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9.3 双曲线(精练)(提升版)
题组一 双曲线的定义及应用
1.(2022红塔月考)已知 是双曲线 的左焦点,点 , 是双曲线右支上
的动点,则 的最小值为( )
A.9 B.5 C.8 D.4
【答案】A
【解析】设右焦点为F',则F'(4,0), 依题意,有PF|=|PF'|+4,
|PF|+|PA|=|PF'|+|PA|+4≥|AF'|+4=5+4=9(当P在线段AF'上时,取等号)
故|PF|+|PA|的最小值为9.故答案为:A
2.(2022·淮南模拟)已知双曲线 ( , )的左、右焦点分别是 、 ,且
,若P是该双曲线右支上一点,且满足 ,则 面积的最大值是( )
A. B.1 C. D.
【答案】A
【解析】因为P是该双曲线右支上一点,所以由双曲线的定义有 ,
又 ,所以 , ,设 ,
所以 ,
所以 ,所以 ,当且仅当 时等号成立,
所以 面积的最大值是 ,故答案为:A.
3.(2022怀仁期中)已知 , 是双曲线 的左右焦点,过 的直线 与曲
线 的右支交于 两点,则 的周长的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由双曲线 可知:
的周长为 .
当 轴时, 的周长最小值为故答案为:C
题组二 双曲线的离心率及渐近线
1.(2022湖南月考)已知双曲线的左焦点为 ,右焦点为 , , 为双曲线右支上一点,
为坐标原点,满足 ,且 ,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【解析】∵ ,O为 的中点,∴△ 为直角三角形,
设 ,
则 ,则 ,
∴ ,∴e= .故答案为:B.
2.(2022雅安期末)已知双曲线C: 的左、右焦点分别为 , ,点M
在双曲线C上,点I为 的内心,且 , ,则双曲线C的离心率为( )
A. B.2 C.3 D.
【答案】A
【解析】依题意, ,由双曲线定义知: ,于是得 ,
,
令双曲线C的半焦距为c, 内切圆半径为r,因 ,
则有 ,即有 ,
于是得: ,即 ,
所以双曲线C的离心率为 。故答案为:A
3.(2022怀仁期末)设 , 分别是双曲线 的左、右焦点,若双曲线右
支上存在一点 ,使 ( 为坐标原点),且 ,则双曲线的离心率为(
)
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】:因为 ,所以 ,
设 ,则 ,
因为 ,所以可得 ,因为 ,所以 ,则 ,
所以 ,
故答案为:D
3.(2022·巴中模拟)设 , 分别为双曲线 (a>0,b>0)的左、右焦点,若双曲
线上存在一点P使得 ,且 ,则该双曲线的离心率为( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【解析】 ,即 ,①
根据双曲线的定义可得 ,即
②,①减去②得 . ,
故 ,解得 或
(舍),双曲线的离心率为 。 故答案为:B.
4.(2022南开期末)已知双曲线 ,过原点作一条倾斜角为 的直线分别交
双曲线左、右两支于 、 两点,以线段 为直径的圆过右焦点 ,则双曲线的离心率为( ).A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设双曲线的左焦点为 ,连接 、 ,如下图所示:
由题意可知,点 为 的中点,也为 的中点,且 ,
则四边形 为矩形,故 ,由已知可知 ,
由直角三角形的性质可得 ,故 为等边三角形,故 ,
所以, ,
由双曲线的定义可得 ,所以, .
故答案为:A.
5.(2022北京)已知双曲线 的左、右焦点分别为 , ,过点 的直
线与双曲线 的右支交于 , 两点,点 在线段 上,且 ,
,则双曲线 的离心率为( )A. B. C.2 D.
【答案】B
【解析】根据题意,作图如下:
因为 ,故可得 ,
故可得 // ,且 ,故 分别为 的中点;
又 ,故可得 既是三角形 的中线又是角平分线,
故可得 ;又 为 中点,由对称性可知: 垂直于 轴.
故△ 为等边三角形,则 ;
令 ,可得 ,解得 ,故可得 ,
则 ,由双曲线定义可得: ,
即 ,解得 ,则离心率为 .
故选:B.
6.(2022·德州月考)已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,曲线上一点 到 轴的距离为 ,且 ,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】作 轴于 ,如图,依题意 , ,则
,
令 ,由 得: ,
由双曲线定义知 ,而 ,
在 中,由余弦定理得: ,
解得: ,即 ,又因为离心率 ,于是有 ,
所以双曲线 的离心率为 。
故答案为:B
7.(2022·湖南模拟)已知O是坐标原点,F是双曲线 的右焦点,过双曲
线C的右顶点且垂直于x轴的直线与双曲线C的一条渐近线交于A点,若以F为圆心的圆经过点A,
O,则双曲线C的渐近线方程为( )A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由已知,点 的坐标为 ,故 ,
因为以F为圆心的圆经过点A,O,
所以 ,则△ 为等边三角形,
所以 ,则 ,
所以双曲线C的渐近线方程为 .
故答案为:A
8.(2022·湖北模拟)已知双曲线 : ( , )的左、右焦点分别为 , ,过
的直线与 的左支交于 、 两点,且 , ,则 的渐近线方程为
( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意,得 , ;
根据双曲线的定义, ,
所以 , .
在直角三角形 中, ,即 ,
解得 ;
在直角三角形 中, ,即 ,即 ,解得 ,所以 的渐近线方程为 .
故答案为:C.
题组三 双曲线的标准方程
1.(2022·东北模拟)我们常说函数 的图象是双曲线,建立适当的平面直角坐标系,可求得这个
双曲线的标准方程为 .函数 的图象也是双曲线,在适当的平面直角坐标系中,
它的标准方程可能是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】对函数 ,其定义域为 ,定义域关于原点对称,
用 替换 方程 不变,故其图象关于原点对称;
又当 ,且 趋近于 时, 趋近于正无穷;当 趋近于正无穷时, 趋近于 ,
此时 的图象与 无限靠近;
故 的两条渐近线为 轴与 ,做出其图象如下所示:为使其双曲线的方程为标准方程,故应建立的坐标轴 必须平分两条渐近线的夹角,
又 ,其斜率为 ,此时其在原坐标系中其倾斜角为 ,与 轴夹角为 ,
故新坐标系中, 轴与 轴的夹角应为60º,
故 轴所在直线在原坐标系中的方程为 , 轴与其垂直,
在如图所示的新坐标系中,设双曲线的方程为 ,
联立 可得 ,则 ,
又在新坐标系下,双曲线的渐近线 与 的夹角为 ,
故 ,即 ,故在新坐标系下双曲线方程为 .
故答案为:A.
2.(2022·湘赣皖模拟)已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,
,双曲线C上一点P到x轴的距离为c,且 ,则双曲线C的离心率为( )A. B. C. D.
【答案】C
【解析】作 轴于M,依题意 , ,
则 ,则 为等腰直角三角形
令 ,则 ,由双曲线定义知 .
而 ,在 中, ,
解得: ,双曲线离心率 ,则 .故答案为:C.
3.(2022·南昌模拟)已知中心在原点的双曲线 的离心率为2,右顶点为 ,过 的左焦点 作
轴的垂线 ,且 与 交于 , 两点,若 的面积为9,则 的标准方程为 .
【答案】
【解析】设双曲线标准方程为令 ,则 ,得 ,所以 ,
易知 ,所以 …①,
又 …②, …③,联立①②③求解得 ,所以双曲线方程为 。
故答案为: 。
4.(2022成都期末)已知焦点在 轴上的双曲线,其渐近线方程为 ,焦距为 ,则该双
曲线的标准方程为 .
【答案】
【解析】由题设,可知: , ,
∴由 ,可得 , ,又焦点在 轴上,
∴双曲线的标准方程为 .
故答案为: .
5.(2021成都期末)已知焦点在 轴上的双曲线,其渐近线方程为 ,半焦距 ,
则双曲线的标准方程为 .
【答案】【解析】由题可设双曲线方程为 ,
由渐近线方程可得 , ,
又因为 ,即 ,解得 ,则 ,
所以双曲线的标准方程为 。
故答案为: 。
6.(2022太原期末)求适合下列条件的双曲线的标准方程:
(1)焦点在x轴上,实轴长为2,其离心率 ;
(2)渐近线方程为 ,经过点 .
(3)双曲线E: 离心率为 ,且点 在双曲线 上,求
的方程;
(4)双曲线 实轴长为2,且双曲线 与椭圆 的焦点相同,求双曲线 的标准
方程.
【答案】(1) (2) (3) (4)
【解析】(1)解:设双曲线的标准方程为: ,由题知:,双曲线方程为: .
(2)解:设双曲线方程为: ,
将 代入 ,解得 ,
所以双曲线方程为: .
(3)由 ,得 ,即 ,
又 ,即 ,
双曲线 的方程即为 ,点 坐标代入得 ,解得 .
所以,双曲线 的方程为 .
(4)椭圆 的焦点为 ,
设双曲线 的方程为 ,
所以 ,且 ,
所以 ,
所以,双曲线 的方程为 .
7.(2021包头期末)已知双曲线 的两个焦点分别为 ,,且过点 .
(1)求双曲线C的虚轴长;
(2)求与双曲线C有相同渐近线,且过点 的双曲线的标准方程.
【答案】见解析
【解析】(1)由题意,易知 , ,且 .
在 中,
由双曲线的定义可知, , ,即 .
∵双曲线C的两个焦点分别为 , ,∴ .
又∵ ,∴
故双曲线C的虚轴长为
(2)解:由(1)知双曲线C的方程为 .
设与双曲线C有相同渐近线的双曲线的方程为
将点 的坐标代入上述方程,得
故所求双曲线的标准方程为
题组四 直线与双曲线的位置关系
1.(2022·广东)(多选)下列曲线中与直线 有交点的是( )
A. B. C. D.【答案】BCD
【解析】对于A,直线 和 的斜率都是﹣2,所以两直线平行,不可能有交点.
对于B,由 ,得 , ,所以直线与B中的曲线有交点.
对于C,由 ,得 , ,所以直线与C中的曲线有交点.
对于D,由 ,得 , ,所以直线与D中的曲线有交点.
故选:BCD
2.(2022·全国·高二课时练习)直线 与双曲线 上支的交点个数为______.
【答案】2
【解析】由 ,可得 ,解得 或 .当 时, ;当 时,
,所以直线 与双曲线上支的交点个数为2.故答案为:2
3.(2022·全国·高二课时练习)直线 与双曲线 的交点坐标为______.
【答案】 ,
【解析】由 ,消 得 即 ,解得 或
代入直线得 或 ,所以直线与双曲线的交点坐标为 , ,故答案为: ,
4.(2022·全国·高三专题练习)直线 与双曲线 没有交点,则 的取值范围为_____.
【答案】
【解析】由题意,双曲线 的渐近线方程为: ,
因为直线 过原点且与双曲线 没有交点,
故需满足 ,
故答案为:
5.(2022·全国·专题练习)双曲线 与直线 交点的个数为_____.
【答案】1
【解析】联立方程可得 ,消 可得 ,
即 ,故 ,
故方程组有且只有一组解,
故双曲线 与直线 有且只有一个交点.
故答案为:1
6.(2022·四川内江·模拟预测(文))若双曲线 上存在两个点关于直线 : 对称,则
实数 的取值范围为______.
【答案】 或【解析】设双曲线 存在关于直线 对称的两点为 , ,
根据对称性可知线段 被直线 垂直平分,
且 的中点 在直线 上,且 ,
故可设直线 的方程为 ,
联立方程 ,整理可得 ,
∴ , ,
由 ,可得 或 ,
∴ , ,
∵ 的中点 在直线 上,
∴ ,可得 , 或 .
故答案为: 或 .
7.(2022·四川·仁寿一中 )若直线 与双曲线 始终只有一个公共点,则 取值范围是
_____________.
【答案】
【解析】由 ,消 可得 ,当 或 ,解得
或 ,故答案为:
8.(2022·上海市虹口高级中学 )直线 与曲线 的交点个数是______.
【答案】2
【解析】当 时,将 代入 ,
整理得 ,解得 , (舍去),
当 时,将 代入 ,
整理得 ,解得 , (舍去),
综上,直线 与曲线 的交点个数是2个.
故答案为:2
9.(2022·全国·高三专题练习)已知直线 与双曲线 有且只有一个公共点,则C的
离心率等于________.
【答案】
【解析】双曲线 的渐近线方程为 , ,
因为直线 与双曲线 有且只有一个公共点,
所以直线 与渐近线 平行,
所以 ,
所以 ,
所以双曲线的离心率为 ,
故答案为:10.(2022·黑龙江·哈尔滨三中模拟预测(文))设直线l: 与双曲线C: 相交于不同
的两点A,B,则k的取值范围为___________.
【答案】
【解析】联立 消去y: , ,
得到 ,又直线 不与渐近线 平行,
所以 .
故答案为: .
题组五 弦长与中点弦
1.(2022·四川·射洪中学)直线l交双曲线 于A,B两点,且 为AB的中点,则l的斜率
为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】C
【解析】设点 , ,因 为AB的中点,则有 ,
又点A,B在双曲线上,则 ,即 ,
则l的斜率 ,此时,直线l的方程: ,由 消去y并整理得: , ,即直线l与双曲线交于
两点,所以l的斜率为2.故选:C
2.(2022·河南)已知双曲线 的离心率为 ,直线 与 交于 两点, 为线
段 的中点, 为坐标原点,则 与 的斜率的乘积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设 , , ,则 ,两式作差,并化简得,
,所以 ,
因为 为线段 的中点,即 所以 ,即 ,由 ,得 .
故选:B.
3.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线C的中心在坐标原点,其中一个焦点为 ,过F的直线
l与双曲线C交于A、B两点,且AB的中点为 ,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由F、N两点的坐标得直线l的斜率 .
∵双曲线一个焦点为(-2,0),∴c=2.
设双曲线C的方程为 ,则 .设 , ,则 , , .
由 , 得 ,
即 ,∴ ,易得 , , ,
∴双曲线C的离心率 .
故选:B.
4.(2022·重庆十八中两江实验中学高三阶段练习)(多选)已知双曲线 的一条渐近线方
程为 ,过点 作直线 交该双曲线于 和 两点,则下列结论中正确的有( )
A.该双曲线的焦点在哪个轴不能确定
B.该双曲线的离心率为
C.若 和 在双曲线的同一支上,则
D.若 和 分别在双曲线的两支上,则
【答案】BC
【解析】对于A选项,若双曲线 的焦点在 轴上,则 ,可得 ,
且有 ,解得 ,则双曲线 的方程为 ,其焦点在 轴上;
若双曲线 的焦点在 轴上,则双曲线 的标准方程为 ,
则 ,可得 ,且有 ,无解,A错;
对于B选项, , , ,所以,双曲线 的离心率为 ,B对;
对于CD选项,当直线 不与 轴重合时,设直线 的方程为 ,设点 、 ,
联立 可得 ,
则 ,解得 ,
由韦达定理可得 , ,
,
,
.
若 和 在双曲线的同一支上,则 ,可得 ,
则 ,C对;
若 和 分别在双曲线的两支上且直线 不与 轴重合时,
,可得 ,则 ,
若直线 与 轴重合,则 、 分别为双曲线 的两个顶点,则 ,
故当 和 分别在双曲线的两支上时, ,D错.
故选:BC.
5.(2022·全国·专题练习)双曲线 : 被斜率为 的直线截得的弦 的中点为则双曲线 的离心率为 ______.
【答案】
【解析】设 ,则 ,
将 两点坐标代入双曲线方程得: ;
将上述两式相减可得:
即 ,也即
所以 ,即
故答案为:
6.(2022·四川内江 )若双曲线 上存在两个点关于直线 对称,则实数 的取
值范围为______.
【答案】
【解析】依题意,双曲线上两点 , , , ,
若点A、B关于直线 对称,则
设直线 的方程是 ,代入双曲线方程 化简得:
,
则 ,且 ,解得 ,且
又 ,设 的中点是 , ,所以 , .
因为 的中点 在直线 上,
所以 ,所以 ,又
所以 ,即 ,所以
所以 ,整理得 ,
所以 或 ,
实数 的取值范围为:
故答案为: .