2024年高考数学专项双曲线中的离心率问题(解析版).pdf
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1、专题双曲线中的离心率问题限时:120分钟满分:150分一、单选题:本大题共8小题,每个小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.1.1.设F1、F2分别是双曲线C:x2-y2b=1的左、右焦点,过F2作x轴的垂线与C相交于A、B两点,若ABF1为正三角形,则C的离心率为()A.2B.63C.2 2D.32.2.若双曲线C:y2a2-x2b2=1 a0,b0的一条渐近线被圆x2+y-22=4所截得的弦长为2 3,则C的离心率为()A.2B.2 33C.2 23D.4333.3.已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的右焦点为F,A、B两点在双曲线的左、右两支
2、上,且OA+OB=0,AF FB=0,3BF=FC,且点C在双曲线上,则双曲线的离心率为()A.103B.102C.52D.2 334.4.如图,双曲线x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左、右焦点分别为F1,F2,直线l过点F1与双曲线的两条渐近线分别交于P,Q两点若P是F1Q的中点,且F1Q F2Q=0,则此双曲线的离心率为()A.3B.2C.2 2D.2 35.5.已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左、右焦点分别为F1,F2,若在C上存在点P(不是顶点),使得PF2F1=3PF1F,则C的离心率的取值范围为()A.2,2B.3,+C.(1,3D.1,212024年高考
3、数学专项双曲线中的离心率问题(解析版)6.6.已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的两个焦点为F1F2,点M,N在C上,且F1F2=3MN,F1M F2M,则双曲线C的离心率为()A.6+32B.6+3C.2+2D.5+27.7.已知双曲线C:y2a2-x2b2=1(a0,b0)的上下焦点分别为F1,F2,点M在C的下支上,过点M作C的一条渐近线的垂线,垂足为D,若 MD F1F2-MF1恒成立,则C的离心率的取值范围为()A.1,53B.53,2C.1,2D.53,+8.8.已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左顶点为A,过A的直线l与C的右支交于点B,若线段A
4、B的中点在圆O:x2+y2=a2上,且 OB=7 OA,则双曲线C的离心率为()A.2B.3C.2D.3二、多选题:本大题共4小题,每个小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,只有一项或者多项是符合题目要求的.9.9.双曲线x2a2-y2b2=1的离心率为e1,双曲线y2b2-x2a2=1的离心率为e2,则e1+e2的值不可能是()A.3B.2 2C.145D.5210.10.双曲线x2-y2a2=1的离心率为e,若过点(2,2)能作该双曲线的两条切线,则e可能取值为()A.3 24B.2C.32D.211.11.已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左 右焦点分别为F1,F2
5、,过点F1的直线l与圆x2+y2=a2相切,且与C交于M,N两点,若cosF1NF2=45,则C的离心率可能为()A.53B.32C.52D.13312.12.已知F1、F2是双曲线x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左、右焦点,过F2作双曲线一条渐近线的垂线,垂足2为点A,交另一条渐近线于点B,且AF2=13F2B,则该双曲线的离心率为().A.62B.2C.3D.5三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在答题卡中的横线上.13.13.双曲线x2a2-y2b2=1(a0,b0)的一条渐近线方程为y=22x,则其离心率是.14.14.已知双曲线方程为C:x2a2-y2b2
6、=1(a0,b0),左焦点F关于一条渐近线的对称点在另一条渐近线上,则该双曲线的离心率为.15.15.已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的右焦点为F c,0,直线l:x=c与双曲线C交于A,B两点,与双曲线C的渐近线交于D,E两点,若 DE=2 AB,则双曲线C的离心率是16.16.已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左、右焦点分别为F1,F2,双曲线的左顶点为A,以F1F2为直径的圆交双曲线的一条渐近线于P,Q两点,其中点Q在y轴右侧,若 AQ3 AP,则该双曲线的离心率的取值范围是.四、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演
7、算步骤17.17.已知F1,F2分别为双曲线x2a2-y2b2=1 a0,b0的左、右焦点,P为双曲线右支上的任意一点,当PF12PF2取最小值时,求双曲线的离心率e的取值范围318.18.已知椭圆C1:x2a21+y2b21=1 a1b10与双曲线C2:x2a22-y2b22=1 a20,b20,有相同的左、右焦点F1,F2,若点P是C1与C2在第一象限内的交点,且 F1F2=4 PF2,设C1与C2的离心率分别为e1,e2,求e2-e1的取值范围.19.19.已知双曲线T:x2a2-y2b2=1(a0,b0)离心率为e,圆O:x2+y2=R2R0(1)若e=2,双曲线T的右焦点为F 2,0
8、,求双曲线方程;(2)若圆O过双曲线T的右焦点F,圆O与双曲线T的四个交点恰好四等分圆周,求b2a2的值;(3)若R=1,不垂直于x轴的直线l:y=kx+m与圆O相切,且l与双曲线T交于点A,B时总有AOB=2,求离心率e的取值范围420.20.已知点P是双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0)右支上一点,F1、F2是双曲线的左、右焦点,PF1=(2+3)PF2,F1PF2=60(1)求双曲线的离心率;(2)设R、r分别是F1PF2的外接圆半径和内切圆半径,求Rr21.21.已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左、右焦点分别为F1,F2,A为双曲线C左支上一点,AF2-A
9、F1=2b(1)求双曲线C的离心率;(2)设点A关于x轴的对称点为B,D为双曲线C右支上一点,直线AD,BD与x轴交点的横坐标分别为x1,x2,且 x1x2=1,求双曲线C的方程522.22.已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0),若直线l与双曲线C交于A,B两点,线段AB的中点为M,且kABkOM=34(O为坐标原点).(1)求双曲线C的离心率;(2)若直线l不经过双曲线C的右顶点N 2,0,且以AB为直径的圆经过点N,证明直线l恒过定点E,并求出点E的坐标.6专题双曲线中的离心率问题限时:120分钟满分:150分一、单选题:本大题共8小题,每个小题5分,共40分.在每小题给出的
10、选项中,只有一项是符合题目要求的.1.1.设F1、F2分别是双曲线C:x2-y2b=1的左、右焦点,过F2作x轴的垂线与C相交于A、B两点,若ABF1为正三角形,则C的离心率为()A.2B.63C.2 2D.3【解析】设 AF2=t,因为ABx轴,则点A、B关于x轴对称,则F2为线段AB的中点,因为ABF1为等边三角形,则AF1F2=30,所以,AF1=2 AF2=2t,所以,AF1-AF2=AF2=t=2a=2,则 AF1=2 AF2=2t=4,所以,2c=F1F2=AF12-AF22=42-22=2 3,则c=3,因此,该双曲线C的离心率为e=ca=3.故选:D.2.2.若双曲线C:y2a
11、2-x2b2=1 a0,b0的一条渐近线被圆x2+y-22=4所截得的弦长为2 3,则C的离心率为()A.2B.2 33C.2 23D.433【解析】双曲线C的渐近线方程为y=abx,直线y=abx被圆x2+y-22=4所得截得的弦长为2 3,1则圆心 0,2到直线y=abx的距离为d=22-32=1,由点到直线的距离公式可得d=21+ab2=1,解得a2b2=3,则b2a2=13,因此,双曲线C的离心率为e=ca=1+ba2=1+13=2 33.故选:B.3.3.已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的右焦点为F,A、B两点在双曲线的左、右两支上,且OA+OB=0,AF FB=0
12、,3BF=FC,且点C在双曲线上,则双曲线的离心率为()A.103B.102C.52D.2 33【解析】设双曲线的左焦点为F,连接AF,BF,CF,因为AF FB=0,所以AF FB,因为OA+OB=0,所以 OA=OB,因为 OF=OF,所以四边形AFBF为矩形,设 BF=t(t0),则 FC=3t,BF=2a+t,CF=2a+3t,在RtCBF中,BC2+BF2=CF2,所以 4t2+2a+t2=2a+3t2,化简得t2-at=0,解得t=a,在RtBFF中,BF2+BF2=FF2,所以t2+2a+t2=4c2,所以a2+9a2=4c2,所以10a2=4c2,得10a=2c,所以离心率e=
13、ca=102,故选:B24.4.如图,双曲线x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左、右焦点分别为F1,F2,直线l过点F1与双曲线的两条渐近线分别交于P,Q两点若P是F1Q的中点,且F1Q F2Q=0,则此双曲线的离心率为()A.3B.2C.2 2D.2 3【解析】因为F1Q F2Q=0,则QF1QF2,所以F1F2Q是直角三角形,又因为O是F1F2的中点,所以OQ是直角F1F2Q斜边中线,因此 F1O=OQ,而点P是线段F1Q的中点,所以F1OQ是等腰三角形,因此F1OP=POQ,由双曲线渐近线的对称性可知中:F1OP=F2OQ,于是有:F1OP=POQ=F2OQ=3,因为双曲线渐近线的方
14、程为:y=bax,因此有:ba=tan3ba=3 b2=3a2c2-a2=3a2c=2ae=2,故选:B.5.5.已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左、右焦点分别为F1,F2,若在C上存在点P(不是顶点),使得PF2F1=3PF1F,则C的离心率的取值范围为()A.2,2B.3,+C.(1,3D.1,2【解析】设PF1与y轴交于Q点,连接QF2,则QF1=QF2,QF1F2=QF2F1,因为PF2F1=3PF1F,故P点在双曲线右支上,且PF2Q=PQF2=2PF1F2,故|PQ|=|PF2|,而|PF1|-|PF2|=2a,故|PF1|-|PF2|=|PF1|-|PQ|=|
15、QF1|=2a,在RtQOF1中,|QF1|OF1|,即2ac,故e=ca2,由PF2F1=3PF1F2,且三角形内角和为180,3故PF1F2cos45,即c2a22,即e=ca2,所以C的离心率的取值范围为2,2,故选:A6.6.已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的两个焦点为F1F2,点M,N在C上,且F1F2=3MN,F1M F2M,则双曲线C的离心率为()A.6+32B.6+3C.2+2D.5+2【解析】由于F1F2=3MN,所以xM=-2c1312=-c3,则-c32a2+y2Mb2=1,解得yM=b3ac2-9a2,由于F1M F2M,所以2c3,b3ac2-9a2
16、-4c3,b3ac2-9a2=0,整理得c4-18a2c2+9a4=0,两边除以a4得e4-18e2+9=0,由于e1,e21,故解得e=6+3.故选:B7.7.已知双曲线C:y2a2-x2b2=1(a0,b0)的上下焦点分别为F1,F2,点M在C的下支上,过点M作C的一条渐近线的垂线,垂足为D,若 MD F1F2-MF1恒成立,则C的离心率的取值范围为()A.1,53B.53,2C.1,2D.53,+【解析】如图,过点F2作渐近线的垂线,垂足为E,设|F1F2|=2c,则点F2到渐近线y=abx的距离 EF2=bca2+b2=b.由双曲线的定义可得 MF1-MF2=2a,故 MF1=MF2+
17、2a,所以 MD+MF1=|MD|+MF2+2a EF2+2a=b+2a,即 MD+MF1的最小值为2a+b,因为 MD F1F2-MF1恒成立,所以|MD|+MF1 F1F2恒成立,即2a+b2c恒成立,所以,b2c-2a,即b24c2+4a2-8ac,即c2-a24c2+4a2-8ac,4所以,3c2+5a2-8ac0,即3e2-8e+50,解得1e0,b0)的左顶点为A,过A的直线l与C的右支交于点B,若线段AB的中点在圆O:x2+y2=a2上,且 OB=7 OA,则双曲线C的离心率为()A.2B.3C.2D.3【解析】设线段AB的中点为E,双曲线的右顶点为D,左右焦点为F1,F2,连接
18、DE,DB,因为线段AB的中点E在圆O:x2+y2=a2上,所以DEAB,所以ADEBDE,所以 AD=BD=2a,因为 OB=7 OA,所以 OB=7a,在ODB中,由余弦定理得cosODB=OD2+DB2-OB22 OD DB=a2+4a2-7a24a2=-12,因为ODB 0,,所以ODB=23,所以BDF2=3,过B作BFx轴于F,则 BF=3a,DF=a,所以B 2a,3a,所以4a2a2-3a2b2=1,得a2=b2,所以a2=c2-a2,2a2=c2,所以c=2a,所以离心率e=ca=2,故选:A二、多选题:本大题共4小题,每个小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,只有一项或
19、者多项是符合题目要求的.59.9.双曲线x2a2-y2b2=1的离心率为e1,双曲线y2b2-x2a2=1的离心率为e2,则e1+e2的值不可能是()A.3B.2 2C.145D.52【解析】e1+e22=e21+e22+2e1e2=a2+b2a2+a2+b2b2+2a2+b2aa2+b2b=2+b2a2+a2b2+2a4+b4+2a2b2a2b2=2+b2a2+a2b2+2a2b2+b2a2+2 2+2+2 2+2=8,当且仅当b2a2=a2b2即a=b时取等号,所以e1+e22 2.故选:CD.10.10.双曲线x2-y2a2=1的离心率为e,若过点(2,2)能作该双曲线的两条切线,则e可
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