Question

已知點(diǎn)、為雙曲線：的左、右焦點(diǎn)，過作垂直于軸的直線，在軸上方交雙曲線于點(diǎn)，且．圓的方程是．
（1）求雙曲線的方程；
（2）過雙曲線上任意一點(diǎn)作該雙曲線兩條漸近線的垂線，垂足分別為、，求的值；
（3）過圓上任意一點(diǎn)作圓的切線交雙曲線于、兩點(diǎn)，中點(diǎn)為，求證：．

Answer 1

(1) ；(2)；(3)證明見解析．

試題分析：(1)從雙曲線方程中發(fā)現(xiàn)只有一個(gè)參數(shù)，因此我們只要找一個(gè)關(guān)系式就可求解，而這個(gè)關(guān)系式在中，，，，通過直角三角形的關(guān)系就可求得；(2)由(1)知雙曲線的漸近線為，這兩條漸近線在含雙曲線那部分的夾角為鈍角，因此過雙曲線上的點(diǎn)作該雙曲線兩條漸近線的垂線，為銳角，這樣這題我們只要認(rèn)真計(jì)算，設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為，由點(diǎn)到直線距離公式求出距離，利用兩條直線夾角公式求出，從而得到向量的數(shù)量積；(3)首先 等價(jià)于，因此設(shè)，我們只要證，而可以由切線的方程與雙曲線方程聯(lián)立方程組得到，再借助切線方程得到，驗(yàn)證下是否有，注意上述情形是在時(shí)進(jìn)行的，而時(shí)，切線為或，直接驗(yàn)證即可．
試題解析：（1）設(shè)的坐標(biāo)分別為
因?yàn)辄c(diǎn)在雙曲線上，所以，即，所以 
在中，，，所以           2分
由雙曲線的定義可知：
故雙曲線的方程為：                                     4分
（2）由條件可知：兩條漸近線分別為        5分
設(shè)雙曲線上的點(diǎn)，設(shè)兩漸近線的夾角為，則
則點(diǎn)到兩條漸近線的距離分別為   7分
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824034443270659.png" style="vertical-align:middle;" />在雙曲線：上，所以
又，
所以        10分
（3）由題意，即證：。
設(shè)，切線的方程為：                   11分
①當(dāng)時(shí)，切線的方程代入雙曲線中，化簡得：

所以：
又  13分
所以            15分
②當(dāng)時(shí)，易知上述結(jié)論也成立． 所以        16分
綜上，，所以．