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2014年普通高等学校招生全国统一考试(福建卷):理数第19题

  2016-10-30 09:16:28  

(2014福建卷计算题)

(本小题满分13分)

已知双曲线)的两条渐近线分别为

(Ⅰ)求双曲线的离心率;

(Ⅱ)如图,为坐标原点,动直线分别交直线两点(分别在第一、四象限),且的面积恒为。试探究:是否存在总与直线有且只有一个公共点的双曲线?若存在,求出双曲线的方程;若不存在,说明理由。

【出处】
2014年普通高等学校招生全国统一考试(福建卷):理数第19题
【答案】

解法一:

(Ⅰ)因为双曲线的渐近线分别为,所以,所以,故,从而双曲线的离心率

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,双曲线的方程为。设直线轴相交于点。当轴时,若直线与双曲线有且只有一个公共点,则,又因为的面积为,所以,因此,解得,此时双曲线的方程为

若存在满足条件的双曲线,则的方程只能为

以下证明:当直线不与轴垂直时,双曲线也满足条件。

设直线的方程为,依题意,得,则。记。由,同理得。由,即。由。因为,所以,又因为,所以,即与双曲线有且只有一个公共点。

因此,存在总与直线有且只有一个公共点的双曲线,且的方程为

解法二:

(Ⅰ)因为双曲线的渐近线分别为,所以,所以,故,从而双曲线的离心率

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,双曲线的方程为。设直线的方程为。依题意得。由,同理得。设直线轴相交于点,则。由,得,所以。由。因为,直线与双曲线有且只有一个公共点当且仅当,即,即,即,所以,因此存在总与直线有且只有一个公共点的双曲线,且的方程为

解法三:

(Ⅰ)因为双曲线的渐近线分别为,所以,所以,故,从而双曲线的离心率

(Ⅱ)当直线不与轴垂直时,设直线的方程为。依题意得。由,因为,所以,又因为的面积为,所以,又易知,所以,化简得。所以,即。由(Ⅰ)得双曲线得方程为,由,因为,直线与双曲线有且只有一个公共点当且仅当,即,所以,所以双曲线的方程为

轴时,由得面积等于可得,又易知与双曲线有且只有一个公共点。

综上所述,存在总与直线有且只有一个公共点的双曲线,且的方程为

【解析】

本题主要考查双曲线的方程与性质。

(Ⅰ)根据双曲线的渐近线与双曲线方程中的关系,求得的关系,进而求得离心率;

(Ⅱ)通过联立双曲线方程和直线方程,得一元二次方程,根据其判别式求得双曲线方程。

【考点】
曲线与方程


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