问题 解答题
双曲线的中心是原点O,它的虚轴长为2
6
,右焦点为F(c,0)(c>0),直线l:x=
a2
c
与x轴交于点A,且|OF|=3|OA|.过点F的直线与双曲线交于P、Q两点.
(Ⅰ)求双曲线的方程;
(Ⅱ)若
AP
AQ
=0,求直线PQ的方程.
答案

解.(Ⅰ)由题意,设曲线的方程为

x2
a2
-
y2
b2
=1(a>0,b>0)

由已知

a2+6=c2
c=
3a2
c
解得a=
3
,c=3

所以双曲线的方程:

x2
3
-
y2
6
=1.

(Ⅱ)由(Ⅰ)知A(1,0),F(3,0),

当直线PQ与x轴垂直时,PQ方程为x=3.此时,

AP
AQ
≠0,应舍去.

当直线PQ与x轴不垂直时,设直线PQ的方程为y=k(x-3).

由方程组

x2
3
-
y2
6
=1
y=k(x-3)
得(k2-2)x2-6k2x+9k2+6=0

由于过点F的直线与双曲线交于P、Q两点,则k2-2≠0,即k≠±

2

由于△=36k4-4(k2-2)(9k2+6)=48(k2+1)>0得k∈R.

∴k∈R且k≠±

2
(*)

设P(x1,y1),Q(x2,y2),则

x1+x2=
6k2
k2-2
(1)
x1x2=
9k2+6
k2-2
(2)

由直线PQ的方程得y1=k(x1-3),y2=k(x2-3)

于是y1y2=k2(x1-3)(x2-3)=k2[x1x2-3(x1+x2)+9](3)

AP
AQ
=0,

∴(x1-1,y1)•(x2-1,y2)=0

即x1x2-(x1+x2)+1+y1y2=0(4)

由(1)、(2)、(3)、(4)得

9k2+6
k2-2
-
6k2
k2-2
+1+k2(
9k2+6
k2-2
-3
6k2
k2-2
+9)=0

整理得k2=

1
2

∴k=±

2
2
满足(*)

∴直线PQ的方程为x-

2
y-3=0或x+
2
y
-3=0

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