题目内容

(2012•上海模拟)设C1是以F为焦点的抛物线y2=2px(p>0),C2是以直线2x-
3
y=0
2x+
3
y=0
为渐近线,以(0,  
7
)
为一个焦点的双曲线.
(1)求双曲线C2的标准方程;
(2)若C1与C2在第一象限内有两个公共点A和B,求p的取值范围,并求
FA
FB
的最大值;
(3)是否存在正数p,使得此时△FAB的重心G恰好在双曲线C2的渐近线上?如果存在,求出p的值;如果不存在,说明理由.
分析:(1)设双曲线C2的方程,利用C2是以直线2x-
3
y=0
2x+
3
y=0
为渐近线,焦点是(0,
7
)
,即可求得双曲线方程;
(2)抛物线方程与双曲线方程联立,可得一元二次方程,利用C1与C2在第一象限内有两个公共点A和B,可得p的取值范围;设A、B的坐标,用坐标表示
FA
FB
,利用韦达定理及配方法,可得
FA
FB
的最大值;
(3)由(2)知△FAB的重心G(
2p
3
n+f
3
),即G(
2p
3
3p2+4
3
p
3
),假设G恰好在双曲线C2的渐近线上,利用渐近线方程,即可求得结论.
解答:解:(1)因为一个焦点是(0,
7
)
,故焦点在y轴上,于是可设双曲线C2的方程为
y2
a2
-
x2
b2
=1
(a>0,b>0)
∵C2是以直线2x-
3
y=0
2x+
3
y=0
为渐近线,
a
b
=
2
3

∵a2+b2=7
∴a=2,b=
3

∴双曲线方程为
y2
4
-
x2
3
=1

(2)抛物线y2=2px(p>0)的焦点F(
p
2
,0),与双曲线方程联立消y得:4x2-6px+12=0
∵C1与C2在第一象限内有两个公共点A和B,∴△>0,∴p>
4
3
3

设A(m,n)、B(e,f),则
FA
FB
=(m-
p
2
,n)•(e-
p
2
,f)=me-(m+e)×
p
2
+
p2
4
+nf=me-(m+e)×
p
2
+
p2
4
+2p
me

由方程知me=3,m+e=
3p
2
代入得
FA
FB
=-
p2
2
+2
3
p+3=-
1
2
(p-2
3
2+9,函数的对称轴为p=2
3

∵p>
4
3
3
,∴p=2
3
时,
FA
FB
的最大值为9;
(3)由(2)知△FAB的重心G(
2p
3
n+f
3

∵n+f=
2pm
+
2pe
=
3p2+4
3
p

∴G(
2p
3
3p2+4
3
p
3

假设G恰好在双曲线C2的渐近线上,则
2p
3
-
3
×
3p2+4
3
p
3
=0
,∴7p2=12
3
p

∴p=0或p=
12
3
7

∵p>
4
3
3
,∴p=
12
3
7

∴存在正数p=
12
3
7
,使得此时△FAB的重心G恰好在双曲线C2的渐近线上.
点评:本题考查双曲线的标准方程,考查向量知识的运用,考查函数的最值,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
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