- 直线与双曲线的位置关系
- 共211题
已知双曲线C的中点在原点,双曲线C的右焦点为F坐标为(2,0),且双曲线过点C().
(1)求双曲线C的方程;
(2)设双曲线C的左顶点为A,在第一象限内任取双曲线上一点P,试问是否存在常数λ(λ>0),使得∠PFA=λ∠PAF恒成立?并证明你的结论.
正确答案
解:(1)设双曲线方程为,
∵双曲线C的右焦点为F坐标为(2,0),且双曲线过点C(),
∴,∴
,
∴双曲线C的方程为;
(2)当PF⊥x轴时,P(2,3),|AF|=1+2=3,∴∠PFA=90°,∠PAF=45°,此时λ=2.
以下证明当PF与x轴不垂直时∠PFA=2∠PAF成立.
设P(x0,y0),则kPA=tan∠PAF=,kPF=-tan∠PFA=
.
tan2∠PAF==
.
由得y02=3(x02-1)代入上式,得tan2∠PAF=tan∠PFA恒成立.
∵∠PFA∈(0,)∪(
),∠PAF∈(0,
)∪(
),
∴∠PFA=2∠PAF恒成立.
综上,常数λ为2.
解析
解:(1)设双曲线方程为,
∵双曲线C的右焦点为F坐标为(2,0),且双曲线过点C(),
∴,∴
,
∴双曲线C的方程为;
(2)当PF⊥x轴时,P(2,3),|AF|=1+2=3,∴∠PFA=90°,∠PAF=45°,此时λ=2.
以下证明当PF与x轴不垂直时∠PFA=2∠PAF成立.
设P(x0,y0),则kPA=tan∠PAF=,kPF=-tan∠PFA=
.
tan2∠PAF==
.
由得y02=3(x02-1)代入上式,得tan2∠PAF=tan∠PFA恒成立.
∵∠PFA∈(0,)∪(
),∠PAF∈(0,
)∪(
),
∴∠PFA=2∠PAF恒成立.
综上,常数λ为2.
已知双曲线x2-=1的左顶点为A1,右焦点为F2,P为双曲线右支上一点,则
•
最小值为______.
正确答案
-2
解析
解:根据题意,设P(x,y)(x≥1),
易得A1(-1,0),F2(2,0),
•
=(-1-x,y)•(2-x,y)=x2-x-2+y2,
又x2-=1,故y2=3(x2-1),
于是•
=4x2-x-5=4
-5-
,
当x=1时,取到最小值-2;
故答案为:-2.
已知双曲线x2-,经过点M(1,1)能否作一条直线l,使直线l与双曲线交于A、B,且M是线段AB的中点,若存在这样的直线l,求出它的方程;若不存在,说明理由.
正确答案
解:设过点M(1,1)的直线方程为y=k(x-1)+1或x=1
(1)当k存在时有
得(2-k2)x2+(2k2-2k)x-k2+2k-3=0 (1)
当直线与双曲线相交于两个不同点,则必有
△=(2k2-2k)2-4(2-k2)(-k2+2k-3)>0,k<
又方程(1)的两个不同的根是两交点A、B的横坐标
∴x1+x2= 又M(1,1)为线段AB的中点
∴=1 即
k=2
∴k=2,使2-k2≠0但使△<0
因此当k=2时,方程(1)无实数解
故过点m(1,1)与双曲线交于两点A、B且M为线段AB中点的直线不存在.
(2)当x=1时,直线经过点M但不满足条件,
综上,符合条件的直线l不存在
解析
解:设过点M(1,1)的直线方程为y=k(x-1)+1或x=1
(1)当k存在时有
得(2-k2)x2+(2k2-2k)x-k2+2k-3=0 (1)
当直线与双曲线相交于两个不同点,则必有
△=(2k2-2k)2-4(2-k2)(-k2+2k-3)>0,k<
又方程(1)的两个不同的根是两交点A、B的横坐标
∴x1+x2= 又M(1,1)为线段AB的中点
∴=1 即
k=2
∴k=2,使2-k2≠0但使△<0
因此当k=2时,方程(1)无实数解
故过点m(1,1)与双曲线交于两点A、B且M为线段AB中点的直线不存在.
(2)当x=1时,直线经过点M但不满足条件,
综上,符合条件的直线l不存在
点P在双曲线x2-y2=1上运动,O为坐标原点,线段PO中点M的轨迹方程是______.
正确答案
4x2-4y2=1
解析
解:设M(x,y),则P(2x,2y),代入双曲线方程得4x2-4y2=1,即为所求.
∴点M的轨迹方程4x2-4y2=1.
故答案为:4x2-4y2=1.
双曲线(a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,若P为其上一点,且|PF1|=2|PF2|,则双曲线离心率的取值范围为:A.(1,3);B.(1,3];C.(3,+∞);D.[3,+∞)”其正确选项是B.若将其中的条件“|PF1|=2|PF2|”更换为“|PF1|=k|PF2|,k>0且k≠1”,试经过合情推理,得出双曲线离心率的取值范围是______.(用k表示)
正确答案
解析
解:∵|PF1|=2|PF2|,则双曲线离心率的取值范围为:A.(1,3); B.(1,3]; C.(3,+∞); D.[3,+∞)”
其正确选项是B,区间前端点为1,后端点为3==
,
若将其中的条件“|PF1|=2|PF2|”更换为“|PF1|=k|PF2|,k>0且k≠1”,试经过合情推理,
得出双曲线离心率的取值范围是开区间,前端点为1,后端点为,
∴双曲线离心率的取值范围是;
故答案为.
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