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課時分層作業(yè)(十) 雙曲線的簡單幾何性質(zhì)
(建議用時:40分鐘)
[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]
一、選擇題
1.已知雙曲線-=1的右焦點為(3,0),則該雙曲線的離心率等于( )
A. B. C. D.
C [由題意知a2+5=9,解得a=2,故e=.]
2.已知雙曲線方程為x2-=1,過P(1,0)的直線l與雙曲線只有一個公共點,則共有l(wèi)( )
A.4條 B.3條 C.2條 D.1條
B [因為雙曲線方程為x2-=1,所以P(1,0)是雙曲線的右頂點,所以過P(1,0)并且和x軸垂直的直線是雙曲線的一條切線,與雙曲線只有一個公共點,另外還有兩條就是過點P(1,0)分別和兩條漸近線平行的直線,所以符合要求的共有3條,故選B.]
3.雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的離心率為2,焦點到漸近線的距離為,則雙曲線C的焦距等于( )
A.2 B.2
C.4 D.4
C [由已知得e==2,所以a=c,故b==c,從而雙曲線的漸近線方程為y=x=x,由焦點到漸近線的距離為,得c=,解得c=2,故2c=4,故選C.]
4.若實數(shù)k滿足0
0,16-k>0,故方程-=1表示焦點在x軸上的雙曲線,且實半軸的長為4,虛半軸的長為,焦距2c=2,離心率e=;同理方程-=1也表示焦點在x軸上的雙曲線,實半軸的長為,虛半軸的長為,焦距2c=2,離心率e=.可知兩曲線的焦距相等,故選D.]
5.設(shè)雙曲線-=1(b>a>0)的半焦距為c,且直線l過(a,0)和(0,b)兩點,已知原點到直線l的距離為,則雙曲線的離心率為( )
A. B.
C. D.2
D [直線l的方程為+=1,即bx+ay-ab=0,原點到直線l的距離d===c
即ab=c2,所以a2(c2-a2)=c4.
整理得3e4-16e2+16=0,解得e2=4或e2=
又b>a>0,所以e2=1+>2,故e=2.]
二、填空題
6.已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的焦距為2,且雙曲線的一條漸近線與直線2x+y=0垂直,則雙曲線方程為________.
-y2=1 [由題意可得,解得,
故所求雙曲線方程為-y2=1.]
7.若a>1,則雙曲線-y2=1的離心率的取值范圍是________.
【導(dǎo)學(xué)號:97792093】
(1,) [e2=1+,由a>1得10)的兩條漸近線分別交于點A,B,且△AOB的面積為8,則焦距為________.
2 [雙曲線的漸近線方程為y=bx,則A(2,2b),B(2,-2b),|AB|=4b,從而S△AOB=4b2=8.
解得b=2,所以c2=5,從而焦距為2.]
三、解答題
9.雙曲線與橢圓+=1有相同的焦點,它的一條漸近線為y=x,求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程和離心率.
[解] 由橢圓+=1,知c2=64-16=48,且焦點在y軸上,
∵雙曲線的一條漸近線為y=x,
∴設(shè)雙曲線方程為-=1.
又c2=2a2=48,∴a2=24.
∴所求雙曲線的方程為-=1.
由a2=24,c2=48,
得e2==2,
又e>0,∴e=.
10.已知中心在原點的雙曲線C的右焦點為(2,0),右頂點為(,0).
(1)求雙曲線C的方程;
(2)若直線l:y=kx+與雙曲線C恒有兩個不同的交點A和B,且>2,其中O為原點,求k的取值范圍.
【導(dǎo)學(xué)號:97792094】
[解] (1)設(shè)雙曲線C的方程為-=1(a>0,b>0),由已知得a=,c=2.
又因為a2+b2=c2,所以b2=1,
故雙曲線C的方程為-y2=1.
(2)將y=kx+代入-y2=1中,
得(1-3k2)x2-6kx-9=0,
由直線l與雙曲線交于不同的兩點得:
即k2≠且k2<1.①
設(shè)A(xA,yA),B(xB,yB),
則xA+xB=,xAxB=,
由>2得xAxB+yAyB>2,
而xAxB+yAyB=xAxB+(kxA+)(kxB+)
=(k2+1)xAxB+k(xA+xB)+2
=(k2+1)++2=,
于是>2,
解此不等式得0,b>0)的左、右焦點.若在雙曲線右支上存在點P,滿足|PF2|=|F1F2|,且F2到直線PF1的距離等于雙曲線的實軸長,則該雙曲線的漸近線方程為( )
A.3x4y=0 B.3x+5y=0
C.5x4y=0 D.4x3y=0
D [由題意可知|PF2|=|F1F2|=2c,所以△PF1F2為等腰三角形,所以由F2向直線PF1作的垂線也是中線,因為F2到直線PF1的距離等于雙曲線的實軸長2a,所以|PF1|=2=4b,又|PF1|-|PF2|=2a,所以4b-2c=2a,所以2b-a=c,兩邊平方可得4b2-4ab+a2=c2=a2+b2,所以3b2=4ab,所以4a=3b,從而=,所以該雙曲線的漸近線方程為4x3y=0,故選D.]
3.設(shè)雙曲線-=1(a>0,b>0)的右焦點是F,左、右頂點分別是A1,A2,過點F作x軸的垂線與雙曲線交于B,C兩點,若A1B⊥A2C,則該雙曲線的漸近線的斜率為________.
1 [不妨設(shè)點B在第一象限,則A1(-a,0),B,A2(a,0),C,所以=,=.因為A1B⊥A2C,所以=0,所以c2-a2-=0,整理得,=1,即=1,所以漸近線的斜率為1.]
4.已知直線l:x-y+m=0與雙曲線x2-=1交于不同的兩點A,B,若線段AB的中點在圓x2+y2=5上,則實數(shù)m的值是________.
【導(dǎo)學(xué)號:97792095】
1 [由,消去y得x2-2mx-m2-2=0.則Δ=4m2+4m2+8=8m2+8>0.設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1+x2=2m,y1+y2=x1+x2+2m=4m,所以線段AB的中點坐標(biāo)為(m,2m).又點(m,2m)在圓x2+y2=5上,所以m2+(2m)2=5,得m=1.]
5.直線y=ax+1與雙曲線3x2-y2=1相交于A,B兩點.
(1)求線段AB的長;
(2)當(dāng)a為何值時,以AB為直徑的圓經(jīng)過坐標(biāo)原點?
[解] 由得(3-a2)x2-2ax-2=0.
由題意可得3-a2≠0.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1+x2=,x1x2=.
(1)|AB|==
=
=.
(2)由題意知,OA⊥OB,則=0,
即x1x2+y1y2=0,
∴x1x2+(ax1+1)(ax2+1)=0.
即(1+a2)x1x2+a(x1+x2)+1=0,
∴(1+a2)+a+1=0,解得a=1.
經(jīng)檢驗a=1時,以AB為直徑的圓經(jīng)過坐標(biāo)原點.
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