问题 解答题
设MN是双曲线
x2
4
-
y2
3
=1
的弦,且MN与x轴垂直,A1、A2是双曲线的左、右顶点.
(Ⅰ)求直线MA1和NA2的交点的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设直线y=x-1与轨迹C交于A、B两点,若轨迹C上的点P满足
.
OP
.
OA
.
OB
(O为坐标原点,λ,μ∈R)
求证:λ2+μ2-
10
7
λμ
为定值,并求出这个定值.
答案

(Ⅰ)∵A1、A2是双曲线的左、右顶点,∴A1(-2,0)A2(2,0)

∵MN是双曲线

x2
4
-
y2
3
=1的弦,且MN与x轴垂直,∴设M(x0,y0),则N(x0,-y0

则直线MA1和NA2的方程分别为y=

y0
x0+2 
(x+2),y=
-y0
x0-2
(x-2)

联立两方程,解x0,y0,得

x0=
4
x
y0=
2y
x
,∵M(x0,y0)在双曲线上,代入双曲线方程,得

x2
4
+
y2
3
=1,即直线MA1和NA2的交点的轨迹C的方程为
x2
4
+
y2
3
=1

(Ⅱ)联立

x2
4
+
y2
3
=1
y=x-1
得7x2-8x-8=0

由韦达定理得x1+x2=

8
7
x1x2=
8
7

A,B,P三点在

x2
4
+
y2
3
=1上,

知3x12+4y12=12,3x22+4y22=12,

.
OP
.
OA
.
OB
,∴P点坐标为(λ2x12+2λμx1x22x22,λ2y12+2λμy1y22y22

∴3(λ2x12+2λμx1x22x22)+4(λ2y12+2λμy1y22y22)=12

3x1x2+4y1y2=7x1x2-4(x1+x2)+4=-

60
7

λ2+μ2-

10
7
λμ=1

λ2+μ2-

10
7
λμ为定值,且定制为1.

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