共找到 181 题
排序:
组题
本页 25 题去组卷
查看答案和解析
28解析几何★★★★☆
已知点 F1F_{1},F2F_{2} 依次为双曲线 CC:x2a2−y2b2=1\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1(aa,b>0b>0)的左右焦点,∣F1F2∣=6\left|F_{1}F_{2}\right|=6,B1(0,−b)B_{1}(0,-b),B2(0,b)B_{2}(0,b)
(1) 若 a=5a=\sqrt{5},以 d=(3,−4)\boldsymbol{d}=(3,-4) 为方向向量的直线 ll 经过 B1B_{1},求 F2F_{2} 到 ll 的距离; (2) 若双曲线 CC 上存在点 PP,使得 PB1→⋅PB2→=−2\overrightarrow{PB_{1}} \cdot \overrightarrow{PB_{2}} = -2,求实数 bb 的取值范围.
\begin{solution} 由双曲线焦半距关系 c2=a2+b2c^2=a^2+b^2,以及 ∣F1F2∣=2c=6|F_1F_2|=2c=6,得 c=3c=3.
\begin{enumerate} \item 当 a=5a=\sqrt5 时,b2=32−a2=4b^2=3^2-a^2=4,所以 b=2b=2,即 B1=(0,−2)B_1=(0,-2)、F2=(3,0)F_2=(3,0). 直线 ll 的方向向量为 (3,−4)(3,-4),故可取法向量 (4,3)(4,3). 由直线经过 B1B_1,其方程为 4x+3y+6=04x+3y+6=0. 因此
d(F2,l)=∣4⋅3+3⋅0+6∣42+32=185d(F_2,l)=\frac{|4\cdot3+3\cdot0+6|}{\sqrt{4^2+3^2}}=\frac{18}{5}
\item 设 P=(x,y)P=(x,y). 则 PB1→=(−x,−b−y)\overrightarrow{PB_1}=(-x,-b-y)、PB2→=(−x,b−y)\overrightarrow{PB_2}=(-x,b-y),所以
PB1→⋅PB2→=x2+y2−b2=−2\overrightarrow{PB_1}\cdot\overrightarrow{PB_2}=x^2+y^2-b^2=-2
即 x2+y2=b2−2x^2+y^2=b^2-2. 记 t=b2t=b^2,则 0<t<90<t<9,且由 x2+y2=t−2x^2+y^2=t-2 必有 t≥2t\geq2. 又双曲线方程为 x29−t−y2t=1\frac{x^2}{9-t}-\frac{y^2}{t}=1. 令 X=x2X=x^2、Y=y2Y=y^2,联立
{X+Y=t−2,X9−t−Yt=1.\begin{cases} X+Y=t-2,\\ \dfrac{X}{9-t}-\dfrac{Y}{t}=1. \end{cases}
由第一式得 Y=t−2−XY=t-2-X,代入第二式,得
X9−t−t−2−Xt=1⟹9Xt(9−t)=2(t−1)t⟹X=2(9−t)(t−1)9\frac{X}{9-t}-\frac{t-2-X}{t}=1 \Longrightarrow \frac{9X}{t(9-t)}=\frac{2(t-1)}{t} \Longrightarrow X=\frac{2(9-t)(t-1)}9
于是 Y=t−2−X=t(2t−11)9Y=t-2-X=\frac{t(2t-11)}9. 因为 X≥0X\geq0、Y≥0Y\geq0,且 2≤t<92\leq t<9,所以只需 2t−11≥02t-11\geq0,即 t≥112t\geq\frac{11}{2}. 反之,当 112≤t<9\frac{11}{2}\leq t<9 时,上述 XX,YY 均非负,取相应的 xx,yy 即可得到双曲线上的点 PP. 因此
112≤b2<9\frac{11}{2}\leq b^2<9
即 112≤b<3\sqrt{\frac{11}{2}}\leq b<3. \end{enumerate} \end{solution}

2015 · 上海 · 春季 · 第 28 题 · 解答题

查看答案和解析