已知点F1、F2为双曲线C:x2−y2b2=1(b>0)的左、右焦点,过F2作垂直于x轴的直线,在x轴上方交双曲线C于点

已知点F1、F2为双曲线C:x2
y2
b2
=1(b>0)
的左、右焦点,过F2作垂直于x轴的直线,在x轴上方交双曲线C于点M,且∠MF1F2=30°.圆O的方程是x2+y2=b2
(1)求双曲线C的方程;
(2)过双曲线C上任意一点P作该双曲线两条渐近线的垂线,垂足分别为P1、P2,求
PP1
PP2
的值;
(3)过圆O上任意一点Q(x0,y0)作圆O的切线l交双曲线C于A、B两点,AB中点为M,求证:|
AB
|=2|
OM
|
Yamato06 1年前 已收到1个回答 举报

gstsyu 春芽

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解题思路:(1)确定|MF2|=b2,|MF1|=2b2,由双曲线的定义可知:|MF1|-|MF2|=b2=2,从而可得双曲线C的方程;
(2)确定两条渐近线方程,设双曲线C上的点P(x0,y0),求出点P到两条渐近线的距离,利用P(x0,y0)在双曲线C上,及向量的数量积公式,即可求得结论;
(3)分类讨论:①当切线l的斜率存在,设切线l的方程代入双曲线C中,利用韦达定理,结合直线l与圆O相切,可得|AB|=2|OM|成立;②当切线l的斜率不存在时,求出A,B的坐标,即可得到结论.

(1)设F2,M的坐标分别为(
1+b2,0),(
1+b2,y0)
因为点M在双曲线C上,所以1+b2−
y02
b2=1,即y0=±b2,所以|MF2|=b2
在Rt△MF2F1中,∠MF1F2=300,|MF2|=b2,所以|MF1|=2b2…(2分)
由双曲线的定义可知:|MF1|−|MF2|=b2=2
故双曲线C的方程为:x2−
y2
2=1…(4分)
(2)由条件可知:两条渐近线分别为l1:
2x−y=0;l2:
2x+y=0…(5分)
设双曲线C上的点Q(x0,y0),设两渐近线的夹角为θ,则
则点Q到两条渐近线的距离分别为|PP1|=
|
2x0−y0|

3,|PP2|=
|
2x0+y0|

3…(7分)
因为Q(x0,y0)在双曲线C:x2−
y2
2=1上,所以2x02−y02=2
又cosθ=
1
3,
所以

PP1•

PP2=
|
2x0−y0|

3•
|
2x0+y0|

3cosθ=
|2x02−y02|
3•
1
3=
2
9…(10分)
(3)证明:由题意,即证:OA⊥OB.
设A(x1,y1),B(x2,y2),切线l的方程为:x0x+y0y=2…(11分)
①当y0≠0时,切线l的方程代入双曲线C中,化简得:(2y02−x02)x2+4x0x−(2y02+4)=0
所以:x1+x2=−
4x0
(2y02−x02),x1x2=−
(2y02+4)
(2y02−x02)
又y1y2=
(2−x0x1)
y0•
(2−x0x2)
y0=
1
y02[4−2x0(x1+x2)+x02x1x2]=
8−2x02
2y02−x02…(13分)
所以

OA•

OB=x1x2+y1y2=−
(2y02+4)
(2y02−x02)+
8−2x02
2y02−x02=
4−2(x02+y02)
2y02−x02=0…(15分)
②当y0=0时,易知上述结论也成立.所以

OA•

OB=x1x2+y1y2=0…(16分)
综上,OA⊥OB,所以|

AB|=2|

OM|.

点评:
本题考点: 直线与圆锥曲线的综合问题.

考点点评: 本题考查双曲线的标准方程,考查直线与双曲线的位置关系,考查韦达定理的运用,考查向量知识,考查学生的计算能力,属于中档题.

1年前

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