已知雙曲線E:
x2
a2
-
y2
4
=1(a>0)的中心為原點(diǎn)O,左,右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,離心率為
3
5
5
,點(diǎn)P是直線x=
a2
3
上任意一點(diǎn),點(diǎn)Q在雙曲線E上,且滿足
PF2
QF2
=0.
(1)求實(shí)數(shù)a的值;
(2)證明:直線PQ與直線OQ的斜率之積是定值;
(3)若點(diǎn)P的縱坐標(biāo)為1,過點(diǎn)P作動直線l與雙曲線右支交于不同兩點(diǎn)M,N,在線段MN上取異于點(diǎn)M,N的點(diǎn)H,滿足
|PM|
|PN|
=
|MH|
|HN|
,證明點(diǎn)H恒在一條定直線上.
考點(diǎn):直線與圓錐曲線的綜合問題,直線的斜率
專題:綜合題,圓錐曲線的定義、性質(zhì)與方程
分析:(1)設(shè)雙曲線E的半焦距為c,根據(jù)離心率為
3
5
5
,雙曲線方程,即可求實(shí)數(shù)a的值;
(2)設(shè)點(diǎn)P(
5
3
 ,t)
,Q(x0,y0),根據(jù)
PF2
QF2
=0,點(diǎn)Q(x0,y0)在雙曲線E上,可得y02=
4
5
(
x
2
0
-5)
,表示出直線PQ與直線OQ的斜率之積,化簡可得結(jié)論;
(3)設(shè)點(diǎn)H(x,y),且過點(diǎn)P(
5
3
 ,1)
的直線l與雙曲線E的右支交于不同兩點(diǎn)M(x1,y1),N(x2,y2),則4x12-5y12=204x22-5y22=20,即y12=
4
5
(x12-5)
y22=
4
5
(x22-5)
,設(shè)
|PM|
|PN|
=
|MH|
|HN|
,求出坐標(biāo)之間的關(guān)系,化簡可得點(diǎn)H恒在定直線4x-3y-12=0上.
解答: (1)解:設(shè)雙曲線E的半焦距為c,
由題意可得
c
a
=
3
5
5
c2=a2+4.
,解得a=
5

(2)證明:由(1)可知,直線x=
a2
3
=
5
3
,點(diǎn)F2(3,0).
設(shè)點(diǎn)P(
5
3
 ,t)
,Q(x0,y0),
因?yàn)?span id="vdb1zz1" class="MathJye">
PF2
QF2
=0,所以(3-
5
3
,-t)•(3-x0,-y0)=0
,
所以ty0=
4
3
(x0-3)

因?yàn)辄c(diǎn)Q(x0,y0)在雙曲線E上,所以
x02
5
-
y02
4
=1
,即y02=
4
5
(
x
2
0
-5)

所以kPQkOQ=
y0-t
x0-
5
3
y0
x0
=
y
2
0
-ty0
x
2
0
-
5
3
x0
=
4
5
(
x
2
0
-5)-
4
3
(x0-3)
x02-
5
3
x0
=
4
5

所以直線PQ與直線OQ的斜率之積是定值
4
5

(3)證明:設(shè)點(diǎn)H(x,y),且過點(diǎn)P(
5
3
 ,1)
的直線l與雙曲線E的右支交于不同兩點(diǎn)M(x1,y1),N(x2,y2),則4x12-5y12=20,4x22-5y22=20,即y12=
4
5
(x12-5)
,y22=
4
5
(x22-5)

設(shè)
|PM|
|PN|
=
|MH|
|HN|
,則
PM
PN
 
MH
HN
.

(x1-
5
3
 ,y1-1)=λ(x2-
5
3
 ,y2-1) 
(x-x1 ,y-y1)=λ(x2-x ,y2-y).

整理,得
x1x2=
5
3
 (1-λ),①
y1y2=1-λ,②
x1x2=x(1+λ) ,③ 
y1y2=y(1+λ).,④

由①×③,②×④得
x12-λ2x22=
5
3
(1-λ2)x ,⑤
y12-λ2y22=(1-λ2)y.,⑥

y12=
4
5
(x12-5)
,y22=
4
5
(x22-5)
代入⑥,
y=
4
5
×
x12-λ2x22
1-λ2
-4
.                         ⑦
將⑤代入⑦,得y=
4
3
x-4

所以點(diǎn)H恒在定直線4x-3y-12=0上.
點(diǎn)評:本小題主要考查直線的斜率、雙曲線的方程、直線與圓錐曲線的位置關(guān)系等知識,考查數(shù)形結(jié)合、化歸與轉(zhuǎn)化、函數(shù)與方程的數(shù)學(xué)思想方法,以及推理論證能力和運(yùn)算求解能力.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

P是圓O:x2+y2=4上的動點(diǎn),過P作x軸的垂線,垂足為Q,若PQ中點(diǎn)M的軌跡記為Γ.
(1)求Γ的方程;
(2)若直線l:y=kx+3與曲線Γ相切,求直線l被圓O截得的弦長.

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

若點(diǎn)A(1,2)是拋物線C:y2=2px(p>0)上一點(diǎn),經(jīng)過點(diǎn)B(5,-2)的直線l與拋物線C交于P,Q兩點(diǎn).
(Ⅰ)求證:
PA
QA
為定值;
(Ⅱ)若點(diǎn)P,Q與點(diǎn)A不重合,問△APQ的面積是否存在最大值?若存在,求出最大值;若不存在,請說明理由.

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

已知橢圓C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的離心率為e=
2
2
,以原點(diǎn)為圓心,橢圓短半軸長為半徑的圓與直線x-y+
2
=0相切.
(Ⅰ)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(Ⅱ)設(shè)F1(-1,0),F(xiàn)2(1,0),若過F1的直線交曲線C于A、B兩點(diǎn),求
F2A
F2B
的取值范圍.

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

設(shè)公差為d(d≠0)的等差數(shù)列{an}與公比為q(q>0)的等比數(shù)列{bn}有如下關(guān)系:a1=b1,a3=b3,a7=b5
(Ⅰ)比較a15與b7的大小關(guān)系,并給出證明.
(Ⅱ)是否存在正整數(shù)m,n,使得an=bm?若存在,求出m,n之間所滿足的關(guān)系式;若不存在,請說明理由.

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

在平面直角坐標(biāo)系xoy中,已知F1,F(xiàn)2分別是橢圓G:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的左、右焦點(diǎn),橢圓G與拋物線y2=-4x有一個(gè)公共的焦點(diǎn),且過點(diǎn)(-
6
2
,1
).
(Ⅰ)求橢圓G的方程;
(Ⅱ)設(shè)點(diǎn)P是橢圓G在第一象限上的任一點(diǎn),連接PF1,PF2,過P點(diǎn)作斜率為k的直線l,使得l與橢圓G有且只有一個(gè)公共點(diǎn),設(shè)直線PF1,PF2的斜率分別為k1,k2,試證明
1
kk1
+
1
kk2
為定值,并求出這個(gè)定值;
(Ⅲ)在第(Ⅱ)問的條件下,作F2Q⊥F2P,設(shè)F2Q交l于點(diǎn)Q,證明:當(dāng)點(diǎn)P在橢圓上移動時(shí),點(diǎn)Q在某定直線上.

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知M(0,
3
),N(0,-
3
),平面上一動點(diǎn)P滿足|PM|+|PN|=4,記點(diǎn)P的軌跡為P.
(1)求軌跡P的方程;
(2)設(shè)過點(diǎn)E(0,1)且不垂直于坐標(biāo)軸的直線l1:y=kx+b1與軌跡P相交于A,B兩點(diǎn),若y軸上存在一點(diǎn)Q,使得直線QA,QB關(guān)于y軸對稱,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);
(3)是否存在不過點(diǎn)E(0,1),且不垂直坐標(biāo)軸的直線l,它與軌跡P及圓E:x2+(y-1)2=9從左到右依次交于C,D,F(xiàn),G四點(diǎn),且滿足
.
ED
-
.
EC
=
.
EG
-
.
EF
?若存在,求出當(dāng)△OCG的面積S取得最小值時(shí)k2的值;若不存在,請說明理由.

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

如圖,雙曲線的中心在坐標(biāo)原點(diǎn)O,A,C分別是雙曲線虛軸的上下頂點(diǎn),B是雙曲線的左頂點(diǎn),F(xiàn)為雙曲線的左焦點(diǎn),直線AB與FC相交于點(diǎn)D.若雙曲線的離心率為2,則∠BDF的余弦值是
 

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

設(shè)經(jīng)過拋物線C的焦點(diǎn)的直線l與拋物線C交于A、B兩點(diǎn),那么拋物線C的準(zhǔn)線與以AB為直徑的圓的位置關(guān)系為( 。
A、相離B、相切
C、相交但不經(jīng)過圓心D、相交且經(jīng)過圓心

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案