Question

已知双曲线的中心为原点，左、右焦点分别为、，离心率为，点是直线上任意一点，点在双曲线上，且满足.
（1）求实数的值；
（2）证明：直线与直线的斜率之积是定值；
（3）若点的纵坐标为，过点作动直线与双曲线右支交于不同的两点、，在线段上去异于点、的点，满足，证明点恒在一条定直线上.

Answer 1

（1）；（2）详见解析；（3）详见解析.

试题分析：（1）根据双曲线的离心率列方程求出实数的值；（2）设点的坐标为，点的坐标为，利用条件确定与、之间的关系，再结合点在双曲线上这一条件，以及斜率公式来证明直线与直线的斜率之积是定值；（3）证法一是先设点、的坐标分别为、，结合（2）得到，，引入参数，利用转化为相应的条件，利用坐标运算得到点的坐标所满足的关系式，进而证明点恒在定直线上；证法二是设直线的方程为，将直线的方程与双曲线的方程联立，结合韦达定理，将条件进行等价转化为，结合韦达定理化简为，最后利用点在直线上得到，从而消去得到
，进而证明点恒在定直线上.
试题解析：（1）根据双曲线的定义可得双曲线的离心率为，由于，解得，
故双曲线的方程为；
（2）设点的坐标为，点的坐标为，易知点，
则，，
，因此点的坐标为，
故直线的斜率，直线的斜率为，
因此直线与直线的斜率之积为，
由于点在双曲线上，所以，所以，
于是有
（定值）；
（3）证法一：设点 且过点的直线与双曲线的右支交于不同的两点、，由（2）知，，，
设，则，即，
整理得，
由①③，②④得，，
将，，代入⑥得，⑦，
将⑦代入⑤得，即点恒在定直线上；
证法二：依题意，直线的斜率存在，设直线的方程为，
由，
消去得，
因为直线与双曲线的右支交于不同的两点、，
则有，
设点，由，得，
整理得，
将②③代入上式得，
整理得，④
因为点在直线上，所以，⑤
联立④⑤消去得，所以点恒在定直线.