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第三章 3.3 第1課時(shí) 雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程
一、選擇題
1.雙曲線-=1的焦距為( )
A.3 B.4
C.3 D.4
[答案] D
[解析] c2=a2+b2=10+2=12,則2c=4,故選D.
2.已知平面內(nèi)有一定線段AB,其長度為4,動(dòng)點(diǎn)P滿足|PA|-|PB|=3,O為AB的中點(diǎn),則|PO|的最小值為( )
A.1 B.
C.2 D.4
[答案] B
[解析] 如圖,以AB為x軸,AB中點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)建系.∵|PA|-|PB|=3∴P點(diǎn)軌跡是以A、B為焦點(diǎn)的雙曲線的右支.由圖知|PO|最短為.
3.在方程mx2-my2=
2、n中,若mn<0,則方程的曲線是( )
A.焦點(diǎn)在x軸上的橢圓
B.焦點(diǎn)在x軸上的雙曲線
C.焦點(diǎn)在y軸上的橢圓
D.焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線
[答案] D
[解析] 方程mx2-my2=n可化為:-=1,
∵mn<0,∴->0,
∴方程的曲線是焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線.
4.已知F1、F2為雙曲線C:x2-y2=2的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)P在C上,|PF1|=2|PF2|,則cos∠F1PF2=( )
A. B.
C. D.
[答案] C
[解析] 本題考查雙曲線定義.由|PF1|=2|PF2|及|PF1|-|PF2|=2知|PF2|=2
∴|PF1|=4,
3、而|F1F2|=4,∴由余弦定理知cos∠F1PF2==.
5.過雙曲線-=1的焦點(diǎn)且與x軸垂直的直線被雙線截取的線段的長度為( )
A. B.4
C. D.8
[答案] C
[解析] ∵a2=3,b2=4,∴c2=7,∴c=,
該直線方程為x=,
由得y2=,
∴|y|=,弦長為.
6.設(shè)P為雙曲線x2-=1上的一點(diǎn),F(xiàn)1,F(xiàn)2是該雙曲線的兩個(gè)焦點(diǎn),若|PF1|-|PF2|=32,則△PF1F2的面積為( )
A.6 B.12
C.12 D.24
[答案] B
[解析] 由雙曲線定義知||PF1||PF2||=2
又∵|PF1||PF2|=32,∴|P
4、F1|=6,|PF2|=4,由雙曲線方程知a2=1,b2=12,∴c2=13,∴|F1F2|=2c=2,由|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2得PF1⊥PF2,
∴S△PF1F2=|PF1|·|PF2|=×6×4=12.
二、填空題
7.雙曲線-x2=1的兩個(gè)焦點(diǎn)坐標(biāo)是________________.
[答案] (0,±)
[解析] a2=2,b2=1,c2=3,∴c=±,又焦點(diǎn)在y軸上.
8.若方程-=1表示雙曲線,則實(shí)數(shù)k的取值范圍是________________.
[答案] k>3或k<-3
[解析]
5、 當(dāng),即k>3時(shí),方程表示焦點(diǎn)在x軸上的雙曲線;
當(dāng),即k<-3時(shí),方程表示焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線.
所以若方程表示雙曲線,則實(shí)數(shù)k的取值范圍是k>3或k<-3.
[總結(jié)反思] 錯(cuò)解中得到k>3的結(jié)果是不完整的,這是由于對(duì)雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程理解不深刻,誤認(rèn)為該方程僅表示焦點(diǎn)在x軸上的雙曲線,遺漏了焦點(diǎn)在y軸上的情況,事實(shí)上,若方程-=1表示雙曲線,則應(yīng)有pq>0.
三、解答題
9.求與雙曲線-=1共焦點(diǎn),且過點(diǎn)(3,2)的雙曲線方程.
[解析] 由于所求的雙曲線與已知雙曲線共焦點(diǎn),從而可設(shè)所求的雙曲線方程為-=1.
由于點(diǎn)(3,2)在所求的雙曲線上,
6、
從而有-=1.
整理,得k2+10k-56=0,∴k=4或k=-14.
又16-k>0,4+k>0,∴-4<k<16.
從而得k=4.故所求雙曲線的方程為-=1.
10.若F1、F2是雙曲線-=1的兩個(gè)焦點(diǎn),P在雙曲線上,且|PF1|·|PF2|=32,求∠F1PF2的大?。?
[解析] 由雙曲線的對(duì)稱性,可設(shè)點(diǎn)P在第一象限,
由雙曲線的方程,知a=3,b=4,∴c=5.
由雙曲線的定義,得|PF1|-|PF2|=2a=6.
上式兩邊平方,得|PF1|2+|PF2|2=36+2|PF1|·|PF2|=36+64=100,
由余弦定
7、理,得
cos∠F1PF2=
==0.
∴∠F1PF2=90°.
[總結(jié)反思] 在焦點(diǎn)三角形中,正弦定理、余弦定理、雙曲線的定義等是經(jīng)常使用的知識(shí)點(diǎn).另外,還經(jīng)常結(jié)合=2a,運(yùn)用平方的方法,建立它與|PF1|·|PF2|的聯(lián)系,請(qǐng)同學(xué)們多加注意.
一、選擇題
1.對(duì)于常數(shù)m、n,“mn>0”是“方程mx2+ny2=1的曲線是橢圓”的( )
A.充分不必要條件
B.必要不充分條件
C.充分必要條件
D.既不充分也不必要條件
[答案] B
[解析] 本題考查了充分必要條件及橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的形式,由mn>0,若m=n,則方程 mx2+ny
8、2=1表示圓,故mn>0?/方程mx2+ny2=1表示橢圓,若mx2+ny2=1表示橢圓?mn>0,故原題為必要不充分條件,充分理解橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是解決問題的關(guān)鍵.
2.已知點(diǎn)F1(-4,0)和F2(4,0),曲線C上的動(dòng)點(diǎn)P到F1、F2距離之差為6,則曲線C的方程為( )
A.-=1
B.-=1(y>0)
C.-=1或-=1
D.-=1(x>0)
[答案] D
[解析] 由雙曲線的定義知,點(diǎn)P的軌跡是以F1、F2為焦點(diǎn),實(shí)軸長為6的雙曲線的右支,其方程為:-=1(x>0).
3.已知雙曲線-=1的焦點(diǎn)為F1、F2,點(diǎn)M在雙曲線上,且MF1⊥x軸
9、,則F1到直線F2M的距離為( )
A. B.
C. D.
[答案] C
[解析] 求出M點(diǎn)的坐標(biāo),寫出直線MF2的方程,用點(diǎn)到直線的距離公式求解.
如圖,由-=1知,F(xiàn)1(-3,0),F(xiàn)2(3,0).設(shè)M(-3,y0),則y0=±,取M(-3,),
∴直線MF2的方程為x+6y-=0,即x+2y-3=0.
∴點(diǎn)F1到直線MF2的距離為d==.
4.已知雙曲線中心在原點(diǎn)且一個(gè)焦點(diǎn)為F1(-,0),點(diǎn)P位于該雙曲線上,線段PF1的中點(diǎn)坐標(biāo)為(0,2) 則雙曲線的方程是( )
A.-y2=1 B.x2-=1
C.-=1 D.-=1
[答案] B
[解析] ∵P
10、F1的中點(diǎn)坐標(biāo)為(0,2),
∴P點(diǎn)坐標(biāo)為(,4),
∴2a=|PF1|-|PF2|
=-
=6-4=2,
∴a=1 又∵c= ∴b2=()2-12=4,
∴方程為x2-=1.
二、填空題
5.已知雙曲線x2-y2=1,點(diǎn)F1、F2為其兩個(gè)焦點(diǎn),點(diǎn)P為雙曲線上一點(diǎn),若PF1⊥PF2,則|PF1|+|PF2|的值為________________.
[答案] 2
[解析] 本題考查了雙曲線的概念.
設(shè)|PF1|=m,|PF2|=n,根據(jù)雙曲線的定義及已知條件可得|m-n|=2a=2,m2+n2=4c2=8,∴2mn=4,
∴(|PF1|+|PF2|)2=(m+n)2=(m
11、-n)2+4mn=12,
∴|PF1|+|PF2|=2.
充分利用PF1⊥PF2, 將||PF1|-|PF2||=2a,轉(zhuǎn)化到|PF1|+|PF2|是解決本題的關(guān)鍵.
6.若雙曲線x2-y2=1右支上一點(diǎn)P(a,b)到直線y=x的距離是,則a+b=________________.
[答案]
[解析] 由條件知,,
∴或,
∵a>0且a>|b|,∴a+b=.
三、解答題
7.已知C為圓(x+)2+y2=4的圓心,點(diǎn)A(,0),P是圓上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)Q在圓的半徑CP所在直線上,且·=0,=2.當(dāng)點(diǎn)P在圓上運(yùn)動(dòng)時(shí),求點(diǎn)Q的軌跡方程.
[分析] 畫出圖形,由條
12、件可得QM是AP的中垂線,先利用等腰三角形邊長相等進(jìn)行轉(zhuǎn)化,然后利用雙曲線的定義即可求出點(diǎn)Q的軌跡方程.
[解析] 圓(x+)2+y2=4的圓心為C(-,0),半徑r=2.
∵·=0,=2,∴MQ⊥AP,點(diǎn)M是AP的中點(diǎn),即QM是AP的中垂線,連接AQ,則|AQ|=|QP|.
∴|||-|||=|||-|||=||=r=2,
又||=2>2,根據(jù)雙曲線的定義,點(diǎn)Q的軌跡是以C(-,0),A(,0)為焦點(diǎn),實(shí)軸長為2的雙曲線,
由c=,a=1,得b2=1,因此點(diǎn)Q的軌跡方程為x2-y2=1.
[總結(jié)反思] (1)本題是一個(gè)??嫉睦脠A錐曲線定義求解圓錐曲線方程的例子,
13、用定義法求軌跡的方法小巧而精致,是近幾年來高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn).
(2)在本題的解答過程中,我們要有解題的預(yù)見性,從C(-,0),A(,0)兩個(gè)點(diǎn)的對(duì)稱性,我們應(yīng)該優(yōu)先考慮到圓錐曲線的定義,所以思維的入手點(diǎn),應(yīng)該去嘗試動(dòng)點(diǎn)到兩個(gè)定點(diǎn)的距離之和或者是距離之差的絕對(duì)值,從而達(dá)到利用定義順利解題的目的.
8.已知橢圓+=1(a1>b1>0)與雙曲線-=1(a2>0,b2>0)有公共焦點(diǎn)F1、F2,設(shè)P是它們的一個(gè)交點(diǎn).
(1)試用b1,b2表示△F1PF2的面積;
(2)當(dāng)b1+b2=m(m>0)是常數(shù)時(shí),求△F1PF2的面積的最大值.
[解析] (1)如圖所示,令∠F1PF2=θ.
因|F1F2|=2c,則a-b=a+b=c2.
即a-a=b+b.
由橢圓、雙曲線定義,得
|PF1|+|PF2|=2a1,|PF1|-|PF2|=2a2(令|PF1|>|PF2|),
所以|PF1|=a1+a2,|PF2|=a1-a2,
cosθ=
=
==.所以sinθ=.
所以S△F1PF2=|PF1|·|PF2|sinθ
=(a-a)·=b1b2.
(2)當(dāng)b1+b2=m(m>0)為常數(shù)時(shí)
S△F1PF2=b1b2≤()2=,
所以△F1PF2面積的最大值為.