题目内容

已知
a
=(x,0),
b
=(1,y),(
3
a
+
b
)⊥(
3
a
-
b
).
(1)求点P(x,y)的轨迹C的方程;
(2)若直线l:y=kx-1与曲线C交于A、B两点,并且A、B在y轴的异侧,求实数k的取值范围.
考点:双曲线的简单性质
专题:计算题,平面向量及应用,圆锥曲线的定义、性质与方程
分析:(1)运用向量垂直的条件,即为数量积为0,化简整理即可得到轨迹C的方程;
(2)设A(x1,y1)、B(x2,y2),把y=kx-1代入3x2-y2=1,运用判别式大于0,和两根之积小于0,解不等式求交集即可得到.
解答: 解:(1)由(
3
a
+
b
)⊥(
3
a
-
b
),得到(
3
a
+
b
)•(
3
a
-
b
)=0

a
=(x,0),
b
=(1,y),得
3
a
+
b
=(
3
x+1,y),
3
a
-
b
=(
3
x-1,-y)

(
3
x+1)•(
3
x-1)+y•(-y)=0

故所求的轨迹方程是3x2-y2=1;
(2)设A(x1,y1)、B(x2,y2),把y=kx-1代入3x2-y2=1,得(3-k2)x2+2kx-2=0,由3-k2≠0且△>0,得-
6
<k<
6
且k≠±
3

∵A、B在y轴的异侧,∴x1x2<0,得到-
3
<k<
3

综上,得k∈(-
3
3
)
点评:本题考查平面向量的数量积的坐标公式,考查双曲线方程和运用,考查联立直线方程和双曲线方程,消去未知数,运用韦达定理,考查运算能力,属于中档题.
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