- 直线与双曲线的位置关系
- 共211题
已知双曲线x2-=1,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
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
=1 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
已知双曲线C:-
=1(a>0,b>0)的一个焦点是F2(2,0),且b=
a.
(1)求双曲线C的方程;
(2)设经过焦点F2的直线l的一个法向量为(m,1),当直线l与双曲线C的右支相交于A,B不同的两点时,求实数m的取值范围;并证明AB中点M在曲线3(x-1)2-y2=3上.
(3)设(2)中直线l与双曲线C的右支相交于A,B两点,问是否存在实数m,使得∠AOB为锐角?若存在,请求出m的范围;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)c=2c2=a2+b2∴4=a2+3a2∴a2=1,b2=3,∴双曲线为x2-=1.
(2)l:m(x-2)+y=0由得(3-m2)x2+4m2x-4m2-3=0
由△>0得4m4+(3-m2)(4m2+3)>012m2+9-3m2>0即m2+1>0恒成立
又>0
>0
∴m2>3∴m∈(-∞,-)∪(
,+∞)
设A(x1,y1),B(x2,y2),则=
=-
+2m=
∴AB中点M(,-
)
∵3(-1)2-
=3×
-
=3•
=3
∴M在曲线3(x-1)2-y2=3上.
(3)A(x1,y1),B(x2,y2),设存在实数m,使∠AOB为锐角,则•
>0
∴x1x2+y1y2>0
因为y1y2=(-mx1+2m)(-mx2+2m)=m2x1x2-2m2(x1+x2)+4m2∴(1+m2)x1x2-2m2(x1+x2)+4m2>0
∴(1+m2)(4m2+3)-8m4+4m2(m2-3)>0即7m2+3-12m2>0
∴m2<,与m2>3矛盾
∴不存在
给定双曲线x2-=1,过A(1,1)能否作直线m,使m与所给双曲线交于B、C两点,且A为线段BC中点?这样的直线若存在,求出它的方程;如果不存在,说明理由.
正确答案
假设存在题设中的直线m.---------1′
设直线m的方程为y-1=k(x-1),-----------2′
由----------4′
得(2-k2)x2+2k(k-1)x-k2+2k-3=0
设B(x1,y1)、C(x2,y2)--------6′,
则x1+x2==2,解得:k=2-------------11′
此时,△<0,所以k=2时,直线m与双曲线不相交,
故假设不成立,即题中的直线m不存在.--------------13′
设双曲线-
=1(a>b>0)的半焦距为c,直线l过(a,0),(0,b)两点,已知原点到直线l的距离为
c,则双曲线的离心率为______.
正确答案
∵直线l过(a,0),(0,b)两点,∴直线l的方程为:+
=1,即 bx+ay-ab=0,
∵原点到直线l的距离为c,∴
=
,又c2=a2+b2,
∴3e4-16e2+16=0,∴e2=4,或 e2=.
∵a>b>0,∴离心率为 e=2 或 e=;
故答案为 2 或.
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
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.
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