已知椭圆的左,右两个顶点分别为A、B.曲线C是以A、B两点为顶点,离心率为的双曲线.设点P在第一象限且在曲线C上,直线AP与椭圆相交于另一点T.(1)求曲线C的方程;

发布时间:2020-08-04 18:15:55

已知椭圆的左,右两个顶点分别为A、B.曲线C是以A、B两点为顶点,离心率为的双曲线.设点P在第一象限且在曲线C上,直线AP与椭圆相交于另一点T.
(1)求曲线C的方程;
(2)设P、T两点的横坐标分别为x1、x2,证明:x1?x2=1;
(3)设△TAB与△POB(其中O为坐标原点)的面积分别为S1与S2,且,求的取值范围.

网友回答

(1)解:依题意可得A(-1,0),B(1,0).
设双曲线C的方程为(b>0),
因为双曲线的离心率为,所以,即b=2.
所以双曲线C的方程为.
(2)证法1:设点P(x1,y1)、T(x2,y2)(xi>0,yi>0,i=1,2),直线AP的斜率为k(k>0),
则直线AP的方程为y=k(x+1),
联立方程组
整理,得(4+k2)x2+2k2x+k2-4=0,
解得x=-1或.所以.
同理可得,.
所以x1?x2=1.…(8分)
证法2:设点P(x1,y1)、T(x2,y2)(xi>0,yi>0,i=1,2),
则,.
因为kAP=kAT,所以,即.…(5分)
因为点P和点T分别在双曲线和椭圆上,所以,.
即,.
所以,即.…(7分)
所以x1?x2=1.
证法3:设点P(x1,y1),直线AP的方程为,
联立方程组
整理,得,
解得x=-1或.…(6分)
将代入,得,即.
所以x1?x2=1.
(3)解:设点P(x1,y1)、T(x2,y2)(xi>0,yi>0,i=1,2),
则,.
因为,所以,即.
因为点P在双曲线上,则,所以,即.
因为点P是双曲线在第一象限内的一点,所以1<x1≤2.
因为,,
所以.
由(2)知,x1?x2=1,即.
设,则1<t≤4,.
设,则,
当1<t<2时,f'(t)>0,当2<t≤4时,f'(t)<0,
所以函数f(t)在(1,2)上单调递增,在(2,4]上单调递减.
因为f(2)=1,f(1)=f(4)=0,
所以当t=4,即x1=2时,.
当t=2,即时,.
所以的取值范围为[0,1].
解析分析:(1)依题意设双曲线C的方程,利用双曲线的离心率为,建立等式,从而可求双曲线C的方程;
(2)证法1:设直线AP的方程与椭圆方程联立,确定P、T的横坐标,即可证得结论;
证法2:利用kAP=kAT,建立等式,根据点P和点T分别在双曲线和椭圆上,可得方程,代入化简,可得结论;
证法3:设直线AP的方程与椭圆方程联立,确定P、T的横坐标,即可证得结论;
(3)利用,结合点P是双曲线在第一象限内的一点,可得1<x1≤2,利用三角形的面积公式求面积,从而可得的不等式,利用换元法,再利用导数法,即可求的取值范围.


点评:本小题主要考查椭圆与双曲线的方程、直线与圆锥曲线的位置关系、函数最值等知识,考查数形结合、化归与转化、函数与方程的数学思想方法,以及推理论证能力和运算求解能力.
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