对应学生书P299
一、选择题
1.(2011·浙江温州十校联考)在平面直角坐标系xOy 中,过双曲线 | - | =1(a>0,b> |
0)的左焦点F作圆x2+y2=a2的一条切线(切点为T)交双曲线的右支于点P,若M为FP的中点,则|OM|-|MT|等于()
A.b-a B.a-b
C. D.a+b
解析:如图,F′是双曲线的右焦点,由双曲线的定义得,|PF|-|PF′|=2a.又M为PF的中点,∴|MF|-|OM|=a,即|OM|=|MF|-a.
又直线PF与圆相切,
∴|FT|= =b,
∴|OM|-|MT|=|MF|-a-(|MF|-|FT|)=|FT|-a=b-a,故选A.
答案:A
2.(2011·合肥一中模拟)已知双曲线 | - | =1(a>0,b>0)的一条渐近线的方程为4x-3y |
=0,则此双曲线的离心率为()
A. | - | B. |
C. | D. | |
解析:因为双曲线 | =1 的一条渐近线的方程为4x-3y=0,所以=,故双曲线 |
的离心率e== =.
答案:D
3.(2011·广州一中月考)过双曲线 - =1(a>0,b>0)的右顶点A作斜率为-1的直
线,该直线与双曲线的两条渐近线的交点分别为B、C,若 = ,则双曲线的离心率是()
A. B.]
C. D.
解析:过点A(a,0)的直线的方程为y=-x+a,则易求得该直线与双曲线的渐近线y=±
x 的交点B、C 的坐标为B | = | . | 、C | ,由 | = | 得b=2a,所以双 |
曲线的离心率e== |
答案:C
4.(2010·山东济宁期末)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是直角三
角形,则该双曲线的离心率是()
A. B.2
C.1+ D.2+
解析:将x=-c代入双曲线方程得交点为 .
由△ABE是直角三角形得 =a+c,
即a2+ac=b2=c2-a2,整理得c2-ac-2a2=0.
∴e2-e-2=0,解得e=2(-1舍去).
答案:B
5.(2011·广东深圳模拟)已知双曲线的两个焦点为F1(- ,0)、F2( ,0),M是此
双曲线上的一点,且满足 · =0,| |·| |=2,则该双曲线的方程是()
A.-y2=1 B.x2-=1
C.-=1 D.-=1
解析:设双曲线方程为- =1,且M为右支上一点,
由已知| | |-| | |=2a, | |=4a2. | ||
∴| | |2+| | |2-2| | || | ||
又∵ | · | =0,∴ | ⊥ | . | |
∴4c2-4=4a2,即b2=1.
又∵c=,∴a2=9.
∴双曲线方程为-y2=1.
答案:A
6.(2011·厦门模拟)设P是双曲线 -=1上一点,双曲线的一条渐近线方程为3x-2y
=0,F1、F2分别是双曲线的左、右焦点,若|PF1|=3,则|PF2|等于()
A.1或5 B.6
C.7 D.9
解析:由于双曲线的一条渐近线方程为3x-2y=0,
即-=0,∴a2=4,
又4>3,∴|PF2|-|PF1|=4,
∴|PF2|=4+3=7.
答案:C
二、填空题
7.(2011·上海张堰中学模拟)若m>0,点P
双曲线左焦点的距离为__________.
在双曲线-=1上,则点P到该
解析:P在双曲线-=1 上,且m>0,代入双曲线方程解得m=3,双曲线
左焦点F1(-3,0), 故|PF1|= = .
答案:
8.(2011·山东泰安模拟)P 为双曲线x2- =1 右支上一点,M、N 分别是圆(x+4)2+y2
=4 和(x-4)2+y2=1 上的点,则|PM|-|PN|的最大值为__________.
解析:已知两圆圆心(-4,0)和(4,0)(记为F1和F2)恰为双曲线x2- =1的两焦点.
当|PM|最大,|PN|最小时,|PM|-|PN|最大,|PM|最大值为P到圆心F1的距离|PF1|与圆F1半径之和,同样|PN|最小=|PF2|-1,从而|PM|-|PN|=|PF1|+2-(|PF2|-1)=|PF1|-|PF2|+3=2a+3=5.
答案:5
9.已知点P 是双曲线 | - | =1 上除顶点外的任意一点,F1、F2 分别为左、右焦点,c |
为半焦距,△PF1F2内切圆与F1F2切于点M,则|F1M|·|F2M|=__________.解析:根据从圆外一点向圆所引的两条切线长相等,
|F1M|-|F2M|=|PF1|-|PF2|=2a,
又|F1M|+|F2M|=2c,解得|F1M|=a+c,|F2M|=c-a,
从而|F1M|·|F2M|=c2-a2=b2.
答案:b2
三、解答题
10.(2011·江苏启东中学模拟)已知双曲线C:-y2=1,P为C上的任意点.
(1)求证:点P到双曲线C的两条渐近线的距离的乘积是一个常数;(2)设点A的坐标为(3,0),求|PA|的最小值.
解析:(1)设P(x1,y1)是双曲线上任意一点,
该双曲线的两条渐近线方程分别是x-2y=0和x+2y=0.
点P(x1,y1)到两条渐近线的距离分别是 | =. | 和 | , | ||
它们的乘积是 | · | = | |||
点P到双曲线的两条渐近线的距离的乘积是一个常数.(2)设点P的坐标为(x,y),则
|PA|2=(x-3)2+y2=(x-3)2+-1= 2+,
∵|x|≥2,
∴当x= | 时,|PA|2的最小值为,即|PA|的最小值为 | . |
11.已知中心在原点的双曲线C的右焦点为(2,0),右顶点为( ,0).
(1)求双曲线C的方程;
(2)若直线:y=kx+m(k≠0,m≠0)与双曲线C交于不同的两点M、N,且线段MN的垂直平分线过点A(0,-1),求实数m的取值范围.
解析:(1)设双曲线方程为 | - | =1(a>0,b>0). | |
由已知得a= | ,c=2. | ||
又a2+b2=c2,得b2=1.
故双曲线C的方程为-y2=1.
(2)联立 整理得
(1-3k2)x2-6kmx-3m2-3=0.
∵直线与双曲线有两个不同的交点,
可得m2>3k2-1且k2≠.①
设M(x1,y1),N(x2,y2),MN的中点为B(x0,y0).
则x1+x2= | ,x0= | = | , |
y0=kx0+m= | . |
由题意,AB⊥MN,
∵kAB= =-(k≠0,m≠0).
整理得3k2=4m+1,②
将②代入①,得m2-4m>0,
∴m<0或m>4.
又3k2=4m+1>0(k≠0),即m>-.
∴m的取值范围是∪(4,+∞).
12.(2011·山东日照模拟)已知离心率为的椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,双曲线
以椭圆的长轴为实轴,短轴为虚轴,且焦距为2.
(1)求椭圆及双曲线的方程;
(2)设椭圆的左、右焦点分别为A、B,在第二象限内取双曲线上一点P,连接BP交椭
圆于点M,连接PA并延长交椭圆于点N,若 =,求四边形ANBM的面积.
解析:(1)设椭圆方程为+ =1(a>b>0),则根据题意,双曲线的方程为 - =1且
满足
解方程组得
∴椭圆的方程为 +=1,双曲线的方程为-=1.
(2)由(1)得A(-5,0),B(5,0),|AB|=10,
设M(x0,y0),则由 | = | 得M 为BP 的中点,所以P 点坐标为(2x0-5,2y0). |
将M、P坐标代入椭圆和双曲线方程,得
消去y0,得2x02-5x0-25=0.
解之,得x0=-或x0=5(舍去).
所以y0= .由此可得M ,
所以P(-10,3).
当P为(-10,3 )时,直线PA的方程是y=(x+5),
即y=- (x+5),代入 +=1,得2x2+15x+25=0.所以x=-或-5(舍去).
所以xN=-,xN=xM,MN⊥x轴.
所以S 四边形AMBN=2S△AMB=2×10× | × =15 | . |
自助餐·选做题
1.已知双曲线的两个焦点为F1(- | ,0)、F2( | ,0),M 是此双曲线上的一点,且 |
满足· =0,| |·| |=2,则该双曲线的方程是()
A.-y2=1 B.x2-=1
C.-=1 D.-=1
解析:∵· =0,∴ ⊥,∴MF1⊥MF2,
∴|MF1|2+|MF2|2=40,
∴(|MF1|-|MF2|)2=|MF1|2-2|MF1|·|MF2|+|MF2|2=40-2×2=36,
∴||MF1|-|MF2||=6=2a,a=3,
又c= ,∴b2=c2-a2=1,
∴双曲线方程为-y2=1.
答案:A
2.(2011·西安调研)过点P(4,4)且与双曲线-=1只有一个交点的直线有()
A.1条 B.2条
C.3条 D.4条
解析:如图所示,满足条件的直线共有3条.
答案:C
3.(2011·广州模拟)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的取值范围是()
A.(1,+∞) | B.(1,2) | ) | |
C.(1,1+ | ) | D.(2,1+ | |
解析:如图,要使△ABE为锐角三角形,只需∠AEB为锐角,由双曲线对称性知△ABE
为等腰三角形,从而只需满足∠AEF<45°.
又当x=-c 时,y= | , | <1, | |
∴tan∠AEF= | = | ||
∴e2-e-2<0,
又e>1,∴1<e<2.
答案:B
4.(2010·德州模拟)P为双曲线x2-=1右支上一点,M、N分别是圆(x+4)2+y2=4
和(x-4)2+y2=1上的点,则|PM|-|PN|的最大值为__________.
解析:双曲线的两个焦点为F1(-4,0)、F2(4,0),为两个圆的圆心,半径分别为r1=2,r2
=1,|PM|max=|PF1|+2,|PN|min=|PF2|-1,故|PM|-|PN|的最大值为(|PF1|+2)-(|PF2|-1)=
|PF1|-|PF2|+3=5.
答案:5