2019高中数学第三章圆锥曲线与方程3.3双曲线3.3.1双曲线及其标准方程课后训练案巩固提升（含解析）北师大版选修2_1.doc

1、- 1 -3.1 双曲线及其标准方程课后训练案巩固提升A组1.已知 F1(-8,3),F2(2,3),动点 P满足 |PF1|-|PF2|=10,则 P点的轨迹是( )A.双曲线 B.双曲线的一支C.直线 D.一条射线解析:由于两点间的距离为 10,所以满足条件 |PF1|-|PF2|=10的点 P的轨迹应为一条射线 .在应用双曲线的定义时一定要注意其定义中的绝对值以及 2c2a.答案:D2.在双曲线中, ,且双曲线与椭圆 4x2+9y2=36有公共焦点,则双曲线的方程是( )A. -x2=1 B. -y2=1C.x2- =1 D.y2- =1解析:椭圆的标准方程为 =1,故焦点坐标为( ,0

2、),c= .由 ,得 a=2,又双曲线中 c2=a2+b2,则 b2=1.答案:B3.已知 F1,F2为双曲线 C:x2-y2=1的左、右焦点,点 P在 C上, F1PF2=60,则 |PF1|PF2|等于( )A.2 B.4 C.6 D.8解析:在 PF1F2中, |F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|PF2|cos 60=(|PF1|-|PF2|)2+|PF1|PF2|,即(2 )2=22+|PF1|PF2|,解得 |PF1|PF2|=4.答案:B4.已知圆 C:x2+y2-6x-4y+8=0,以圆 C与坐标轴的交点分别作为双曲线的一个焦点和顶点,则适合上述条件的双曲线的

3、标准方程为( )A. =1 B. =1C. =1 D. =1解析:由题意,知圆 C仅与 x轴有交点,- 2 -由得 x2-6x+8=0.x= 2或 x=4,即 c=4,a=2. 双曲线方程为 =1.答案:A5.已知双曲线 E的中心为原点, F(3,0)是 E的焦点,过 F的直线 l与 E相交于 A,B两点,且 AB的中点为 N(-12,-15),则 E的方程为( )A. =1 B. =1C. =1 D. =1解析: k AB= =1, 直线 AB的方程为 y=x-3.由于双曲线的焦点为 F(3,0),c= 3,c2=9.设双曲线的标准方程为 =1(a0,b0),则 =1.整理,得( b2-a2

4、)x2+6a2x-9a2-a2b2=0.设 A(x1,y1),B(x2,y2),则 x1+x2= =2(-12), 5a2=4b2.又 a2+b2=9,a 2=4,b2=5. 双曲线 E的方程为 =1.答案:B6.已知双曲线 =1的两个焦点分别为 F1,F2,若双曲线上的点 P到点 F1的距离为 12,则点P到点 F2的距离为 . 解析:设 F1为左焦点, F2为右焦点,当点 P在双曲线左支上时, |PF2|-|PF1|=10,|PF2|=22;当点P在双曲线右支上时, |PF1|-|PF2|=10,|PF2|=2.答案:22 或 2- 3 -7.已知 F是双曲线 =1的左焦点, A(1,4)

5、,P是双曲线右支上的动点,则 |PF|+|PA|的最小值为 . 解析:设双曲线的右焦点为 F1,则由双曲线的定义,知 |PF|=2a+|PF1|=4+|PF1|,故|PF|+|PA|=4+|PF1|+|PA|,当 |PF1|+|PA|最小时, |PF|+|PA|最小 .当点 A,P,F1共线时,|PF1|+|PA|最小,最小值为 |AF1|=5,故所求最小值为 9.答案:98.双曲线 =1的两个焦点为 F1,F2,点 P在双曲线上,若 PF1 PF2,则点 P到 x轴的距离为 .解析:设 |PF1|=m,|PF2|=n. 当 mn时,由 =1,知 a=3,b=4,c= 5.由双曲线的定义,知

6、m-n=2a=6.PF 1 PF2, PF1F2为直角三角形,即 m2+n2=(2c)2=100.由 m-n=6,得 m2+n2-2mn=36, 2mn=m2+n2-36=64.mn= 32.设点 P到 x轴的距离为 d,则d|F1F2|= |PF1|PF2|,即 d2c= mn.d= ,即点 P到 x轴的距离为 . 当 m0,4+k0,- 40)的中心和左焦点,点 P为双曲线右支上的任意一点,则 的取值范围为( )A.3-2 ,+ ) B.3+2 ,+ )C. D.解析:如图所示,由 c=2得 a2+1=4,a 2=3, 双曲线方程为 -y2=1.设 P点坐标为( x,y)(x ),则 =(

7、x,y)(x+2,y)=x2+2x+y2=x2+2x+ -1- 6 -= x2+2x-1(x ).令 g(x)= x2+2x-1(x ),则 g(x)在 ,+ )上是增加的, g(x)min=g( )=3+2 , 的取值范围为3 +2 ,+ ).答案:B4.如图,已知定圆 F1:x2+y2+10x+24=0,定圆 F2:x2+y2-10x+9=0,动圆 M与定圆 F1,F2都外切,求动圆圆心 M的轨迹方程 .解由题意得,F1:(x+5)2+y2=1,F2:(x-5)2+y2=16.设动圆 M的半径为 r,则 |MF1|=r+1,|MF2|=r+4,|MF 2|-|MF1|=310=|F1F2|

8、,可知点 M(x,y)的轨迹是以 F1,F2为焦点的双曲线的左支,而 a= ,c=5,b 2=c2-a2= , 动圆圆心 M的轨迹方程是 =1 .5. 导学号 90074076 某工程要挖一个横截面为半圆的柱形隧道,挖出的土只能沿道路 AP,BP运到 P处(如图所示), |PA|=100 m,|PB|=150 m, APB=60,试说明怎样运土才能最省工 .解如图,以 AB所在的直线为 x轴,以 AB的垂直平分线为 y轴,建立平面直角坐标系 .设 M是分界线上的点,- 7 -则有 |MA|+|PA|=|MB|+|PB|,于是有 |MA|-|MB|=|PB|-|PA|=150-100=50.这说明这条分界线是以 A,B为焦点的双曲线的右支 .在 APB中,由余弦定理,得 |AB|2=|AP|2+|PB|2-2|AP|PB|cos 60=17 500.从而 a=25,c2= =4 375,所以 b2=c2-a2=3 750.所以所求分界线的方程为 =1(x25) .于是运土时,将此双曲线左侧的土沿 AP运到 P处,右侧的土沿 BP运到 P处最省工 .