- 双曲线
- 共4042题
已知经过点(,
) 的双曲线C:
(a>0,b>0)的离心率为2。
(Ⅰ)求双曲线C的方程;
(Ⅱ)是否存在经过点(0,-1)的直线l与双曲线C有两个不同的交点A、B,且线段AB的垂直平分线分别交x轴、y轴于点P、Q,使得四边形APBQ为菱形?若存在,求出直线l的方程,若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)依题意有:,
且c2 =a2+b2
所以a2=1,b2=3
双曲线 的方程为
(Ⅱ)①若直线l 的斜率不存在,则直线l 与双曲线C 没有交点,故满足条件的直线 l不存在。
②若直线l 的斜率为0 ,则线段AB 为y 轴平行;不满足条件,直线l 不存在。
③若直线 l的斜率为± ,则直线l 与双曲线C 的渐近线平行,故满足条件的直线 l不存在。
④若直线 l的斜率存在,且不为 0不为± 时设为k ,则直线l 的方程为y=kx-1
设A(x1,y1)、B(x2,y2),
由 得(3-k2)x+2kx-4=0
△=4k2+16(3-k2)>0-2
∴x1+x2=,y1+y2=
∴线段AB 的中点为(,
)
∴线段AB 的垂直平分线
∴P(,0)Q(0,
)
∴ 线段PQ 的中点为(,
)
若四边形APBQ 为菱形,则线段PQ 的中点在直线l 上,所以
解得k2=-1 ,这矛盾
综上,不存在满足条件的直线
已知点A(﹣1,0),B(1,0),动点P(x,y)满足:PA与PB的斜率之积为3.设动点P的轨迹为曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)记点F(﹣2,0),曲线E上的任意一点C(x1,y1)满足:x1<﹣1,x1≠﹣2且y1>0,设∠CFB=α,∠CBF=β.
①求证:tanα=tan2β;
②设过点C的直线与轨迹E相交于另一点D(x2,y2)(x2<﹣1,y2<0),若
∠FCB与∠FDB互补,求实数b的值.
正确答案
解:(1)∵点A(﹣1,0),B(1,0),动点P(x,y),
∴ ,
,
∵PA与PB的斜率之积为3,
∴ ,x≠±1,
∴ .
(2)①∵∠CFB=α,∠CBF=β,β为锐角,
∵tanα= ,tanβ=
,
,
∴tan2β= =
=
=tanα.
②由题意C(x1,y1),y1>0,D(x2,y2),y2<0,
联立 ,得2y2+6by﹣9b2+9=0,
则△=36b2﹣4×2(﹣9b2+9)>0,
∴ , y1+y2=﹣3b,
,
∴b2>1.故y2﹣y1=﹣3b, ,
∴b2>1,故 ,
设∠DFB=γ,∠DBF=θ,
∵ ,tan
,
,
∴tan2θ= =
=﹣
=tanγ,
∵2θ∈(0,π),γ∈(0,π),
∴γ=2θ,即∠DFB=2∠DBF,
∵α,2β∈(0,π),
∴由(2)①得α=2β,即∠CFB=2∠CBF,
又∠DFB=2∠DBF,
∴∠FCB与∠FDB互补,即∠FCB+∠FDB=π,
∴2π﹣3∠CBF﹣3∠DBF=π,则 ,
由到角公式,得 =
, ∴
=
,
即 ,
∴4b+4=﹣ ,解得b=﹣
,满足b2>1,
∴b=﹣ .
已知中心在原点的双曲线C的左焦点为(-2,0),右顶点为(,0)。
(1)求双曲线C的方程;
(2)若直线l:y=kx+与双曲线C有两个不同的交点,求k的取值范围;
(3)若直线l:y=k(x-2)与双曲线C有两个不同的交点A,B且(其中O为原点),求直线l的方程。
正确答案
解:(1)依题意:双曲线C的焦点在x轴上 ,且c=2,a=,∴b=1,
∴双曲线C的方程为。
(2)依题意,将直线:y=kx+
代入
,
有,
∴,
化简得:且
,
解得:。
(3)∵直线:y=k(x-2)与双曲线C有两个不同的交点A,B且
,
设,
将直线y=k(x-2)代入双曲线,
有,
∴,且
,
又,
∴,
∴,
即,
将代入上式并化简,
得,∴
,
故所求直线的方程为。
过抛物线的焦点F作斜率为
的直线交抛物线于A 、B两点,若
,求λ的值。
正确答案
解:∵,
∴直线AB过焦点F,
∴直线AB为,
代入,有
,
解得:,
,
又=4+1=5,
,
∴。
已知双曲线方程为2x2-y2=2 .
(1) 过定点P(2 ,1) 作直线交双曲线于P1,P2两点,当点P(2 ,1) 是弦P1P2 的中点时,求此直线方程.
(2) 过定点Q(1 ,1) 能否作直线l ,使l 与此双曲线相交于Q1,Q2两点,且Q 是弦Q1Q2的中点?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:设y=kx-2k+1.
由消y并化简,得(2-k2)x2+2k(2k-1)x-4k2+4k-3=0.
设直线与双曲线的交点P1(x1,y1),P2(x2,y2).
当2-k2≠0即k2≠2时,
有
又点P(2,1)是弦P1P2的中点,
,解得k=4.
当 k=4时
Δ=4k2 (2k-1)2-4(2-k2) (-4k2+4k-3)=56×5>0,
当k2=2即时,
与渐近线的斜率相等,
即的直线l与双曲线不可能有两个交点,
综上所述,所求直线方程为y=4x-7.
(2)假设这样的直线l存在,设Q1(x1,y1),Q2(x2,y2),
则有
∴x1+x2=2,y1+y2=2,
且两式相减,得
∴2(x1-x2)(x1+x2)-(y1-y2) (y1+y2)=0,
∴2(x1-x2)-(y1-y2)=0.
若直线Q1Q2⊥QX,则线段Q1Q2的中点不可能是点Q(1,1),
所以直线Q1Q2有斜率,于是
∴直线Q1Q2的方程为y-1=2(x-1),即y=2x-1.
由得2x2-(2x-1)2=2, 即2x2-4x+3 =0,
∴Δ=16-24 <0.
这就是说,直线l与双曲线没有公共点,因此这样的直线不存在.
直线l:y=kx+1 与双曲线C:2x2-y2=1的右支交于不同两点A 、B .
(1)求实数k的取值范围;
(2)是否存在实数k,使得以线段AB为直径的圆经过双曲线右焦点F?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)将直线l的方程y=kx+1代入双曲线C的方程2x2-y2=1,
整理得(k2 -2)x2 +2kx+2 =0, ①
依题意,直线与双曲线C:2x2-y2=1的右支交于不同两点 A、B,
∴
解得k的取值范围是
(2)设A、B两点的坐标分别是(x1,y1)、(x2,y2),
则由①式得
假设存在实数k使得以线段AB为直径的圆经过双曲线右焦点F(c,0),
则由FA⊥FB得(x1-c)(x2-c)+y1y2=0,
即(x1-c)(x2-c)+(kx1+1)(kx2+1)=0,
整理得(k2+1)x1x2+(k-c)(x1+x2)+c2+1=0, ③
把②式及代入③式化简得
解得或
又不符合
,所以舍去.
可知可使得以线段AB为直径的圆经过双曲线的右焦点F
已知双曲线C:(a>0,6 >0)的离心率为
,右准线方程为x=
,
(Ⅰ)求双曲线C的方程;
(Ⅱ)已知直线x-y+m=0与双曲线C交于不同的两点A,B,且线段AB的中点在圆x2+y2=5上,求m的值。
正确答案
解:(Ⅰ)由题意得,解得
,
所以b2=c2-a2=2,
所以双曲线C的方程为。
(Ⅱ)设A,B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),线段AB的中点为M(x0,y0),
由得
(判别式△>0),
所以m,y0=x0+m=2m,
因为点M(x0,y0)在圆x2+y2=5上,
所以m2+(2m)2=5,故m=±1。
已知圆M经过点,并且与直线
相切,圆心M的轨迹为曲线w.
(1)求w的方程
(2)若过点的直线l与曲线w交与PQ两点,PQ中点的横坐标为
,求线段 PQ的长度.
正确答案
解:(1)过点M作MN垂直直线线于N.
依题意得|MN|=|AM|
所以动点M的轨迹为是以A(,0)为焦点,直线x=﹣
为准线的抛物线,
即曲线w的方程是y2=6x
(2)依题意,直线l1,l2的斜率存在且不为0,
设直线l的方程为x=ky+,化简得y2﹣6ky﹣9=0
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则
x1+x2=5
∴|PQ|=|PA|+|AQ|=+x2
=x1+x2+3=8
已知F1(﹣2,0),F2(2,0),点P满足||PF1|﹣|PF2||=2,记点P的轨迹为E.
(1)求轨迹E的方程;
(2)若过点F2的直线l交轨迹E于P、Q两不同点.设点M(﹣1,0),问:当直线l 绕点F2 转动的时候,是否都有=0?请说明理由.
正确答案
解:(1)∵F2(﹣2,0),F2(2,0),点P满足||PF1|﹣|PF2||=2,
∴c=2,a=1,b2=3,
∴点P的轨迹E的方程为:.
(2)①若l的斜率存在,设l的方程为:y=k(x﹣2),
由,
消y得:(3﹣k2)x2+4k2x﹣4k2﹣3=0,
∵l与曲线交于不同点P,Q,
∴,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则
,
,
,
∵M(﹣1,0),
∴
=(k2+1)x1x2﹣(2k2﹣1)(x1+x2)+1+4k2=0.
②若直线l的斜率存在,则P(2,3),Q(2,﹣3),M(﹣1,0),
∴成立,故当直线l绕点F2旋转时,均有
.
已知F1(﹣2,0),F2(2,0),点P满足||PF1|﹣|PF2||=2,记点P的轨迹为E.
(1)求轨迹E的方程;
(2)若过点F2的直线l交轨迹E于P、Q两不同点.设点M(m,0),问:是否存在实数m,使得直线 l 绕点F2 无论怎样转动,都有=0成立?若存在,求出实数m的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)∵点P满足||PF1|﹣|PF2||=2,
∴点P的轨迹是以F1,F2为焦点的双曲线.
∵F2(﹣2,0),F2(2,0),∴c=2
∵a=1,∴b2=c2﹣a2=3
∴轨迹方程为;
(2)假设存在点M(m,0),使得无论怎样转动,都有=0成立
当直线l的斜率存在时,
设直线方程为y=k(x﹣2),P(x1,y1),Q(x2,y2),
与双曲线方程联立消y得(k2﹣3)x2﹣4k2x+4k2+3=0,
∴
解得k2>3.
∵=(x1﹣m)(x2﹣m)+k2(x1﹣2)(x2﹣2)
=(k2+1)x1x2﹣(2k2+m)(x1+x2)+m2+4k2
=
=.
∵,
∴3(1﹣m2)+k2(m2﹣4m﹣5)=0对任意的k2>3恒成立,
∴,
解得m=﹣1.
∴当m=﹣1时,.
当直线l的斜率不存在时,由P(2,3),Q(2,﹣3)及M(﹣1,0)知结论也成立,
综上,当m=﹣1时,.
扫码查看完整答案与解析