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1、新編人教版精品教學資料
課時提升作業(yè)(十二)
雙曲線及其標準方程
(25分鐘 60分)
一、選擇題(每小題5分,共25分)
1.已知F1(-8,3),F2(2,3)為定點,動點P滿足|PF1|-|PF2|=2a,當a=3和a=5時,P點的軌跡分別為( )
A.雙曲線和一條直線
B.雙曲線的一支和一條直線
C.雙曲線和一條射線
D.雙曲線的一支和一條射線
【解析】選D.易得|F1F2|=10.
當a=3時,2a=6,即2a<|F1F2|,
所以P點的軌跡為雙曲線的一支(靠近點F2).
當a=5時,2a=10,即2a=|F1F2|,此時P,F1,F2共線.
所以P點的
2、軌跡是以F2為起點的一條射線.
2.(2015·福建高考)若雙曲線E:x29-y216=1的左、右焦點分別為F1,F2,點P在雙曲線E上,且|PF1|=3,則|PF2|等于 ( )
A.11 B.9 C.5 D.3
【解析】選B.因為PF1-PF2=2a,所以PF1-PF2=±6,所以PF2=9或-3(舍去).
3.在方程mx2-my2=n中,若mn<0,則方程的曲線是 ( )
A.焦點在x軸上的橢圓 B.焦點在x軸上的雙曲線
C.焦點在y軸上的橢圓 D.焦點在y軸上的雙曲線
【解析】選D.方程mx2-my2=n可化為:
y2-nm-x2-nm=1
3、,
因為mn<0,所以-nm>0,
所以方程表示的曲線是焦點在y軸上的雙曲線.
4.(2015·吉首高二檢測)橢圓x24+y2m2=1與雙曲線x2m2-y22=1有相同的焦點,則m的值是 ( )
A.±1 B.1 C.-1 D.不存在
【解析】選A.方法一:直接法:顯然雙曲線焦點在x軸上,
故4-m2=m2+2.
所以m2=1,即m=±1.
方法二:驗證法:當m=±1時,m2=1,
對橢圓來說,a2=4,b2=1,c2=3.
對雙曲線來說,a2=1,b2=2,c2=3,
故當m=±1時,它們有相同的焦點.
【誤區(qū)警示】本題在求解時常常因為混淆橢圓與雙曲線的
4、數(shù)量關系導致錯誤.
5.(2015·三明高二檢測)已知雙曲線的左、右焦點分別為F1,F2,過F1的直線與
雙曲線的左支交于A,B兩點,線段AB的長為5,若2a=8,那么△ABF2的周長
是 ( )
A.16 B.18 C.21 D.26
【解題指南】借助雙曲線的定義求解,注意點A,B的位置.
【解析】選D.|AF2|-|AF1|=2a=8,|BF2|-|BF1|=2a=8,所以|AF2|+|BF2|-(|AF1|+|BF1|)=16,
所以|AF2|+|BF2|=16+5=21,
所以△ABF2的周長為|AF2|+|BF2|+|AB|=21+5=26.
二、填空
5、題(每小題5分,共15分)
6.已知點P(2,-3)是雙曲線x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)上一點,雙曲線兩個焦點間的距離等于4,則該雙曲線方程是 .
【解析】由題意知c=2,設該雙曲線方程是x2a2-y24-a2=1,
把點P(2,-3)代入,得4a2-94-a2=1,
解得a2=1或a2=16(舍).
所以該雙曲線方程為x2-y23=1.
答案:x2-y23=1
7.若雙曲線8kx2-ky2=8的一個焦點為(0,3),則k= .
【解題指南】先化雙曲線方程為標準形式,再借助a,b,c的關系求解.
【解析】方程可化為y2-8k-x2-1k=1,由焦點在y
6、軸上,得a2=-8k,b2=-1k.
所以c2=-9k,
所以9=-9k,
所以k=-1.
答案:-1
8.(2015·濰坊高二檢測)已知雙曲線的兩個焦點F1(-5,0),F2(5,0),P是雙曲線上一點,且PF1→·PF2→=0,|PF1|·|PF2|=2,則雙曲線的標準方程為 .
【解析】由題意可設雙曲線方程為
x2a2-y2b2=1(a>0,b>0).
由PF1→·PF2→=0,得PF1⊥PF2.根據(jù)勾股定理得
|PF1|2+|PF2|2=(2c)2,即|PF1|2+|PF2|2=20.
根據(jù)雙曲線定義有|PF1|-|PF2|=±2a.
兩邊平方并代入|PF1
7、|·|PF2|=2得
20-2×2=4a2,解得a2=4,從而b2=5-4=1,
所以雙曲線方程為x24-y2=1.
答案:x24-y2=1
【拓展延伸】與雙曲線定義相關問題的解法
利用雙曲線的定義解決與焦點有關的問題,一是要注意定義條件||PF1|-|PF2||=2a的變形的使用,特別是與|PF1|2+|PF2|2,|PF1|·|PF2|間的關系;二是要與三角形知識相結合,如勾股定理、余弦定理、正弦定理等,同時要注意整體思想的應用.
三、解答題(每小題10分,共20分)
9.根據(jù)下列條件,求雙曲線的標準方程.
(1)過點P3,154,Q-163,5且焦點在坐標軸上.
(2)
8、c=6,經過點(-5,2),焦點在x軸上.
【解析】(1)設雙曲線方程為x2m-y2n=1,
因為P,Q兩點在雙曲線上,
所以9m-22516n=1,2569m-25n=1解得m=-16,n=-9,
所以所求雙曲線方程為-x216+y29=1,即y29-x216=1.
(2)因為焦點在x軸上,c=6,
所以設所求雙曲線方程為x2λ-y26-λ=1(其中0<λ<6).
因為雙曲線經過點(-5,2),所以25λ-46-λ=1,
所以λ=5或λ=30(舍去),
所以所求雙曲線的方程是x25-y2=1.
10.在周長為48的Rt△MPN中,∠MPN=90°,tan∠PMN=34,求
9、以M,N為焦點,且過點P的雙曲線方程.
【解題指南】由雙曲線定義可知||PM|-|PN||=2a,|MN|=2c,所以利用條件確定
△MPN的邊長是關鍵.
【解析】因為△MPN的周長為48,且tan∠PMN=34,所以設|PN|=3k,|PM|=4k,則|MN|=5k.
由3k+4k+5k=48得k=4.
所以|PN|=12,|PM|=16,|MN|=20.
以MN所在直線為x軸,以MN的中點為原點建立直角坐標系,如圖所示.
設所求雙曲線方程為x2a2-y2b2=1(a>0,b>0).
由|PM|-|PN|=4得2a=4,a=2,a2=4.
由|MN|=20得2c=20,c=
10、10.
所以b2=c2-a2=96,所以所求雙曲線方程為x24-y296=1.
(20分鐘 40分)
一、選擇題(每小題5分,共10分)
1.(2015·廣州高二檢測)橢圓y249+x224=1與雙曲線y2-x224=1有公共點P,則P與雙曲線兩焦點連線構成的三角形的面積為 ( )
A.48 B.24 C.243 D.123
【解析】選B.由已知得橢圓與雙曲線具有共同的焦點F1(0,5)和F2(0,-5),又由橢圓與雙曲線的定義可得
|PF1|+|PF2|=14,||PF1|-|PF2||=2,
所以|PF1|=8,|PF2|=6,或|PF1|=6,|PF2|=
11、8.
又|F1F2|=10,
所以△PF1F2為直角三角形,∠F1PF2=90°.
所以△PF1F2的面積
S=12|PF1||PF2|=12×6×8=24.
2.(2015·成都高二檢測)若方程x2m-1+y2m2-4=3表示焦點在y軸上的雙曲線,則m的取值范圍是 ( )
A.(1,2) B.(2,+∞)
C.(-∞,-2) D.(-2,2)
【解析】選C.由題意,方程可化為
y2m2-4-x21-m=3,
所以m2-4>0,1-m>0,解得m<-2.
二、填空題(每小題5分,共10分)
3.已知F是雙曲線x24-y212=1的左焦點,A(1,4),
12、P是雙曲線右支上的動點,則|PF|+|PA|的最小值為 .
【解題指南】借助雙曲線的定義,把|PF|+|PA|的最值問題轉化為點共線問題.
【解析】設右焦點為F1(4,0),依題意,
|PF|=|PF1|+4,
所以|PF|+|PA|=|PF1|+4+|PA|
=|PF1|+|PA|+4≥|AF1|+4=5+4=9.
答案:9
4.(2015·昆明高二檢測)已知動圓M與圓C1:(x+3)2+y2=9外切且與圓C2:(x-3)2+y2=1內切,則動圓圓心M的軌跡方程是 .
【解析】設動圓M的半徑為r.
因為動圓M與圓C1外切且與圓C2內切,
所以|MC1|=r+3
13、,|MC2|=r-1.
相減得|MC1|-|MC2|=4.
又因為C1(-3,0),C2(3,0),并且|C1C2|=6>4,
所以點M的軌跡是以C1,C2為焦點的雙曲線的右支,
且有a=2,c=3.
所以b2=5,所以所求的軌跡方程為x24-y25=1(x≥2).
答案:x24-y25=1(x≥2)
【誤區(qū)警示】本題在求解時常常因為忽略限定條件“x≥2”導致錯誤.
三、解答題(每小題10分,共20分)
5.(2015·濟南高二檢測)已知方程kx2+y2=4,其中k為實數(shù),對于不同范圍的k值分別指出方程所表示的曲線類型.
【解題指南】解答本題可依據(jù)所學的各種曲線的標準形式
14、的系數(shù)應滿足的條件進行分類討論.
【解析】(1)當k=0時,y=±2,表示兩條與x軸平行的直線.
(2)當k=1時,方程為x2+y2=4,表示圓心在原點,半徑為2的圓.
(3)當k<0時,方程為y24-x2-4k=1,表示焦點在y軸上的雙曲線.
(4)當01時,方程為x24k+y24=1,表示焦點在y軸上的橢圓.
【補償訓練】當0°≤α≤180°時,方程x2cosα+y2sinα=1表示的曲線如何變化?
【解析】(1)當α=0°時,方程為x2=1,它表示兩條平行直線x=±1.
(2)當0°<α<90°
15、時,方程為x21cosα+y21sinα=1.
①當0°<α<45°時,0<1cosα<1sinα,它表示焦點在y軸上的橢圓.
②當α=45°時,它表示圓x2+y2=2.
③當45°<α<90°時,1cosα>1sinα>0,它表示焦點在x軸上的橢圓.
(3)當α=90°時,方程為y2=1,它表示兩條平行直線y=±1.
(4)當90°<α<180°時,方程為y21sinα-x21-cosα=1,它表示焦點在y軸上的雙曲線.
(5)當α=180°時,方程為x2=-1,它不表示任何曲線.
6.已知定點A(0,7),B(0,-7),C(12,2),以C為一個焦點作過A,B的橢圓,求另一焦點F的軌跡方程.
【解析】設F(x,y)為軌跡上的任意一點,
因為A,B兩點在以C,F為焦點的橢圓上,
所以|FA|+|CA|=2a,|FB|+|CB|=2a(其中a表示橢圓的長半軸長),
所以|FA|+|CA|=|FB|+|CB|,
所以|FA|-|FB|=|CB|-|CA|
=122+92-122+52=2.
所以|FA|-|FB|=2.
由雙曲線的定義知,F點在以A、B為焦點,2為實軸長的雙曲線的下半支上,
所以點F的軌跡方程是y2-x248=1(y≤-1).
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