题目内容

已知点F是双曲线C:x2-y2=2的左焦点,直线l与双曲线C交于A、B两点,
(1)若直线l过点P(1,2),且
OA
+
OB
=2
OP
,求直线l的方程.
(2)若直线l过点F且与双曲线的左右两支分别交于A、B两点,设
FB
FA
,当λ∈[6,+∞)时,求直线l的斜率k的取值范围.
设A(x1,y2),B(x2,y2),
(1)由A、B两点在双曲线上,得
x21
-
y21
=2
x22
-
y22
=2

作差:(x1-x2)(x1+x2)=(y1-y2)(y1+y2)即
y1-y2
x1-x2
=
x1+x2
y1+y2

OA
+
OB
=2
OP
,知
x1+x2=2
y1+y2=4

则直线l的斜率k=
1
2
,直线l的方程为y-2=
1
2
(x-1)
即x-2y+3=0
易知直线l与双曲线有两个交点,方程x-2y+3=0即为所求,
(2)F(-2,0),由
FB
FA
,得
x2+2=λ(x1+2)
y2y1

设直线l:y=k(x+2),由
y=k(x+2)
x2-y2=2
,得(1-k2)y2-4ky+2k2=0.
∴△=16k2-8k2(1-k2)=8k2(1+k2y1+y2=
4k
1-k2
y1y2=
2k2
1-k2

由y2=λy1y1+y2=
4k
1-k2
y1y2=
2k2
1-k2
,消去y1,y2
8
1-k2
=
(1+λ)2
λ
=λ+
1
λ
+2

∵λ≥6,函数g(λ)=λ+
1
λ
+2
在(1,+∞)上单调递增,
8
1-k2
≥6+
1
6
+2=
49
6
,∴k2
1
49

又直线l与双曲线的两支相交,即方程(1-k2)y2-4ky+2k2=0两根同号,
∴k2<1.
1
49
k2<1
,故k∈(-1,-
1
7
]∪[
1
7
,1)
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