问题 解答题
已知点A(-2,0),B(2,0)
(1)过点A斜率
3
3
的直线l,交以A,B为焦点的双曲线于M,N两点,若线段MN的中点到y轴的距离为1,求该双曲线的方程;
(2)以A,B为顶点的椭圆经过点C(1,
3
2
),过椭圆的上顶点G作直线s,t,使s⊥t,直线s,t分别交椭圆于点P,Q(P,Q与上顶点G不重合).求证:PQ必过y轴上一定点.
答案

(1)设双曲线的标准方程为

x2
a2
-
y2
b2
=1(a>0,b>0),直线l的方程为y=
3
3
(x+2)

直线代入双曲线方程,整理可得(3b2-a2)x2-4a2x-4a2-3a2b2=0

设M(x1,y2),N(x2,y2),则x1+x2=

4a2
3b2-a2
,∴
x1+x2
2
=
2a2
3b2-a2

∵线段MN的中点到y轴的距离为1,∴

2a2
3b2-a2
=1,∴a=b

∵A(-2,0),B(2,0)为焦点,∴a2+b2=4,∴a=b=

2

∴双曲线的标准方程为

x2
2
-
y2
2
=1;

(2)证明:设椭圆方程为

x2
4
+
y2
b′2
=1,代入C(1,
3
2
),可得
1
4
+
3
4b′2
=1
,∴b′=1

∴椭圆方程为

x2
4
+y2=1,

∴椭圆的上顶点G(0,1),

设直线s的方程为y=kx+1,则直线t的方程为y=-

1
k
x+1

y=kx+1代入椭圆方程,可得(1+4k2)x2+8kx=0,∴x=0或x=-

8k
1+4k2

∴y=1或y=

1-4k2
1+4k2
,即P(-
8k
1+4k2
1-4k2
1+4k2

同理可得Q(

8k
4+k2
k2-4
4+k2

∴kPQ=

k2-4
4+k2
-
1-4k2
1+4k2
8k
4+k2
+
8k
1+4k2
=
k2-1
5k

∴PQ的方程为y-

1-4k2
1+4k2
=
k2-1
5k
(x+
8k
1+4k2

令x=0,可得y=-

3
5

∴PQ必过y轴上一定点(0,-

3
5
).

单项选择题
单项选择题