题目内容
【题目】如图,椭圆与一等轴双曲线相交,是其中一个交点,并且双曲线的顶点是该椭圆的焦点,,双曲线的焦点是椭圆的左、右顶点,设为该双曲线上异于顶点的任意一点,直线的斜率分别为,且直线和与椭圆的交点分别为、和、.
(1)求椭圆和双曲线的标准方程;
(2)(i)证明:;
(ii)是否存在常数,使得恒成立?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),;(2)(i)证明见解析;(ii)存在,.
【解析】
(1)根据题意双曲线的,进而可求双曲线的标准方程;椭圆的,由可得,进而可得椭圆的标准方程.
(2)(i)设点,利用两点,,从而可得,将点代入双曲线方程即可证出;(ii)假设存在常数,使得恒成立,由(i)设直线的方程为,进而求出直线的方程,把直线代入椭圆方程,利用弦长公式求出, 同理求出弦长,代入整理即可求出的值
(1)由题意知,双曲线的,方程为:
椭圆:,即.
于是椭圆方程为;
(2)(i)设点,则,,
则;
而由点在双曲线上,可知,即有;
从而,故.
(ii)假设存在常数,使得恒成立.
则由(i)知,所以可设直线的方程为,
直线的方程为;
把直线的方程为代入椭圆方程,
整理得;
若设,,则有,;
因此;
同理可得;
因此由知
.
所以存在常数,使得恒成立.
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