问题 解答题
已知椭圆
x2
a2
+
y2
2
=1(a>
2
)的离心率为
2
2
,双曲线C与该椭圆有相同的焦点,其两条渐近线与以点(0,
2
)为圆心,1为半径的圆相切.
(1)求双曲线C的方程;
(2)设直线y=mx+1与双曲线C的左支交于A、B两点,另一直线l经过点M(-2,0)及AB的中点,求直线l在y轴上的截距b的取值范围.
答案

(1)设双曲线C的焦点为F1(-c,0),F2(c,0),c>0.

由已知

c
a
=
a2-2
a
=
2
2

得a=2,c=

2

设双曲线C的渐近线方程为y=kx,

依题意,

|k•0-
2
|
k2+1
=1,解得k=±1.

∴双曲线C的两条渐近线方程为y=±x.

故双曲线C的实半轴长与虚半轴长相等,设为a1

则2a12=c2=2,得a12=1.

∴双曲线C的方程为x2-y2=1.

(2)由

y=mx+1
x2-y2=1
得(1-m2)x2-2mx-2=0,

∴直线与双曲线C的左支交于A、B两点,

1-m2≠0
△>0
2m
1-m2
<0
-2
1-m2
>0
解得1<m<
2

设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=

2m
1-m2
,x1x2=
-2
1-m2

y1+y2=m(x1+x2)+2=

2
1-m2

由中点坐标公式得AB的中点为(

m
1-m2
1
1-m2
),

∴直线l的方程为x=(-2m2+m+2)y-2,

令x=0,得(-2m2+m+2)b=2,

∵m∈(1,

2
),b的值存在,∴-2m2+m+2≠0,

∴b=

2
-2m2+m+2
=
2
-2(m-
1
4
)2+
17
8

而-2(m-

1
4
2+
17
8
∈(-2+
2
,0)∪(0,1),

∴故b的取值范围是(-∞,-2-

2
)∪(2,+∞).

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