题目内容
【题目】已知焦点在x轴上的双曲线C的两条渐近线过坐标原点,且两条渐近线与以点为圆心,1为半径的圆相切,又知C的一个焦点与P关于直线对称.
(1)求双曲线C的方程;
(2)设直线与双曲线C的左支交于A、B两点,另一直线经过及AB的中点,求直线在y轴上的截距b的取值范围;
(3)若Q是双曲线C上的任一点,、为双曲线C的左、右两个焦点,从引的角平分线的垂线,垂足为N,试求点N的轨迹方程.
【答案】(1);(2);(3),.
【解析】
(1)设双曲线的渐近线方程为,则,由该直线与圆相切,知双曲线的两条渐近线方程为.由此利用双曲线的一个焦点为,能求出双曲线的方程.
(2)由,得.令.直线与双曲线左支交于两点,等价于方程在上有两个不等实根.由此能求出直线在轴上的截距的取值范围.
(3)若在双曲线的右支上,则延长到,使,若在双曲线的左支上,则在上取一点,使.由此能求出点的轨迹方程.
(1)设双曲线的渐近线方程为,则,
该直线与圆相切,
双曲线的两条渐近线方程为.
故设双曲线的方程为.
又双曲线的一个焦点为,
,.
双曲线的方程为.
(2)由,得.
令
直线与双曲线左支交于两点,等价于方程在上有两个不等实根.
因此,解得.
又中点为,
因为直线与轴相交,所以,即,
直线的方程为.
令,得.
,
,
.
(3)若在双曲线的右支上,
则延长到,使,
若在双曲线的左支上,
则在上取一点,使.
根据双曲线的定义,
所以点在以为圆心,2为半径的圆上,
即点的轨迹方程是①
由于点是线段的中点,
设,,.
则,即.
代入①并整理得点的轨迹方程为.
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