题目内容
已知双曲线
的左、右焦点分别为
、
,过点
的动直线与双曲线相交于
两点.
(I)若动点
满足
(其中
为坐标原点),求点
的轨迹方程;
(II)在
轴上是否存在定点
,使
·
为常数?若存在,求出点
的坐标;若不存在,请说明理由.
解:由条件知
,
,设
,
.
解法一:(I)设
,则
,
,
,由
得
即![]()
于是
的中点坐标为
.
当
不与
轴垂直时,
,即
.
又因为
两点在双曲线上,所以![]()
,
,两式相减得
,即
.
将
代入上式,化简得
.
当
与
轴垂直时,
,求得
,也满足上述方程.
所
以点
的轨迹方程是
.
(II)假设在
轴上存在定点
,使
为常数.
当
不与
轴垂直时,设直线
的方程是
.
代入
有
.
则
是上述方程的两个实根,所以
,![]()
,
于是![]()
![]()
![]()
.
因为
是与
无关的常数,所以
,即
,此时
=
.
当
与
轴垂直时,点
的坐标可分别设为
、
,
此时
.
故在
轴上存在定点
,使
为常数.
解法二:(I)同解法一的(I)有
①
当
不与
轴垂直时,设直线
的方程是
.
代入
有
.
则
是上述方程的两个实根,所以
.②
. ③
由①、②、③得
.…………………………………………………④
.……………………………………………………………………⑤
当
时,![]()
,由④、⑤得,
,将其代入⑤有
.整理得
.
当
时,点
的坐标为
,满足上述方程.
当
与
轴垂直时,
,求得
,也满足上述方程.
故点
的轨迹方程是
.
(II)假设在
轴上存在定点点
,使
为常数,
当
不与
轴垂直时,由(I)有
,
.
以下同解法一的(II).
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