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高中数学双曲线问题 help me....!......

zhao_admin1年前 (2021-12-23)数学课件46

这些题目都有技巧,不能硬算。1、设双曲线的焦点在x轴上,且过点A(1, 0)和B(-1, 0),P是双曲线上异于AB的任意一点,如果三角形APB的垂心H总在此双曲线上,求双曲线的标准方程。解:设P(x0, y0)。因为H为垂心,于是PH⊥AB、AH⊥BP。AB在x轴上,所以PH垂直于x轴,PH所在直线与双曲线只有两个交点,一个是P(x0, y0),另外一个为(x0, -y0)(双曲线的对称性)。因为H也在双曲线上,所以H的坐标为(x0, -y0)。于是,向量AH=(x0-1, -y0)(点H、A的坐标相减),向量BP=(x0+1, y0),因为向量AH⊥BP,所以AH・BP=0(内积为0),即(x0-1)*(x0+1)-y0^2=0,化简得x0^2-y0^2=1。P是双曲线上任意一点。双曲线上任意一点都满足上面这个方程,说明双曲线的方程为:x^2-y^2=1。2、已知双曲线x^2/a^2-y^2/b^2=1的离心率e>1+√2,左右焦点分别为F1、F2,左准线为l。能否在双曲线的左支上找到一点P,使得|PF1|是P到准线l的距离d与|PF2|的等比中项。解:设右准线为L2,假设这样的点P是存在的。因为点P到左准线的距离为d,则|PF1|=e*d,d≥a-a^2/c,(因为双曲线上离准线最近的点为同侧对应顶点,最小距离为a-a^2/c)两条准线间的距离d0=2*a^2/c,于是点P到右准线的距离为d2=d+d0(P在双曲线的左支上)。于是,|PF2|=e×d2=e*(d+d0)=e*(d+2*a^2/c),|PF1|=e*d,由已知条件d、PF1、PF2成等比数列,故 PF1^2=d*PF2,即 e^2*d^2=d*e*(d+2*a^2/c),所以,e*d=d+2*a^2/c,(e-1)d=2*a^2/cd=2*a^2/c(e-1)=2*a^3/c(c-a),因为 d≥a-a^2/c,所以 2*a^3/c(c-a)≥a-a^2/c,化简得: 2*a^2≥(c-a)^2因为 c>a>0,c-a>0,所以, √2*a≥c-a,(√2+1)*a≥c,e=c/a≤√2+1,这与已知条件e>1+√2矛盾。所以,这样的点P不存在。3.已知圆x^2+y^2-9x=0与顶点在原点O,焦点在x轴上的抛物线C交与A、B两点,三角形AOB的垂心恰为抛物线的焦点,求抛物线C的方程。解:由于圆位于y轴右方,则抛物线也在y轴右方,法则不会与圆相交。设抛物线方程为y^2=2px,则焦点为H(p/2, 0)。由于抛物线和圆都关于x轴对称,故其交点也关于x轴对称,即A、B关于x轴对称。由于A、B都在抛物线上,可设其坐标分别为A(y1^2/2p, y1),B(y1^2/2p, -y1),由于H为△OAB的垂心,故HA⊥OB,所以向量HA・OB=0,(内积为0)。向量HA=(y1^2/2p,-p/2, y1),OB=(y1^2/2p,, -y1),由HA・OB=0得:(y1^2/2p-p/2, y1)・(y1^2/2p, -y1)=0,即 (y1^2/2p-p/2)*y1^2/2p - y1^2=0,则 (y1^2/2p-p/2)*y1^2/2p = y1^2,因为y1≠0,两边约去 y1^2,化简得:y1^2=5p^2。于是A点坐标为:(5p/2, y1)。因为A点在圆上,故 (5p/2)^2+y1^2-9*(5p/2)=0,即 (5p/2)^2+5p^2-9*(5p/2)=0,解之,p=0(舍去)或p=2。故抛物线方程为:y^2=4x。4.在双曲线x^2/13-y^2/12=-1的一支上有不同的三点A(x1, y1)、B(x2, 6)、C(x3, y3),它们与焦点F(0, 5)的距离成等差数列(1)求y1+y3;(2)求证线段AC的垂直平分线经过一定点。解:(1)焦点F(0, 5)对应的准线方程为y=12/5,由于A、B、C在双曲线的同一支上,B在双曲线的上面一支,故它们到直线的距离分别为:d1=y1-12/5,d2=6-12/5,d2=y3-12/5。因为d1*e=AF,d2*e=BF,d3*e=CF,AF、BF、CF成等差数列,故2*BF=AF+CF,即 2*d2e=d1*e+d3*e,所以 2*d2=d1+d3,即 2*(6-12/5)=y1-12/5+y3-12/5,所以 y1+y3=12。(2)设AC中点为D,则D点坐标为((x1+x3)/2, (y1+y3)/2)=((x1+x3)/2, 6),对线段AC的中垂线上任意一点P(x, y),由PD⊥AC得:向量PD・AC=0,(内积为0),向量AC=(x3-x1, y3-y1),向量PD=((x1+x3)/2-x, 6-y),故 (x3-x1, y3-y1)・((x1+x3)/2-x, 6-y)=0,化简得:(x3^2-x1^2)/2-x(x3-x1)+(y3-y1)(6-y)=0。 ……①由点A、B在双曲线上得:y1^2/12-x1^2/13=1,y3^2/12-x3^2/13=1,两式相减得: (y3^2-y1^2)/12=(x3^2-x1^2)/13所以 (x3^2-x1^2)=13*(y3^2-y1^2)/12=13*(y3-y1)(y3+y1)/12=13*(y3-y1),即 x3^2-x1^2=13*(y3-y1),代入①式得: 13/2*(y3-y1)-x(x3-x1)+(y3-y1)(6-y)=0,化简: (y3-y1)(25/2-y)=x(x3-x1),此即为AC中垂线方程。当x=0时,y=25/2,与x1、y1、x3、y3的取值无关。即,不论点A、C位于何处,其中垂线必定通过点(0, 25/2)。

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