题目内容
【题目】双曲线经过点,两条渐近线的夹角为,直线交双曲线于、.
(1)求双曲线的方程;
(2)若过原点,为双曲线上异于、的一点,且直线、的斜率为、,证明:为定值;
(3)若过双曲线的右焦点,是否存在轴上的点,使得直线绕点无论怎样转动,都有成立?若存在,求出的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)存在,.
【解析】
(1)根据双曲线所过的点和渐近线的夹角可得关于的方程组,解该方程组后可得双曲线的标准方程.
(2)设,,,用三点的坐标表示,再利用点满足的方程化简前者可得所求的定值.
(3)设直线为,,,根据可得恒等式,联立直线方程和双曲线方程后利用韦达定理化简前者可得,从而得到所求的定点.
(1)双曲线的渐近线方程为,
因为两条渐近线的夹角为,故渐近线的倾斜角为或,
所以或.
又,故 或(无解),故,
所以双曲线.
(2)设,,,
故,,所以,
因为,所以即,
所以为定值.
(3)双曲线的右焦点为,
当直线的斜率存在时,设直线的方程为:,设,,
因为,所以,
整理得到①,
由可以得到,
因为直线与双曲线有两个不同的交点,
故且,
所以.
由题设有①对任意的总成立,
因,
所以①可转化为,
整理得到对任意的总成立,
故,故即所求的定点的坐标为.
当直线的斜率不存在时,则,此时或,
此时.
综上,定点的坐标为.
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