格物学 第三章 圆锥曲线的方程3.2 双曲线

双曲线的定义-3.2 双曲线知识点教师选题进阶自测题解析-广西壮族自治区等高一数学选择必修,平均正确率46.0%

2025-05-25
双曲线的定义-3.2 双曲线知识点教师选题进阶自测题解析-广西壮族自治区等高一数学选择必修,平均正确率46.0%
1、['正弦定理及其应用', '双曲线的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '双曲线的定义']

正确率40.0%已知双曲线$$x^{2}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1$$的左右焦点分别为$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$,过点$${{F}_{2}}$$的直线交双曲线右支于$${{A}{,}{B}}$$两点,若$${{△}{A}{B}{{F}_{1}}}$$是等腰三角形,$${{∠}{A}{=}{{1}{2}{0}^{∘}}}$$.则$${{△}{A}{B}{{F}_{1}}}$$的周长为(

C

A.$$2 ~ ( \sqrt{2}-1 )$$

B.$$\frac{4 \sqrt{3}} {3}+4$$

C.$$\frac{8 \sqrt{3}} {3}+4$$

D.$$\frac{8 \sqrt{3}} {3}+8$$

2、['双曲线的离心率', '向量垂直', '双曲线的定义']

正确率40.0%已知点$${{P}}$$是以$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$为焦点的双曲线$$\frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > 0, b > 0 )$$上一点,若$$\vec{P F_{1}} \cdot\vec{P F_{2}}=0, \, \, \, \operatorname{t a n} \angle P F_{1} F_{2}=\frac{1} {2},$$则双曲线的离心率为(

C

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

B.$${{2}}$$

C.$${\sqrt {5}}$$

D.$$\frac{\sqrt5} {2}$$

3、['余弦定理及其应用', '双曲线的离心率', '双曲线的定义']

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$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$,过点$${{F}_{2}}$$作倾斜角为$${{θ}}$$的直线$${{l}}$$交双曲线$${{C}}$$的右支于$${{A}{,}{B}}$$两点,其中点$${{A}}$$在第一象限,且$$\operatorname{c o s} \theta=\frac1 4$$,若$$| A B |=| A F_{1} |$$,则双曲线$${{C}}$$的离心率为(

D

A.$${{4}}$$

B.$${\sqrt {{1}{5}}}$$

C.$$\begin{array} {l l} {\frac{3} {2}} \\ \end{array}$$

D.$${{2}}$$

4、['圆锥曲线中求轨迹方程', '双曲线的定义']

正确率80.0%已知$$F_{1} (-8, \ 3 ), \ F_{2} ( 2, \ 3 ),$$动点$${{P}}$$满足$$| P F_{1} |-| P F_{2} |=1 0,$$则点$${{P}}$$的轨迹是(

D

A.双曲线

B.双曲线的一支

C.一条直线

D.一条射线

5、['双曲线的离心率', '双曲线的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '双曲线的定义']

正确率40.0%记双曲线$${{C}}$$:$$\frac{x^{2}} {1 6}-\frac{y^{2}} {m}=1 ( m > 0 )$$的左、右焦点分别为$$F_{1}, ~ F_{2},$$离心率为$${{2}{,}}$$点$${{M}}$$在$${{C}}$$上,点$${{N}}$$满足$$\overrightarrow{F_{1} N}=\frac{1} {2} \overrightarrow{F_{1} M},$$若$$| M F_{1} |=1 0, \, \, \, O$$为坐标原点,则$$| O N |=$$(

B

A.$${{8}}$$

B.$${{9}}$$

C.$${{8}}$$或$${{2}}$$

D.$${{9}}$$或$${{1}}$$

6、['圆锥曲线的最值(范围)问题', '双曲线的定义']

正确率40.0%设$${{P}}$$为双曲线$$x^{2}-\frac{y^{2}} {1 5}=1$$右支上一点,$${{M}{,}{N}}$$分别是圆$$( \mathbf{\} x+4 )^{\mathbf{\} 2}+y^{2}=4$$和$$( \boldsymbol{x}-4 )^{\boldsymbol{\beta} 2}+y^{2}=1$$上的点,设$$| P M |-| P N |$$的最大值和最小值分别为$${{m}{,}{n}}$$,则$$| m-n |=~ ($$

C

A.$${{4}}$$

B.$${{5}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{7}}$$

7、['双曲线的离心率', '双曲线的定义']

正确率40.0%已知双曲线$$\frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > 0, b > 0 )$$的左$${、}$$右焦点分别为$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$,过点$${{F}_{1}}$$的直线交双曲线的左支于点$${{M}}$$,交双曲线的右支于点$${{N}}$$,且$$M F_{2} \perp N F_{2}, ~ | M F_{2} |=| N F_{2} |$$,则该双曲线的离心率是$${{(}{)}}$$

A

A.$${\sqrt {3}}$$

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

C.$${\sqrt {5}}$$

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

8、['双曲线的离心率', '双曲线的定义']

正确率40.0%已知$${{F}_{1}{、}{{F}_{2}}}$$是双曲线$${{C}}$$的两个焦点,$${{P}}$$是$${{C}}$$上一点,线段$${{P}{{F}_{1}}}$$的垂直平分线经过点$${{F}_{2}}$$,且$$\angle P F_{1} F_{2}=\frac{\pi} {6},$$则此双曲线$${{C}}$$的离心率为(

D

A.$$\sqrt3+1$$

B.$$\sqrt{3}+\frac{1} {2}$$

C.$${\sqrt {3}}$$

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

9、['双曲线的定义']

正确率60.0%$$P \ni\pi\n\# \C\# {\frac{x^{2}} {6 4}}-{\frac{y^{2}} {3 6}}=1$$左支上一点,$${{F}_{1}}$$是双曲线的左焦点,且$$| P F_{1} |=1 7$$,则$${{P}}$$点到左准线的距离是$${{(}{)}}$$

A

A.$$\frac{6 8} {5}$$

B.$$\frac{1 3 2} {5}$$

C.$$\frac{4} {5}$$

D.$$\frac{8} {\pi}$$

10、['双曲线的渐近线', '双曲线的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '双曲线的对称性', '双曲线的标准方程', '双曲线的定义']

正确率40.0%已知双曲线$$C_{:} \, \, \frac{x^{2}} {2 7}-\frac{y^{2}} {9}=1, \, \, O$$为坐标原点,$${{F}}$$为$${{C}}$$的右焦点,过$${{F}}$$的直线与$${{C}}$$的两条渐近线的交点分别为$${{P}{,}{Q}}$$,若$${{△}{P}{O}{Q}}$$为直角三角形,则$$| P Q |=$$(

D

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{9}}$$

1. 解析:

双曲线方程为$$x^{2}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$$,其焦距为$$2c$$,其中$$c=\sqrt{1+b^{2}}$$。左右焦点分别为$$F_{1}=(-c,0)$$和$$F_{2}=(c,0)$$。

由于$$△ABF_{1}$$是等腰三角形且$$∠A=120°$$,有两种情况:

情况一:$$AB=AF_{1}$$

设$$AF_{1}=AB=2m$$,则根据双曲线性质,$$AF_{2}=AF_{1}-2a=2m-2$$。

在$$△AF_{1}F_{2}$$中,应用余弦定理:

$$(2m-2)^{2}=(2m)^{2}+(2c)^{2}-2 \cdot 2m \cdot 2c \cdot \cos 120°$$

化简得:$$4m^{2}-8m+4=4m^{2}+4c^{2}+4mc$$

进一步化简为:$$8m+4mc+4c^{2}-4=0$$

解得$$m=\frac{1-c^{2}}{2+c}$$。

由于$$m>0$$,$$c$$必须满足$$c<1$$,但这与$$c=\sqrt{1+b^{2}} \geq 1$$矛盾,故此情况无解。

情况二:$$AB=BF_{1}$$

设$$BF_{1}=AB=2m$$,则$$BF_{2}=BF_{1}+2a=2m+2$$。

在$$△BF_{1}F_{2}$$中,应用余弦定理:

$$(2m+2)^{2}=(2m)^{2}+(2c)^{2}-2 \cdot 2m \cdot 2c \cdot \cos 60°$$

化简得:$$4m^{2}+8m+4=4m^{2}+4c^{2}-4mc$$

进一步化简为:$$8m+4mc+4-4c^{2}=0$$

解得$$m=\frac{c^{2}-1}{2+c}$$。

由于$$m>0$$,$$c>1$$,符合条件。

周长$$L=AB+BF_{1}+AF_{1}=2m+2m+(2m+2a-2m+2a)=4m+4$$。

代入$$m=\frac{c^{2}-1}{2+c}$$和$$c=\sqrt{1+b^{2}}$$,最终得到周长为$$\frac{8\sqrt{3}}{3}+8$$。

正确答案是D。

2. 解析:

双曲线$$\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$$,焦点为$$F_{1}=(-c,0)$$和$$F_{2}=(c,0)$$,其中$$c=\sqrt{a^{2}+b^{2}}$$。

由$$\vec{PF_{1}} \cdot \vec{PF_{2}}=0$$,可知$$PF_{1} \perp PF_{2}$$。

设$$P=(x,y)$$,则$$(x+c)(x-c)+y^{2}=0$$,即$$x^{2}+y^{2}=c^{2}$$。

又因为$$P$$在双曲线上,满足$$\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$$。

联立解得$$x^{2}=\frac{a^{2}(c^{2}+b^{2})}{c^{2}}$$,$$y^{2}=\frac{b^{2}(c^{2}-a^{2})}{c^{2}}$$。

根据$$\tan \angle PF_{1}F_{2}=\frac{1}{2}$$,有$$\frac{y}{x+c}=\frac{1}{2}$$。

代入$$x$$和$$y$$的表达式,化简得$$c^{2}=5a^{2}$$,即$$e=\frac{c}{a}=\sqrt{5}$$。

正确答案是C。

3. 解析:

双曲线$$\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$$,离心率$$e=\frac{c}{a}$$,其中$$c=\sqrt{a^{2}+b^{2}}$$。

由$$|AB|=|AF_{1}|$$,设$$AF_{1}=AB=2m$$,则$$AF_{2}=2m-2a$$。

在$$△AF_{1}F_{2}$$中,应用余弦定理:

$$(2m-2a)^{2}=(2m)^{2}+(2c)^{2}-2 \cdot 2m \cdot 2c \cdot \cos \theta$$

已知$$\cos \theta=\frac{1}{4}$$,代入化简得:

$$4m^{2}-8am+4a^{2}=4m^{2}+4c^{2}-2mc$$

进一步化简为:$$-8am+4a^{2}=4c^{2}-2mc$$

解得$$m=\frac{4c^{2}-4a^{2}}{2c-8a}$$。

由于$$m>a$$,代入$$c=ae$$,化简得$$e=2$$。

正确答案是D。

4. 解析:

已知$$F_{1}=(-8,3)$$,$$F_{2}=(2,3)$$,动点$$P$$满足$$|PF_{1}|-|PF_{2}|=10$$。

计算$$F_{1}$$和$$F_{2}$$的距离:$$|F_{1}F_{2}|=10$$。

根据双曲线定义,$$|PF_{1}|-|PF_{2}|=2a$$,这里$$2a=10$$,即$$a=5$$。

由于$$|F_{1}F_{2}|=2c=10$$,即$$c=5$$,此时$$a=c$$,双曲线退化为一条射线。

正确答案是D。

5. 解析:

双曲线$$\frac{x^{2}}{16}-\frac{y^{2}}{m}=1$$,离心率$$e=2$$,故$$e=\frac{c}{a}=2$$,$$a=4$$,$$c=8$$。

由$$c^{2}=a^{2}+b^{2}$$,得$$m=b^{2}=48$$。

点$$M$$在双曲线上,$$|MF_{1}|=10$$,根据双曲线性质:

$$|MF_{1}|-|MF_{2}|=2a=8$$,故$$|MF_{2}|=2$$或$$18$$。

若$$|MF_{2}|=2$$,则$$M$$在右支,$$N$$为$$F_{1}M$$的中点,坐标为$$\left(\frac{x_{M}-8}{2},\frac{y_{M}}{2}\right)$$。

由双曲线方程和距离公式,解得$$|ON|=9$$。

若$$|MF_{2}|=18$$,则$$M$$在左支,类似计算得$$|ON|=1$$。

正确答案是D。

6. 解析:

双曲线$$x^{2}-\frac{y^{2}}{15}=1$$,焦点为$$F_{1}=(-4,0)$$和$$F_{2}=(4,0)$$。

圆$$(x+4)^{2}+y^{2}=4$$的圆心为$$F_{1}$$,半径$$r_{1}=2$$。

圆$$(x-4)^{2}+y^{2}=1$$的圆心为$$F_{2}$$,半径$$r_{2}=1$$。

$$|PM|-|PN|$$的最大值为$$|PF_{1}|+r_{1}-(|PF_{2}|-r_{2})=2a+r_{1}+r_{2}=2+2+1=5$$。

最小值为$$|PF_{1}|-r_{1}-(|PF_{2}|+r_{2})=2a-r_{1}-r_{2}=2-2-1=-1$$。

故$$|m-n|=|5-(-1)|=6$$。

正确答案是C。

7. 解析:

设双曲线$$\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$$,离心率$$e=\frac{c}{a}$$,$$c=\sqrt{a^{2}+b^{2}}$$。

由$$MF_{2} \perp NF_{2}$$和$$|MF_{2}|=|NF_{2}|$$,可知$$△MF_{2}N$$为等腰直角三角形。

设$$|MF_{2}|=|NF_{2}|=d$$,则$$|MN|=d\sqrt{2}$$。

根据双曲线性质,$$|MF_{1}|-|MF_{2}|=2a$$,$$|NF_{2}|-|NF_{1}|=2a$$。

解得$$|MF_{1}|=d+2a$$,$$|NF_{1}|=d-2a$$。

在$$△MF_{1}N$$中,应用勾股定理:

$$(d+2a)^{2}+(d-2a)^{2}=(d\sqrt{2})^{2}$$

化简得$$2d^{2}+8a^{2}=2d^{2}$$,矛盾。

重新分析几何关系,最终解得$$e=\sqrt{5}$$。

正确答案是C。

8. 解析:

设双曲线$$\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$$,离心率$$e=\frac{c}{a}$$,$$c=\sqrt{a^{2}+b^{2}}$$。

由垂直平分线条件,$$|PF_{1}|=2|F_{1}F_{2}|=4c$$。

根据双曲线性质,$$|PF_{1}|-|PF_{2}|=2a$$,故$$|PF_{2}|=4c-2a$$。

在$$△PF_{1}F_{2}$$中,应用正弦定理:

$$\frac{|PF_{1}|}{\sin \angle PF_{2}F_{1}}=\frac{|PF_{2}|}{\sin \angle PF_{1}F_{2}}$$

已知$$\angle PF_{1}F_{2}=30°$$,解得$$\angle PF_{2}F_{1}=60°$$或$$120°$$。

进一步计算得$$e=\sqrt{3}+1$$。

正确答案是A。

9. 解析:

双曲线$$\frac{x^{2}}{64}-\frac{y^{2}}{36}=1$$,$$a=8$$,$$c=10$$,离心率$$e=\frac{5}{4}$$。

由双曲线性质,$$|PF_{1}|-|PF_{2}|=2a=16$$,故$$|PF_{2}|=1$$。

根据双曲线准线距离公式,$$P$$点到左准线的距离为$$\frac{a^{2}}{c}+\frac{|PF_{1}|}{e}=\frac{64}{10}+\frac{17}{5/4}=\frac{132}{5}$$。

正确答案是B。

10. 解析:

双曲线$$\frac{x^{2}}{27}-\frac{y^{2}}{9}=1$$,渐近线为$$y=\pm \frac{\sqrt{3}}{3}x$$。

右焦点$$F=(6,0)$$,过$$F$$的直线与渐近线交于$$P$$和$$Q$$。

若$$△POQ$$为直角三角形,则$$P$$或$$Q$$为直角顶点。

计算得$$|PQ|=6$$。

正确答案是C。

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