设双曲线C的中心在原点,焦点在x轴上,离心率为2,其一个顶点的坐标是(
(Ⅰ)求双曲线C的标准方程; (Ⅱ)是否存在实数k,使得以线段AB为直径的圆过坐标的原点?若存在,求出k的值;若不存在,写出理由. |
(Ⅰ)∵双曲线C的中心在原点,焦点在x轴上,
离心率为2,其一个顶点的坐标是(
,0),1 3
∴设双曲线方程为
-x2 a2
=1,y2 b2
∴
,解得a=
=2c a a= 1 3
,c=3 3
,2 3 3
b2=(
)2-(2 3 3
)2=1,3 3
∴双曲线C的标准方程为3x2-y2=1.
(Ⅱ)假设存在实数k,使得以线段AB为直径的圆过坐标的原点.
将直线l的方程y=kx+1代入双曲线C的方程3x2-y2=1后,
整理得(k2-3)x2+2kx+2=0,…①
依题意,直线l与双曲线C交于不同两点,
∴
,k2-3≠0 △=(2k)2-8(k2-3)>0
解得k的取值范围是-
<k<6
,6
设A、B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
则由①式得
,…②x1+x2= 2k 3-k2 x1x2= 2 k2-3
y1y2=(kx1+1)(kx2+1)
=k2x1x2+k(x1+x2)+1,
假设存在实数k,使得以线段AB为直径的圆经过坐标原点(0,0),
则由FA⊥FB得:x1x2+y1y2=0,…③
把②式代入③式得:(1+k2)x1x2+k(x1+x2)+1=0
∴(1+k2)•
+2 k2-3
+1=0,2k2 3-k2
解得k=-1,或k=1,
∴1和-1都在(-
,6
)内,6
∴存在实数k=±1,使得以AB为直径的圆经过坐标原点.