格物学

双曲线的简单几何性质-双曲线知识点考前进阶选择题自测题解析-黑龙江省等高一数学选择必修,平均正确率48.0%

2025-05-05
双曲线的简单几何性质-双曲线知识点考前进阶选择题自测题解析-黑龙江省等高一数学选择必修,平均正确率48.0%
1、['直线与圆的位置关系及其判定', '双曲线的简单几何性质']

正确率0.0%已知$${{F}}$$为双曲线$$\frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > 0, b > 0 )$$的右焦点,点$${{P}}$$为双曲线右支上任意一点,则以线段$${{P}{F}}$$为直径的圆与圆$${{x}^{2}{+}{{y}^{2}}{=}{{a}^{2}}}$$的位置关系是$${{(}{)}}$$

A.相离

B.相切

C.相交

D.不确定

2、['直线与双曲线的综合应用', '双曲线的简单几何性质']

正确率0.0%双曲线$$\frac{x^{2}} {n}-y^{2}=1$$,$${{(}{n}{>}{1}{)}}$$的两焦点为$${{F}_{1}}$$、$${{F}_{2}}$$,$${{P}}$$在双曲线上,且满足$${{|}{P}{{F}_{1}}{|}{+}{|}{P}{{F}_{2}}{|}{=}{2}{\sqrt {{n}{+}{2}}}}$$,则$${{△}{P}{{F}_{1}}{{F}_{2}}}$$的面积为$${{(}{)}}$$

A.$$\frac{1} {2}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{4}}$$

3、['直线与双曲线的综合应用', '双曲线的简单几何性质']

正确率40.0%已知$${{F}_{1}}$$,$${{F}_{2}}$$分别是双曲线$${{C}}$$:$$\frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > 0, b > 0 )$$的左、右焦点,直线$${{l}}$$是双曲线$${{C}}$$的一条渐近线,$${{F}_{2}}$$关于直线$${{l}}$$对称的点为$${{F}^{′}_{2}}$$,以$${{|}{{F}_{1}}{{F}^{′}_{2}}{|}}$$为直径的圆与直线$${{l}}$$有公共点,则双曲线$${{C}}$$的离心率的取值范围为$${{(}{)}}$$

A.$${{[}{\sqrt {2}}{,}{+}{∞}{)}}$$

B.$${{(}{\sqrt {2}}{,}{+}{∞}{)}}$$

C.$${{(}{1}{,}{\sqrt {2}}{]}}$$

D.$${{(}{1}{,}{\sqrt {2}}{)}}$$

4、['椭圆的简单几何性质', '双曲线的简单几何性质']

正确率80.0%椭圆$$\frac{x^{2}} {4}+\frac{y^{2}} {a^{2}}=1$$与双曲线$$\frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {2}=1$$有相同的焦点,则$${{a}{=}{(}{)}}$$

A.$${{−}{1}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{±}{1}}$$

D.$${{2}}$$

5、['双曲线的简单几何性质', '双曲线的定义及其标准方程']

正确率80.0%若双曲线与椭圆$$\frac{x^{2}} {1 6}+\frac{y^{2}} {6 4}=1$$有相同的焦点,且它的一条渐近线的方程为$${{y}{=}{x}}$$,则此双曲线的方程是$${{(}{)}}$$

A.$${{x}^{2}{−}{{y}^{2}}{=}{{9}{6}}}$$

B.$${{y}^{2}{−}{{x}^{2}}{=}{{1}{6}{0}}}$$

C.$${{x}^{2}{−}{{y}^{2}}{=}{{8}{0}}}$$

D.$${{y}^{2}{−}{{x}^{2}}{=}{{2}{4}}}$$

6、['双曲线的简单几何性质']

正确率0.0%已知双曲线$$\frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {3}=1 ( a > 0 )$$的左、右焦点分别为$${{F}_{1}}$$,$${{F}_{2}}$$,离心率为$${{2}}$$,点$${{P}}$$在双曲线的右支上,且$${{P}{{F}_{1}}{⊥}{P}{{F}_{2}}}$$,则$${{△}{{F}_{1}}{P}{{F}_{2}}}$$的面积为$${{(}{)}}$$

A.$${{8}}$$

B.$${{6}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{3}}$$

7、['双曲线的简单几何性质']

正确率80.0%已知$${{O}}$$为坐标原点,$${{P}_{1}}$$,$${{P}_{2}}$$分别是双曲线$$\frac{x^{2}} {4}-\frac{y^{2}} {9}=1$$上的两点,$${{P}}$$为线段$${{P}_{1}{{P}_{2}}}$$的中点,设直线$${{O}{P}}$$,$${{P}_{1}{{P}_{2}}}$$的斜率分别为$${{k}_{1}}$$,$${{k}_{2}}$$,且$${{4}{⩽}{{k}_{1}}{⩽}{6}}$$,则$${{k}_{2}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

A.$$[ \frac{3} {2}, \frac{9} {4} ]$$

B.$$[ \frac{3} {4}, \frac{9} {8} ]$$

C.$$[ \frac{3} {8}, \frac{9} {1 6} ]$$

D.$${{[}{{1}{6}}{,}{{5}{4}}{]}}$$

8、['双曲线的简单几何性质']

正确率40.0%过双曲线$$x^{2}-\frac{y^{2}} {8}=1$$的右支上的一点$${{P}}$$分别向圆$${{C}_{1}{:}{(}{x}{+}{3}{{)}^{2}}{+}{{y}^{2}}{=}{4}}$$和圆$${{C}_{2}{:}{(}{x}{−}{3}{{)}^{2}}{+}{{y}^{2}}{=}{1}}$$作切线,切点分别为$${{M}}$$,$${{N}}$$,则$${{|}{P}{M}{{|}^{2}}{−}{|}{P}{N}{{|}^{2}}}$$的最小值为$${{(}{)}}$$

A.$${{8}}$$

B.$${{9}}$$

C.$${{1}{0}}$$

D.$${{1}{1}}$$

9、['双曲线的简单几何性质']

正确率80.0%已知双曲线$$C_{:} \, \, \frac{x^{2}} {5}-\frac{y^{2}} {4}=1$$的左、右焦点为$${{F}_{1}}$$,$${{F}_{2}}$$,虚轴的上、下端点为$${{B}_{1}}$$,$${{B}_{2}}$$,则四边形$${{B}_{1}{{F}_{1}}{{B}_{2}}{{F}_{2}}}$$的面积为$${{(}{)}}$$

A.$${{2}{4}}$$

B.$${{1}{2}}$$

C.$${{8}}$$

D.$${{4}}$$

10、['双曲线的简单几何性质']

正确率80.0%已知双曲线$$\frac{x^{2}} {m}+\frac{y^{2}} {3}=1$$的焦距为$${{4}}$$,则$${{m}}$$的值为$${{(}{)}}$$

A.$${{1}}$$

B.$${{−}{1}}$$

C.$${{7}}$$

D.$${{−}{7}}$$

1. 设双曲线的右焦点为 $$F(c, 0)$$,其中 $$c = \sqrt{a^2 + b^2}$$。点 $$P$$ 在双曲线右支上,设其坐标为 $$(x, y)$$,满足 $$\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1$$ 且 $$x \geq a$$。

以 $$PF$$ 为直径的圆的圆心为 $$O'$$,坐标为 $$\left(\frac{x + c}{2}, \frac{y}{2}\right)$$,半径为 $$\frac{|PF|}{2} = \frac{\sqrt{(x - c)^2 + y^2}}{2}$$。

圆 $$x^2 + y^2 = a^2$$ 的圆心为原点 $$O(0, 0)$$,半径为 $$a$$。

两圆的圆心距为 $$|OO'| = \sqrt{\left(\frac{x + c}{2}\right)^2 + \left(\frac{y}{2}\right)^2}$$。

由于 $$P$$ 在双曲线上,有 $$y^2 = b^2\left(\frac{x^2}{a^2} - 1\right)$$。代入计算可得两圆半径差为 $$\frac{|PF|}{2} - a$$,进一步化简可得两圆内切,因此选 B

2. 双曲线方程为 $$\frac{x^2}{n} - y^2 = 1$$,其焦点为 $$F_1(-\sqrt{n + 1}, 0)$$ 和 $$F_2(\sqrt{n + 1}, 0)$$。

由双曲线定义,$$|PF_1| - |PF_2| = 2\sqrt{n}$$,结合题目条件 $$|PF_1| + |PF_2| = 2\sqrt{n + 2}$$,解得 $$|PF_1| = \sqrt{n} + \sqrt{n + 2}$$,$$|PF_2| = \sqrt{n + 2} - \sqrt{n}$$。

利用余弦定理和双曲线性质,可得 $$\triangle PF_1F_2$$ 的面积为 $$1$$,因此选 B

3. 双曲线的渐近线为 $$y = \pm \frac{b}{a}x$$。设 $$F_2(c, 0)$$ 关于渐近线 $$y = \frac{b}{a}x$$ 的对称点为 $$F'_2$$。

通过对称点公式计算得 $$F'_2\left(\frac{a^2 - b^2}{c}, \frac{2ab}{c}\right)$$。

以 $$|F_1F'_2|$$ 为直径的圆的圆心为 $$O$$,半径为 $$\frac{|F_1F'_2|}{2}$$。该圆与渐近线有公共点,需满足圆心到直线的距离小于等于半径。

代入计算可得离心率 $$e \in (1, \sqrt{2}]$$,因此选 C

4. 椭圆 $$\frac{x^2}{4} + \frac{y^2}{a^2} = 1$$ 的焦点为 $$(\pm \sqrt{4 - a^2}, 0)$$(假设 $$a^2 < 4$$)。

双曲线 $$\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{2} = 1$$ 的焦点为 $$(\pm \sqrt{a^2 + 2}, 0)$$。

由题意,$$\sqrt{4 - a^2} = \sqrt{a^2 + 2}$$,解得 $$a^2 = 1$$,即 $$a = \pm 1$$。

但 $$a > 0$$,因此 $$a = 1$$,选 B

5. 椭圆 $$\frac{x^2}{16} + \frac{y^2}{64} = 1$$ 的焦点为 $$(0, \pm \sqrt{64 - 16}) = (0, \pm 4\sqrt{3})$$。

双曲线的一条渐近线为 $$y = x$$,说明双曲线为等轴双曲线,设其方程为 $$y^2 - x^2 = a^2$$。

双曲线的焦点为 $$(0, \pm \sqrt{2a^2})$$,由题意 $$\sqrt{2a^2} = 4\sqrt{3}$$,解得 $$a^2 = 24$$。

因此双曲线方程为 $$y^2 - x^2 = 24$$,选 D

6. 双曲线 $$\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{3} = 1$$ 的离心率 $$e = 2$$,故 $$c = 2a$$,且 $$c^2 = a^2 + b^2 = a^2 + 3$$,解得 $$a = 1$$,$$c = 2$$。

设 $$P(x, y)$$ 在双曲线上,由 $$PF_1 \perp PF_2$$,利用向量点积为零,可得 $$x^2 + y^2 = c^2 = 4$$。

结合双曲线方程 $$\frac{x^2}{1} - \frac{y^2}{3} = 1$$,解得 $$y^2 = \frac{9}{4}$$,$$x^2 = \frac{7}{4}$$。

因此,$$\triangle F_1PF_2$$ 的面积为 $$\frac{1}{2} \times |PF_1| \times |PF_2| = 3$$,选 D

7. 设 $$P_1(x_1, y_1)$$,$$P_2(x_2, y_2)$$ 在双曲线 $$\frac{x^2}{4} - \frac{y^2}{9} = 1$$ 上,中点 $$P\left(\frac{x_1 + x_2}{2}, \frac{y_1 + y_2}{2}\right)$$。

斜率 $$k_1 = \frac{y_1 + y_2}{x_1 + x_2}$$,$$k_2 = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1}$$。

利用双曲线性质和中点坐标关系,可得 $$k_1k_2 = \frac{9}{4}$$。由 $$4 \leq k_1 \leq 6$$,得 $$k_2 \in \left[\frac{3}{8}, \frac{9}{16}\right]$$,选 C

8. 双曲线 $$x^2 - \frac{y^2}{8} = 1$$ 的右支上点 $$P(x, y)$$,满足 $$x \geq 1$$。

圆 $$C_1$$ 的圆心为 $$(-3, 0)$$,半径 $$r_1 = 2$$;圆 $$C_2$$ 的圆心为 $$(3, 0)$$,半径 $$r_2 = 1$$。

由切线性质,$$|PM|^2 = |PC_1|^2 - r_1^2 = (x + 3)^2 + y^2 - 4$$,$$|PN|^2 = |PC_2|^2 - r_2^2 = (x - 3)^2 + y^2 - 1$$。

因此,$$|PM|^2 - |PN|^2 = 12x - 3$$。当 $$x = 1$$ 时取得最小值 $$9$$,选 B

9. 双曲线 $$\frac{x^2}{5} - \frac{y^2}{4} = 1$$ 的焦点为 $$F_1(-\sqrt{5 + 4}, 0) = (-3, 0)$$,$$F_2(3, 0)$$。

虚轴端点为 $$B_1(0, 2)$$,$$B_2(0, -2)$$。

四边形 $$B_1F_1B_2F_2$$ 为梯形,面积为 $$\frac{1}{2} \times (|F_1F_2| + |B_1B_2|) \times \text{高度} = 12$$,选 B

10. 双曲线 $$\frac{x^2}{m} + \frac{y^2}{3} = 1$$ 的焦距为 $$4$$,即 $$2c = 4$$,$$c = 2$$。

若 $$m > 0$$,则 $$c^2 = 3 - m$$,解得 $$m = -1$$(舍去,因为 $$m > 0$$ 不成立)。

若 $$m < 0$$,则 $$c^2 = -m + 3$$,解得 $$m = -1$$。

因此 $$m = -1$$,选 B

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