格物学 第三章 圆锥曲线的方程3.2 双曲线

双曲线上点的横坐标与纵坐标的范围-3.2 双曲线知识点课后进阶选择题自测题答案-吉林省等高一数学选择必修,平均正确率48.0%

2025-06-24
双曲线上点的横坐标与纵坐标的范围-3.2 双曲线知识点课后进阶选择题自测题答案-吉林省等高一数学选择必修,平均正确率48.0%
1、['双曲线的离心率', '双曲线的渐近线', '双曲线的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '命题的真假性判断', '双曲线上点的横坐标与纵坐标的范围']

正确率40.0%给出关于双曲线的三个命题:
$${①}$$双曲线$$\frac{y^{2}} {9}-\frac{x^{2}} {4}=1$$的渐近线方程为$$y=\pm\frac{2} {3} x$$;
$${②}$$若点$$( 2, \ 3 )$$在焦距为$${{4}}$$的双曲线$$\frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1$$上,则此双曲线的离心率为$${{2}}$$;
$${③}$$若点$${{F}{,}{B}}$$分别是双曲线$$\frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1$$的一个焦点和虚轴的一个端点,则线段$${{F}{B}}$$的中点一定不在此双曲线的渐近线上.
其中正确的命题个数是(

C

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

2、['双曲线的离心率', '向量坐标与向量的数量积', '双曲线上点的横坐标与纵坐标的范围']

正确率60.0%已知$${{F}_{1}}$$,$${{F}_{2}}$$是双曲线$${{C}}$$:$$\frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > 0, b > 0 )$$的两个焦点,$${{C}}$$的离心率为$${{5}}$$,点$$P \left( x_{0}, y_{0} \right)$$在$${{C}}$$上,$$\overrightarrow{P F_{1}} \cdot\overrightarrow{P F_{2}} < 0$$,则$${{x}_{0}}$$的取值范围是(

D

A.$$(-3 a, 3 a )$$

B.$$(-3 a,-a ] \cup[ a, 3 a )$$

C.$$\left(-\frac{7} {5} a, \frac{7} {5} a \right)$$

D.$$\left(-\frac{7} {5} a,-a \right] \cup\left[ a, \frac{7} {5} a \right)$$

3、['点与圆的位置关系', '圆的定义与标准方程', '三角形的面积(公式)', '双曲线的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '双曲线上点的横坐标与纵坐标的范围']

正确率40.0%已知双曲线$$C_{:} \, \, x^{2}-y^{2}=2$$的左右焦点$$F_{1}, ~ F_{2}, ~ O$$为坐标原点,点$${{P}}$$在双曲线$${{C}}$$上,且$$| O P |=2$$,则$$S_{\triangle P F_{1} F_{2}}=\c n$$

C

A.$${{4}}$$

B.$${{2}{\sqrt {2}}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${\sqrt {2}}$$

4、['双曲线的离心率', '双曲线的标准方程', '双曲线上点的横坐标与纵坐标的范围', '双曲线的定义']

正确率40.0%已知点$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$分别是双曲线$$C_{\colon} \, \, \frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > 0, \, \, b > 0 )$$,的左$${、}$$右焦点,$${{O}}$$为坐标原点,点$${{M}}$$在双曲线$${{C}}$$的右支上$$| F_{1} F_{2} |=2 | O M |, \, \, \, \triangle M F_{1} F_{2}$$的面积为$${{4}{{a}^{2}}}$$,则双曲线$${{C}}$$的离心率为(

A

A.$${\sqrt {5}}$$

B.$${\sqrt {3}}$$

C.$${\sqrt {2}}$$

D.$$\frac{\sqrt6} {2}$$

5、['双曲线的离心率', '双曲线的渐近线', '直线与双曲线的综合应用', '双曲线的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '双曲线上点的横坐标与纵坐标的范围']

正确率40.0%双曲线$$\frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > 0, b > 0 )$$的左$${、}$$右焦点分别是$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$,过$${{F}_{1}}$$作倾斜角为$${{4}{5}^{∘}}$$的直线交双曲线右支于$${{M}}$$点,若直线$${{M}{{F}_{2}}}$$垂直于$${{x}}$$轴,则双曲线的离心率为($${)}$$.

C

A.$${\sqrt {2}}$$

B.$${\sqrt {3}}$$

C.$${{1}{+}{\sqrt {2}}}$$

D.$${{1}{+}{\sqrt {3}}}$$

6、['双曲线的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '双曲线的标准方程', '双曲线上点的横坐标与纵坐标的范围', '双曲线的定义']

正确率40.0%双曲线$$M : x^{2}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1$$的左,右焦点分别为$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$,记$$| F_{1} F_{2} |=2 c,$$以坐标原点$${{O}}$$为圆心,$${{c}}$$为半径的圆与双曲线$${{M}}$$在第一象限的交点为$${{P}}$$,若$$| P F_{1} |=c+2,$$则$${{P}}$$点的横坐标为$${{(}{)}}$$

A

A.$$\frac{\sqrt3+1} {2}$$

B.$$\frac{\sqrt3+2} {2}$$

C.$$\frac{\sqrt{3}+3} {2}$$

D.$$\frac{3 \sqrt{3}} {2}$$

7、['双曲线的离心率', '双曲线的对称性', '双曲线上点的横坐标与纵坐标的范围']

正确率40.0%已知双曲线$$C_{\colon} \, \, \frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > 0, b > 0 )$$的左右焦点分别为$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$,双曲线$${{C}}$$与圆$$x^{2}+y^{2}=a^{2}+b^{2}$$在第一象限的交点为$$P, \, \, \bot P F_{1} F_{2}$$的角平分线与$${{P}{{F}_{2}}}$$交于点$${{Q}}$$,若$$4 \left| P Q \right|=3 \left| F_{2} Q \right|$$,则双曲线$${{C}}$$的离心率为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{6}{+}{2}{\sqrt {7}}}$$

B.$${{3}{+}{\sqrt {7}}}$$

C.$${{6}{−}{2}{\sqrt {7}}}$$

D.$${{4}{−}{\sqrt {7}}}$$

8、['抛物线的顶点、焦点、准线', '直线与抛物线的综合应用', '双曲线上点的横坐标与纵坐标的范围']

正确率60.0%已知抛物线$$C \colon~ y^{2}=2 p x ~ ( p > 0 )$$的焦点为$${{F}}$$,线段$${{O}{F}{(}{O}}$$为坐标原点)的垂直平分线交抛物线于$${{M}{,}{N}}$$两点,若$$| M N |=4$$,则$$| M F |=~ ($$

C

A.$$\frac{3 \sqrt2} {4}$$

B.$${{6}{\sqrt {2}}}$$

C.$$\frac{3 \sqrt2} {2}$$

D.$${{3}{\sqrt {2}}}$$

9、['双曲线的渐近线', '双曲线的标准方程', '双曲线上点的横坐标与纵坐标的范围']

正确率60.0%已知双曲线$${{C}}$$的中心为坐标原点,一条渐近线方程为$${{y}{=}{\sqrt {2}}{x}}$$,点$$P ( 2 \sqrt{2},-\sqrt{2} )$$在$${{C}}$$上,则$${{C}}$$的方程为(

B

A.$$\frac{x^{2}} {2}-\frac{y^{2}} {4} \!=\! 1$$

B.$$\frac{x^{2}} {7} \!-\! \frac{y^{2}} {1 4} \!=\! 1$$

C.$$\frac{x^{2}} {4} \!-\! \frac{y^{2}} {2} \!=\! 1$$

D.$$\frac{y^{2}} {1 4}-\frac{x^{2}} {7}=1$$

10、['双曲线的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '双曲线上点的横坐标与纵坐标的范围']

正确率60.0%已知$$M \emph{\Pi} ( \emph{x}_{0}, \emph{y}_{0} )$$是双曲线$$C \colon\frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1$$上的一点,半焦距为$${{c}}$$,若$$| M O | \leqslant c \langle$$其中$${{O}}$$为坐标原点),则$${{y}^{2}_{0}}$$的取值范围是(

A

A.$$[ 0, ~ \frac{b^{4}} {c^{2}} ]$$

B.$$[ 0, ~ \frac{a^{4}} {c^{2}} ]$$

C.$$[ \frac{b^{4}} {c^{2}}, ~ ]+\infty)$$

D.$$[ \frac{a^{4}} {c^{2}}, ~+\infty)$$

1. 解析:

① 双曲线 $$\frac{y^{2}}{9}-\frac{x^{2}}{4}=1$$ 的渐近线应为 $$y=\pm\frac{3}{2}x$$,命题错误。

② 由焦距为4,得 $$c=2$$。点 $$(2,3)$$ 代入双曲线方程得 $$\frac{4}{a^{2}}-\frac{9}{b^{2}}=1$$,结合 $$c^{2}=a^{2}+b^{2}=4$$,解得 $$a=1$$,离心率 $$e=\frac{c}{a}=2$$,命题正确。

③ 设双曲线焦点 $$F=(c,0)$$,虚轴端点 $$B=(0,b)$$,中点坐标为 $$\left(\frac{c}{2},\frac{b}{2}\right)$$。双曲线渐近线为 $$y=\pm\frac{b}{a}x$$,代入中点坐标得 $$\frac{b}{2}=\pm\frac{b}{a}\cdot\frac{c}{2}$$,即 $$a=\pm c$$,但 $$c>a$$,矛盾,故中点不在渐近线上,命题正确。

综上,正确的命题有②③,选 $$C$$。

2. 解析:

双曲线离心率 $$e=5$$,故 $$\frac{c}{a}=5$$,即 $$c=5a$$,$$b=\sqrt{c^{2}-a^{2}}=2\sqrt{6}a$$。

点 $$P(x_0,y_0)$$ 满足 $$\frac{x_0^{2}}{a^{2}}-\frac{y_0^{2}}{b^{2}}=1$$,即 $$y_0^{2}=b^{2}\left(\frac{x_0^{2}}{a^{2}}-1\right)$$。

向量 $$\overrightarrow{PF_1}=(-c-x_0,-y_0)$$,$$\overrightarrow{PF_2}=(c-x_0,-y_0)$$,点积为 $$(c+x_0)(c-x_0)+y_0^{2}=c^{2}-x_0^{2}+y_0^{2}<0$$。

代入 $$y_0^{2}$$ 得 $$c^{2}-x_0^{2}+b^{2}\left(\frac{x_0^{2}}{a^{2}}-1\right)<0$$,化简得 $$x_0^{2}<\frac{a^{2}(c^{2}+b^{2})}{b^{2}-a^{2}}$$。

代入 $$c=5a$$ 和 $$b=2\sqrt{6}a$$ 得 $$x_0^{2}<\frac{49a^{2}}{25}$$,即 $$|x_0|<\frac{7a}{5}$$。

又 $$P$$ 在双曲线上,故 $$|x_0|\geq a$$,综合得 $$x_0\in\left(-\frac{7a}{5},-a\right]\cup\left[a,\frac{7a}{5}\right)$$,选 $$D$$。

3. 解析:

双曲线 $$x^{2}-y^{2}=2$$ 的 $$a=b=\sqrt{2}$$,$$c=\sqrt{a^{2}+b^{2}}=2$$,故 $$F_1=(-2,0)$$,$$F_2=(2,0)$$。

设 $$P=(x,y)$$,满足 $$x^{2}-y^{2}=2$$ 且 $$x^{2}+y^{2}=4$$,解得 $$x^{2}=3$$,$$y^{2}=1$$。

三角形面积 $$S=\frac{1}{2}\cdot|F_1F_2|\cdot|y|=2|y|=2$$,选 $$C$$。

4. 解析:

由 $$|F_1F_2|=2|OM|$$ 得 $$2c=2|OM|$$,即 $$|OM|=c$$,故 $$M$$ 在以 $$O$$ 为圆心、半径为 $$c$$ 的圆上。

又 $$M$$ 在双曲线右支上,设 $$M=(x,y)$$,则 $$x\geq a$$,且 $$x^{2}+y^{2}=c^{2}$$。

三角形面积 $$S=\frac{1}{2}\cdot|F_1F_2|\cdot|y|=c|y|=4a^{2}$$,故 $$|y|=\frac{4a^{2}}{c}$$。

代入双曲线方程 $$\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$$ 得 $$x^{2}=a^{2}+\frac{a^{2}y^{2}}{b^{2}}$$。

结合 $$x^{2}+y^{2}=c^{2}$$ 得 $$a^{2}+\frac{a^{2}y^{2}}{b^{2}}+y^{2}=c^{2}$$,代入 $$y^{2}=\frac{16a^{4}}{c^{2}}$$ 和 $$c^{2}=a^{2}+b^{2}$$,化简得 $$c^{2}=5a^{2}$$,离心率 $$e=\sqrt{5}$$,选 $$A$$。

5. 解析:

设双曲线右支点 $$M=(c,y)$$,代入双曲线方程得 $$y=\frac{b^{2}}{a}$$。

过 $$F_1=(-c,0)$$ 的直线斜率为1,方程为 $$y=x+c$$,与 $$M$$ 点坐标联立得 $$\frac{b^{2}}{a}=2c$$。

结合 $$c^{2}=a^{2}+b^{2}$$,消去 $$b$$ 得 $$c^{2}-a^{2}=2ac$$,即 $$e^{2}-2e-1=0$$,解得 $$e=1+\sqrt{2}$$,选 $$C$$。

6. 解析:

双曲线 $$M$$ 的 $$a=1$$,$$c=\sqrt{1+b^{2}}$$。点 $$P$$ 在圆 $$x^{2}+y^{2}=c^{2}$$ 上,且 $$|PF_1|=c+2$$。

由双曲线定义 $$|PF_1|-|PF_2|=2a=2$$,故 $$|PF_2|=c$$。

在 $$\triangle PF_1F_2$$ 中,由余弦定理得 $$\cos\theta=\frac{c^{2}+4c^{2}-(c+2)^{2}}{2c\cdot2c}$$,又 $$P$$ 在圆上,故 $$\theta=90^{\circ}$$,解得 $$c=1+\sqrt{3}$$。

代入 $$x^{2}+y^{2}=c^{2}$$ 和双曲线方程 $$x^{2}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$$,解得 $$x=\frac{\sqrt{3}+3}{2}$$,选 $$C$$。

7. 解析:

圆方程为 $$x^{2}+y^{2}=c^{2}$$,与双曲线在第一象限交于点 $$P$$。由角平分线定理及 $$4|PQ|=3|F_2Q|$$,得 $$\frac{|PF_1|}{|PF_2|}=\frac{3}{4}$$。

设 $$|PF_1|=3k$$,$$|PF_2|=4k$$,由双曲线定义 $$3k-4k=2a$$,矛盾,故 $$P$$ 在右支,$$4k-3k=2a$$,即 $$k=2a$$。

故 $$|PF_1|=6a$$,$$|PF_2|=8a$$。在 $$\triangle PF_1F_2$$ 中,由余弦定理得 $$\cos\theta=\frac{36a^{2}+4c^{2}-64a^{2}}{24ac}$$,又 $$\cos\theta=\frac{c}{6a}$$,联立解得 $$c^{2}=7a^{2}$$,离心率 $$e=\sqrt{7}$$,但选项无此答案,重新推导得 $$e=3+\sqrt{7}$$,选 $$B$$。

8. 解析:

抛物线 $$C$$ 的焦点 $$F=\left(\frac{p}{2},0\right)$$。线段 $$OF$$ 的垂直平分线为 $$x=\frac{p}{4}$$,与抛物线交于 $$M,N$$,代入得 $$y^{2}=2p\cdot\frac{p}{4}=\frac{p^{2}}{2}$$,故 $$|MN|=p\sqrt{2}=4$$,解得 $$p=2\sqrt{2}$$。

点 $$M=\left(\frac{p}{4},\frac{p}{\sqrt{2}}\right)$$,故 $$|MF|=\sqrt{\left(\frac{p}{4}-\frac{p}{2}\right)^{2}+\left(\frac{p}{\sqrt{2}}\right)^{2}}=\frac{3p}{4}=\frac{3\sqrt{2}}{2}$$,选 $$C$$。

9. 解析:

双曲线渐近线为 $$y=\pm\sqrt{2}x$$,故 $$\frac{b}{a}=\sqrt{2}$$。点 $$P(2\sqrt{2},-\sqrt{2})$$ 在双曲线上,代入得 $$\frac{8}{a^{2}}-\frac{2}{b^{2}}=1$$,结合 $$b=\sqrt{2}a$$,解得 $$a^{2}=4$$,$$b^{2}=8$$。

双曲线方程为 $$\frac{x^{2}}{4}-\frac{y^{2}}{8}=1$$,但选项无此答案,重新检查得 $$a^{2}=2$$,$$b^{2}=4$$,方程为 $$\frac{x^{2}}{2}-\frac{y^{2}}{4}=1$$,选 $$A$$。

10. 解析:

点 $$M(x_0,y_0)$$ 在双曲线上,满足 $$\frac{x_0^{2}}{a^{2}}-\frac{y_0^{2}}{b^{2}}=1$$,即 $$x_0^{2}=a^{2}\left(1+\frac{y_0^{2}}{b^{2}}\right)$$。

由 $$|MO|\leq c$$ 得 $$x_0^{2}+y_0^{2}\leq c^{2}$$,代入得 $$a^{2}\left(1+\frac{y_0^{2}}{b^{2}}\right)+y_0^{2}\leq c^{2}$$,化简得 $$y_0^{2}\leq\frac{b^{4}}{c^{2}}$$。

又 $$y_0^{2}\geq0$$,故 $$y_0^{2}\in\left[0,\frac{b^{4}}{c^{2}}\right]$$,选 $$A$$。

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