过双曲线2x2-y2=1上一点A(1,1)作两条动弦AB,AC,且直线AB,AC的斜率的乘积为3.
(1)问直线BC是否可与坐标轴垂直?若可与坐标轴垂直,求直线BC的方程,若不与坐标轴垂直,试说明理由.
(2)证明直线BC过定点.
(1)令B(x1,y1),C(x2,y2).
当BC与x轴垂直时,有x1=x2,y1=-y2,
故:3=
•
=
=
=
∴x1=
,与|x
1|≥
矛盾,因此BC不与x轴垂直..(3分)
当BC与y轴垂直时,有x1=-x2,y1=y2,
故:3=
•
=
=
=
∴y1=-
,因此BC可与y轴垂直,此时BC的方程为y=-
.(5分)
(2)证明:当BC不与坐标轴垂直时,kAB•kAC=
•
=3,
故3(x1-1)(x2-1)=(y1-1)(y2-1).…①…(6分)
令BC:y=kx+b,代入双曲线方程有:2x2-(kx+b)2=1⇔(2-k2)x2-2kbx-b2-1=0.…②
x1,x2是方程②的两个实根.令f(x)=(2-k2)x2-2kbx-b2-1,
则(x1-1)(x2-1)=
=
.③…..(8分)
直线方程又可写成:x=
,代入2x
2-y
2=1,有:2(y-b)
2-k
2y
2=k
2,整理得:(2-k
2)y
2-4by+2b
2-k
2=0.…④
y1,y2是方程④的两个实根.
令g(y)=(2-k2)y2-4by+2b2-k2.
(y1-1)(y2-1)=
=
.…⑤…(10分)
③,⑤两式代入①式,有:
=
,
故3[1-(k+b)2]=2[(b-1)2-k2],
从而:3(1-k-b)(1+k+b)=2(b-1-k)(b-1+k).…⑥
因为点A(1,1)不在直线y=kx+b上,故k+b≠1.
利用⑥,可知:3 (1+k+b)+2(b-1-k)=0,
即k+5b+1=0,所以-
=k•
+b.
因此直线BC过定点M(
,-
),直线y=-
也过定点M.
综上所述,直线BC恒过定点M(
,-
).…(14分)