双曲线新闻灯”,
就是利用了双曲线的这个光学性质.某“双曲线灯”的轴截面是双曲线一部分,如图②,其方程为
, 为其左右焦点,若从右焦点 发出的光线经双曲线上的点A和点B反射后,满足
, ,则该双曲线的离心率为___________.【答案】
【分析】连接 ,已知条件为 , ,设 ,由双曲线定义表示出
,用已知正切值求出 ,再由双曲线定义得 ,这样可由勾股定理求出 (用 表示),然后
在 中,应用勾股定理得出 的关系,求得离心率.
【详解】由题可知 共线, 共线,
设 , ,则 ,
由 得, ,
又 ,
所以 , ,
所以 ,所以 ,
由 得 ,
因为 ,故解得 ,
则 ,
在 中, ,即 ,
所以 .
故答案为: .