- 双曲线
- 共3579题
双曲线的中心为原点O,焦点在x轴上,两条渐近线分别为l1,l2,经过右焦点F垂直于l1的直线分别交l1,l2于A,B两点.已知成等差数列,且
与
同向,
(Ⅰ)求双曲线的离心率;
(Ⅱ)设AB被双曲线所截得的线段的长为4,求双曲线的方程。
正确答案
解:(Ⅰ)设双曲线方程为,
右焦点为F(c,0)(c>0),则c2=a2+b2,
不妨设l1:bx-ay=0,l2:bx+ay=0,
则,
因为,且
,
所以,
于是得,
又与
同向,故
,
所以,
解得或
(舍去),
因此,
双曲线的离心率为。
(Ⅱ)由a=2b知,双曲线的方程可化为x2-4y2=4b2, ①
由l1的斜率为知,直线AB的方程为
,②
将②代入①并化简,得,
设AB与双曲线的两交点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
则,③
AB被双曲线所截得的线段长
,④
将③代入④,并化简得l=,
而由已知l=4,故b=3,a=6,
所以双曲线的方程为。
已知双曲线C:(a>b>0)和圆O:x2+y2=b2(其中原点O为圆心),过双曲线C上一点P(x0,y0)引圆O的两条切线,切点分别为A,B。
(1)若双曲线C上存在点P,使得∠APB=90°,求双曲线离心率e的取值范围;
(2)求直线AB的方程;
(3)求三角形OAB面积的最大值。
正确答案
解:(1)因为a>b>0,
所以
所以
由∠APB=90°及圆的性质,可知四边形PAOB是正方形,
所以
因为
所以
所以
故双曲线离心率e的取值范围为。
(2)因为
所以以点P为圆心,|PA|为半径的圆P的方程为
因为圆O与圆P两圆的公共弦所在的直线即为直线AB,
所以联立方程组
消去x2,y2,即得直线AB的方程为x0x+y0y=b2。
(3)由(2)知,直线AB的方程为x0x+y0y=b2,
所以点O到直线AB的距离为
因为
所以三角形OAB的面积
因为点P(x0,y0)在双曲线上,
所以,
即
设
所以
因为S'
所以当0<t<b时,S'>0,当t>b时,S'<0
所以
在(0,b)上单调递增,在(b,+∞)上单调递减,
当,即
时,
S最大值=
当,即
时,
S最大值=
综上可知,当,S最大值=
当时,S最大值=
。
如图,M(-2,0)和N(2,0)是平面上的两点,动点P满足:||PM|-|PN||=2,
(Ⅰ)求点P的轨迹方程;
(Ⅱ)设d为点P到直线l:x=的距离,若|PM|=2|PN|2,求
的值。
正确答案
解:(Ⅰ)由双曲线的定义,点P的轨迹是以M、N为焦点,
实轴长2a=2的双曲线,
因此半焦距c=2,实半轴a=1,从而虚半轴b=,
所以双曲线的方程为;
(Ⅱ)由(Ⅰ)及右图,易知|PN|≥1,因|PM|=2|PN|2, ①
知|PM|>|PN|,
故P为双曲线右支上的点,
所以|PM|=|PN|+2, ②
将②代入①,得2||PN|2-|PN|-2=0,
解得|PN|=,
所以|PN|=,
因为双曲线的离心率e==2,
直线l:x=是双曲线的右准线,
故=e=2,
所以d=|PN|,
因此。
已知椭圆的左,右两个顶点分别为A、B,曲线C是以A、B两点为顶点,焦距为
的双曲线。设点P在第一象限且在曲线C上,直线AP与椭圆相交于另一点T。
(1)求曲线C的方程;
(2)设P、T两点的横坐标分别为x1、x2,求证x1·x2为一定值;
(3)设△TAB与△POB(其中O为坐标原点)的面积分别为S1与S2,且,求S12-
S22的取值范围。
正确答案
解:(1)依题意可得A(-1,0),B(1,0)
双曲线的焦距为
,∴c=
,
∴b2=c2-a2=5-1=4
∴双曲线C的方程为(2)证明:设点P(x1,y1)、T(x2,y2)(xi>0,i=1,2),直线AP的斜率为k(k>0),则直线AP的方程为y=k(x+1)
联立方程组 整理,得
解得x=-1或∴
同理方程组可得:
∴x1·x2=1为一定值
(3)设点P(x1,y1)、T(x2,y2)(xi>0,i=1,2),
则,
.
∵≤15,∴
,即
∵点P在双曲线上,则,所以
,即
又∵点P是双曲线在第一象限内的一点,所以
∵,
∴
由(2)知,,即
,设
,则
,
∴,
∵在
上单调递减,在
上单调递增、
∴当t=4,即时,
当t=2,即时,
∴的取值范围为
如图所示,已知M 是双曲线上的一点,且MF1⊥MF2,F1,F2是双曲线的两个焦点,求△MF1F2的面积.
正确答案
解:符合条件的点M 应该有4 个,分别位于第一、二、三、四象限,但无论哪种情况,△MF1F2的面积都相等,不妨设点M 在第一象限,
由已知得,c2=40+9=49.
根据双曲线定义,得|MF1|-|MF2|=2a=
即|MF1|2+|MF2|2-2|MF1|·|MF2|=160. ①
又∵ MF1⊥MF2,
∴|MF1|2+|MF2|2=|F1F2|2 ,
即|MF1|2 +|MF2|2=(2c)2=196. ②
由①②,得|MF1|·|MF2|=9,
∴△MF1F2的面积是9.
已知双曲线与椭圆+
=1共焦点,且以y=±
x为渐近线,求双曲线方程.
正确答案
∵椭圆方程为+
=1,∴椭圆的半焦距c=
=5.
∴椭圆的焦点坐标为(±5,0),也是双曲线的焦点
设所求双曲线方程为-
=1,
则可得:⇒
∴所求双曲线方程为-
=1
双曲线的焦距为2c,直线l过点(a,0)和(0,b),且点(1,0)到直线l的距离与点(-1,0)到直线l的距离之和s≥
c,求双曲线的离心率e的取值范围。
正确答案
解:直线l的方程为,即bx+ay-ab=0,
由点到直线的距离公式,且a>1,得到点(1,0)到直线l的距离,
同理得到点(-1,0)到直线l的距离,
,
由得
,即
,
于是得,即
,
解不等式,得,
由于e>1>0,
所以e的取值范围是。
已知双曲线C:(a>0,b>0),F1、F2分别为C 的左、右焦点。P为C右支上一点,且使∠F1PF2=
,又 △F1PF2的面积为
。
(1)求C的离心率e;
(2)设A为C的左顶点。Q为第一象限内C上的任意一点,问是否存在常数λ(λ>0),使得∠QF2A= λ∠QAF2恒成立。若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(1)如图,在△PF1F2中,由余弦定理,
∴
∴。
(2)由(1),双曲线方程为
若QF2⊥x轴,此时Q(2a,3a),c=2a,△QAF2为等腰Rt△
∠QAF2=
下证
令
tan∠QF2A=
tan2∠QAF2=
tan∠QF2A
∴存在常数,使∠QAF2=
∠QF2A恒成立。
P(x0,y0)(x0≠±a)是双曲线E:上一点,M,N分别是双曲线E的左、右定点,直线PM,PN的斜率之积为
,
(1)求双曲线的离心率;
(2)过双曲线E的右焦点且斜率为1的直线交双曲线于A,B两点,O为坐标原点,C为双曲线上的一点,满足,求λ的值。
正确答案
解:(1)已知双曲线E:,
在双曲线上,M,N分别为双曲线E的左右顶点,
所以M(-a,0),N(a,0),
直线PM,PN斜率之积为,
而,比较得
;
(2)设过右焦点且斜率为1的直线L:y=x-c,交双曲线E于A,B两点,
则不妨设,
又,点C在双曲线E上:
, ①
又联立直线L和双曲线E方程消去y得:,
由韦达定理得:,
,
代入①式得:或λ=-4。
已知斜率为1的直线l与双曲线相交于B、D两点,且BD的中点为M(1,3).
(1)求双曲线C的离心率;
(2)若双曲线C的右焦点坐标为(3,0),则以双曲线的焦点为焦点,过直线g:x﹣y+9=0上一点M作椭圆,要使所作椭圆的长轴最短,点M应在何处?并求出此时的椭圆方程.
正确答案
解:(1)由题设知:l的方程为y=x+2,代入双曲线,
并化简得:(b2﹣a2)x2﹣4a2x﹣4a2﹣a2b2=0,(*)
设B(x1,y1),D(x2,y2),
则,
,
由M(1,3)为BD的中点,知,
故,即b2=3a2.故c=2a,∴e=2.
(2)双曲线的左、右焦点为F1(﹣3,0),F2(3,0),
点F1关于直线g:x﹣y+9=0 ①的对称点F的坐标为(﹣9,6),
直线FF2的方程为x+2y﹣3=0, ②
解方程组①②得:交点M(﹣5,4),
此时|MF1|+|MF2|最小,
所求椭圆的长轴,
∴a=3,
∵c=3,
∴b2=36,
故所求椭圆的方程为.
扫码查看完整答案与解析