问题 解答题

已知直线l:y=ax+1与双曲线C:3x2-y2=1相交于A、B两点.

(1)求实数a的取值范围;

(2)当实数a取何值时,以线段AB为直径的圆经过坐标原点.

答案

解(1)联立方程组

3x2-y2=1
y=ax+1
,得(3-a2)x2-2ax-2=0.  …(2分)

∵直线l与曲线C有两个交点A、B,

3-a2≠0
△=4a2-4(3-a2)(-2)>0
,即
a2≠3
a2<6
.            …(4分)

∴实数a的取值范围是-

6
<a<
6
且a≠±
3
.      …(5分)

(2)设点A、B的坐标为(x1,y1)、(x2,y2).            …(6分)

由(1)可知,

x1+x2=
2a
3-a2
x1x2=
-2
3-a2

∵以线段AB为直径的圆经过原点,

OA
OB
,即x1x2+y1y2=0.                         …(8分)

又y1=ax1+1,y2=ax2+1,

∴x1x2+(ax1+1)(ax2+1)=0,

(a2+1)•

-2
3-a2
+a•
2a
3-a2
+1=0,解得a=±1(都满足(1)求出的条件)    …(11分)

∴a=±1时,以线段AB为直径的圆经过坐标原点.    …(12分)

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