已知双曲线C:
(1)求双曲线C的方程; (2)已知Q(0,2),P为双曲线C上的动点,点M满足
(3)过点Q(0,2)的直线l与双曲线C相交于不同的两点E、F,记O为坐标原点,若△OEF的面积为2
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(1)依题意,由a2+b2=4,
得双曲线方程为
-x2 a2
=1(0<a2<4),y2 4-a2
将点(3,
)代入上式,得7
-9 a2
=1.7 4-a2
解得a2=18(舍去)或a2=2,
故所求双曲线方程为
-x2 2
=1.…(4分)y2 2
(2)设M(x,y),
∵点M满足
=QM
,MP
∴M为线段PQ的中点,
∵Q (0,2),
∴P(2x,2y-2),…(6分)
把点P(2x,2y-2)代入双曲线方程为
-x2 2
=1,y2 2
得动点M的轨迹方程:2x2-2(y-1)2=1.….(8分)
(3)依题意,可设直线l的方程为y=kx+2,
代入双曲线C的方程并整理,
得(1-k2)x2-4kx-6=0.
∵直线l与双曲线C相交于不同的两点E、F,
∴
,1-k2≠0 △=(-4k)2+4×6(1-k2)>0
∴k∈(-
,-1)∪(1,3
).…(10分)3
设E(x1,y1),F(x2,y2),
则由①式得x1+x2=
,x1x2=-4k 1-k2
,6 1-k2
于是|EF|=(x1-x2)2+(y1-y2)2
=(1+k2)(x1-x2)2
=
•1+k2 (x1+x2)2-4x1x2
=
•1+k2
,2 2 3-k2 |1-k2|
而原点O到直线l的距离d=
,2 1+k2
∴S△OEF=
d•|EF|1 2
=
•1 2
•2 1+k2
•1+k2 2 2 3-k2 |1-k2|
=
.…(13分)2 2 3-k2 |1-k2|
若S△OEF=2
,2
即
=22 2 3-k2 |1-k2|
,2
∴k4-k2-2=0,
解得k=±
,2
满足②.故满足条件的直线l有两条,
其方程分别为y=
x+2和y=-2
x+2.…(16分)2