- 双曲线的标准方程和图象
- 共1421题
双曲线的中心在坐标原点O,焦点在x轴上,过双曲线右焦点且斜率为的直线交双曲线于P、Q两点.若OP⊥OQ,|PQ|=4,求双曲线的方程.
正确答案
设双曲线的方程为-
=1.
依题意知,点P,Q的坐标满足方程组
整理得(5b2-3a2)x2+6a2cx-(3a2c2+5a2b2)=0 ①.
若5b2-3a2=0,则=
,即直线与双曲线的两条渐近线中的一条平行,故与双曲线只能有一个交点同,与题设矛盾,所以5b2-3a2≠0.
设方程①的两个根为x1,x2,则有
x1+x2=②,x1x2=-
③,
由于P、Q在直线y=(x-c)上,可记为
P(x1,(x1-c)),Q(x2,
(x2-c)).
由OP⊥OQ得•
=-1,
整理得3c(x1+x2)-8x1x2-3c2=0 ④.
将②,③式及c2=a2+b2代入④式,并整理得
3a4+8a2b2-3b4=0,即(a2+3b2)(3a2-b2)=0.
因为a2+3b2≠0,解得b2=3a2,
所以c==2a.
由|PQ|=4,得(x2-x1)2+[(x2-c)-
(x1-c)]2=42.
整理得(x1+x2)2-4x1x2-10=0 ⑤.
将②,③式及b2=3a2,c=2a代入⑤式,解得a2=1.
将a2=1代入b2=3a2得b2=3.
故所求双曲线方程为x2-=1.
已知双曲线C的中心是原点,右焦点为F(,0),一条渐近线m:x+
y=0,设过点A(-3
,0)的直线l的方向向量e=(1,k),
(1)求双曲线C的方程;
(2)若过原点的直线a∥l,且a与l的距离为,求k的值;
(3)证明:当k>时,在双曲线C的右支上不存在点Q,使之到直线l的距离为
.
正确答案
(1)由题意知,c=,
=
,再由c2=a2+b2,a=
,b=1,∴双曲线方程为:
-y2=1.
(2)直线l的方程y-0=k(x+3),即 kx-y+3
k=0.∵过原点的直线a∥l,∴直线a方程为:kx-y=0,
两平行线间的距离=
,∴k=±
.
(3)证明:设过原点且平行于l的直线b:kx-y=0,
则直线l与b的距离d=,当k>
时,d>
. 又双曲线C的渐近线为x±
y=0,
∴双曲线C的右支在直线b的右下方,∴双曲线C右支上的任意点到直线l的距离大于,
故在双曲线C的右支上不存在点Q,使之到直线l的距离为.
已知双曲线c:-
=1(a>0,b>0)的一个焦点与抛物线y2=4x的焦点重合,且双曲线的离心率为
.
(1)求双曲线的方程;
(2)若有两个半径相同的圆c1,c2,它们的圆心都在x轴上方且分别在双曲线c的两渐近线上,过双曲线的右焦点且斜率为-1的直线l与圆c1,c2都相切,求两圆c1,c2圆心连线斜率的范围.
正确答案
(1)由抛物线y2=4x得焦点(1,0),得双曲线的c=1.
又e==
,a2+b2=c2,
解得a2=,b2=
.
∴双曲线的方程为5x2-y2=1.
(2)直线l的方程为x+y-1=0.
由(1)可得双曲线的渐近线方程为y=±2x.
由已知可设圆c1:(x-t)2+(y-2t)2=r2,圆c2:(x-n)2+(y+2n)2=r2,其中t>0,n<0.
因为直线l与圆c1,c2都相切,所以=
,
得直线l与t+2t-1=n-2n-1,或t+2t-1=-n+2n+1,即n=-3t,或n=3t-2,
设两圆c1,c2圆心连线斜率为k,则k=,当n=-3t时,k=
=-1;
当n=3t-2时,k==
,
∵t>0,n<0,∴0<t<,故可得-2<k<2,
综上:两圆c1,c2圆心连线斜率的范围为(-2,2).
已知双曲线与椭圆+
=1有共同的焦点,且以y=±
x为渐近线.
(1)求双曲线方程.
(2)求双曲线的实轴长.虚轴长.焦点坐标及离心率.
正确答案
(本小题满分13分)
(1)由椭圆+
=1⇒c=5.….(2分)
设双曲线方程为-
=1,则
⇒
故所求双曲线方程为-
=1….(9分)
(2)双曲线的实轴长2a=6.虚轴长2b=8.焦点坐标(-5,0),(5,0)离心率e=5/3….(13分)
已知椭圆+
=1(a>
)的离心率为
,双曲线C与该椭圆有相同的焦点,其两条渐近线与以点(0,
)为圆心,1为半径的圆相切.
(1)求双曲线C的方程;
(2)设直线y=mx+1与双曲线C的左支交于A、B两点,另一直线l经过点M(-2,0)及AB的中点,求直线l在y轴上的截距b的取值范围.
正确答案
(1)设双曲线C的焦点为F1(-c,0),F2(c,0),c>0.
由已知=
=
,
得a=2,c=,
设双曲线C的渐近线方程为y=kx,
依题意,=1,解得k=±1.
∴双曲线C的两条渐近线方程为y=±x.
故双曲线C的实半轴长与虚半轴长相等,设为a1,
则2a12=c2=2,得a12=1.
∴双曲线C的方程为x2-y2=1.
(2)由得(1-m2)x2-2mx-2=0,
∴直线与双曲线C的左支交于A、B两点,
∴解得1<m<
.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
,
y1+y2=m(x1+x2)+2=,
由中点坐标公式得AB的中点为(,
),
∴直线l的方程为x=(-2m2+m+2)y-2,
令x=0,得(-2m2+m+2)b=2,
∵m∈(1,),b的值存在,∴-2m2+m+2≠0,
∴b==
而-2(m-)2+
∈(-2+
,0)∪(0,1),
∴故b的取值范围是(-∞,-2-)∪(2,+∞).
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