问题
解答题
已知椭圆C1:
①求双曲线C2的方程; ②圆C:x2+y2=r2(r>0)与两曲线C1、C2交点一共有且仅有四个,求r的取值范围;是否存在r,使得顺次连接这四个交点所得到的四边形是正方形? |
答案
①依题意,设双曲线C2的方程为
-x2 a2
=1(a>0,b>0)y2 b2
椭圆C1的离心率为
=2 4
,焦点为F(±2,0),1 2
所以
,c=2
=2c a
解得a=1,c=2,b=
=c2-a2
.3
②椭圆C1的顶点为A(±4,0)、B(0,±2
),双曲线C2的顶点为M(±1,0),椭圆C1与双曲线C2的交点为N(±2,±3),|ON|=3
.13
所以圆C与两曲线C1、C2有且仅有四个交点,
当且仅当1<r<2
或r=3
或r>4.13
直线y=±x与椭圆C1的交点为P(±
,±4 3 7
),|OP|=4 3 7
,4 6 7
因为2
<3
<4,且4 6 7
≠4 6 7
,13
所以,以O为圆心、|OP|为半径的圆与两曲线C1、C2的交点不只四个,不合要求.
直线y=±x与双曲线C2的交点为Q(±
,±3 2
),|OQ|=3 2
,1<3
<23
,符合要求,3
即r=
时,交点有且仅有四个,顺次连接这四个交点所得到的四边形是正方形.3