- 圆锥曲线与方程
- 共4501题
已知F1、F2为双曲线-
=1(a>0,b>0)的两个焦点,过点F2且垂直于x轴的直线交双曲线于点P,且∠F1PF2=45°,求此双曲线的渐近线的方程.
正确答案
解:如图,
由
得,
;
∵∠F1PF2=45°;
∴|F1F2|=|PF2|;
∴;
∴;
∴4(a2+b2)a2=b4;
∴4a4+4a2b2-b4=0;
∴;
;
∴此双曲线的渐近线方程为y=.
解析
解:如图,
由
得,
;
∵∠F1PF2=45°;
∴|F1F2|=|PF2|;
∴;
∴;
∴4(a2+b2)a2=b4;
∴4a4+4a2b2-b4=0;
∴;
;
∴此双曲线的渐近线方程为y=.
已知双曲线x2-=1的左顶点为A1,右焦点为F2,P为双曲线右支上一点,则
•
最小值为______.
正确答案
-2
解析
解:根据题意,设P(x,y)(x≥1),
易得A1(-1,0),F2(2,0),
•
=(-1-x,y)•(2-x,y)=x2-x-2+y2,
又x2-=1,故y2=3(x2-1),
于是•
=4x2-x-5=4
-5-
,
当x=1时,取到最小值-2;
故答案为:-2.
双曲线,(n>1)的两焦点为F1、F2,P在双曲线上,且满足|PF1|+|PF2|=2
,则△PF1F2的面积为( )
正确答案
解析
解:不妨设F1、F2是双曲线的左右焦点,
P为右支上一点,
|PF1|-|PF2|=2①
|PF1|+|PF2|=2②,
由①②解得:
|PF1|=+
,|PF2|=
-
,
得:|PF1|2+|PF2|2=4n+4=|F1F2|2,
∴PF1⊥PF2,
又由①②分别平方后作差得:
|PF1||PF2|=2,
故选B
双曲线x2-y2=1的左焦点为F,点P为左支下半支上任意一点(异于顶点),则直线PF的斜率的变化范围是( )
正确答案
解析
解:由题意条件知双曲线的渐近线倾斜角为45°,
当点P向双曲线左下方无限移动时,直线PF逐渐与渐近线平行,但是永不平行,所以倾斜角大于45°;
当点P逐渐靠近顶点时,倾斜角逐渐增大,但是小于180°.
所以直线PF的倾斜角的范围是(45°,180°).
由此可知直线PF的斜率的变化范围(-∞,0)∪(1,+∞).
故选C.
在某平原上有一块低洼地区,一条地下河从最低点A处与大海连通,最低点A处海拔高度为1米,该地区过海平面的垂线AB的任意一个剖面与地面的交线均为相同的双曲线段MN,B为所在双曲线的中心(如图).由于温室效应,海平面逐年上升,自2000年起平均每年上升4厘米.据此推算,到2050年底该地区将有10千米2水面面积.请你推算,到2100年底该地区将有多大的水面面积?(提示:低洼水面是一个圆,圆的面积公式为s=πr2)
正确答案
解:选择海平面与剖面的交线为x轴,A,B所在直线为y轴,B为原点建立如图所示直角坐标系,
据题意可设曲线方程为①,
可知到2050年底海平面共上升了4×50=200(厘米),即2米,使该地区有水面面积10千米2,
即当y=2时,πx2=107,代入①得,.
故双曲线方程为②,
照此推算,到2100年底海平面共上升了4×100=400(厘米),即4米.
把y=4代入②得,πx2=50×106.
所以该地区在2100年底将有水面面积50千米2.
解析
解:选择海平面与剖面的交线为x轴,A,B所在直线为y轴,B为原点建立如图所示直角坐标系,
据题意可设曲线方程为①,
可知到2050年底海平面共上升了4×50=200(厘米),即2米,使该地区有水面面积10千米2,
即当y=2时,πx2=107,代入①得,.
故双曲线方程为②,
照此推算,到2100年底海平面共上升了4×100=400(厘米),即4米.
把y=4代入②得,πx2=50×106.
所以该地区在2100年底将有水面面积50千米2.
已知P是双曲线的右支上一点,A1,A2分别为双曲线的左、右顶点,F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,双曲线的离心率为e,有下列命题:
①双曲线的一条准线被它的两条渐近线所截得的线段长度为;
②若|PF1|=e|PF2|,则e的最大值为;
③△PF1F2的内切圆的圆心横坐标为a;
其中正确命题的序号是______.
正确答案
①③
解析
解:双曲线的渐近线为y=±x,准线方程为x=
,代入渐近线方程得y=±
=
∴准线被它的两条渐近线所截得的线段长度为2×=
故①正确.
∵|PF1|-|PF2|=2a=(e-1)|PF2|≥(e-1)(c-a),整理得(e-1)•(e-1)≤2,解得,e≤1+所以e的最大值是1+
②不正确.
设△PF1F2的内切圆的圆心为O,内切圆切PF1于A点,PF2于B点,F1F2于C点,
因为是内切圆,所以有OA⊥PF1,OB⊥PF2,OC⊥F1F2,且PA=PB,AF1=F1C,BF2=CF2.因为OC⊥F1F2,即x轴,只要求出C点的横坐标,就等于求出了O点的横坐标.
由双曲线的性质可知
∵|PF1|-|PF2|=2a
∵|PF1|=|PA|+|AF1|,|PF2|=|PB|+|BF2|,
∴|PF1|-|PF2|=(|PA|+|AF1|)-(|PB|+|BF2|)=|CF1|-|CF2|=2a,
又∵|CF1|+|CF2|=2c,联立可得CF2=c-a,∵F2(c,0),
∴C(a,0).
∴O点横坐标就为a,故③正确.
故答案为①③
A、B、C是我军三个炮兵阵地,A在B的正东方向相距6千米,C在B的北30°西方向,相距4千米,P为敌炮阵地.某时刻,A发现敌炮阵地的某信号,由于B、C比A距P更远,因此,4秒后,B、C才同时发现这一信号(该信号的传播速度为每秒1千米).若从A炮击敌阵地P,求炮击的方位角.
正确答案
解:以线段AB的中点为原点,正东方向为x轴的正方向建立直角坐标系,则
依题意|PB|-|PA|=4
∴P在以A、B为焦点的双曲线的右支上.这里a=2,c=3,b2=5.其方程为 …(3分)
又|PB|=|PC|,∴P又在线段BC的垂直平分线上…(5分)
由方程组解得
即
…(8分)
由于,可知P在A北30°东方向.…(10分)
解析
解:以线段AB的中点为原点,正东方向为x轴的正方向建立直角坐标系,则
依题意|PB|-|PA|=4
∴P在以A、B为焦点的双曲线的右支上.这里a=2,c=3,b2=5.其方程为 …(3分)
又|PB|=|PC|,∴P又在线段BC的垂直平分线上…(5分)
由方程组解得
即
…(8分)
由于,可知P在A北30°东方向.…(10分)
双曲线x2-y2=1的一弦中点为(2,1),则此弦所在的直线的方程为( )
正确答案
解析
解:设以A(2,1)为中点的弦两端点为P1(x1,y1),P2(x2,y2),
则x1+x2=4,y1+y2=2.
又x12-y12=1,①
x22-y22=1,②
①-②得:(x1+x2)(x1-x2)=(y1+y2)(y1-y2),
又据对称性知x1≠x2,
∴A(2,1)为中点的弦所在直线的斜率k=2,
∴中点弦所在直线方程为y-1=2(x-2),即y=2x-3.
故选C.
已知P是双曲线右支上的一点,双曲线的一条渐近线方程为3x-y=0、设F1、F2分别为双曲线的左、右焦点、若|PF2|=3,则|PF1|=______.
正确答案
5
解析
解:∵双曲线的一条渐近线方程为3x-y=0,
∴a=1,
由双曲线的定义知|PF1|-|PF2|=2a=2,
∴|PF1|-3=2,
∴|PF1|=5.
故答案为:5.
如图所示,某村在P处有一堆肥,今要把此堆肥料沿道路PA或PB送到成矩形的一块田ABCD中去,已知PA=100m,BP=120m,BC=60m,∠APB=60°,能否在田中确定一条界线,使位于界线一侧的点沿道路PA送肥较近而另一侧的点则沿PB送肥较近?如果能,请说出这条界线是什么曲线,并求出它的方程.
正确答案
解:田地ABCD中的点可分为三类:第一类沿PA送肥近,第二类沿PB送肥较近,第三类沿PA或PB送肥一样近,由题意知,界线是第三类点的轨迹.
设M是界线上的任一点,则
|PA|+|MA|=|PB|+|MB|,
即|MA|-|MB|=|PB|-|PA|=20(定值)
故所求界线是以A、B为焦点的双曲线一支.
若以直线AB为x轴,线段AB的中点O为坐标原点,建立直角坐标系,则a=10,
2c=|AB|=c=
,b2=c2-a2=3000.
因此,双曲线方程为(x≥10,0≤y≤60),
即为所求界线的方程.
解析
解:田地ABCD中的点可分为三类:第一类沿PA送肥近,第二类沿PB送肥较近,第三类沿PA或PB送肥一样近,由题意知,界线是第三类点的轨迹.
设M是界线上的任一点,则
|PA|+|MA|=|PB|+|MB|,
即|MA|-|MB|=|PB|-|PA|=20(定值)
故所求界线是以A、B为焦点的双曲线一支.
若以直线AB为x轴,线段AB的中点O为坐标原点,建立直角坐标系,则a=10,
2c=|AB|=c=
,b2=c2-a2=3000.
因此,双曲线方程为(x≥10,0≤y≤60),
即为所求界线的方程.
已知双曲线(a>0,b>0)的一条渐近线方程为
,则此双曲线的离心率e=______.
正确答案
解析
解:由题意可得双曲线的渐近线方程为y=x,
故可得=
,即a2=4b2,又a2+b2=c2,
故,
=
,解得e=
=
故答案为:
经过双曲线的左焦点F1作倾斜角为
的弦AB.
(1)求|AB|;
(2)求△F2AB的周长(F2为右焦点).
正确答案
解:(1)双曲线的左焦点为F1(-2,0),直线AB的斜率k=tan=
,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则直线AB:y=(x+2),
代入3x2-y2-3=0整理得8x2-4x-13=0
∴x1+x2=,x1x2=-
,
∴|x1-x2|=,
∴|AB|=|x1-x2|=3;
(2)|F2A|=2x1-1,|F2B|=1-2x2
∴|F2A|+|F2B|=2(x1-x2)=3,
∴△F2AB的周长为3+3.
解析
解:(1)双曲线的左焦点为F1(-2,0),直线AB的斜率k=tan=
,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则直线AB:y=(x+2),
代入3x2-y2-3=0整理得8x2-4x-13=0
∴x1+x2=,x1x2=-
,
∴|x1-x2|=,
∴|AB|=|x1-x2|=3;
(2)|F2A|=2x1-1,|F2B|=1-2x2
∴|F2A|+|F2B|=2(x1-x2)=3,
∴△F2AB的周长为3+3.
已经点P(-3,1)在双曲线=1(a>0,b>0)的左准线上,过点P且方向向量为
=(-2,-5)的光线,经直线y=-2反射后通过双曲线的左焦点,则该双曲线的离心率为( )
正确答案
解析
解:由题意知,设光线与直线y=-2的交点为(x0,-2),
∵方向向量为=(-2,-5),∴
,解得
.
过点P(-3,1)且方向向量为=(-2,-5)的光线所在直线的方程为
,它与x轴的交点坐标是(-
),
∴双曲线的左焦点是F(-5,0).由c=5.
由,解得a=
,
∴.
故选A.
已知对称轴为坐标轴的双曲线有一条渐近线为2x-y=0,则该双曲线的离心率为______.
正确答案
或
解析
解:(1)当双曲线焦点在x轴上时,
设它的标准方程为(a>0,b>0)
∵双曲线的一条渐近线方程是2x-y=0,
∴双曲线渐近线方程是,即y=±2x
∴⇒b=2a
∵c2=a2+b2
∴=
=
a
所以双曲线的离心率为e==
(2)当双曲线焦点在y轴上时,
设它的标准方程为(a>0,b>0)
采用类似(1)的方法,可得⇒
∴=
=
所以双曲线的离心率为e==
综上所述,该双曲线的离心率为或
故答案为:或
我们把离心率为e=
的双曲线
(a>0,b>0)称为黄金双曲线.给出以下几个说法:
①等轴双曲线不是黄金双曲线;
②双曲线x2-=1是黄金双曲线;
③若b2=ac,则该双曲线是黄金双曲线;
④如图,若∠F1B1A2=90°,则该双曲线是黄金双曲线;其中正确的命题序号是______.
正确答案
①②③④
解析
解:①等轴双曲线的离心率是,故不是黄金双曲线,即①正确;
②由双曲线x2-=1,可得离心率e=
=
,故该双曲线是黄金双曲线,即②正确;
③∵b2=ac,∴c2-a2-ac=0,化为e2-e-1=0,又e>1,解得e=,因此该双曲线是黄金双曲线,即③正确;
④∵∠F1B1A2=90°,∴,∴b2+c2+b2+a2=(a+c)2,化为c2-ac-a2=0,由③可知该双曲线是黄金双曲线;
故答案为:①②③④.
扫码查看完整答案与解析