问题 解答题

已知双曲线C:x2-y2=1,l:y=kx+1

(1)求直线L的斜率的取值范围,使L与C分别有一个交点,两个交点,没有交点.

(2)若Q(1,1),试判断以Q为中点的弦是否存在,若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.

答案

(1)联立方程组

y=kx+1
x2-y2=1

消去y得,(1-k2)x2-2kx-2=0.

当1-k2=0,即k=±1时,x=±1;

当1-k2≠0,k≠±1时,△=(-2k)2+4-2(1-k2)=8-4k2

由△>0,即8-4k2>0,得-

2
<k<
2

由△=0,即8-4k2=0,得k=±

2

由△<0,即8-4k2<0,得k<-

2
或k
2

综上知:k∈(-

2,
-1)∪(-1,1)∪(1,
2
)
时,直线l与曲线C有两个交点.

k=±

2
时,直线l与曲线C切于一点,k=±1时,直线l与曲线C交于一点.

k<-

2
或k
2
直线l与曲线C没有公共点.

(2)不存在.

假设以Q点为中点的弦存在,

当过Q点的直线的斜率不存在时,显然不满足题意.

当过Q点的直线的斜率存在时,设斜率为k.

联立方程

x12-y12=1
x22-y22=1
两式相减得:(x1-x2)(x1+x2)-(y1-y2)(y1+y2)=0.

所以过点Q的直线的斜率为k=1,

所以直线的方程为y=x,即为双曲线的渐近线

与双曲线没有公共点.

即所求的直线不存在.

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