题目内容
【题目】已知双曲线C: =1经过点(2,3),两条渐近线的夹角为60°,直线l交双曲线于A,B两点.
(1)求双曲线C的方程;
(2)若l过原点,P为双曲线上异于A,B的一点,且直线PA,PB的斜率kPA , kPB均存在,求证:kPAkPB为定值;
(3)若l过双曲线的右焦点F1 , 是否存在x轴上的点M(m,0),使得直线l绕点F1无论怎样转动,都有 =0成立?若存在,求出M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】
(1)
解:由题意得
解得a=1,b=
∴双曲线C的方程为
(2)
证明:设A(x0,y0),由双曲线的对称性,可得B(﹣x0,﹣y0).
设P(x,y),
则kPAkPB= ,
∵y02=3x02﹣3,y2=3x2﹣3,
所以kPAkPB= =3
(3)
解:由(1)得点F1为(2,0)
当直线l的斜率存在时,设直线方程y=k(x﹣2),A(x1,y1),B(x2,y2)
将方程y=k(x﹣2)与双曲线方程联立消去y得:(k2﹣3)x2﹣4k2x+4k2+3=0,
∴x1+x2= ,x1x2=
假设双曲线C上存在定点M,使MA⊥MB恒成立,设为M(m,n)
则 =(x1﹣m)(x2﹣m)+[k(x1﹣2)﹣n][k(x2﹣2)﹣n]
=(k2+1)x1x2﹣(2k2+kn+m)(x1+x2)+m2+4k2+4kn+n2= =0,
故得:(m2+n2﹣4m﹣5)k2﹣12nk﹣3(m2+n2﹣1)=0对任意的k2>3恒成立,
∴ ,解得m=﹣1,n=0
∴当点M为(﹣1,0)时,MA⊥MB恒成立;
当直线l的斜率不存在时,由A(2,3),B(2,﹣3)知点M(﹣1,0)使得MA⊥MB也成立.
又因为点(﹣1,0)是双曲线C的左顶点,
所以双曲线C上存在定点M(﹣1,0),使MA⊥MB恒成立
【解析】(1)利用双曲线C: =1经过点(2,3),两条渐近线的夹角为60°,建立方程,即可求双曲线C的方程;(2)设M(x0 , y0),由双曲线的对称性,可得N的坐标,设P(x,y),结合题意,又由M、P在双曲线上,可得y02=3x02﹣3,y2=3x2﹣3,将其坐标代入kPMkPN中,计算可得答案.(3)先假设存在定点M,使MA⊥MB恒成立,设出M点坐标,根据数量级为0,求得结论.