问题 解答题
(1)求直线y=x+1被双曲线x2-
y2
4
=1
截得的弦长;
(2)求过定点(0,1)的直线被双曲线x2-
y2
4
=1
截得的弦中点轨迹方程.
答案

(1)由

x2-
y2
4
=1
y=x+1
得4x2-(x+1)2-4=0,即3x2-2x-5=0(*)

设方程(*)的解为x1,x2,则有x1+x2=

2
3
x1x2=-
5
3
得,d=
2
|x1-x2|=
2
(x1+x2)2-4x1x2
=
2
4
9
+
20
3
=
8
3
2

(2)方法一:若该直线的斜率不存在时与双曲线无交点,则设直线的方程为y=kx+1,它被双曲线截得的弦为AB对应的中点为P(x,y),

y=kx+1
x2-
y2
4
=1
得(4-k2)x2-2kx-5=0(*)

设方程(*)的解为x1,x2,则△=4k2+20(4-k2)>0,

16k2<80,|k|<

5
,且x1+x2=
2k
4-k2
x1x2=-
5
4-k2

x=

1
2
(x1+x2)=
k
4-k2
,y=
1
2
(y1+y2)=
1
2
(x1+x2)+1=
4
4-k2

x=
k
4-k2
y=
4
4-k2
,消去k得4x2-y2+y=0(y<-4或y>0).

方法二:设弦的两个端点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),弦中点为P(x,y),则

4x12-y12=4
4x22-y22=4
,两式相减得:4(x1+x2)(x1-x2)=(y1+y2)(y1-y2),

y1+y2
x1+x2
=
4(x1-x2)
y1-y2
,即
y
x
=
4x
y-1
,即4x2-y2+y=0(y<-4或y>0).

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