如图,已知双曲线
(Ⅰ)求证直线PQ与双曲线的一条渐近线垂直. (Ⅱ)若M为PF2的中点,O为坐标原点,|OM|-|MT|=1,|PQ|=λ|AB|,求实数λ的取值范围. |
(Ⅰ)双曲线
-x2 a2
=1(b>a>0)的渐近线为y=±y2 b2
x,b a
设直线PQ的方程为y=k(x-c),(不妨设k<0),由于与圆x2+y2=a2相切,
∴
=a,即k2=|kc| k2+1
,直线PQ的斜率k=-a2 b2
,a b
因为一三象限的渐近线为
,-b a
•a b
=-1.b a
所以直线PQ与双曲线的一条渐近线垂直;
(Ⅱ)y=k(x-c)
-x2 a2
=1y2 b2
得(b2-a2k2)x2+2a2k2cx-a2k2c2-a2b2=0,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
则
,x1+x2= -2a2k2c b2-a2k2 x1x2= -a2k2c2-a2b2 b2-a2k2
所以|PQ|=(1+k2)[(x1+x2)2-4x1x2]
=2ab2(1+k2) |b2-a2k2|
=
,2ab2 b2-a2
因为|OM|=
|PF1|,|F2M|=1 2
|PF2|,|F2M|-|OM|=1 2
(|PF2|-|PF1|)=a,|OM|-|MT|=1,1 2
代入上式得|F2M|-|MT|=a+1,
又|F2M|-|MT|=|F2T|=
=b,c2-a2
所以b=a+1.
因为|AB|=2a,|PQ|=
,2ab2 b2-a2
λ=
=b2 b2-a2
=(a+1)2 2a+1
+1,a2 2a+1
令t=2a+1,则a=
,t∈[3,5],λ=t-1 2
[t+1 4
-2]+1,1 t
因为t+
在[3,5]为增函数,所以λ∈[1 t
,4 3
].9 5