已知双曲线C的渐近线方程为y=±3x,右焦点F(c,0)到渐近线的距离为3.(1)求双曲线C的方程;(2)过F作斜率为k的直线l交双曲线于A、B两点,线段AB的中垂线交x轴于D,求证:|AB||FD|为定值.

问题描述:

已知双曲线C的渐近线方程为y=±

3
x,右焦点F(c,0)到渐近线的距离为
3

(1)求双曲线C的方程;
(2)过F作斜率为k的直线l交双曲线于A、B两点,线段AB的中垂线交x轴于D,求证:
|AB|
|FD|
为定值.

(1)设双曲线方程为3x2-y2=λ(λ>0)…(2分)
由题知c=2,∴

λ
3
+λ=4,∴λ=3…(4分)
∴双曲线方程为:x2
y2
3
=1
…(5分)
(2)设直线l的方程为y=k(x-2)代入x2
y2
3
=1

整理得(3-k2)x2+4k2x-4k2-3=0…(6分)
设A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点P(x0,y0
x0=−
2k2
3−k2
,代入l得:y0
−6k
3−k2
…(7分)
|AB|=
1+k2
|x1x2|=…=
6(k2+1)
|3−k2|
…(8分)
AB的垂直平分线方程为y=−
1
k
(x+
2k2
3−k2
)−
6k
3−k2
…(9分)
令y=0得xD
−8k2
3−k2
…(10分)
|FD|=|
−8k2
3−k2
−2|=|
−6(1+k2)
3−k2
|=
6(1+k2)
|3−k2|
…(11分)
|AB|
|FD|
=1
为定值.…(12分)
答案解析:(1)由渐近线方程为y=±
3
x
,可设双曲线方程为3x2-y2=λ(λ>0),由题知c=2,代入可求双曲线方程
(2)设直线l的方程为y=k(x-2)代入x2
y2
3
=1
,整理得(3-k2)x2+4k2x-4k2-3=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点P(x0,y0)则利用方程的根与系数的关系可求x0,y0.利用弦长公式可表示AB,然后由AB的垂直平分线方程可求D的坐标,进而求出FD,从而可求
考试点:直线与圆锥曲线的综合问题.

知识点:本题主要考查了由双曲线的性质求解双曲线的方程,直线与曲线相交求解弦长,解题中要善于应用两直线垂直得斜率之间的关系.