误解二:由焦点坐标F(10,0),知c?10.又e?222c?2,得a?5.故ax2y2?1. b?c?a?100?25?75.∴所求双曲线方程为?2575ca2?4,得a?8,c?16,则b2?c2?a2?192.故所求双误解三:由e??2,
acx2y2??1. 曲线方程为
64192这三种误解的错因都是按双曲线中心在原点得出结论,造成遗漏题条件,从而导致错误的结果.
题(3)虽属待定系数法,但要用到公式a2?b2?(a?b)2?2ab和双曲线的定义,以及正弦定理、余弦定理等知识,具有较强的综合性.若在其中某个环节上出现错误,将无法得出正确结果.
典型例题十二
y2x2??1的一支上有三个点A(x1,y1)、B(x2,6)、C(x3,y3)与焦例11 在双曲线
1213点F(0,5)的距离成等差数列.
(1)求y1?y3;
(2)求证线段AC的垂直平分线经过某个定点,并求出定点的坐标. 分析:利用双曲线的第二定义解(1),利用点差法结合(1)的结果证(2). 解:(1)依题意,得B在双曲线上支上,
故A、B、C三点都在双曲线上支上,且上准线的方程为y?12. 5AF、BF、CF成等差数列,根据双曲线的第二定义,得
212112112(6?)?(y1?)?(y3?),故y1?y3?12. e5e5e5yxyx(2)由点A、C在双曲线上,故1?1?1,3?3?1.
12131213两式相减,得
2222(y1?y3)(y1?y3)(x1?x3)(x1?x3)??0.
1213∴
y1?y312(x1?x3)x1?x3??.
x1?x313(y1?y3)13
∴AC的垂直平分线的斜率为?13.
x1?x3又AC的中点坐标为(x1?x3,6),故AC的垂直平分线方程为 2y?6??x?x13(x?13)
x1?x322525). ,故AC的垂直平分线过定点(0,22当x?0时,y?说明:
1.本题属定值问题,存在的问题是一方面对定值的概念和求法弄不清楚,摸不出头绪;论另一方面不会运用式子的变换和曲线的定义.
2.关于定值问题,一般通过计算证明其值与曲线的点的位置无关,或与直线的斜率无关.为了证明的目的更明确,可通过特殊情况,求出一个常数,猜想出这个定值.不同的设法,可以得到不同的证法.
典型例题十三
x2y2例13 已知双曲线2?2?1的离心率e?1?2,左、右焦点分别为F1、F2,左
abP到l的距离d与PF2的等比准线为l,能否在双曲线的左支上找到一点P,使得PF1是
中项?
分析:因题设中出现双曲线上点与焦点的距离,故可考虑用双曲线的第二定义解题.
解:设在左半支上存在P点,使PF1?PF2?d,由双曲线的第二定义,知
2PF1d?PF2PF1?e,即PF2?ePF1. ①
再由双曲线的第一定义,得
PF2?PF1?2a. ②
由①、②,解得PF1?2a2ae,PF2?. e?1e?1在?PF1F2中,有PF1?PF2?2c,
2a2ae??2c. ③ e?1e?1c2利用e?,从③式得e?2e?1?0.
a∴
解得1?2?e?1?2.
由e?1,得1?e?1?2,与已知e?1?2矛盾.
∴符合条件的点P不存在. 说明:
(1)解答探索性命题,一般可先设点P存在,再利用已知条件探求.若得出矛盾,则说明P点不存在;否则,便得到P点的位置.
x2y22(2) 1?e?1?2是双曲线2?2?1左支上存在P点,使PF1?PF2?d成立的
ab充要条件.
典型例题十四
例14 直线y?kx?1与双曲线x2?y2?1的左支相交于A,B两点,设过点(?2,0)和AB中点的直线l在y轴上的截距为b,求b的取值范围.
分析:首先应写出直线l的方程,因此需求出AB的中点坐标,将直线y?kx?1与双曲线方程x2?y2?1联立,消去y得到关于x的一元二次方程,利用韦达定理可得到AB中点的坐标表达式.
解:由方程组??y?kx?1,?x?y?1,22消去y得
(1?k2)x2?2kx?2?0. ①
设A(x1,y1)、B(x2,y2),AB中点的坐标为(x0,y0). ∵直线y?kx?1与双曲线x?y?1的左支相交于A,B两点, ∴方程①有两个不大于-1的不等实根.
22???(?2k)2?8(1?k2)?0,??k22?0,令f(x)?(1?k)x?2kx?2,则? 2?1?k2?(1?k)?f(?1)?0,?解得1?k?2,
x2?x2k1?y?kx?1?,. 0021?k21?k2y?ox?2∴直线l的方程是 ?1k?0?2221?k1?kx0?
令x?0,得b?y?21. ??2k2?k?2?(k?1)2?17416∵1?k?2,
∴b?2?2或b?2.
说明:
(1)涉及直线与双曲线相交弦有关的参数范围的讨论问题,??0是必不可少的条件. (2)关于直线与双曲线的某一支的相交问题,不但要考虑??0,同时要考虑方程根的取
x2y2值范围,以下以双曲线2?2?1(a?0,b?0)为例作简单说明.
ab?直线方程?2?xy2?2?2?1?ab关于x的一元二次方程mx?nx?s?0.
2?m?0且??0,?①若直线与双曲线右支相交于不同两点,则其充要条件是?x1?x2?0,
?xx?0.?12?m?0且??0,?②若直线与双曲线左支相交于不同两点,则其充要条件是?x1?x2?0,
?xx?0.?12?m?0且??0,③若直线与双曲线不同两支交于两点,则其充要条件是?
xx?0.?12
典型例题十五
例15 已知l1,l2是过点P(?2,0)的两条互相垂直的直线,且l1,l2与双曲线
y2?x2?1各有A1,B1和A2,B2两个交点.
(1)求l1的斜率k1的取值范围; (2)若A1B1?5A2B2,求l1,l2的方程;
(3)若A1恰是双曲线的一个顶点,求A2B2的值.
分析:第(1)小题利用直线l1,l2与双曲线都有两个交点,从而可以转化为一元二次方
程有两个不等实根,判别式大于零,由此可以得到k1满足的不等式组;
第(2)小题利用弦长公式求k1,再由点斜式方程求出直线方程; 第(3)小题利用直线l1过A点求k1,再由弦长公式求A2B2.
解:(1)依题意,直线l1,l2的斜率都存在,设l1的方程为y?k1(x?2)(k1?0)直线l2的方程为y?k2(x?2)(k2?0),且k1k2??1.
??y?k1(x?2),由方程组?消去y,整理得
22??y?x?1,222(k1?1)x2?22k1x?2k1?1?0 ①
若k1?1?0,则方程①只有一个解,即l与双曲线只有一个交点,与题设矛盾. 故k1?1?0,即k1?1.
∵直线l1与双曲线有两个不同交点,
∴?1?(22k1)2?4(k1?1)(2k1?1)?4(3k1?1)?0.
222222??y?k2(x?2),由方程组?消去y,整理得
22??y?x?1,222(k2?1)x2?22k2x?2k2?1?0 ②
同理k2?1?0,?2?4(3k2?1)?0.
22?3k12?1?0,?2?3k2?1?0,?所以l1,l2与双曲线各有两个交点,等价于?k1?1,
??k2?1,?kk??1,?12?3?k1?3,?解得?3
?k?1.?1∴k1?(?3,?1)?(?1,?33)?(,1)?(1,3). 33