题目内容
(本小题满分14分)
已知椭圆的左,右两个顶点分别为
、
.曲线
是以
、
两点为顶点,离心率为
的双曲线.设点
在第一象限且在曲线
上,直线
与椭圆相交于另一点
.
(1)求曲线的方程;
(2)设、
两点的横坐标分别为
、
,证明:
;
(3)设与
(其中
为坐标原点)的面积分别为
与
,且
,求
的取值范围.
【答案】
(1) 依题意可得,
.
设双曲线的方程为
,
因为双曲线的离心率为,所以
,即
.
所以双曲线的方程为
.
(2)证法1:设点、
(
,
,
),直线
的斜率为
(
),
则直线的方程为
,
联立方程组
整理,得,
解得或
.所以
.
同理可得,.
所以.
证法2:设点、
(
,
,
),
则,
.
因为,所以
,即
.
因为点和点
分别在双曲线和椭圆上,所以
,
.
即,
.
所以,即
.
所以.
证法3:设点,直线
的方程为
,
联立方程组
整理,得,
解得或
.
将代入
,得
,即
.
所以.
(3)解:设点、
(
,
,
),
则,
.
因为,所以
,即
.
因为点在双曲线上,则
,所以
,即
.
因为点是双曲线在第一象限内的一点,所以
.
因为,
,
所以.
由(2)知,,即
.
设,则
,
.
设,则
,
当时,
,当
时,
,
所以函数在
上单调递增,在
上单调递减.
因为,
,
所以当,即
时,
.
当,即
时,
.
所以的取值范围为
.
【解析】略
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