问题 解答题
已知双曲线E:
x2
a2
-
y2
b2
=1(a>0,b>0)
的渐近线与抛物线C:y=x2+1相切于第一象限内的点P.
(I)求点P的坐标及双曲线E的离心率;
(II)记过点P的渐近线为l1,双曲线的右焦点为F,过点F且垂直于l1的直线l2与双曲线E交于A、B两点.当△PAB的面积为
40
3
时,求双曲线E的方程.
答案

(I)设切点P的坐标为(x0

x20
+1),则切线的斜率为(x2+1)′|x=x0=2x0…(1分)

因为双曲线E的渐近线y=

b
a
x与抛物线C相切,所以2x0=
b
a

x20
+1=
b
a
x0

由①、②消去x0得:(

b
2a
)2+1=
b2
2a2
,即b2=4a2,…(3分)

又c2=a2+b2,所以c2-a2=4a2,c2=5a2

e2=

c2
a2
=5,e=
5
.…(4分)

由①、②还可得

x20
+1=2
x20
,即x0=±1,

又P在第一象限,从而切点P的坐标为(1,2)…%分

(II)由(I)得l1的方程为y=2x,点F的坐标为(

5
a,0),双曲线E的方程为4x2-y2=4a2

因为l1⊥l2,所以l2的方程为y=-

1
2
(x-
5
a).

y=-
1
2
(x-
5
a)
4x2-y2=4a2
消去y得:15x2+2
5
ax-21a2=0

从而xA+xB=-

2
5
15
a,xAxB=-
7
5
a2

|AB|=

1+(-
1
2
)
2
(xA+xB)2-4xAxB
=
5
4
(-
2
5
15
a)
2
+
28
5
a2
=
8
3
a
.…(7分)

由点到直线的距离公式得△PAB的高h=|a-

5
|.…(8分)

所以△PAB的面积S=

4
3
a|a-
5
|=
40
3

当0<a<5时,a(a-

5
)=10,即a2-
5
a+10=0
,无实数解;

当a≥5时,a(a-

5
)=10,即a2-
5
a+10=0

解得a=2

5
a=-
5
(舍去)…(11分)

a=2

5
,b=2a=4
5

所以所求方程为

x2
20
-
y2
80
=1.…(12分)

单项选择题
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