【高考押题卷】2025年高考数学高频易错考前冲刺 双曲线(含解析)

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【高考押题卷】2025年高考数学高频易错考前冲刺 双曲线(含解析)

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高考数学高频易错押题预测 双曲线
一.选择题(共8小题)
1.(2025 十堰模拟)下列双曲线,焦点在y轴上且渐近线方程为y=±x的是(  )
A. B.
C. D.
2.(2025 单县校级一模)已知双曲线C:=1(a>0,b>0)的右焦点为F,一条渐近线被以F为圆心,2a为半径的圆截得的弦长为2a,则双曲线C的离心率为(  )
A. B. C. D.2
3.(2025 保定校级模拟)已知双曲线C过点(3,6),且与双曲线有相同的渐近线,则C的方程为(  )
A. B.
C. D.
4.(2025 江西一模)已知双曲线C:的右焦点为F,其中一条渐近线上存在一点P,使得另一条渐近线垂直平分线段PF,则双曲线C的离心率为(  )
A.2 B. C. D.4
5.(2025 南京模拟)已知双曲线=1(b>a>0),O为坐标原点,直线l与双曲线交于A,B两点,且OA⊥OB,若点O到直线l的距离不小于b,则离心率的取值范围是(  )
A. B. C. D.
6.(2025 上犹县校级一模)已知双曲线C:=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,P是双曲线C上位于第一象限的一点,且∠F1PF2=90°,设O为坐标原点,N为PF2的中点,∠F1PF2的角平分线交线段ON于点M,若|OM|=|MN|,则双曲线C的离心率为(  )
A. B.2 C. D.3
7.(2025 辽宁模拟)已知A为双曲线的右顶点,P为C上一点,P关于y轴的对称点为Q,AP⊥AQ,∠APQ=60°,△APQ的面积为,则C的焦距为(  )
A. B. C. D.
8.(2025 昌黎县校级模拟)已知双曲线C:的一条渐近线方程为y=2x,则该双曲线C的离心率为(  )
A. B. C. D.
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2025 天心区校级模拟)已知双曲线,则(  )
A.λ的取值范围是(﹣6,3)
B.C的焦点可在x轴上也可在y轴上
C.C的焦距为6
D.C的离心率e的取值范围为(1,3)
(多选)10.(2025 市中区校级模拟)双曲线具有以下光学性质:从双曲线的一个焦点发出的光线,经双曲线反射后,反射光线的反向延长线经过双曲线的另一个焦点.由此可得,过双曲线上任意一点的切线平分该点与两焦点连线的夹角.已知F1,F2分别为双曲线C:的左,右焦点,过C右支上一点A作双曲线的切线交x轴于点M,交y轴于点N,则(  )
A.平面上点B(4,1),|AF2|+|AB|的最小值为
B.直线MN的方程为xx0﹣3yy0=3
C.过点F1作F1H⊥AM,垂足为H,则|OH|=2(O为坐标原点)
D.四边形AF1NF2面积的最小值为4
(多选)11.(2025 景德镇模拟)已知A,B分别为双曲线的左、右顶点,离心率为e,P(x0,y0)为双曲线上位于第一象限内任意一点,设∠PAB=α,∠PBA=β,△PAB的面积为S,则(  )
A.的值随着x0的增大而减小
B.tanαtanβ是定值
C.
D.若S tan(α+β)+a2≥0,则
(多选)12.(2025 永州二模)斜率为2的直线l与双曲线的两条渐近线交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,与双曲线交于C,D两点,P是线段AB的中点,则下列说法正确的是(  )
A.是双曲线两条渐近线所构成的“X”形图象的方程
B.P也是线段CD的中点
C.若l过双曲线的焦点,则直线OP的斜率是
D.若l过双曲线的焦点,点P的坐标为(2,1),则a=b
三.填空题(共4小题)
13.(2025 汕头模拟)已知F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,过F2的直线l与圆O:x2+y2=a2相切于点M,若|MF1|=3|OM|,则双曲线的渐近线方程为    .
14.(2025 石家庄校级一模)如图,已知斜率为﹣2的直线与双曲线的右支交于A,B两点,点A关于坐标原点O对称的点为C,且∠ABC=45°,则该双曲线的离心率为    .
15.(2025 昌黎县校级模拟)已知圆C:x2+y2﹣6x+5=0与中心在原点、焦点在x轴上的双曲线D的一条渐近线相切,则双曲线D的离心率为    .
16.(2025 汕头一模)过双曲线﹣=1的右焦点F2,倾斜角为30°的直线交双曲线于A、B两点,则|AB|=   .
四.解答题(共4小题)
17.(2025 黑龙江模拟)已知双曲线C:2x2﹣2y2=1的左、右焦点分别为F1,F2,点M是C上不与顶点重合的一动点,直线MF1、MF2分别交C于另一点A、B.
(1)设=λ,,
①当λ<0时,求直线AM斜率的取值范围;
②求证:λ+μ=﹣6;
(2)O为坐标原点,问:直线OM与直线AB的斜率之积是否为定值,如果是定值,求出该定值;如果不是定值,说明理由.
18.(2025 如皋市模拟)双曲线Ei:25x2﹣9y2=(ai>0,i=1,2,…,n),射线l1:y=k1x(x≥0)和射线l2:y=k2x(x≥0)分别与E1,E2,…,En交于点A1,A2,…,An和点B1,B2,…,Bn.
(1)求双曲线Ei(i=1,2,…,n)的离心率;
(2)作射线l:y=kx(x≥0)(异于l1,l2)与E1,E2,…,En分别交于点P1,P2,…,Pn,记△A1B1P1的面积为Si(i=1,2,…,n).
(i)求证:A1B1∥A2B2;
(ii)若k1=1,k2=0,0<k<1,且ai=(i=1,2,…,n),记S=,证明:S<.
19.(2025 延边州一模)已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率.
(1)求双曲线C的方程;
(2)记双曲线C的右顶点为A,过点A作直线MA,NA与C的左支分别交于M,N两点,且MA⊥NA,AD⊥MN,D为垂足.
(i)证明:直线MN恒过定点P,并求出点P坐标.
(ii)判断是否存在定点Q,使得|DQ|为定值,若存在说明理由并求出Q点坐标.
20.(2025 重庆模拟)已知双曲线C的中心在原点,焦点在x轴上,离心率为,且过点.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)设过点P(1,0)的直线l与双曲线C交于A、B两点,是否存在直线l使得(O为原点),若存在,求直线l的方程,若不存在,请说明理由.
高考数学高频易错押题预测 双曲线
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.(2025 十堰模拟)下列双曲线,焦点在y轴上且渐近线方程为y=±x的是(  )
A. B.
C. D.
【考点】由双曲线的渐近线方程求解双曲线的标准方程或参数.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】C
【分析】根据双曲线的性质逐项判断即可.
【解答】解:选项AB对应的双曲线焦点在x轴上,排除;
选项C对应的双曲线焦点在y轴上且渐近线方程为;
选项D对应的双曲线焦点在y轴上且渐近线方程为y=±2x,排除.
故选:C.
【点评】本题主要考查双曲线的性质,属于基础题.
2.(2025 单县校级一模)已知双曲线C:=1(a>0,b>0)的右焦点为F,一条渐近线被以F为圆心,2a为半径的圆截得的弦长为2a,则双曲线C的离心率为(  )
A. B. C. D.2
【考点】求双曲线的离心率;双曲线的几何特征.
【专题】对应思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】B
【分析】先根据弦长的计算方法求得点F到渐近线的距离,再结合点到直线的距离公式以及双曲线离心率的计算公式,求解即可.
【解答】解:不妨取渐近线的方程为y=x,
由题意知,点F到渐近线y=x的距离为=a,
而点F(c,0)到渐近线y=x的距离为==b,
所以a=b,
所以离心率为=.
故选:B.
【点评】本题考查双曲线的几何性质,熟练掌握双曲线的渐近线方程与离心率的求法是解题的关键,考查逻辑推理能力和运算能力,属于基础题.
3.(2025 保定校级模拟)已知双曲线C过点(3,6),且与双曲线有相同的渐近线,则C的方程为(  )
A. B.
C. D.
【考点】根据双曲线的几何特征求标准方程.
【专题】整体思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】D
【分析】由题意设双曲线方程,将(3,6)代入,求出参数的值,可求双曲线的标准方程.
【解答】解:因为双曲线C过点(3,6),且与双曲线有相同的渐近线,
所以设双曲线方程为﹣y2=λ,λ≠0,
将(3,6)代入,可得﹣36=λ,则λ=﹣33,
所求双曲线的标准方程是﹣=1.
故选:D.
【点评】本题考查与已知所求的渐近线方程相同的双曲线的方程的求法,属于基础题.
4.(2025 江西一模)已知双曲线C:的右焦点为F,其中一条渐近线上存在一点P,使得另一条渐近线垂直平分线段PF,则双曲线C的离心率为(  )
A.2 B. C. D.4
【考点】双曲线的离心率;双曲线的几何特征.
【专题】计算题;转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】A
【分析】利用已知条件推出P的坐标,代入双曲线方程,然后求解离心率即可.
【解答】解:双曲线C:的右焦点为F,其中一条渐近线上存在一点P,
使得另一条渐近线垂直平分线段PF,
不妨设渐近线垂直平分线段PF,∴|OF|=|OP|=c.

解得
∴点P的坐标为,
由,
得3a2=b2,∴双曲线C的离心率.
故选:A.
【点评】本题考查双曲线的简单性质的应用,离心率的求法,是中档题.
5.(2025 南京模拟)已知双曲线=1(b>a>0),O为坐标原点,直线l与双曲线交于A,B两点,且OA⊥OB,若点O到直线l的距离不小于b,则离心率的取值范围是(  )
A. B. C. D.
【考点】求双曲线的离心率.
【专题】转化思想;综合法;直线与圆;逻辑思维;运算求解.
【答案】C
【分析】当直线l的斜率不存在时,设直线l:x=m,联立方程组,推导出直线l的斜率存在.设直线l:y=kx+n,A(x1,y1),B(x2,y2),联立,得(b2﹣a2k2)x2﹣2a2knx﹣a2(n2+b2)=0,利用韦达定理、向量垂直、点到直线的距离公式,结合题设条件能求出离心率的取值范围.
【解答】解:①当直线l的斜率不存在时,设直线l:x=m,
则,由OA⊥OB,得,
∵b>a>0,∴m无解,
∴直线l的斜率存在.
②设直线l:y=kx+n,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,得(b2﹣a2k2)x2﹣2a2knx﹣a2(n2+b2)=0,
则,,

∵OA⊥OB,∴,
代入韦达定理化简得,
又点O到直线l的距离,则,
代入,得,
又c2=b2+a2所以c2≤3a2,
∴,,
又b>a>0,c2=b2+a2>2a2,∴,e.
∴离心率的取值范围是(,].
故选:C.
【点评】本题考查双曲线性质、韦达定理、向量垂直、点到直线的距离公式、离心率等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.
6.(2025 上犹县校级一模)已知双曲线C:=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,P是双曲线C上位于第一象限的一点,且∠F1PF2=90°,设O为坐标原点,N为PF2的中点,∠F1PF2的角平分线交线段ON于点M,若|OM|=|MN|,则双曲线C的离心率为(  )
A. B.2 C. D.3
【考点】求双曲线的离心率.
【专题】方程思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】C
【分析】由双曲线的定义和直角三角形的勾股定理、三角形的中位线定理和等腰直角三角形的性质,以及离心率公式,可得所求值.
【解答】解:设|PF1|=m,|PF2|=n,
P是双曲线C上位于第一象限的一点,
由双曲线的定义可得m﹣n=2a,
由∠F1PF2=90°,可得m2+n2=4c2,
由ON为△PF1F2的中位线,可得|ON|=m,
又△MPN为等腰直角三角形,且|MN|=|ON|=|PN|=n,
即有m=2n,
解得m=4a,n=2a,
则16a2+4a2=4c2,即c=a,
可得e==.
故选:C.
【点评】本题考查双曲线的定义和性质,考查方程思想和运算能力,属于中档题.
7.(2025 辽宁模拟)已知A为双曲线的右顶点,P为C上一点,P关于y轴的对称点为Q,AP⊥AQ,∠APQ=60°,△APQ的面积为,则C的焦距为(  )
A. B. C. D.
【考点】直线与双曲线的位置关系及公共点个数.
【专题】方程思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】D
【分析】先设P(x0,y0),再根据平行得出斜率,进而应用面积计算得,最后点在双曲线上得出b=a,计算得出2c即可.
【解答】解:因为A为双曲线的右顶点,
P为C上一点,P关于y轴的对称点为Q,AP⊥AQ,∠APQ=60°,△APQ的面积为,
所以点P在C的右支上,且P在第一象限,
设P(x0,y0),x0>0,y0>0,则Q(﹣x0,y0),由AP⊥AQ,∠APQ=60°,
得解得
所以,所以a2=3,即,
因为P(x0,y0)在C的右支上,所以,又,
解得b2=3,所以c2=a2+b2=6,即,所以焦距为.
故选:D.
【点评】本题考查双曲线的几何性质,直线与双曲线的位置关系,属中档题.
8.(2025 昌黎县校级模拟)已知双曲线C:的一条渐近线方程为y=2x,则该双曲线C的离心率为(  )
A. B. C. D.
【考点】求双曲线的离心率.
【专题】对应思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】B
【分析】根据双曲线的渐近线方程求解离心率即可.
【解答】解:由题意知,双曲线的焦点在x轴上,
而双曲线的一条渐近线方程为y=2x,
所以,
所以.
故选:B.
【点评】本题考查双曲线离心率的求法,考查运算求解能力,属于基础题.
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2025 天心区校级模拟)已知双曲线,则(  )
A.λ的取值范围是(﹣6,3)
B.C的焦点可在x轴上也可在y轴上
C.C的焦距为6
D.C的离心率e的取值范围为(1,3)
【考点】双曲线的几何特征.
【专题】计算题;整体思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】AC
【分析】根据双曲线方程的特征,易求得﹣6<λ<3,判断方程中分母的符号即可判断A,B项,计算易得C项,先算出离心率的表达式,再根据λ的范围,即可确定e的范围,判断D项.
【解答】解:对于A,∵表示双曲线,∴(λ+6)(3﹣λ)>0,解得﹣6<λ<3,故A正确;
对于B,由A项可得﹣6<λ<3,故λ+6>0,3﹣λ>0,∴C的焦点只能在x轴上,故B错误;
对于C,设C的半焦距为c(c>0),则c2=λ+6+3﹣λ=9,∴c=3,即焦距为2c=6,故C正确;
对于D,离心率,∵﹣6<λ<3,∴,∴e的取值范围是(1,+∞),故D错误.
故选:AC.
【点评】本题考查了双曲线的性质,属于中档题.
(多选)10.(2025 市中区校级模拟)双曲线具有以下光学性质:从双曲线的一个焦点发出的光线,经双曲线反射后,反射光线的反向延长线经过双曲线的另一个焦点.由此可得,过双曲线上任意一点的切线平分该点与两焦点连线的夹角.已知F1,F2分别为双曲线C:的左,右焦点,过C右支上一点A作双曲线的切线交x轴于点M,交y轴于点N,则(  )
A.平面上点B(4,1),|AF2|+|AB|的最小值为
B.直线MN的方程为xx0﹣3yy0=3
C.过点F1作F1H⊥AM,垂足为H,则|OH|=2(O为坐标原点)
D.四边形AF1NF2面积的最小值为4
【考点】双曲线的切线方程及性质.
【专题】计算题;转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】ABD
【分析】对A,利用双曲线定义将|AF2|转化为|AF1|﹣2a可得解;对B,设出直线MN的方程为y﹣y0=k(x﹣x0)与双曲线联立,根据Δ=0化简运算得解;对C,由双曲线的光学性质可知,AM平分∠F1AF2延长F1H与AF2的延长线交于点E,则AH垂直平分F1E,即|AF1|=|AE|,H为F1E的中点,进而得,可得解;对D,求出N点坐标,根据=+,结合基本不等式可求解.
【解答】解:对于A,由双曲线定义得,且F1(﹣2,0),
则|AF2|+|AB|=|AF1|+|AB|﹣2≥|BF1|﹣2==﹣2,
所以|AF2|+|AB|的最小值为,故A正确;
对于B,设直线MN的方程为y﹣y0=k(x﹣x0),,
联立方程组,消去y整理得,
∴Δ=0,化简整理得,解得,
可得直线MN的方程为,即x0x﹣3y0y=3,故B正确;
对于C,由双曲线的光学性质可知,AM平分∠F1AF2延长F1H与AF2的延长线交于点E,
则AH垂直平分F1E,即|AF1|=|AE|,H为F1E的中点,又O是F1F2中点,
所以,故C错误;
对于D,由直线MN的方程为x0x﹣3y0y=3,令x=0,得,
则,=+=|F1F2|×(|y0|+≥×4×2=4,
当且仅当,即y0=±1时等号成立,所以四边形AF1NF2面积的最小值为4,故D项正确.
故选:ABD.
【点评】本题考查双曲线的性质,考查运算求解能力,属于中档题.
(多选)11.(2025 景德镇模拟)已知A,B分别为双曲线的左、右顶点,离心率为e,P(x0,y0)为双曲线上位于第一象限内任意一点,设∠PAB=α,∠PBA=β,△PAB的面积为S,则(  )
A.的值随着x0的增大而减小
B.tanαtanβ是定值
C.
D.若S tan(α+β)+a2≥0,则
【考点】直线与双曲线的位置关系及公共点个数.
【专题】综合题;对应思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.
【答案】ABD
【分析】由正弦定理可得,即可判断选项A;根据tanα tanβ=﹣kPAkPB即可判断选项B;推导出,又,即可判断选项C;由S=ay0,,即可得到,从而得到a2≥b2,即可求出离心率的取值范围,从而判断选项D.
【解答】解:易知双曲线的左顶点为A(﹣a,0),右顶点为B(a,0),渐近线为,
在△PAB中,由正弦定理可知,
显然π﹣β,α均为锐角且随着x0的增大分别减小与增大,
即sin(π﹣β),sinα随着x0的增大分别减小与增大且均为正数,
所以的值随着x0的增大而减小,故选项A正确;
因为,
又点P在双曲线上,
所以,
此时,
则tanαtanβ是定值,故选项B正确;
因为,
又,
所以,故选项C错误;
因为△PAB的面积,

所以,
因为S tan(α+β)+a2≥0,
所以,
解得a2≥b2,
此时,
因为,
所以,故选项D正确.
故选:ABD.
【点评】本题考查双曲线的性质,考查了逻辑推理和运算能力,属于中档题.
(多选)12.(2025 永州二模)斜率为2的直线l与双曲线的两条渐近线交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,与双曲线交于C,D两点,P是线段AB的中点,则下列说法正确的是(  )
A.是双曲线两条渐近线所构成的“X”形图象的方程
B.P也是线段CD的中点
C.若l过双曲线的焦点,则直线OP的斜率是
D.若l过双曲线的焦点,点P的坐标为(2,1),则a=b
【考点】直线与双曲线的综合.
【专题】综合题;对应思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.
【答案】ABD
【分析】由题意,易知,求出直线方程,结合双曲线的渐近线方程即可判断选项A;设出直线l的方程,将直线方程分别与双曲线方程以及联立,利用韦达定理即可判断选项B;设出直线l的方程,结合选项B中信息以及斜率公式即可判断选项C;结合选项C中信息即可判断选项D.
【解答】解:对于选项A:易知,
所以或,
即或,
该直线方程恰好为双曲线的两条渐近线,故选项A正确;
对于选项B:设直线l的方程为y=2x+m,C(x3,y3),D(x4,y4),
联立,消去y并整理得(b2﹣4a2)x2﹣4a2mx﹣a2m2﹣a2b2=0,
若b2﹣4a2=0,渐近线方程为y=±2x,
此时与直线l平行,不符合题意,
由韦达定理得;
联立,消去y并整理得(b2﹣4a2)x2﹣4a2mx﹣a2m2=0,
由韦达定理得,
所以AB,CD共用同一个中点,故选项B正确;
对于选项C:若直线l过焦点(c,0),
此时直线l的方程为y=2x﹣2(m=﹣2c),
由选项B知,
所以,
代入直线方程中,
解得,
此时;
若直线l过焦点(﹣c,0),
此时直线方程为y=2x+2c(m=2c),
由选项B知,
所以,
代入直线方程中,
解得,
此时,故选项C错误;
对于选项D:由选项C知,
即a2=b2,
因为a>0,b>0,
所以a=b,故选项D正确.
故选:ABD.
【点评】本题考查直线与圆锥曲线的综合问题,考查了逻辑推理和运算能力,属于中档题.
三.填空题(共4小题)
13.(2025 汕头模拟)已知F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,过F2的直线l与圆O:x2+y2=a2相切于点M,若|MF1|=3|OM|,则双曲线的渐近线方程为   .
【考点】求双曲线的渐近线方程.
【专题】转化思想;转化法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】.
【分析】根据题意,结合双曲线定义可得|MF2|=a,再由Rt△OMF2可得,在△MOF1中利用余弦定理可得6a2=c2,从而求出渐近线.
【解答】解:过F2的直线l与圆O:x2+y2=a2相切于点M,
则∠OMF2=90°,|OM|=a,|OF2|=c,
所以,则,且|MF1|=3a,
由余弦定理得,
解得6a2=c2,又c2=a2+b2,所以5a2=b2,
所以双曲线的渐近线方程为.
故答案为:.
【点评】本题主要考查双曲线渐近线方程的求解,属于中档题.
14.(2025 石家庄校级一模)如图,已知斜率为﹣2的直线与双曲线的右支交于A,B两点,点A关于坐标原点O对称的点为C,且∠ABC=45°,则该双曲线的离心率为   .
【考点】双曲线的几何特征.
【专题】方程思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】.
【分析】取AB的中点M,连接OM,求得直线OM的斜率,再利用点差法求得,进而求得该双曲线的离心率.
【解答】解:如图,设直线AB与x轴交于点D,取AB的中点M,连接AC,OM,
由双曲线的对称性可知O为线段AC的中点,则OM∥BC,
所以∠OMD=45°,由直线AB的斜率kAB=﹣2,得tan∠ODM=﹣2,
则直线OM的斜率,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,
两式相减,得,化简得,
即,
所以该双曲线的离心率.
故答案为:.
【点评】本题考查双曲线的性质以及点差法的运用,考查运算求解能力,属于中档题.
15.(2025 昌黎县校级模拟)已知圆C:x2+y2﹣6x+5=0与中心在原点、焦点在x轴上的双曲线D的一条渐近线相切,则双曲线D的离心率为   .
【考点】双曲线的几何特征.
【专题】整体思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】.
【分析】由圆的性质,结合双曲线的性质求离心率即可.
【解答】解:将圆C的方程化为标准式为(x﹣3)2+y2=4,
则圆C的圆心为(3,0),半径为2,
因为双曲线的焦点在x轴上,
故设双曲线方程为,
则其渐近线方程为bx±ay=0,
由题意得,
即5b2=4a2,
所以,
所以.
故答案为:.
【点评】本题考查了圆的性质,重点考查了双曲线的性质,属中档题.
16.(2025 汕头一模)过双曲线﹣=1的右焦点F2,倾斜角为30°的直线交双曲线于A、B两点,则|AB|=  .
【考点】双曲线的几何特征.
【专题】计算题;空间位置关系与距离.
【答案】见试题解答内容
【分析】确定直线AB的方程,代入双曲线方程,求出A,B的坐标,即可求线段AB的长.
【解答】解:由双曲线的方程得F1(﹣3,0),F2(3,0),直线AB的方程为y=(x﹣3)①
将其代入双曲线方程消去y得,5x2+6x﹣27=0,解之得x1=﹣3,x2=.
将x1,x2代入①,得y1=﹣2,y2=﹣
故|AB|=.
故答案为:.
【点评】本题考查直线与双曲线的位置关系,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
四.解答题(共4小题)
17.(2025 黑龙江模拟)已知双曲线C:2x2﹣2y2=1的左、右焦点分别为F1,F2,点M是C上不与顶点重合的一动点,直线MF1、MF2分别交C于另一点A、B.
(1)设=λ,,
①当λ<0时,求直线AM斜率的取值范围;
②求证:λ+μ=﹣6;
(2)O为坐标原点,问:直线OM与直线AB的斜率之积是否为定值,如果是定值,求出该定值;如果不是定值,说明理由.
【考点】直线与双曲线的综合;双曲线的定点及定值问题;双曲线的几何特征.
【专题】计算题;证明题;转化思想;分析法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】(1)①(﹣1,1);②证明见解析;
(2)为定值.
【分析】(1)①根据判断出AM交双曲线C于左右支上,即可得解.
②设M(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2),由向量关系与双曲线方程得出λ,μ与A,B,M坐标之间的关系λ+3+4x0=0,μ+3﹣4x0=0,两式加和即可得解.
(2)由(1)②可得出点A,点B的坐标,求出直线AB的斜率.再写出直线OM的斜率,计算两者之积,即可得解.
【解答】解:(1)①根据题意可知直线AM交双曲线C于左右支上,
因为双曲线C:2x2﹣2y2=1的渐近线的斜率为±1,
所以直线AM斜率的取值范围为(﹣1,1).
②设M(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2),
由双曲线方程知:F1(﹣1,0),F2(1,0),
根据题意:设=λ,,可得:

,又
两式相减得:
所以2(2x0+λ+1)=λ﹣1 λ+3+4x0=0,

,又,
两式相减得:,
∴2(μ+1﹣2x0)=μ﹣1 μ+3﹣4x0=0.
可得:μ+3﹣4x0=0,所以λ+μ=﹣6.
(2)由(1)②知:λ=﹣3﹣4x0且,
可得,
同理又因为μ=4x0﹣3 且,
可得,
所以直线AB的斜率,
所以为定值.
【点评】本题考查直线与双曲线的综合性问题,属于难题.
18.(2025 如皋市模拟)双曲线Ei:25x2﹣9y2=(ai>0,i=1,2,…,n),射线l1:y=k1x(x≥0)和射线l2:y=k2x(x≥0)分别与E1,E2,…,En交于点A1,A2,…,An和点B1,B2,…,Bn.
(1)求双曲线Ei(i=1,2,…,n)的离心率;
(2)作射线l:y=kx(x≥0)(异于l1,l2)与E1,E2,…,En分别交于点P1,P2,…,Pn,记△A1B1P1的面积为Si(i=1,2,…,n).
(i)求证:A1B1∥A2B2;
(ii)若k1=1,k2=0,0<k<1,且ai=(i=1,2,…,n),记S=,证明:S<.
【考点】直线与双曲线的综合.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.
【答案】(1).
(2)①证明见解答;②证明见解答.
【分析】(1)化双曲线为标准方程,利用离心率公式求解即可;
(2)①分别联立l1,l2与双曲线E1方程,求解点A1,B1的坐标,同理可得点A2,B2的坐标,利用两点的斜率公式即可得证;
②由(1)可知,当k1=1时,,,,可得直线AiBi的方程即|AiBi|,利用点到直线的距离公式可得Pi到AiBi的距离d,由三角形面积公式可得Si,利用导数可得,再利用放缩法及裂项求和法证得S<.
【解答】解:(1)双曲线,
∴双曲线Ei的离心率=.
(2)证明:①由题意将l1与双曲线E1联立:,
化简得,∴,
∴,
同理将l2与双曲线E1联立,,同理可得,
∴,
==,
同理,,
∴,∴,∴A1B1∥A2B2,
从而可证A1B1∥A2B2.
②由(1)可知,当k1=1时,,,,
直线AiBi的方程为:,且,
则Pi到AiBi的距离,
∴,
令,则,
令,解得,
时,f′(x)<0,f(x)单调递增;当时,f'(x)>0,f(x)单调递增,
∴,∴,
又因为i≥2时,,

=,
从而可证.
【点评】本题主要考查双曲线的性质,直线与双曲线的综合,涉及数列的裂项求和法的应用,考查运算求解能力与逻辑推理能力,属于难题.
19.(2025 延边州一模)已知双曲线C的中心为坐标原点,左焦点为,离心率.
(1)求双曲线C的方程;
(2)记双曲线C的右顶点为A,过点A作直线MA,NA与C的左支分别交于M,N两点,且MA⊥NA,AD⊥MN,D为垂足.
(i)证明:直线MN恒过定点P,并求出点P坐标.
(ii)判断是否存在定点Q,使得|DQ|为定值,若存在说明理由并求出Q点坐标.
【考点】双曲线的定点及定值问题;根据abc及其关系式求双曲线的标准方程.
【专题】方程思想;定义法;圆锥曲线中的最值与范围问题;逻辑思维.
【答案】(1).
(2)(i)证明见解析,;
(ii)存在,,理由见解析.
【分析】(1)利用待定系数法结合双曲线的几何性质即可求得双曲线C的方程:
(2)(i)设直线MN方程为y=kx+m,与双曲线方程联立方程组,利用韦达定理,并结合MA⊥NA条件进行运算,即可证明直线MN过定点;
(ii)由AD⊥MN,此时存在以AP为斜边的直角三角形,从而可知存在定点Q为AP中点满足,从而可求出Q点坐标
【解答】解:(1)根据题意,坐标原点是双曲线C的中心,
离心率为,左焦点为,
所以,所以b=4,a=2,
因此双曲线方程为.
(2)证明:(i)根据第一问知A(2,0),当直线MN斜率存在时,设直线MN方程为y=kx+m,
联立直线MN和双曲线方程,化简得(4﹣k2)x2﹣2kmx﹣m2﹣16=0,
根的判别式Δ=4k2m2+4(4﹣k2)(m2+16)>0,所以4k2﹣m2<16,
设N(x2,y2),M(x1,y1),根据韦达定理可得,.
由于MA⊥NA,因此,所以y1y2+(x1﹣2)(x2﹣2)=0,
所以y1y2+x1x2﹣2(x1+x2)+4=0,
所以(kx1+m)(kx2+m)+x1x2﹣2(x1+x2)+4=0,
整理得,
所以,
所以3m2﹣4km﹣20k2=0,
可得(m+2k)(3m﹣10k)=0,所以,
将代入直线,
此时直线MN过定点,
当直线MN的斜率不存在时,不妨设直线方程为x=t,
因为MA⊥NA,所以AMN为等腰直角三角形,
此时M点坐标为,
所以(舍)或,
此时MN过定点;
将m=﹣2k代入直线y=kx+m y=k(x﹣2),
此时直线MN过定点A(2,0),不符合题意.
综上可知,直线MN恒过定点,
(ii)因为AD⊥MN,此时存在以AP为斜边的直角三角形,
所以存在定点Q为AP中点满足,此时.
【点评】本题考查双曲线综合应用,属于难题.
20.(2025 重庆模拟)已知双曲线C的中心在原点,焦点在x轴上,离心率为,且过点.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)设过点P(1,0)的直线l与双曲线C交于A、B两点,是否存在直线l使得(O为原点),若存在,求直线l的方程,若不存在,请说明理由.
【考点】直线与双曲线的综合;根据双曲线的几何特征求标准方程.
【专题】综合题;对应思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.
【答案】(1);
(2)不存在,理由见解析.
【分析】(1)由题意,设出双曲线的方程,利用离心率及所过的点求出a,b即可;
(2)设出直线l的方程,将直线方程与双曲线方程联立,利用韦达定理及垂直关系的向量表示求解.
【解答】解:(1)设双曲线C的方程为,
因为双曲线离心率为,
所以,
解得a=2b,
此时双曲线C的方程为,
因为双曲线C过点,
所以,
解得a2=16,b2=4,
则双曲线C的标准方程为;
(2)易知直线l不垂直于x,且与双曲线的渐近线不平行,
设直线l的方程为x=ty+1(t≠±2),A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,消去x并整理得(t2﹣4)y2+2ty﹣15=0,
由韦达定理得,,
所以,
若,
此时,
整理得16t2=﹣19,
该方程无解.
则不存在这样的直线.
【点评】本题考查双曲线的方程以及直线圆锥曲线的综合问题,考查了逻辑推理和运算能力,属于中档题.
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