题目内容

已知中心在原点的双曲线C的右焦点为(2,0),右顶点为(
3
,0)
(1)求双曲线C的方程;
(2)若直线l:y=kx+
2
与双曲线C恒有两个不同的交点A和B,且
OA
•
OB
>2(其中O为原点).求k的取值范围.
(1)设双曲线方程为
x2
a2
-
y2
b2
=1
(a>0,b>0).
由已知得a=
3
,c=2,再由a2+b2=22,得b2=1
.
故双曲线C的方程为
x2
3
-y2=1
.
(2)将y=kx+
2
代入
x2
3
-y2=1得
(1-3k2)x2-6
2
kx-9=0
.
由直线l与双曲线交于不同的两点得
1-3k2≠0
△=(6
2
k)2+36(1-3k2)=36(1-k2)>0.

即k2≠
1
3
且k2<1
.①
设A(xA,yA),B(xB,yB),
则xA+xB=
6
2
k
1-3k2
,xAxB=
-9
1-3k2
,由
OA
•
OB
>2得xAxB+yAyB>2
,
而xAxB+yAyB=xAxB+(kxA+
2
)(kxB+
2
)=(k2+1)xAxB+
2
k(xA+xB)+2
=(k2+1)
-9
1-3k2
+
2
k
6
2
k
1-3k2
+2=
3k2+7
3k2-1
.
于是
3k2+7
3k2-1
>2,即
-3k2+9
3k2-1
>0,解此不等式得
1
3
<k2<3
.②
由①、②得
1
3
<k2<1
.
故k的取值范围为(-1,-
3
3
)∪(
3
3
,1)
.
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