- 双曲线
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已知双曲线-
=1(a>0,b>0),A1、A2是双曲线的左右顶点,M(x0,y0)是双曲线上除两顶点外的一点,直线MA1与直线MA2的斜率之积是
,
(1)求双曲线的离心率;
(2)若该双曲线的焦点到渐近线的距离是12,求双曲线的方程.
正确答案
解;(1)因为M(x0,y0)(x0≠±a)是双曲线-
=1(a>0,b>0)上一点,
则-
=1,得到
=
,故
=
,
又A1(-a,0),A2(a,0),
则kMA1-kMA2=-
=
=
=
,
及=e2-1=
,解之得e=
;
(2)取右焦点F(c,0),一条渐近线y=x,即bx-ay=0,
由于该双曲线的焦点到渐近线的距离是12,则有=
=b=12,
由(1)知=
,∴a=5,
故双曲线的方程是-
=1.
已知双曲线-
=1(a>0,b>0)的离心率e=
,直线l过A(a,0),B(0,-b)两点,原点O到直线l的距离是
.
(1)求双曲线的方程;
(2)过点B作直线m交双曲线于M、N两点,若•
=-23,求直线m的方程.
正确答案
(1)依题意,l方程+
=1,即bx-ay-ab=0,由原点O到l的距离为
,得
=
=
,又e=
=
,
∴b=1,a=.
故所求双曲线方程为-y2=1.
(2)显然直线m不与x轴垂直,设m方程为y=kx-1,
则点M、N坐标(x1,y1),(x2,y2)是方程组的解,
消去y,得(1-3k2)x2+6kx-6=0.①
依题意,1-3k2≠0,由根与系数关系,
知x1+x2=,x1x2=
•
=(x1,y1)•(x2,y2)=x1x2+y1y2
=x1x2+(kx1-1)(kx2-1)
=(1+k2)x1x2-k(x1+x2)+1
=-
+1=
+1.
又∵•
=-23,
∴+1=-23,k=±
,
当k=±时,方程①有两个不相等的实数根,
∴方程为y=x-1或y=-
x-1.
求中心在坐标原点,对称轴为坐标轴且经过点(3,-2),一条渐近线的倾斜角为的双曲线方程.
正确答案
渐近线方程为y=±x,
设双曲线方程为x2-3y2=λ,
将点(3,-2)代入求得λ=-3,
所以双曲线方程为y2-x2=1.
已知双曲线-
=1(b∈N*) 的两个焦点为F1、F2,P是双曲线上的一点,且满足|PF1|-|PF2|=|F1F2|2,|PF2|<4,
(I)求b的值;
(II)抛物线y2=2px(p>0)的焦点F与该双曲线的右顶点重合,斜率为1的直线经过点F与该抛物线交于A、B两点,求弦长|AB|.
正确答案
解(I)根据题意a2=4,即a=2,
又,a2+b2=c2,||PF1|-|PF2||=2a=4,
又|PF1|•|PF2|=|F1F2|2=4c2,|PF2|<4,得
|PF2|2+4|PF2|-4c2=0在区间(0,4)上有解,即4c2=|PF2|2+4|PF2|有解
又|PF2|<4,故|PF2|2+4|PF2|<32
所以c2<8
因此b2<4,又b∈N*,
所以b=1
(II)双曲线方程为-y2=1,
右顶点坐标为(2,0),即F(2,0)
所以抛物线方程为y2=8x (1)
直线方程为y=x-2 (2)
由(1)(2)两式联立,
解得和
所以弦长|AB|==16=16
如图,某农场在M处有一堆肥料沿道路MA或MB送到大田ABCD中去,已知|MA|=6,|MB|=8,且|AD|≤|BC|,∠AMB=90°,能否在大田中确定一条界线,使位于界线一侧沿MB送肥料较近?若能,请建立适当坐标系求出这条界线方程.
正确答案
设P为界线上的任意一点,则有PA+MA=PB+MB,即PA-PB=MB-MA=2(定值),
∴界线为以A,B为焦点的双曲线的右支
如图所示,以AB所在直线为x轴,线段AB的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系,
设所求双曲线的标准方程为-
=1=1(a>0,b>0)
∵2a=2,2c=AB==10,可得a=1,c=5,b=
=2
∴双曲线方程为x2-=1,
∵P为以曲线右支上一点,且|AD|≤|BC|,可得x>0
即所求界线的方程为x2-=1,(x>0).
已知双曲线C:-y2=1.
(1)求双曲线C的渐近线方程;
(2)已知点M的坐标为(0,1).设P是双曲线C上的点,Q是点P关于原点的对称点.记λ=•
.求λ的取值范围;
(3)已知点D,E,M的坐标分别为(-2,-1),(2,-1),(0,1),P为双曲线C上在第一象限内的点.记l为经过原点与点P的直线,s为△DEM截直线l所得线段的长.试将s表示为直线l的斜率k的函数.
正确答案
(1)在双曲线C:-y2=1,把1换成0,
所求渐近线方程为y-x=0, y+
x=0
(2)设P的坐标为(x0,y0),则Q的坐标为(-x0,-y0),
λ=•
=(x0,y0-1)•(-x0,-yo-1)=-
-
+1=-
+2.
∵|x0|≥
∴λ的取值范围是(-∞,-1].
(3)若P为双曲线C上第一象限内的点,
则直线l的斜率k∈(0,).
由计算可得,当k∈(0,]时,s(k)=
;
当k∈(,
)时,s(k)=
.
∴s表示为直线l的斜率k的函数是s(k)=
直线l:y=ax+1与双曲线C:3x2-y2=1相交于A,B两点.
(1)a为何值时,以AB为直径的圆过原点;
(2)是否存在这样的实数a,使A,B关于直线x-2y=0对称,若存在,求a的值,若不存在,说明理由.
正确答案
(1)联立方程ax+1=y与3x2-y2=1,消去y得:(3-a2)x2-2ax-2=0(*)
又直线与双曲线相交于A,B两点,3-a2≠0,所以a≠±,∴△>0⇒-
<a<
.
又依题OA⊥OB,令A,B两点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则y1y2=-x1x2.
且y1y2=(ax1+1)(ax2+1)=a2x1x2+a(x1+x2)+1=-x1x2⇒x1x2(1+a2)+a(x1+x2)+1=0,而由方程(*)知:x1+x2=,x1x2=
代入上式得-
+
+1=0⇒a2=1⇒a=±1.满足条件.
(2)假设这样的点A,B存在,则l:y=ax+1斜率a=-2.又AB中点(,
)在y=
x上,则y1+y2=
(x1+x2),
又y1+y2=a(x1+x2)+2,
代入上式知⇒a=6这与a=-2矛盾.
故这样的实数a不存在.
已知双曲线C:-
=1 (a>0,b>0)的离心率为
,虚轴长为2
.
(1)求双曲线C的方程; (2)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
(1)∵e==
,
∴c=a,
∵2b=2,
∴b=,
∵c2-a2=2,
∴a=1,
∴所求双曲线方程为 x2-=1;
(2)由,
消y得 x2-2mx-m2-2=0,
△=4m2+4(m2+2)=8(m2+1)>0,
x1+x2=2m,
∴AB中点(m,2m),
代入圆方程得m2+4m2=5,
∴m=±1.
已知双曲线c:-y2=1,设直线l过点A(-3
,0),
(1)当直线l与双曲线C的一条渐近线m平行时,求直线l的方程及l与m的距离;
(2)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)双曲线C的渐近线m:±y=0,
即x±y=0∴
直线l的方程x±y+3
=0
∴直线l与m的距离d==
.
(2)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的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(x0,y0)到到直线l的距离为.
设双曲线C:-y2=1(a>0)与直线l:x+y=1交于两个不同的点A,B,求双曲线C的离心率e的取值范围.
正确答案
由C与l相交于两个不同的点,可知方程组有两组不同的解,
消去y,并整理得(1-a2)x2+2a2x-2a2=0,
∴解得0<a<
,且a≠1,
而双曲线C的离心率e==
,从而e>
,且e≠
,
故双曲线C的离心率e的取值范围为(,
)∪(
,+∞)
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