问题
解答题
设直线l:y=x+m,双曲线E:
(1)证明:4a2=m2+3; (2)求双曲线E的方程; (3)若点F是双曲线E的右焦点,M,N是双曲线上两点,且
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答案
(1)∵双曲线的离心率为
,3
∴e=
=c a
,从而b2=2a2.3
双曲线的方程可化为2x2-y2=2a2.
设P(x1,y1),Q(x2,y2)
由y=x+m 2x2-y2=2a2
得:x2-2mx-m2-2a2=0
则有x1+x2=2m,x1•x2=-m2-2a2
从而y1+y2=4m,y1y2=2m2-2a2
∵
•OP
=-3,∴x1x2+y1y2=-3OQ
则-m2-2a2+2m2-2a2=-3,即4a2=m2+3;
(2)∵R(0,m),
=3PR
,RQ
∴(-x1,m-y1)=3(x2,y2-m)
∴
,-x1=3x2 m-y1=3(y2-m)
由
得m2=a2-x1=3x2 x1+x2=2m x1•x2=-m2-2a2
由
得a2=1则b2=2m2=a2 4a2=m2+3
故双曲线的方程为x2-
=1;y2 2
(3)易知F(
,0),设M(x1,y1),N(x2,y2).3
由
=λMF
得:FN
-x1=λ(x2-3
)3 -y1=λy2
设直线MN的方程为x=ty+
.3
由
得:(2t2-1)y2+4x=ty+ 3 2x2-y2=2
ty+4=03
则
,y1+y2=- 4
t3 2t2-1 y1•y2= 4 2t2-1
消去y1,y2得:
=-λ (1-λ)2 2t2-1 12t2
∵
=2t2-1 12t2
-1 6
<1 12t2
,1 6
∴
<-λ (1-λ)2
,1 6
解得λ>-2+
或λ<-2-3 3
当t=0时,可求出λ=1.
当直线MN与x轴重合时,
可求出λ=-2+
或λ=-2-3 3
故λ的取值范围是(-∞,-2-
]∪[-2+3
,+∞).3