题目内容
【题目】如图,椭圆
与一等轴双曲线相交,
是其中一个交点,并且双曲线的顶点是该椭圆的焦点
,
,双曲线的焦点是椭圆的左、右顶点,设
为该双曲线上异于顶点的任意一点,直线
的斜率分别为
,且直线
和
与椭圆的交点分别为
、
和
、
.
![]()
(1)求椭圆和双曲线的标准方程;
(2)(i)证明:
;
(ii)是否存在常数
,使得
恒成立?若存在,求
的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
,
;(2)(i)证明见解析;(ii)存在,
.
【解析】
(1)根据题意双曲线的
,进而可求双曲线的标准方程;椭圆的
,由
可得
,进而可得椭圆的标准方程.
(2)(i)设点
,利用两点
,
,从而可得
,将点
代入双曲线方程即可证出;(ii)假设存在常数
,使得
恒成立,由(i)设直线
的方程为
,进而求出直线
的方程,把直线
代入椭圆方程,利用弦长公式求出
, 同理求出弦长
,代入整理即可求出
的值
(1)由题意知,双曲线的
,方程为:![]()
椭圆:
,即
.
于是椭圆方程为
;
(2)(i)设点
,则
,
,
则
;
而由点
在双曲线上,可知
,即有
;
从而
,故
.
(ii)假设存在常数
,使得
恒成立.
则由(i)知
,所以可设直线
的方程为
,
直线
的方程为
;
把直线
的方程为
代入椭圆方程,
整理得
;
若设
,
,则有
,
;
因此
;
同理可得
;
因此由
知
.
所以存在常数
,使得
恒成立.
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