数学中一道高中数学解析几何何的题目

一道数学解析几何题,高考的,已知椭圆C1:x²/4 + y²/3 = 1与抛物线C2:y²=4x相交与A、B两点,且焦点重合在椭圆上X轴的两侧取异于短轴端点的两点C、D,若|AC|=|BD|,求证C、D关于X轴对称._百度作业帮
一道数学解析几何题,高考的,已知椭圆C1:x²/4 + y²/3 = 1与抛物线C2:y²=4x相交与A、B两点,且焦点重合在椭圆上X轴的两侧取异于短轴端点的两点C、D,若|AC|=|BD|,求证C、D关于X轴对称.
已知椭圆C1:x²/4 + y²/3 = 1与抛物线C2:y²=4x相交与A、B两点,且焦点重合在椭圆上X轴的两侧取异于短轴端点的两点C、D,若|AC|=|BD|,求证C、D关于X轴对称.
补充一下:我有个自认为比较简单的方法你在x轴上任取异于焦点一点,C连接A,以AC为半径作圆,一定过B点;再以B点为圆心,做半径等于AC的圆,交于X轴,那就是D点,它应该有两个点,需要你判断的,右侧的点连接A,ABCD就是个菱形,证明不难,全是半径. 下载
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高中数学典型例题解析平面解析几何初步
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数学每日一题:解析几何中求参数取值范围的方法
  近几年来,与解析几何有关的参数取值范围的问题经常出现在高考考试中,是历年来高考命题的热点和重点。这类问题求解的关键在于根据题意,构造相关的不等式,然后求出不等式的解。那么,如何构造不等式呢?  一、利用曲线方程中变量的范围构造不等式  曲线上的点的坐标往往有一定的变化范围,如椭圆 x2a2 + y2b2 =  1上的点P(x,y)满足-a≤x≤a,-b≤y≤b,因而可利用这些范围来构造不等式求解,另外,也常出现题中有多个变量,变量之间有一定的关系,往往需要将要求的参数去表示已知的变量或建立起适当的不等式,再来求解.这是解决变量取值范围常见的策略和方法.  例1 已知椭圆 x2a2 + y2b2 = 1 (a&b&0), A,B是椭圆上的两点,线段AB的垂直平分线与x轴相交于点P(x0 ,  0)  求证:-a2-b2a ≤ x0 ≤ a2-b2a  分析:先求线段AB的垂直平分线方程,求出x0与A,B横坐标的关系,再利用椭圆上的点A,B满足的范围求解.  解: 设A,B坐标分别为(x1,y1) ,(x2,y2),(x1≠x2)代入椭圆方程,作差得: y2-y1x2-x1 =-b2a2 ?x2+x1  y2+y1  又∵线段AB的垂直平分线方程为  y- y1+y22 =- x2-x1 y2-y1 (x-x1+x22 )  令y=0得 x0=x1+x22 ?a2-b2a2  又∵A,B是椭圆x2a2 + y2b2 = 1 上的点  ∴-a≤x1≤a, -a≤x2≤a, x1≠x2 以及-a≤x1+x22 ≤a  ∴ -a2-b2a ≤ x0 ≤ a2-b2a  例2 如图,已知△OFQ的面积为S,且OF?FQ=1,若 12 & S &2 ,求向量OF与FQ的夹角θ的取值范围.  分析:须通过题中条件建立夹角θ与变量S的关系,利用S的范围解题.  解: 依题意有  ∴tanθ=2S  ∵12 & S &2 ∴1& tanθ&4&&  又∵0≤θ≤π  ∴π4 &θ&&  例3对于抛物线y2=4x上任一点Q,点P(a,0)都满足|PQ|≥|a|,则a的取值范围是 ( )  A a&0 B a≤2 C 0≤a≤2 D 0&2&&  分析:直接设Q点坐标,利用题中不等式|PQ|≥|a| 求解.  解: 设Q( y024 ,y0) 由|PQ| ≥a  得y02+( y024 -a)2≥a2 即y02(y02+16-8a) ≥0  ∵y02≥0 ∴(y02+16-8a) ≥0即a≤2+ y028 恒成立  又∵ y02≥0  而 2+ y028 最小值为2 ∴a≤2 选( B )
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2012高三数学一轮复习:平面解析几何练习题5
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一、选择题
1.(文)( 2010?山东潍坊)已知焦点在y轴上的双曲线的渐近线方程是y=±4x,则该双曲线的离心率是 (  )
[解析] 设双曲线方程为-=1,则由题意得,=4,=16,e=.
(理)(2010?河北唐山)过双曲线-=1的一个焦点F作一条渐近线的垂线,若垂足恰在线段OF(O为原点)的垂直平分线上,则双曲线的离心率为(  )
[解析] 如图,FMl,垂足为M,M在OF的中垂线上,
OFM为等腰直角三角形,MOF=45°,
即=1,e=.
2.(2010?全国文)已知F1、F2为双曲线Cx2-y2=1的左、右焦点,点P在C上,F1PF2=60°,则|PF1|?|PF2|=(  )
A.2  B.4 C.6   D.8
[解析] 在F1PF2中,由余弦定理
=+1=+1,
b=1,|PF1|?|PF2|=4.
3.(文)(2010?合肥市)中心在原点,对称轴为坐标轴的双曲线C的两条渐近线与圆(x-2)2+y2=1都相切,则双曲线C的离心率是(  )
A.或2 B.2或
[解析] 焦点在x轴上时,由条件知=,=,e==,同理,焦点在y轴上时,=,此时e=2.
(理)已知F1、F2是双曲线-=1(a>0,b>0)的两个焦点,以线段F1F2为边作正MF1F2,若边MF1的中点在双曲线上,则双曲线的离心率为(  )
[解析] 设线段MF1的中点为P,由已知F1PF2为有一锐角为60°的直角三角形,
|PF1|、|PF2|的长度分别为c和c.
由双曲线的定义知:(-1)c=2a,
4.已知椭圆+=1和双曲线-=1有公共的焦点,那么双曲线的渐近线方程为(  )
[解析] 由题意c2=3m2-5n2=2m2+3n2,
双曲线渐近线的斜率k=±=±.
方程为y=±x.
5.(文)(2010?湖南师大附中模拟)已知双曲线-=1,直线l过其左焦点F1,交双曲线左支于A、B两点,且|AB|=4,F2为双曲线的右焦点,ABF2的周长为20,则m的值为(  )
[解析] 由已知,|AB|+|AF2|+|BF2|=20,又|AB|=4,则|AF2|+|BF2|=16.
据双曲线定义,2a=|AF2|-|AF1|=|BF2|-|BF1|,所以4a=|AF2|+|BF2|-(|AF1|+|BF1|)=16-4=12,即a=3,所以m=a2=9,故选B
(理)(2010?辽宁锦州)ABC中,A为动点,B、C为定点,B,C(其中m>0,且m为常数),且满足条件sinC-sinB=sinA,则动点A的轨迹方程为(  )
C.-=1(x>)
[解析] 依据正弦定理得:|AB|-|AC|=|BC|=<|BC|
点A的轨迹是以B、C为焦点的双曲线的右支,且a=,c=,b2=c2-a2=
双曲线方程为-=1(x>)
6.设双曲线-=1(a>0,b>0)的两焦点为F1、F2,点Q为双曲线左支上除顶点外的任一点,过F1作F1QF2的平分线的垂线,垂足为P,则点P的轨迹是(  )
A.椭圆的一部分
B.双曲线的一部分
C.抛物线的一部分
D.圆的一部分
[解析] 延长F1P交QF2于R,则|QF1|=|QR|.
|QF2|-|QF1|=2a,|QF2|-|QR|=2a=|RF2|,
又|OP|=|RF2|,|OP|=a.
7.(文)(2010?温州市十校)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,+∞)
C.(1,1+)
D.(2,1+)
[解析] 由题意易知点F的坐标为(-c,0),A,B,E(a,0),因为ABE是锐角三角形,所以?>0,即?=?>0,整理得3e2+2e>e4,e(e3-3e-3+1)<0,e(e+1)2(e-2)1,e∈(1,2),故选B.
(理)(2010?浙江杭州质检)过双曲线-=1(a>0,b>0)的一个焦点F引它的渐近线的垂线,垂足为M,延长FM交y轴于E,若FM=ME,则该双曲线的离心率为(  )
[解析] 由条件知l:y=x是线段FE的垂直平分线,|OE|=|OF|=c,又|FM|==b,在RtOEF中,2c2=4b2=4(c2-a2),
e=>1,e=.
8.若直线y=kx+2与双曲线x2-y2=6的右支交于不同的两点,则k的取值范围是(  )
[解析] 直线与双曲线右支相切时,k=-,直线y=kx+2过定点(0,2),当k=-1时,直线与双曲线渐近线平行,顺时针旋转直线y=-x+2时,直线与双曲线右支有两个交点,
9.(文)(2010?福建理)若点O和点F(-2,0)分别为双曲线-y2=1(a>0)的中心和左焦点,点P为双曲线右支上的任意一点,则?的取值范围为(  )
A.[3-2,+∞)
B.[3+2,+∞)
C.[-,+∞)
D.[,+∞)
[解析] 由条件知a2+1=22=4,a2=3,
双曲线方程为-y2=1.
设P点坐标为(x,y),则=(x,y),=(x+2,y),
y2=-1,?=x2+2x+y2
=x2+2x+-1=x2+2x-1
=(x+)2-.
又x≥(P为右支上任意一点)
?≥3+2.故选B.
(理)(2010?新课标全国理)已知双曲线E的中心为原点,F(3,0)是E的焦点,过F的直线l与E相交于A,B两点,且AB的中点为N(-12,-15),则E的方程为(  )
[解析] 设双曲线的方程为-=1(a>0,b>0),由题意知c=3,a2+b2=9,设A(x1,y1),B(x2,y2)则有:,两式作差得:==,kAB=,且kAB==1,所以4b2=5a2代入a2+b2=9得a2=4,b2=5,所以双曲线标准方程是-=1,故选B.
10.(文)过椭圆+=1(a>b>0)的焦点垂直于x轴的弦长为a,则双曲线-=1的离心率e的值是(  )
[解析] 将x=c代入椭圆方程得,+=1,
y2=×b2=×b2=×b2,y=±.
=a,b2=a2,e2===,
e=,故选B.
(理)(2010?福建宁德一中)已知抛物线x2=2py(p>0)的焦点F恰好是双曲线-=1的一个焦点,且两条曲线交点的连线过点F,则该双曲线的离心率为(  )
D.无法确定
[解析] 由题意知=c,根据圆锥曲线图象的对称性,两条曲线交点的连线垂直于y轴,对双曲线来说,这两个交点连线的长度是,对抛物线来说,这两个交点连线的长度是2p,p=2c,=4c,b2=2ac,
c2-a2=2ac,e2-2e-1=0,解得e=1±,
e>1,e=1+.
二、填空题
11.(文)(2010?广东实验中学)已知P是双曲线-=1右支上的一点,双曲线的一条渐近线的方程为3x-y=0.设F1、F2分别为双曲线的左、右焦点.若|PF2|=3,则|PF1|=________.
[解析] 由双曲线的一条渐近线的方程为3x-y=0且b=3可得:a=1,由双曲线的定义知|PF1|-|PF2|=2a,
|PF1|-3=2,|PF1|=5.
(理)(2010?东营质检)已知双曲线-=1的右焦点为(,0),则该双曲线的渐近线方程为________.
[答案] y=±x
[解析] 由题意知9+a=13,a=4,
故双曲线的实半轴长为a′=3,虚半轴长b′=2从而渐近线方程为y=±x.
12.(2010?惠州市模考)已知双曲线-y2=1(a>0)的右焦点与抛物线y2=8x焦点重合,则此双曲线的渐近线方程是________.
[答案] y=±x
[解析] y2=8x焦点是(2,0),
双曲线-y2=1的半焦距c=2,
又虚半轴b=1,
又a>0,a==,
双曲线渐近线的方程是y=±x.
13.(2010?北京东城区)若双曲线-=1(a>0,b>0)的两个焦点为F1,F2,P为双曲线上一点,且|PF1|=3|PF2|,则该双曲线离心率的取值范围是________.
[答案] 1<e≤2
[解析] 由题意,,
|PF1|≥|AF1|,3a≥a+c
e=≤2,1<e≤2.
14.下列有四个命题:
若m是集合{1,2,3,4,5}中任取的一个值,中心在原点,焦点在x轴上的双曲线的一条渐近线方程为mx-y=0,则双曲线的离心率小于4的概率为.
若双曲线-=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=x,且其一个焦点与抛物线y2=8x的焦点重合,则双曲线的离心率为2;
将函数y=cos2x的图象向右平移个单位,可以得到函数y=sin的图象;
在RtABC中,ACBC,AC=a,BC=b,则ABC的外接圆半径r=;类比到空间,若三棱锥S-ABC的三条侧棱SA、SB、SC两两互相垂直,且长度分别为a、b、c,则三棱锥S-ABC的外接球的半径R=.
其中真命题的序号为________.(把你认为是真命题的序号都填上)
[解析] 设双曲线方程为m2x2-y2=1,
a2=,b2=1,c2=a2+b2=
e==<4,m<
∴m取值1、2、3
故所求概率为,故正确.
根据双曲线-=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=x,可得=,因此离心率e====2,正确;
函数y=cos2x的图象向右平移个单位得y=cos2(x-)=cos(2x-)=sin[+(2x-)]=sin(2x+)的图象,错误;
将三棱锥S-ABC补成如图的长方体,可知三棱锥S-ABC外接球的直径就等于该长方体的体对角线的长,则R=,正确.三、解答题
15.(文)已知双曲线的中心在原点,离心率为2,一个焦点F(-2,0)
(1)求双曲线方程;
(2)设Q是双曲线上一点,且过点F、Q的直线l与y轴交于点M,若||=2||,求直线l的方程.
[解析] (1)由题意可设所求的双曲线方程为
-=1(a>0,b>0)
则有e==2,c=2,a=1,则b=
所求的双曲线方程为x2-=1.
(2)直线l与y轴相交于M且过焦点F(-2,0)
l的斜率k一定存在,设为k,则l:y=k(x+2)
令x=0得M(0,2k)
||=2||且M、Q、F共线于l
=2或=-2
当=2时,xQ=-,yQ=k
Q在双曲线x2-=1上,
-=1,k=±,
当=-2时,
同理求得Q(-4,-2k)代入双曲线方程得,
16-=1,k=±
则所求的直线l的方程为:
y=±(x+2)或y=±(x+2)
(理)(2010?湖南湘潭市)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l:y=kx+与双曲线C恒有两个不同的交点A和B,且?>2(其中O为原点),求k的取值范围.
[解析] (1)设双曲线-=1,
由已知得a=,c=2,再由a2+b2=22得,b2=1,
故双曲线C的方程为-y2=1.
(2)将y=kx+代入-y2=1中得,
(1-3k2)x2-6kx-9=0.
由直线l与双曲线交于不同的两点得
k2≠且k2<1
设A(xA,yA),B(xB,yB),
则xA+xB=,xAxB=
由?>2得,xAxB+yAyB>2,
xAxB+yAyB=xAxB+(kxA+)(kxB+)
=(k2+1)xAxB+k(xA+xB)+2
=(k2+1)?+k?+2=
于是>2,即>0,
解此不等式得<k2<3
由得<k2<1,<k<1或-1<k<-.
故k的取值范围为.
16.(2010?江苏苏州模拟)已知二次曲线Ck的方程:+=1.
(1)分别求出方程表示椭圆和双曲线的条件;
(2)若双曲线Ck与直线y=x+1有公共点且实轴最长,求双曲线方程;
(3)m、n为正整数,且m<n,是否存在两条曲线Cm、Cn,其交点P与点F1(-,0),F2(,0)满足?=0?若存在,求m、n的值;若不存在,说明理由.
[解析] (1)当且仅当,即k<4时,方程表示椭圆.
当且仅当(9-k)(4-k)<0,即4<k<9时,方程表示双曲线.
(2)解法一:由化简得,
(13-2k)x2+2(9-k)x+(9-k)(k-3)=0
Δ≥0,k≥6或k≤4(舍)
双曲线实轴最长,k取最小值6时,9-k最大即双曲线实轴最长,
此时双曲线方程为-=1.
解法二:若Ck表示双曲线,则k(4,9),不妨设双曲线方程为-=1,
联立消去y得,
(5-2a2)x2-2a2x-6a2+a4=0
Ck与直线y=x+1有公共点,
Δ=4a4-4(5-2a2)(a4-6a2)≥0,
即a4-8a2+15≥0,a2≤3或a2≥5(舍),
实轴最长的双曲线方程为-=1.
解法三:双曲线+=1中c2=(9-k)+(k-4)=5,c=,F1(-,0),不妨先求得F1(-,0)关于直线y=x+1的对称点F(-1,1-),
设直线与双曲线左支交点为M,则
2a=|MF2|-|MF1|=|MF2|-|MF|≤|FF2|
a≤,实轴最长的双曲线方程为-=1.
(3)由(1)知C1、C2、C3是椭圆,C5、C6、C7、C8是双曲线,结合图象的几何性质,任意两椭圆之间无公共点,任意两双曲线之间也无公共点
设|PF1|=d1,|PF2|=d2,m{1,2,3},n{5,6,7,8}
则根据椭圆、双曲线定义及?=0(即PF1PF2),应有
,所以m+n=8.
所以这样的Cm、Cn存在,且或或.
17.(文)(2010?全国文)已知斜率为1的直线l与双曲线C:-=1(a>0,b>0)相交于B、D两点,且BD的中点为M(1,3).
(1)求C的离心率;
(2)设C的右顶点为A,右焦点为F,|DF|?|BF|=17,证明:过A、B、D三点的圆与x轴相切.
[解析] (1)由题意知,l的方程为:y=x+2,
代入C的方程并化简得,
(b2-a2)x2-4a2x-4a2-a2b2=0
设B(x1,y1),D(x2,y2),
则x1+x2=,x1?x2=-
由M(1,3)为BD的中点知=1,故×=1
故c==2a,
C的离心率e==2.
(2)由知,C的方程为3x2-y2=3a2,
A(a,0),F(2a,0),x1+x2=2,x1?x2=-<0,
故不妨设x1≤-a,x2≥a,
|BF|===a-2x1,
|FD|===2x2-a,
|BF|?|FD|=(a-2x1)(2x2-a)
=-4x1x2+2a(x1+x2)-a2=5a2+4a+8.
又|BF|?|FD|=17,故5a2+4a+8=17,
解得a=1,或a=-.
故|BD|=|x1-x2|==6
连结MA,则由A(1,0),M(1,3)知|MA|=3,
从而MA=MB=MD,DAB=90°,
因此以M为圆心,MA为半径的圆过A、B、D三点,且在点A处与x轴相切,
所以过A、B、D三点的圆与x轴相切.
(理)(2010?广东理)已知双曲线-y2=1的左、右顶点分别为A1,A2,点P(x1,y1),Q(x1,-y1)是双曲线上不同的两个动点.
(1)求直线A1P与A2Q交点的轨迹E的方程;
(2)若过点H(0,h)(h>1)的两条直线l1和l2与轨迹E都只有一个交点,且l1l2.求h的值.
[分析] (1)由条件写出直线A1P与A2Q的方程,两式相乘后消去x1,y1得交点E的方程;
(2)l1,l2与E只有一个交点,写出l1与l2的方程与曲线E的方程联立,运用Δ=0求解.
[解析] (1)由条件知|x1|>,A1、A2为双曲线的左、右顶点,A1(-,0),A2(,0).
A1Py=(x+),A2Qy=(x-),
两式相乘得y2=(x2-2),
而点P(x1,y1)在双曲线上,所以-y12=1,
即=,代入式,整理得,
|x1|>,点A1(-,0),A2(,0)均不在轨迹E上,又双曲线的渐近线方程为y=±x,故过点(0,1)和A2(,0)的直线与双曲线仅有一个交点A2(,0),故点(0,1)不在轨迹E上,同理点(0,-1)也不在轨迹E上,轨迹E的方程为+y2=1(x≠±,且x≠0).
(2)设l1y=kx+h,则由l1l2知,l2y=-x+h.
将l1y=kx+h代入+y2=1得
+(kx+h)2=1,即(1+2k2)x2+4khx+2h2-2=0,
由l1与E只有一个交点知,Δ=16k2h2-4(1+2k2)(2h2-2)=0,
1+2k2=h2.
同理,由l2与E只有一个交点知,1+2?=h2,
消去h2得=k2,
即k2=1,从而h2=1+2k2=3,即h=.
又分别过A1、A2且互相垂直的直线与y轴正半轴交于点(0,),h=符合题意,综上知h=或.
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一、选择题
1.(文)( 2010?山东潍坊)已知焦点在y轴上的双曲线的渐近线方程是y=±4x,则该双曲线的离心率是 (  )
[解析] 设双曲线方程为-=1,则由题意得,=4,=16,e=.
(理)(2010?河北唐山)过双曲线-=1的一个焦点F作一条渐近线的垂线,若垂足恰在线段OF(O为原点)的垂直平分线上,则双曲线的离心率为(  )
[解析] 如图,FMl,垂足为M,M在OF的中垂线上,
OFM为等腰直角三角形,MOF=45°,
即=1,e=.
2.(2010?全国文)已知F1、F2为双曲线Cx2-y2=1的左、右焦点,点P在C上,F1PF2=60°,则|PF1|?|PF2|=(  )
A.2  B.4 C.6   D.8
[解析] 在F1PF2中,由余弦定理
=+1=+1,
b=1,|PF1|?|PF2|=4.
3.(文)(2010?合肥市)中心在原点,对称轴为坐标轴的双曲线C的两条渐近线与圆(x-2)2+y2=1都相切,则双曲线C的离心率是(  )
A.或2 B.2或
[解析] 焦点在x轴上时,由条件知=,=,e==,同理,焦点在y轴上时,=,此时e=2.
(理)已知F1、F2是双曲线-=1(a>0,b>0)的两个焦点,以线段F1F2为边作正MF1F2,若边MF1的中点在双曲线上,则双曲线的离心率为(  )
[解析] 设线段MF1的中点为P,由已知F1PF2为有一锐角为60°的直角三角形,
|PF1|、|PF2|的长度分别为c和c.
由双曲线的定义知:(-1)c=2a,
4.已知椭圆+=1和双曲线-=1有公共的焦点,那么双曲线的渐近线方程为(  )
[解析] 由题意c2=3m2-5n2=2m2+3n2,
双曲线渐近线的斜率k=±=±.
方程为y=±x.
5.(文)(2010?湖南师大附中模拟)已知双曲线-=1,直线l过其左焦点F1,交双曲线左支于A、B两点,且|AB|=4,F2为双曲线的右焦点,ABF2的周长为20,则m的值为(  )
[解析] 由已知,|AB|+|AF2|+|BF2|=20,又|AB|=4,则|AF2|+|BF2|=16.
据双曲线定义,2a=|AF2|-|AF1|=|BF2|-|BF1|,所以4a=|AF2|+|BF2|-(|AF1|+|BF1|)=16-4=12,即a=3,所以m=a2=9,故选B
(理)(2010?辽宁锦州)ABC中,A为动点,B、C为定点,B,C(其中m>0,且m为常数),且满足条件sinC-sinB=sinA,则动点A的轨迹方程为(  )
C.-=1(x>)
[解析] 依据正弦定理得:|AB|-|AC|=|BC|=<|BC|
点A的轨迹是以B、C为焦点的双曲线的右支,且a=,c=,b2=c2-a2=
双曲线方程为-=1(x>)
6.设双曲线-=1(a>0,b>0)的两焦点为F1、F2,点Q为双曲线左支上除顶点外的任一点,过F1作F1QF2的平分线的垂线,垂足为P,则点P的轨迹是(  )
A.椭圆的一部分
B.双曲线的一部分
C.抛物线的一部分
D.圆的一部分
[解析] 延长F1P交QF2于R,则|QF1|=|QR|.
|QF2|-|QF1|=2a,|QF2|-|QR|=2a=|RF2|,
又|OP|=|RF2|,|OP|=a.
7.(文)(2010?温州市十校)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,+∞)
C.(1,1+)
D.(2,1+)
[解析] 由题意易知点F的坐标为(-c,0),A,B,E(a,0),因为ABE是锐角三角形,所以?>0,即?=?>0,整理得3e2+2e>e4,e(e3-3e-3+1)<0,e(e+1)2(e-2)1,e∈(1,2),故选B.
(理)(2010?浙江杭州质检)过双曲线-=1(a>0,b>0)的一个焦点F引它的渐近线的垂线,垂足为M,延长FM交y轴于E,若FM=ME,则该双曲线的离心率为(  )
[解析] 由条件知l:y=x是线段FE的垂直平分线,|OE|=|OF|=c,又|FM|==b,在RtOEF中,2c2=4b2=4(c2-a2),
e=>1,e=.
8.若直线y=kx+2与双曲线x2-y2=6的右支交于不同的两点,则k的取值范围是(  )
[解析] 直线与双曲线右支相切时,k=-,直线y=kx+2过定点(0,2),当k=-1时,直线与双曲线渐近线平行,顺时针旋转直线y=-x+2时,直线与双曲线右支有两个交点,
9.(文)(2010?福建理)若点O和点F(-2,0)分别为双曲线-y2=1(a>0)的中心和左焦点,点P为双曲线右支上的任意一点,则?的取值范围为(  )
A.[3-2,+∞)
B.[3+2,+∞)
C.[-,+∞)
D.[,+∞)
[解析] 由条件知a2+1=22=4,a2=3,
双曲线方程为-y2=1.
设P点坐标为(x,y),则=(x,y),=(x+2,y),
y2=-1,?=x2+2x+y2
=x2+2x+-1=x2+2x-1
=(x+)2-.
又x≥(P为右支上任意一点)
?≥3+2.故选B.
(理)(2010?新课标全国理)已知双曲线E的中心为原点,F(3,0)是E的焦点,过F的直线l与E相交于A,B两点,且AB的中点为N(-12,-15),则E的方程为(  )
[解析] 设双曲线的方程为-=1(a>0,b>0),由题意知c=3,a2+b2=9,设A(x1,y1),B(x2,y2)则有:,两式作差得:==,kAB=,且kAB==1,所以4b2=5a2代入a2+b2=9得a2=4,b2=5,所以双曲线标准方程是-=1,故选B.
10.(文)过椭圆+=1(a>b>0)的焦点垂直于x轴的弦长为a,则双曲线-=1的离心率e的值是(  )
[解析] 将x=c代入椭圆方程得,+=1,
y2=×b2=×b2=×b2,y=±.
=a,b2=a2,e2===,
e=,故选B.
(理)(2010?福建宁德一中)已知抛物线x2=2py(p>0)的焦点F恰好是双曲线-=1的一个焦点,且两条曲线交点的连线过点F,则该双曲线的离心率为(  )
D.无法确定
[解析] 由题意知=c,根据圆锥曲线图象的对称性,两条曲线交点的连线垂直于y轴,对双曲线来说,这两个交点连线的长度是,对抛物线来说,这两个交点连线的长度是2p,p=2c,=4c,b2=2ac,
c2-a2=2ac,e2-2e-1=0,解得e=1±,
e>1,e=1+.
二、填空题
11.(文)(2010?广东实验中学)已知P是双曲线-=1右支上的一点,双曲线的一条渐近线的方程为3x-y=0.设F1、F2分别为双曲线的左、右焦点.若|PF2|=3,则|PF1|=________.
[解析] 由双曲线的一条渐近线的方程为3x-y=0且b=3可得:a=1,由双曲线的定义知|PF1|-|PF2|=2a,
|PF1|-3=2,|PF1|=5.
(理)(2010?东营质检)已知双曲线-=1的右焦点为(,0),则该双曲线的渐近线方程为________.
[答案] y=±x
[解析] 由题意知9+a=13,a=4,
故双曲线的实半轴长为a′=3,虚半轴长b′=2从而渐近线方程为y=±x.
12.(2010?惠州市模考)已知双曲线-y2=1(a>0)的右焦点与抛物线y2=8x焦点重合,则此双曲线的渐近线方程是________.
[答案] y=±x
[解析] y2=8x焦点是(2,0),
双曲线-y2=1的半焦距c=2,
又虚半轴b=1,
又a>0,a==,
双曲线渐近线的方程是y=±x.
13.(2010?北京东城区)若双曲线-=1(a>0,b>0)的两个焦点为F1,F2,P为双曲线上一点,且|PF1|=3|PF2|,则该双曲线离心率的取值范围是________.
[答案] 1<e≤2
[解析] 由题意,,
|PF1|≥|AF1|,3a≥a+c
e=≤2,1<e≤2.
14.下列有四个命题:
若m是集合{1,2,3,4,5}中任取的一个值,中心在原点,焦点在x轴上的双曲线的一条渐近线方程为mx-y=0,则双曲线的离心率小于4的概率为.
若双曲线-=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=x,且其一个焦点与抛物线y2=8x的焦点重合,则双曲线的离心率为2;
将函数y=cos2x的图象向右平移个单位,可以得到函数y=sin的图象;
在RtABC中,ACBC,AC=a,BC=b,则ABC的外接圆半径r=;类比到空间,若三棱锥S-ABC的三条侧棱SA、SB、SC两两互相垂直,且长度分别为a、b、c,则三棱锥S-ABC的外接球的半径R=.
其中真命题的序号为________.(把你认为是真命题的序号都填上)
[解析] 设双曲线方程为m2x2-y2=1,
a2=,b2=1,c2=a2+b2=
e==<4,m<
∴m取值1、2、3
故所求概率为,故正确.
根据双曲线-=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=x,可得=,因此离心率e====2,正确;
函数y=cos2x的图象向右平移个单位得y=cos2(x-)=cos(2x-)=sin[+(2x-)]=sin(2x+)的图象,错误;
将三棱锥S-ABC补成如图的长方体,可知三棱锥S-ABC外接球的直径就等于该长方体的体对角线的长,则R=,正确.三、解答题
15.(文)已知双曲线的中心在原点,离心率为2,一个焦点F(-2,0)
(1)求双曲线方程;
(2)设Q是双曲线上一点,且过点F、Q的直线l与y轴交于点M,若||=2||,求直线l的方程.
[解析] (1)由题意可设所求的双曲线方程为
-=1(a>0,b>0)
则有e==2,c=2,a=1,则b=
所求的双曲线方程为x2-=1.
(2)直线l与y轴相交于M且过焦点F(-2,0)
l的斜率k一定存在,设为k,则l:y=k(x+2)
令x=0得M(0,2k)
||=2||且M、Q、F共线于l
=2或=-2
当=2时,xQ=-,yQ=k
Q在双曲线x2-=1上,
-=1,k=±,
当=-2时,
同理求得Q(-4,-2k)代入双曲线方程得,
16-=1,k=±
则所求的直线l的方程为:
y=±(x+2)或y=±(x+2)
(理)(2010?湖南湘潭市)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l:y=kx+与双曲线C恒有两个不同的交点A和B,且?>2(其中O为原点),求k的取值范围.
[解析] (1)设双曲线-=1,
由已知得a=,c=2,再由a2+b2=22得,b2=1,
故双曲线C的方程为-y2=1.
(2)将y=kx+代入-y2=1中得,
(1-3k2)x2-6kx-9=0.
由直线l与双曲线交于不同的两点得
k2≠且k2<1
设A(xA,yA),B(xB,yB),
则xA+xB=,xAxB=
由?>2得,xAxB+yAyB>2,
xAxB+yAyB=xAxB+(kxA+)(kxB+)
=(k2+1)xAxB+k(xA+xB)+2
=(k2+1)?+k?+2=
于是>2,即>0,
解此不等式得<k2<3
由得<k2<1,<k<1或-1<k<-.
故k的取值范围为.
16.(2010?江苏苏州模拟)已知二次曲线Ck的方程:+=1.
(1)分别求出方程表示椭圆和双曲线的条件;
(2)若双曲线Ck与直线y=x+1有公共点且实轴最长,求双曲线方程;
(3)m、n为正整数,且m<n,是否存在两条曲线Cm、Cn,其交点P与点F1(-,0),F2(,0)满足?=0?若存在,求m、n的值;若不存在,说明理由.
[解析] (1)当且仅当,即k<4时,方程表示椭圆.
当且仅当(9-k)(4-k)<0,即4<k<9时,方程表示双曲线.
(2)解法一:由化简得,
(13-2k)x2+2(9-k)x+(9-k)(k-3)=0
Δ≥0,k≥6或k≤4(舍)
双曲线实轴最长,k取最小值6时,9-k最大即双曲线实轴最长,
此时双曲线方程为-=1.
解法二:若Ck表示双曲线,则k(4,9),不妨设双曲线方程为-=1,
联立消去y得,
(5-2a2)x2-2a2x-6a2+a4=0
Ck与直线y=x+1有公共点,
Δ=4a4-4(5-2a2)(a4-6a2)≥0,
即a4-8a2+15≥0,a2≤3或a2≥5(舍),
实轴最长的双曲线方程为-=1.
解法三:双曲线+=1中c2=(9-k)+(k-4)=5,c=,F1(-,0),不妨先求得F1(-,0)关于直线y=x+1的对称点F(-1,1-),
设直线与双曲线左支交点为M,则
2a=|MF2|-|MF1|=|MF2|-|MF|≤|FF2|
a≤,实轴最长的双曲线方程为-=1.
(3)由(1)知C1、C2、C3是椭圆,C5、C6、C7、C8是双曲线,结合图象的几何性质,任意两椭圆之间无公共点,任意两双曲线之间也无公共点
设|PF1|=d1,|PF2|=d2,m{1,2,3},n{5,6,7,8}
则根据椭圆、双曲线定义及?=0(即PF1PF2),应有
,所以m+n=8.
所以这样的Cm、Cn存在,且或或.
17.(文)(2010?全国文)已知斜率为1的直线l与双曲线C:-=1(a>0,b>0)相交于B、D两点,且BD的中点为M(1,3).
(1)求C的离心率;
(2)设C的右顶点为A,右焦点为F,|DF|?|BF|=17,证明:过A、B、D三点的圆与x轴相切.
[解析] (1)由题意知,l的方程为:y=x+2,
代入C的方程并化简得,
(b2-a2)x2-4a2x-4a2-a2b2=0
设B(x1,y1),D(x2,y2),
则x1+x2=,x1?x2=-
由M(1,3)为BD的中点知=1,故×=1
故c==2a,
C的离心率e==2.
(2)由知,C的方程为3x2-y2=3a2,
A(a,0),F(2a,0),x1+x2=2,x1?x2=-<0,
故不妨设x1≤-a,x2≥a,
|BF|===a-2x1,
|FD|===2x2-a,
|BF|?|FD|=(a-2x1)(2x2-a)
=-4x1x2+2a(x1+x2)-a2=5a2+4a+8.
又|BF|?|FD|=17,故5a2+4a+8=17,
解得a=1,或a=-.
故|BD|=|x1-x2|==6
连结MA,则由A(1,0),M(1,3)知|MA|=3,
从而MA=MB=MD,DAB=90°,
因此以M为圆心,MA为半径的圆过A、B、D三点,且在点A处与x轴相切,
所以过A、B、D三点的圆与x轴相切.
(理)(2010?广东理)已知双曲线-y2=1的左、右顶点分别为A1,A2,点P(x1,y1),Q(x1,-y1)是双曲线上不同的两个动点.
(1)求直线A1P与A2Q交点的轨迹E的方程;
(2)若过点H(0,h)(h>1)的两条直线l1和l2与轨迹E都只有一个交点,且l1l2.求h的值.
[分析] (1)由条件写出直线A1P与A2Q的方程,两式相乘后消去x1,y1得交点E的方程;
(2)l1,l2与E只有一个交点,写出l1与l2的方程与曲线E的方程联立,运用Δ=0求解.
[解析] (1)由条件知|x1|>,A1、A2为双曲线的左、右顶点,A1(-,0),A2(,0).
A1Py=(x+),A2Qy=(x-),
两式相乘得y2=(x2-2),
而点P(x1,y1)在双曲线上,所以-y12=1,
即=,代入式,整理得,
|x1|>,点A1(-,0),A2(,0)均不在轨迹E上,又双曲线的渐近线方程为y=±x,故过点(0,1)和A2(,0)的直线与双曲线仅有一个交点A2(,0),故点(0,1)不在轨迹E上,同理点(0,-1)也不在轨迹E上,轨迹E的方程为+y2=1(x≠±,且x≠0).
(2)设l1y=kx+h,则由l1l2知,l2y=-x+h.
将l1y=kx+h代入+y2=1得
+(kx+h)2=1,即(1+2k2)x2+4khx+2h2-2=0,
由l1与E只有一个交点知,Δ=16k2h2-4(1+2k2)(2h2-2)=0,
1+2k2=h2.
同理,由l2与E只有一个交点知,1+2?=h2,
消去h2得=k2,
即k2=1,从而h2=1+2k2=3,即h=.
又分别过A1、A2且互相垂直的直线与y轴正半轴交于点(0,),h=符合题意,综上知h=或.
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