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  • 雙曲線x^2/a^2-y^2/b^2=1(a>0,b>0)F是右焦點(diǎn),P為雙曲線右支上的一點(diǎn),P在x軸上方,M為左準(zhǔn)線上一點(diǎn)

    雙曲線x^2/a^2-y^2/b^2=1(a>0,b>0)F是右焦點(diǎn),P為雙曲線右支上的一點(diǎn),P在x軸上方,M為左準(zhǔn)線上一點(diǎn)
    O為坐標(biāo)原點(diǎn).OMPF為平行四邊形,|PF|=λ|OF|.
    (1)求雙曲線的離心率e與λ的關(guān)系.
    (2)λ=1時(shí),經(jīng)過焦點(diǎn)F且平行于OP的直線交雙曲線于A、B兩點(diǎn),若|AB|=12,求此時(shí)的雙曲線方程.
    (麻煩步驟)
    數(shù)學(xué)人氣:683 ℃時(shí)間:2020-01-31 12:28:52
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)設(shè)雙曲線的右焦點(diǎn)F坐標(biāo)是(c,0) ,c>0,左焦點(diǎn)為點(diǎn)E,則:
    |OF|=c,|PF|=λ|OF|=λc
    又由雙曲線的(第一)定義可知:
    |PE|-|PF|=2a
    得|PE|=|PF|+2a=λc+2a
    因?yàn)镻M//OF即PM//x軸,而左準(zhǔn)線垂直于x軸
    所以PM垂直于左準(zhǔn)線
    即點(diǎn)P到左準(zhǔn)線的距離就是線段|PM|的長(zhǎng)
    又在平行四邊形OMPF中有:
    |PM|=|OF|=c
    則由雙曲線的第二定義可得:
    |PE|/|PM|=c/a
    則離心率e=c/a
    =|PE|/|PM|
    =(λc+2a)/c
    =λ+2a/c
    =λ+2/e
    所以λ=e-2/e
    (2)由于點(diǎn)M在左準(zhǔn)線x=-a²/c上,
    故可設(shè)點(diǎn)M坐標(biāo)為(-a²/c,y) ,點(diǎn)P(x,y) 其中x>0,y>0
    則|MO|=√[(-a²/c)²+y²]
    又λ=1,則可知|PF|=|MO|=|OF|=c
    所以|√[(-a²/c)²+y²]=c
    即y²=c²-(a²/c)² (1)
    又由第1小題知λ=e-2/e
    因?yàn)棣耍?,所以
    e-2/e=1
    即e²-e-2=0
    (e-2)(e+1)=0
    因?yàn)閑>1,所以解得e=2
    則c/a=2,得c=2a
    又b²=c²-a²,則b=√3 a
    雙曲線方程可化為:3x²-y²=3a² (2)
    將c=2a代入(1)式得:
    y²=4a²-(a²/2a)²=4a²-a²/4=15a²/4
    解得y=√15a/2
    則點(diǎn)P坐標(biāo)可表示為(x,√15a/2)
    又點(diǎn)P在此雙曲線上,則將點(diǎn)P坐標(biāo)代入雙曲線方程(2)式得:
    3x²-15a²/4=3a²
    3x²=27a²/4
    解得x=3a/2
    則點(diǎn)P坐標(biāo)為(3a/2,√15a/2)
    所以直線OP的斜率k(op)=(√15a/2)/(3a/2)=√15/3
    即過焦點(diǎn)F(2a,0)且平行于OP的直線的斜率也等于√15/3
    則由直線的點(diǎn)斜式方程得:
    y-0=√15/3 *(x-2a)
    即y=√15/3 *(x-2a)
    √15x-3y-2√15 a=0
    將此直線方程與雙曲線方程3x²-y²=3a² 聯(lián)立求交點(diǎn)A.B坐標(biāo)
    y=√15/3 *(x-2a)
    3x²-y²=3a²
    消去y得:3x²-5/3 *(x-a)²=3a²
    即9x² -5x²+10ax-5a²=9a²
    4x²+10ax-14a²=0
    2x²+5ax-7a²=0
    (2x+7a)(x-a)=0
    解得x1=-7a/2,x2=a
    由于|AB|=√(1+k²) *|x1-x2|=12
    所以√(1+5/3) *|-7a/2-a|=12
    (2√6)/3 *9a/2=12
    解得a=(2√6)/3
    則b=√3 a=2√2
    所以所求雙曲線方程是:
    x²/(8/3) - y²/8=1
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