本题导读

本题考查双曲线的标准方程与几何性质、圆的切线方程。核心在于正确理解题意并选用恰当方法求解。

📌【题干】

Question

(2009年北京卷(理)) 已知双曲线 的离心率为 ,右准线方程为 .

(1) 求双曲线 的方程;

(2) 设直线 是圆 上动点 处的切线, 与双曲线 交于不同的两点 ,证明 的大小为定值.

🔍【思路分析】

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  1. 第一问:由离心率 和右准线公式 联立,求出 ,再由 得到双曲线的标准方程。
  2. 第二问:写出圆在点 处的切线方程 ,并结合 。将其与双曲线方程联立,消去 得到关于 的一元二次方程。利用韦达定理表示出 与 ,进而计算 。若数量积为 0,则 为直角。

✅【答案】

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(1)

(2) (定值)

✍【详细解析】

Abstract

解:(1)由题意,双曲线 的离心率 。 其右准线方程为 。 联立两式得: 。因为 ,解得 。 从而 ,则 。 故双曲线 的方程为 。

(2)证明:因为点 在圆 上,所以 。 圆 在点 处的切线 的方程为: 。 设 。将直线 的方程变形为 ,代入双曲线方程 中得: 整理为关于 的一元二次方程: 将 代入上式系数中,化简得: 由韦达定理可得: 依据直线的特征,可计算两交点纵坐标的乘积: 将韦达定理代入分子中: 因为 ,所以: 计算向量 与 的数量积: 因为 ,所以 ,即 。 故 的大小为定值 (或 )。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:双曲线特征参数与几何性质;圆的切线代数方程公式;一元二次方程根与系数的关系的应用。
  2. 核心方法:整体代入法。在处理含有 的双变量时,及时利用 进行消元,能够使最后的代数分式实现因式约分。
  3. 避坑指南:联立后的多项式较为繁琐,计算 的分子时切忌盲目展开,保持因式分解的形态更易于与分母的 进行约分消项。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题依托于经典的“正交弦与二次曲线”模型。在高等几何中,若从原点向二次曲线引两条互相垂直的切线,其切点的几何连线或对应圆的割线具有特定的角度不变性。
  2. 结论推广:对于双曲线 ,若直线 始终与圆 相切且与双曲线交于 两点,则两交点对原点的张角 恒为 。

🔗【关联脉络】

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